可修改数字声频信号的声频信号处理电路

摘要

一种声频信号处理电路，其包含一分析器、一位流缓冲器、一声频信号处理器、一第一缓冲器、一IEC猝发电路以及一数字接口。该声频信号处理电路使用该分析器将媒体中的数据读出并暂存于该位流缓冲器。该声频信号处理器包含一位流修复电路，用来检测由该位流缓冲器传来的位流并将其修复为符合一预定的标准规格。修改后的数据暂存于该第一缓冲器中，使用该IEC猝发电路在存储于该第一缓冲器中的数据前加入一猝发前同步码经由该数字接口输出。

说明书

技术领域

本发明提供一种声频信号处理电路，尤其指一种可修改数字声频信号(digital audio signal)的声频信号处理电路。本发明的声频信号处理电路可以使用于光盘播放机中。

先前技术

请参考图1，图1为IEC 60958的数据猝发(data-bursts)格式的示意图。IEC 61937为定义非线性脉冲码调制(pulse-code modulation，PCM)编码声频信号位流的接口规格，而该编码声频信号位流使用IEC 60958的规格。IEC60958接口的格式是由一连串的IEC 60958子帧(subframe)所组成，每一个IEC 60958子帧通常用来运送非线性脉冲码调制样本，但也可能用来传输数据。每一子帧包含数据猝发以及填补。不同子帧中的数据猝发大小可能不同，而填补的作用即是为了维持每一子帧的大小为一特定值。每一个数据猝发由猝发前同步码(burst-preamble)之后接着猝发载量(burst-payload)组成，其中猝发前同步码包括Pa、Pb、Pc及Pd四个16位的字，Pa及Pb为同步字、Pc为猝发载量的相关数据，Pc为位流数目，而猝发载量的内容为编码声频信号帧的数据。

请参考图2，图2为公知光盘播放机中声频信号处理电路10结构的示意图。声频信号处理电路10包含一分析器12，一位流缓冲器14，一声频信号处理器16，一第二缓冲器18，一数字/模拟转换器20，一IEC猝发电路22，以及一数字接口24。一光盘片26置入光盘播放机后，经过伺服器(未图示)读取数据，分析器12会将读出光盘片26中的数字数据暂存于位流缓冲器14，接着声频信号处理器16会将存储于位流缓冲器14中的数字数据解码成为脉冲码调制编码，并将解码后的脉冲码调制编码暂存于第二缓冲器18，最后由数字/模拟转换器20将存储于第二缓冲器18的脉冲码调制编码转换成模拟讯号作为输出。由于使用者可能不想使用本光盘播放机内部的声频信号处理电路，而希望使用更专业的解码/扩大机装置来做数字声频信号的处理，因此评价光盘播放机中的声频信号处理电路10除了提供上述的解码程序来播放光盘片26中的数字声频信号数据之外，也可以通过数字接口24连接至后级的解码/扩大机装置28。光盘播放机通过数字接口24将光盘播放机由光盘片26中所读出的数字声频信号数据不进行解码、改而转换成特定的数字声频信号格式(例如：IEC 61937/IEC 60958声频信号格式)之后，传输至光盘播放机外部的解码/扩大机装置28，以供解码/扩大机装置28对该数字数据进行处理。然而通过数字接口24传送于光盘播放机及解码/扩大机装置28之间的数据必须符合IEC 61937/IEC 60958的规格，否则解码/扩大机装置28便无法对该数字数据进行解码，所以使用数字接口24来连接光盘播放机及解码/扩大机装置28时，光盘片26中的数字数据会先由分析器12读出并暂存于位流缓冲器14，为使输出至数字接口24的数字数据成为IEC 60958的规格，在存储于位流缓冲器14中的数字数据传送至数字接口24之前，使用IEC猝发电路22将位流分成适当大小的猝发载量、加上猝发前同步码、再加上适当大小的填补，使原始的声频信号位流符合IEC 60958的规格，再将位流经由数字接口24输出至解码/扩大机装置28。

