一种精准的音频延时播放方法及装置、芯片与流程

本发明涉及音频数据处理领域，尤其涉及一种精准的音频延时播放方法及装置、芯片。

背景技术：

1、随着蓝牙技术的发展，蓝牙耳机因具有较好的便携性和易用性因而被大众广泛使用，蓝牙耳机双通道立体声同步体验变得非常关键。但是一般的蓝牙耳机直接连接设备，使用蓝牙标准协议通信，延时往往比较高，对于一些需要低延时的特殊环境，并不太适用。这种情况下，使用dongle模块作为中继站的低延时系统应运而生，其具有使用简单、方便快捷的特点。但设备通过dongle模块进行无线数据传输时，由于时钟差异以及整条通路的延时不稳定等，容易出现播放卡顿等问题。

技术实现思路

1、基于上述现状，本发明的主要目的在于提供一种解决播放卡顿问题的精准的音频延时播放方法及装置、芯片。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、本发明提供一种精准的音频延时播放方法，所述方法包括：

4、步骤s100：dongle端接收设备端传输的音频数据，并将首次接收所述音频数据的时间设置为初始时间；

5、步骤s200：所述音频数据经第一变采样模块处理后得到pcm数据；

6、步骤s300：所述pcm数据进行编码生成编码数据，每一帧所述编码数据生成有对应的时间戳信息；首帧所述编码数据的所述时间戳信息设置为所述初始时间，下一帧所述编码数据的所述时间戳信息设置为上一帧所述编码数据的所述时间戳信息对应的时间加时长t，所述时长t为上一帧所述编码数据消耗的时间；

7、步骤s400：所述编码数据及其对应的所述时间戳信息从所述dongle端发送给蓝牙装置端；

8、步骤s500：在所述蓝牙装置端解码所述编码数据得到解码数据，每一帧所述解码数据有对应的所述时间戳信息；

9、步骤s600：所述解码数据经第二变采样模块处理后，发送给dac模块进行数模转换后播出；

10、其中，所述第一变采样模块的输出采样率根据δt时间内产生的pcm数据量以及编码消耗数据量的差异进行周期性调整；所述第二变采样模块的输出采样率根据所述解码数据的期望播放时间和预计实际播放时间差异进行调整；所述期望播放时间等于所述时间戳信息对应的时间与预设延迟时间之和。

11、优选地，所述第一变采样模块的输出采样率根据δt时间内产生的pcm数据量以及编码消耗数据量的差异进行周期性调整包括：

12、步骤ta：计算δt时间内产生的所述pcm数据量pcm_frame；

13、步骤tb：计算δt时间内的所述编码消耗数据量bt_frame；

14、步骤tc：将所述第一变采样模块的输出采样率调整为target_sample_rate；

15、其中，target_sample_rate＝第一变采样模块的当前输出采样率+(bt_frame–pcm_frame)/δt。

16、优选地，所述δt时间内产生的所述pcm数据量pcm_frame计算方式为：

17、pcm_frame＝usb_frame–src_in_frame+src_out_f；

18、其中，usb_frame为δt时间内接收到的所述音频数据的数据量，src_in_frame和src_out_f分别为δt时间内所述第一变采样模块输入和输出的数据量；

19、所述δt时间内的所述编码消耗数据量bt_frame等于δt*编码采样率。

20、优选地，所述第一变采样模块的输出采样率调节幅度为0-1。

21、优选地，设置一基础时间，所述基础时间的初始值为首次接收音频数据的时间，以所述基础时间为起点计算δt时间，并在达到δt时间时将所述基础时间更新为当前时间。

22、优选地，所述第一变采样模块和所述第二变采样模块采用取样频率转换算法进行采样率的调整。

23、优选地，所述预计实际播放时间real_play_time计算方式为：

24、real_play_time＝current_time+pcm_remain/sample_rate；

25、其中，current_time为当前时间，pcm_remain为所述蓝牙装置端中未播放的所述解码数据的数据量；sample_rate为所述dac模块的采样率；

26、所述预计实际播放时间小于所述期望播放时间时，所述第二采样模块的输出采样率增大；反之，则减小。

27、优选地，所述第二变采样模块的输出采样率根据所述解码数据的期望播放时间和预计实际播放时间进行调整包括:

