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TWI820529B - 揚聲器的信號處理方法和揚聲器電路 - Google Patents

揚聲器的信號處理方法和揚聲器電路 Download PDF

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TWI820529B
TWI820529B TW110144831A TW110144831A TWI820529B TW I820529 B TWI820529 B TW I820529B TW 110144831 A TW110144831 A TW 110144831A TW 110144831 A TW110144831 A TW 110144831A TW I820529 B TWI820529 B TW I820529B
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Abstract

本發明提供了一種揚聲器的信號處理方法和揚聲器電路。揚聲器的信號處理方法包括：接收多個封包，其中該多個封包對應於至少兩個音訊訊框，每一音訊訊框具有至少兩個封包，且每一封包具有指示該封包在多個封包中的順序的序號；對多個封包進行排序以生成重新排序的封包；以及將重新排序的封包輸出以重新生成至少兩個音訊訊框。通過本發明，可以無需丟棄許多具有不連續序號的封包，並且可以不間斷地播放高品質的聲音。

Description

揚聲器的信號處理方法和揚聲器電路
本發明關於揚聲器，更具體的，關於能夠提供高品質的聲音信號的揚聲器相關技術。
近來，電視(TV)可以將高品質音訊信號無線傳輸到揚聲器以播放高品質音樂。為了提供高品質的音訊信號，音訊信號可以不進行壓縮，從而可能需要將每個音訊訊框(audio frame)分成多個封包(packet)進行無線傳輸。例如，可以將對應於脈衝碼調制(pulse-code modulation，PCM)模式的音訊訊框分為兩個封包，對應於杜比模式(Dolby mode)的音訊訊框可以分為三個封包。關於音訊訊框的傳輸，封包必須按順序傳輸，即，如果音訊訊框被分成三個序號為'1'至'3'的封包，TV首先發送序號為'1'的封包，然後發送序號為'2'的封包，最後發送序號為'3'的封包。然後，揚聲器依次接收序號為'1'至'3'的封包以重新組成音訊訊框進行播放。
但是，由於某些原因，TV發送的封包可能順序錯誤，從而導致揚聲器無法正確組成音訊訊框。
有鑑於此，本發明的目的之一是提供揚聲器的信號處理方法和揚聲器電路，對從電視接收到的封包進行重新排序，以解決上述問題。
根據本發明的一個實施例，提供了一種揚聲器的信號處理方法，包括以下步驟：接收多個封包，其中該多個封包對應於至少兩個音訊訊框，每一音訊訊框具有至少兩個封包，且每一封包具有指示該封包在該多個封包中的順序的序號；對該多個封包進行排序以生成重新排序的封包；以及將該重新排序的封包輸出以重新生成該至少兩個音訊訊框。
根據本發明的另一個實施例，提供了一種揚聲器電路，包括無線通訊介面和處理電路。無線通訊介面用於接收多個封包，其中該多個封包對應於至少兩個音訊訊框，每一音訊訊框具有至少兩個封包，且每一封包具有指示該封包在該多個封包中的順序的序號。處理電路，對該多個封包進行排序以生成重新排序的封包；以及該處理電路將該重新排序的封包輸出以重新生成該至少兩個音訊訊框。
通過本發明對接收到的封包進行排序以生成重新排序的封包，無需丟棄許多具有不連續序號的封包，並且可以不間斷地播放高品質的聲音。
在閱讀了在各個附圖和附圖中示出的優選實施例的以下詳細描述之後，本發明的這些和其他目的對於本領域習知技藝者來說無疑將變得顯而易見。
110:TV
120:條形音箱
122:無線通訊介面
124:處理電路
126:記憶體
400~414:步驟
在附圖的圖中，通過示例而非限制的方式示出了本發明，在附圖中，相似的附圖標記指示相似的元件。當結合某實施例描述特定的特徵、結構或特性時，應當認為，結合其他實施例來實現這樣的特徵、結構或特性屬於本領域習知技藝者的知識範圍，不論是否沒有明確指示。
第1圖是示出根據本發明的一個實施例的TV和揚聲器的示意圖。
第2圖示出了接收封包的異常情況、重複情況和正常情況。
第3圖示出了接收封包的一種異常情況，其中連續音訊訊框中的封包亂序。
第4圖是根據本發明一個實施例的信號處理方法。
第5圖示出了根據本發明一實施例接收的封包具有重複的封包。
第6圖示出了根據本發明的一個實施例對接收的封包進行排序。
第7圖示出了根據本發明的一個實施例的第一排序情況。
第8圖示出了根據本發明的一個實施例的第二排序情況。