由上述可知，声频信号处理电路10会先将由光盘片26中读出的数字数据暂存于位流缓冲器14之中，而存储于位流缓冲器14的数字数据由声频信号处理器16解码成脉冲码调制编码后暂存于第二缓冲器18，再使用数字/模拟转换器20将存储于第二缓冲器18中的脉冲码调制编码转换成模拟讯号输出。此外，光盘播放机也可以通过声频信号处理电路10内部的数字接口24连接解码/扩大机装置28，而存储于位流缓冲器14的数字数据经由IEC猝发电路22在每一批数据经过适当的处理转换成为IEC 60958的规格后，传送至数字接口24输出至解码/扩大机装置28进行解码及放大讯号。然而IEC猝发电路22仅是直接将存储于位流缓冲器14中的每一批数据做格式转换，并未检查数据本身的内容，因此不完全符合数字音乐规格的数据(例如：由欠佳的声频信号编码软件、硬件所编制而成的声频信号位流)也会同样的经由数字接口24输出至解码/扩大机装置28，造成解码/扩大装置28接收到含有不尽符合数字声频信号规格的数据时产生无法解码或爆音的现象。

其他相关的技术可以参考美国专利5,794,181、美国专利5,884,048、美国专利6,272,153、美国专利6,128,579、美国专利6,122,619。

发明内容

因此本发明的主要目的是提供一种可修改数字声频信号的装置及方法，以解决上述问题。

本发明的较佳实施例中提供一种声频信号处理电路，其包括一分析器，用来读取媒体中的原始数据；一位流缓冲器，连接于该分析器，用来暂存该分析器所读取数据的位流；一声频信号处理器，连接于该位流缓冲器，该声频信号处理器包含一位流修复电路，用来检测由该位流缓冲器传来的位流并将其修复为符合一预定的标准规格；一第一缓冲器，连接于该声频信号处理器，用来暂存该位流修复电路修改后的位流；一IEC猝发电路，连接于该第一缓冲器，用来将位流分成适当大小的猝发载量、加上猝发前同步码、再加上适当大小的填补，使原始的声频信号位流符合IEC 60958的规格；以及一数字接口，连接于该IEC猝发电路，用来输出由该IEC猝发电路传来的位流。

附图说明

图1为IEC 60958的数据猝发(data-bursts)格式的示意图。

图2为公知光盘播放机结构的示意图。

图3为本发明实施例的光盘播放机结构的示意图。

图4为使用本发明实施例的声频信号处理电路修正位流的流程图。

图5为使用本发明实施例的声频信号处理电路改变解码/扩大机装置的解码方式的流程图。

图6为使用本发明实施例的声频信号处理电路检查位流错误的示意图。

附图符号说明

10公知声频信号处理电路        12分析器

14位流缓冲器                  16声频信号处理器

18第二缓冲器                  20数字/模拟转换器

22 IEC猝发电路                24数字接口

26光盘片                      28解码/扩大机装置

30本发明实施例的声频信号处理电路

32声频信号处理器              34解码电路

36位流修复电路                38第一缓冲器

具体实施方式

请参考图3，图3为本发明一较佳实施例中，光盘播放机结构的示意图。为方便说明，图3与图1中相同的元件有相同的功能并且使用相同的标号。声频信号处理电路30包含一分析器12，一位流缓冲器14，一声频信号处理器32，一第二缓冲器18，一数字/模拟转换器20，一第一缓冲器38，一IEC猝发电路22，以及一数字接口24。声频信号处理器32包含一解码电路34以及一位流修复电路36。光盘片26置入声频信号处理电路30后，分析器12会读出光盘片26中的数字数据并暂存于位流缓冲器14，接着声频信号处理器32的解码电路34会将存储于位流缓冲器14中的数字数据解码成为脉冲码调制编码，并将解码后的脉冲码调制编码暂存于第二缓冲器18，最后由数字/模拟转换器20将存储于第二缓冲器18的脉冲码调制编码转换成模拟讯号作为输出。本实施例声频信号处理电路30同样也提供一般的解码程序来播放光盘片26中的数字声频信号数据，但与公知技术不同的是，当光盘播放器连接解码/扩大机装置28时，声频信号处理电路30先使用声频信号处理器32的位流修复电路36来检查、并修复存储于位流缓冲器14中的数字数据，并将通过检查、或是修复完成的位流修复电路36检查的数据暂存于第一缓冲器38中，再以IEC猝发电路22整理数字声频信号数据的格式、使其成为IEC 60958的规格后，传送至数字接口24输出。