28、计算所述预计实际播放时间real_play_time和期望播放时间expect_time差所对应的数据量play_diff_sample为：

29、play_diff_sample＝(real_play_time–expect_time)*sample_rate

30、根据所述数据量play_diff_sample调整所述第二变采样模块的输出采样率。

31、本发明还提供一种精准的音频延时播放装置，所述装置包括dongle模块和蓝牙装置；

32、所述dongle模块包括：

33、第一接收模块，用于接收设备端传输的音频数据；并将首次接收所述音频数据的时间设置为初始时间；

34、时钟同步模块，包括第一变采样模块及第一计算模块；所述第一变采样模块用于处理所述音频数据得到pcm数据；

35、编码模块，用于将所述pcm数据进行编码生成编码数据；

36、所述第一计算模块用于计算δt时间内产生的pcm数据量以及编码消耗数据量的差异；

37、时间戳信息生成模块，用于生成每一帧所述编码数据的时间戳信息；首帧所述编码数据的所述时间戳信息设置为所述初始时间，下一帧所述编码数据的所述时间戳信息设置为上一帧所述编码数据的所述时间戳信息对应的时间加时长t，所述时长t为上一帧所述编码数据消耗的时间；

38、发送模块，用于将所述编码数据及其对应的所述时间戳信息发送给所述蓝牙装置；

39、所述蓝牙装置包括：

40、第二接收模块，用于接收所述dongle模块传输过来的所述编码数据及其对应的所述时间戳信息；

41、解码模块，用于解码所述编码数据得到解码数据，每一帧所述解码数据有对应的所述时间戳信息；

42、同步播放控制模块，包括第二采样模块及第二计算模块；所述第二变采样模块用于处理所述解码数据；所述第二计算模块用于计算所述解码数据的期望播放时间和预计实际播放时间差异；

43、dac模块，用于将经过所述第二变采样模块处理的所述解码数据进行数模转换后播出；

44、其中，所述第一变采样模块的输出采样率根据所述第一计算模块的计算结果进行周期性调整；所述第二变采样模块的输出采样率根据所述第二计算模块的计算结果进行调整；所述期望播放时间等于所述时间戳信息对应的时间与预设延迟时间之和。

45、优选地，所述第一计算模块进一步包括：

46、pcm数据量计算模块，用于计算δt时间内产生的所述pcm数据量pcm_frame；

47、编码消耗数据量计算模块，用于计算δt时间内的所述编码消耗数据量bt_frame；

48、其中，pcm_frame＝usb_frame–src_in_frame+src_out_f；

49、usb_frame为δt时间内接收到的所述音频数据的数据量，src_in_frame和src_out_f分别为δt时间内所述第一变采样模块输入和输出的数据量；

50、所述δt时间内的所述编码消耗数据量bt_frame等于δt*编码采样率；

51、第一数据量差异计算模块，用于计算数据量差异w，w＝bt_frame–pcm_frame；

52、所述第一变采样模块包括用于将所述第一变采样模块的输出采样率调整为target_sample_rate的采样率调整模块；

53、target_sample_rate＝第一变采样模块的当前输出采样率+w/δt。

54、优选地，设置一基础时间，所述基础时间的初始值为首次接收视频数据的时间，以所述基础时间为起点起算δt时间，并在达到δt时间时将所述基础时间更新为当前时间。

55、优选地，所述第二计算模块进一步包括：

56、预计实际播放时间计算模块，用于计算所述预计实际播放时间real_play_time，

57、其中，real_play_time＝current_time+pcm_remain/sample_rate；

58、current_time为当前时间，pcm_remain为所述蓝牙装置中未播放的所述解码数据的数据量；sample_rate为所述dac模块的采样率；

59、第二数据量差异计算模块，用于计算所述预计实际播放时间real_play_time和期望播放时间expect_time差所对应的数据量play_diff_sample；

60、其中，play_diff_sample＝(real_play_time–expect_time)*sample_rate

61、根据所述数据量play_diff_sample调整所述第二变采样模块的输出采样率。

62、优选地，所述蓝牙装置为蓝牙耳机或蓝牙音箱。

63、优选地，所述第一变采样模块和所述第二变采样模块均为采用取样频率转换算法进行采样率调整的src模块。

64、本发明还提供芯片，包括如上所述的精准的音频延时播放装置；或包括存储有计算机程序的存储介质，该计算机程序被处理器执行时能实现如上所述的精准的音频延时播放方法。

65、本发明所提供的音频延时播放方法及装置、芯片消除了设备端与dongle端之间存在的时钟差异，在不引入额外延时的同时，实现了时钟同步；且对于数据从产生到播放的延时进行精确的控制，整条播放通路上的延时稳定，降低或消除播放卡顿发生的可能性。

66、本发明的其他有益效果，将在具体实施方式中通过具体技术特征和技术方案的介绍来阐述，本领域技术人员通过这些技术特征和技术方案的介绍，应能理解所述技术特征和技术方案带来的有益技术效果。