在說明書及申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。本領域習知技藝者應可理解，電子設備製造商可以會用不同的名詞來稱呼同一元件。本說明書及申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區別元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區別的基準。在通篇說明書及後續的申請專利範圍當中所提及的“包含”是開放式的用語，故應解釋成“包含但不限定於”。此外，“耦接”一詞在此是包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述第一裝置電性連接於第二裝置，則代表該第一裝置可直接連接於該第二裝置，或通過其他裝置或連接手段間接地連接至該第二裝置。
以下描述是為了說明本發明的一般原理，不應被理解為限制性的。本發明的範圍應通過參考所附申請專利範圍來確定。
第1圖是示出根據本發明的一個實施例的TV 110和揚聲器(在該實施例中，條形音箱(sound bar)120用作揚聲器)的示意圖。如第1圖所示，TV 110被配置為顯示圖像並且進一步向條形音箱120發送音訊訊框，以便條形音箱120播放聲音。在本實施例中，為了提供高品質的音訊信號，可以不對音訊信號進行壓縮，從而可能需要將每個音訊訊框分成若干個封包進行無線傳輸。例如，可以將與PCM模式對應的一個音訊訊框分成兩個封包，與杜比模式對應的一個音訊訊框可以分成三個封包。在條形音箱120接收到封包之後，條形音箱120重新生成音訊訊框。在本實施例中，TV 110和條形音箱120之間的無線傳輸符合典型的WIFI揚聲器連接(WIFI Speaker Connection，WSC)規範。
如背景技術所描述，理想情況下，封包必須按順序傳輸，但由於某些原因，TV 110發送的封包可能順序錯誤。第2圖示出了接收封包的異常情況、重複情況和正常情況。例如，參考第2圖，假設TV110向條形音箱120發送三個音訊訊框，其中第一音訊訊框被分成分別具有序號“1”至“3”的三個封包，第二音訊訊框被分成分別具有序號(SN)“4”至“6”的三個封包，並且第三音訊訊框被分成分別具有序號“7”至“9”的三個封包。理想情況下，具有序號“1”-“9”的封包被順序地發送到條形音箱120。然而，在異常情況下，條形音箱120接收的封包可能依次具有序號“3”、序號“1”和序號“2”。此外，在重複的情況下，一些封包可能會被重複發送，例如，條形音箱120可能會接收到對應於第二個音訊訊框的序號為“4”、“5”、“4”、“6”、“6”的五個封 包。另外，對於封包的傳輸，與同一音訊訊框對應的封包可以在5毫秒(ms)內發送，以及與同一音訊訊框對應的封包的傳輸時間可以為32ms(即，兩個音訊訊框之間的時間間隔可以為32ms)，然後此5ms和32ms僅僅是示例說明，也可以是其他的發送時間和時間間隔。
除了第2圖所示的異常情況之外，在連續的音訊訊框中封包也可能是亂序的，即，音訊訊框的一個封包可能與另一個音訊訊框的封包一起傳輸。第3圖示出了接收封包的一種異常情況，其中連續音訊訊框中的封包亂序。例如，參考第3圖，假設TV 110向條形音箱120發送三個音訊訊框，其中第一音訊訊框F1被分成具有序號“1”至“3”的三個封包(F1，P0)至(F1，P2)，第二音訊訊框F2被分成具有序號“4”至“6”的三個封包(F2，P0)至(F2，P2)，第三音訊訊框F3被分成具有序號“7”至“9”的三個封包(F3，P0)至(F3，P2)。在第3圖所示的異常情況下，條形音箱120在5ms內接收到的初始三個封包為(F1,P0)、(F1,P2)和(F2,P0)，接著條形音箱120在5ms內接收到的三個封包為(F2,P1)、(F2，P2)和(F1，P1)，條形音箱120在5ms內接收到的最後三個封包是(F3，P0)、(F3，P1)和(F3，P2)。
為了解決如第2圖和第3圖所示的異常情況，條形音箱120被設計為對接收的封包進行篩選和排序(sort)，使得條形音箱120能夠成功地重新生成音訊訊框。具體地，如第1圖所示，條形音箱120包括無線通訊介面122、處理電路124和用於存儲程式碼的記憶體126，其中處理電路124可以包括一個或多個處理器，記憶體126可以包括一種或多種類型的記憶體設備。處理電路124可從記憶體126中讀取程式碼並執行程式碼，以執行如第4圖所示的信號處理方法。如第4圖所示，在步驟400，流程開始，TV 110與條形音箱120建立連結。在步驟402， 處理電路124通過無線通訊介面122從TV 110接收封包。在步驟404，無線通訊介面122判斷當前封包是否為重複的封包，若是，則流程進入步驟406，丟棄當前的封包；如果不是，則流程進入步驟408。