请参考图4，图4为本实施例声频信号处理电路30修正位流的流程图。存储在位流缓冲器14中的每一批数据前面都会有同步字来作为每一批数据的分隔，当数据内容没有发生错误而只是产生了位移、导致其格式未能完全符合数字声频信号规格要求时，如果没有去检查每一批数据的同步字就直接将数据做格式转换以及输出，可能会使解码/扩大机装置28发生解码错误而产生爆音。例如对于MPEG声频信号而言，同步字为指定的位组，其值为0xfff，为防止产生上述因位移所产生的错误，声频信号处理电路30在将数据由位流缓冲器14传送至IEC猝发电路22前，会先使用声频信号处理器32的位流修复电路36来检查数据，再将修正后的数据暂存于第一缓冲器38，尔后才做格式转换以及输出。

检查的步骤如下：

步骤110：找出位流缓冲器14中的同步字，并设定指标sft＝0，进行步骤120；

步骤120：检查同步字是否为指定的位组，是则进行步骤130，否则进行步骤140；

步骤130：将位流缓冲器14中的位流复制到第一缓冲器38并偏移sft个位，结束此位流检查，由步骤110开始，进行下一个位流的检查；

步骤140：设定指标sft＝sft+1，表示检查出一个位的偏移量，进行步骤150；

步骤150：将同步位左移一个位后，最高位舍去，并补进一个最低位，回到步骤120。

位流在经过上述步骤处理后，可消除不正确的位移，经过声频信号处理器32的位流修复电路36的检查后的位流暂存于第一缓冲器38，最后使用IEC猝发电路22整理数字声频信号数据的格式后经由数字接口24传输至解码/扩大机装置28。如此一来就可以增加声频信号处理电路30及解码/扩大机装置28之间的相容性。

请参考图5，图5为使用本发明第二实施例中，声频信号处理电路30改变解码/扩大机装置28的解码方式的流程图。在某些情形下，可能因为解码/扩大机装置28的设计不良，造成无法正确地对由声频信号处理电路30所传来的数据作解码，这时候声频信号处理电路30便可利用声频信号处理器32的位流修复电路36来改变由光盘片26中读出的数据内容，使得解码/扩大机装置28能够正常的运作。例如在MPEG声频信号中，有一个2位的字段(field)称为模式(mode)，模式字段记录着该声频信号的播放效果，通常可分为单声(mono)、双声(dual mono)以及立体声(stereo)三种模式，其中单声代表只有一个声道有声音，双声和立体声则是两个声道播放不同的声音，使声音有立体感。部分解码/扩大机装置28无法正确辨识双声模式，因此该些解码/扩大机装置28虽然可以正确地以单声道播放单声模式，以双声道播放立体声模式，但是当模式字段为双声时，却往往以单声道来播放，使用者很容易感觉到光盘播放机与该解码/扩大机装置28可能有相容性的问题。本实施例中的声频信号处理电路30可以使用声频信号处理器32的位流修复电路36将来自光盘片26数据中的模式字段由双声改成立体声，如此一来，这些解码/扩大机装置28就能以双声道播放双声的光盘片26数据。由于绝大部分的解码/扩大机装置28都可以正确辨识双声道模式，因此经由本实施例的数字声频信号处理，本光盘播放机与各式解码/扩大机装置28之间的相容性就获得了改善。声频信号处理器32的位流修复电路36改变模式字段的步骤如下：