關於重複封包的判斷，可將當前封包與先前封包進行比較，以確定當前封包是否為重複封包。第5圖示出了根據本發明一實施例接收的封包具有重複的封包。詳細地，參考第5圖，如果處理電路124已經接收到序號分別為'0x100'、'0x102'和'0x101'的封包(F1，P0)、(F1，P2)和(F1，P1)，並且當前接收到序號為'0x101'的封包(F1，P1)，可以比較當前封包(F1，P1)的有效載荷(payload)與已接收到的每一個封包(F1，P0)、(F1，P2)和(F1，P1)的有效載荷。在本實施例中，由於當前封包(F1，P1)的有效載荷與之前接收到的封包(F1，P1)的有效載荷相同，因此可以將當前封包(F1，P1)確定為重複的封包。同理，若已經接收到序號分別為'0x103'、'0x104'及'0x105'的封包(F2，P0)、(F2，P1)及(F2，P2)，當前接收到序號為'0x104'的封包(F2，P1)，可以將當前封包(F2，P1)的有效載荷與接收到的每一個封包(F2，P0)、(F2，P1)及(F2，P2)的有效載荷進行比較。在本實施例中，由於當前封包(F2，P1)的有效載荷與之前接收到的封包(F2，P1)的有效載荷相同，因此可以將當前封包(F2，P1)確定為重複的封包。
在本實施例中，步驟404和406可以通過Wi-Fi晶片的韌體(firmware)來執行(例如，由第1圖中的無線通訊介面來執行)，即步驟404和406可以通過微處理器來執行。因此，在步驟408中，封包被呈現給由處理電路124的中央處理單元(CPU)執行的驅動程式(Wi-Fi驅動程式)。
在步驟410中，處理電路124將接收到的封包存入緩衝器以形成佇 列，其中佇列深度大於三個封包。例如，可以允許佇列存儲五個封包。
在步驟412中，處理電路124對接收的封包進行排序以產生重新排序的封包。第6圖示出了根據本發明的一個實施例對接收的封包進行排序。以第6圖為例，假設TV 110向條形音箱120傳輸三個音訊訊框，其中第一音訊訊框F1被分成為分別具有序號'0x100'-'0x102'的三個封包(F1，P0)至(F1，P2)，第二音訊訊框F2被分成分別具有序號'0x103'-'0x105'的三個封包(F2,P0)至(F2,P2)，第三音訊訊框F3被分成分別具有序號'0x106'-'0x108'的三個封包(F3,P0)至(F3,P2)。在第6圖所示的實施例中，封包(F1，P0)、(F1，P2)和(F1，P1)依次存儲在佇列中，處理電路124通過使用任何適當的排序演算法(例如冒泡排序)對封包(F1，P0)、(F1，P2)和(F1,P1)進行排序，獲得重新排序的封包(F1,P0)、(F1,P1)和(F1,P2)。然後，例如步驟414中，重新排序的封包(F1，P0)、(F1，P1)和(F1，P2)被輸出(例如呈現給中介層(middleware))，用以重新生成第一音訊訊框。然後，將封包(F2，P0)，(F2，P1)和(F2，P2)依次存儲在佇列中，並且由於接收到的封包順序正確，重新排序的封包與接收到的封包相同，然後重新排序的封包(F2，P0)，(F2，P1)和(F2，P2)被呈現給中介層以重新生成第二音訊訊框。最後，封包(F3，P2)、(F3，P1)和(F3，P0)依次存儲在佇列中，處理電路124對封包(F3，P2)、(F3，P1)和(F3，P0)進行排序，得到重新排序的封包(F3，P0)、(F3，P1)和(F3，P2)，然後，重新排序的封包(F3，P0)，(F3，P1)和(F3，P2)用以生成第三音訊訊框。
第6圖所示的實施例是為了解決第2圖所示的異常情況。關於第3圖所示的異常情況，本實施例提供了兩種排序情況。第7圖示出了根據本發明的一個實施例的第一排序情況。如第7圖所示，假設封包(F1,P2)、(F2,P0)、(F2,P1)、 (F2,P2)和(F3,P0)依次存放在佇列中，佇列中沒有包含對應於第一音訊訊框的所有封包(在佇列中第一音訊訊框只有一個封包(F1，P2))。這時，因為佇列裡塞滿了封包，因而封包(F1，P2)被直接呈現給中介層，無需等待第一音訊訊框的其他封包(F1，P0)和(F1，P1)。在封包(F1，P2)被呈現到中介層後，第二音訊訊框對應的封包(F2，P0)，(F2，P1)和(F2，P2)可以立即被呈現到中介層，接下來的封包被按順序加入佇列中。在第7圖所示的實施例中，如果在佇列已滿時佇列中最早的封包還沒有與其他封包形成完整的音訊訊框，則佇列中的該最早的封包將被直接輸出(例如呈現給中介層)。
第8圖示出了根據本發明的一個實施例的第二排序情況。如第8圖所示，假設佇列內的封包已排序，重新排序的封包為(F1,P0)、(F1,P1)、(F1,P2)、(F2,P0)和(F2,P1)。此時，由於佇列已經包含了第一音訊訊框對應的所有封包(F1，P0)、(F1，P1)和(F1，P2)，所以封包(F1，P0)、(F1，P1)和(F1,P2)立即被輸出(例如呈現給中介層)，以便立即將接下來的封包添加到佇列中。
綜上所述，通過使用上述排序演算法對接收到的封包進行排序以生成重新排序的封包，則無需丟棄許多具有不連續序號的封包，並且條形音箱120可以不間斷地播放高品質的聲音。
本領域習知技藝者將容易地認識到，在保留本發明的教導的同時可以對裝置和方法進行多種修改和改變。因此，上述公開應被解釋為僅受所附申請專利範圍的範圍和界限的限制。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
400~414:步驟