步骤210：找出位流缓冲器14中数据位流的同步字，将同步字复制到第一缓冲器38中；

步骤220：撷取位流直到找到模式的字段，将由位流缓冲器14取得的数据存储于第一缓冲器38；

步骤230：分析来自位流缓冲器14中模式字段的数据；

步骤240：改变原来的模式成为新的模式，将新的模式数据存储于第一缓冲器38中；

步骤250：撷取剩余的位流直到位流结束，将由位流缓冲器14取得的数据存储于第一缓冲器38。

除了更改模式字段之外，声频信号处理器32的位流修复电路36也可以用在版权的管理上，一般的版权可分为不可复制(no copy)、可复制(copyalways)以及可复制一次(copy once)。当光盘片26的版权字段为不可复制时，光盘片26仅能用来读取播放。当光盘片26的版权字段为可复制时，则光盘片26可被复制使用。若是光盘片26的版权字段为可复制一次时，则在第一次复制使用之后，声频信号处理器32的位流修复电路36就会将版权字段更改成不可复制。

请参考图6，图6为本发明第三实施例中，声频信号处理电路30检查位流错误的示意图。声频信号处理器32的位流修复电路36的另一项功能就是检查数据位流中是否含有错误，声频信号处理电路30使用分析器12将光盘片26中的数据读出暂存于位流缓冲器14后，位流修复电路36就会对其中的数据位流中的每个字段作检查，如图6所示，首先找出位流的同步字，接着逐项检查首标(header)、附属信息(side information)、尺度因子(scale factor)、声频信号样本(audio sample)、以及补充数据(ancillary data)等字段，当检查出任何一个字段的数据内容含有错误时，位流修复电路36会尝试修复，若修复成功后就将数据暂存于第一缓冲器38中，接着继续检查下一个字段，若无法修复成功，则舍弃这批数据位流而开始下一批数据位流的检查，换句话说，位流修复电路36不会让任何含有错误的数据通过，因为对于解码/扩大机装置28而言、以及考虑到使用者的聆听感受，数据遗失所造成的无声要比数据错误所造成的爆音对声音品质的影响来得轻微的多。

由上述可知，本发明声频信号处理电路30除了提供一般的解码程序来播放光盘片26中的数字数据外，并且在声频信号处理器32中加入位流修复电路36，用来处理暂存于位流缓冲器14中的数字数据，包含修正位流的位移，修改位流中的数据内容，检查位流中的数据内容并尝试修复等功能，位流缓冲器14中的数据经过声频信号处理器32的位流修复电路36处理后暂存于第一缓冲器38，再由IEC猝发电路22加入猝发前同步码成为IEC 60958的规格，通过数字接口24将数据传输至解码/扩大机装置28，如此可增加声频信号处理电路30及解码/扩大机装置28之间的相容性。

与公知技术相比较，公知声频信号处理电路在使用数字接口来连接至解码/扩大机装置时，直接使用IEC猝发电路将存储于位流缓冲器的数字数据转换成为IEC 60958的规格，接着就由数字接口输出至解码/扩大机装置，由于IEC猝发电路并未检查存储于位流缓冲器中数字数据的内容，造成含有错误、或不完全符合规格的数据也被传送至解码/扩大机装置，导致解码/扩大机装置无法解码或产生爆音的现象。本发明声频信号处理电路在使用数字接口来连接至解码/扩大机装置时，会先使用声频信号处理器的位流修复电路来处理位流缓冲器中的数据并暂存于第一缓冲器，再由IEC猝发电路将存储于第一缓冲器的数据转换成为IEC 60958的规格，如此可除去含有错误的数据位流、或修正原本不完全符合规格的声频信号数据，使解码/扩大机装置可以正确的对数字声频信号数据解码，增加相容性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求书所做的等效变化与修改，皆应属本发明的涵盖范围。