Claims (6)

  1. 一種揚聲器的信號處理方法，包括：接收多個封包，其中至少兩個封包或三個封包構成一個音訊訊框，且每一封包具有指示該封包在該多個封包中的順序的序號；對該多個封包進行排序以生成重新排序的封包；以及輸出該重新排序的封包用以重新生成有順序的音訊訊框，其中對該多個封包進行排序以產生重新排序的封包的步驟包括：使用緩衝器依次存儲該多個封包以形成佇列，其中佇列深度大於三個封包；對該緩衝器內的該多個封包進行排序；以及如果該緩衝器中經重新排序的封包能夠形成單個音訊訊框，則立即將該經重新排序的封包輸出，如果該緩衝器中經重新排序的封包不能形成單個音訊訊框，則僅將該緩衝器中最早的封包輸出。
  2. 如請求項1之信號處理方法，還包括：在對該多個封包進行排序以產生重新排序的封包的步驟之前，確定該多個封包是否包括重複的封包；以及如果該多個封包包括重複的封包，則從該多個封包中丟棄重複的封包，並且對該多個封包進行排序的步驟包括對丟棄重複的封包之後的多個封包進行排序。
  3. 如請求項1之信號處理方法，其中每個音訊訊框具有三個封包，並且該佇列深度為五個封包。
  4. 一種揚聲器電路，該揚聲器電路包括： 無線通訊介面，用於接收多個封包，其中至少兩個封包或三個封包構成一個音訊訊框，且每一封包具有指示該封包在該多個封包中的順序的序號；處理電路，對該多個封包進行排序以生成重新排序的封包；以及該處理電路將該重新排序的封包輸出用以重新生成有順序的音訊訊框，其中該處理電路對該多個封包進行排序以產生重新排序的封包的過程包括：使用緩衝器依次存儲該多個封包以形成佇列，其中佇列深度大於三個封包；對該緩衝器內的該多個封包進行排序；以及如果該緩衝器中經重新排序的封包能夠形成單個音訊訊框，則立即將該經重新排序的封包輸出，如果該緩衝器中經重新排序的封包不能形成單個音訊訊框，則僅將該緩衝器中最早的封包輸出。
  5. 如請求項4之揚聲器電路，其中在該處理電路對該多個封包進行排序以產生重新排序的封包之前，該無線通訊介面確定該多個封包是否包括重複的封包；以及如果該多個封包包括重複的封包，則該無線通訊介面從該多個封包中丟棄重複的封包，並且該處理電路對丟棄重複的封包之後的多個封包進行排序。
  6. 如請求項4之揚聲器電路，其中每個音訊訊框具有三個封包，並且該佇列深度為五個封包。
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