CN101681624A - 声音编码以及再生装置 - Google Patents

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CN101681624A CN200880016744A CN200880016744A CN101681624A CN 101681624 A CN101681624 A CN 101681624A CN 200880016744 A CN200880016744 A CN 200880016744A CN 200880016744 A CN200880016744 A CN 200880016744A CN 101681624 A CN101681624 A CN 101681624A
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浦田慎吾
川岛一郎
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Abstract

提供一种声音编码以及再生装置，能够减轻因在移向声音再生处理时所发生的延迟而导致的声音输出数据的溢出以及声音的间断。声音编码以及再生装置(100)包括：存储PCM音频信号的输入数据存储部(101)，存储输出数据的输出数据存储部(102)，输出声音数据的声音输出部(103)，进行声音编码的声音编码部(104)，存储由声音编码部(104)进行编码后的编码数据的编码数据存储部(105)，根据输出数据存储部(102)中的剩余量来控制输出的编码数据的比特率的比特率控制部(106)，以及记忆编码数据的数据记忆部(107)。

Description

声音编码以及再生装置
技术领域
本发明涉及使数字声频数据的编码以及再生同时进行的声音编码以及再生装置。
背景技术
近些年，为了迎合用户想要简单地听音乐的愿望，开发出了以低比特率来对声音以及乐音等音频数据信号进行压缩编码，并且在再生时进行解码的各种技术，众所周知的具有代表性的方式是MPEG-1 AudioLayer III(以下略称为MP3)。
作为MP3的使用方法，例如有在再生存储在CD等的声音信号的同时压缩编码为MP3数据。并且，作为记忆MP3数据的介质可以列举出闪存以及硬盘等。
并且，在同时进行声音的再生和压缩编码之时，具有以下两种方法，即：对进行声音的编码的装置和进行声音的输出及附加的声音处理的装置分别进行处理的方法，以及使再生处理和编码处理交替并且并行执行的方法。
在使再生处理和编码处理交替并且并行执行的方法中的优点是，能够以一个芯片的***LSI来执行，并且能够降低***成本。
并且，例如公开了防止以往的编码器、解码器中的缓冲溢出以及下溢的编码装置(例如，参照专利文献1)。
专利文献1日本特开2000-307661号公报
然而，在记忆上述的MP3数据的闪存中具有回避并检索不能写入的块的功能，并且，在硬盘中通过多次重复数据的读写，从而能够使数据被划分并降低读写速度。这样，若从编码数据存储部向硬盘以及闪存等记忆部的转送发生延迟，则移向声音再生的处理发生延迟。并且，若声音数据从输出数据存储部被输出的定时发生延迟，则移向声音再生的处理发生延迟，从而出现声音输出数据溢出、声音间断的问题。
发明内容
本发明鉴于上述的问题，目的在于提供一种声音编码以及再生装置，其能够减轻由于移向声音再生的处理发生延迟而造成的声音输出数据的溢出以及声音间断的问题。
为了解决以上的课题，本发明所涉及的声音编码以及再生装置利用作为被输入的PCM音频信号的声音数据，使声音的编码和再生在一个装置内进行，其中包括：输入数据存储单元，存储被输入的声音数据；输出数据存储单元，存储来自所述输入数据存储单元的声音数据；声音输出单元，对被存储在所述输出数据存储单元中的声音数据进行输出；声音编码单元，对被存储在所述输入数据存储单元中的声音数据进行编码；编码数据存储单元，对所述声音编码单元中的编码后的数据进行存储；控制单元，根据所述编码数据存储单元中的数据剩余量，使所述编码数据存储单元中所存储的编码数据的数据量减少；以及数据记忆单元，对从所述编码数据存储单元发送来的编码数据进行记忆。
并且，所述控制单元是比特率控制单元，在被存储在所述编码数据存储单元中的编码数据量成为阈值以上的情况下，降低所述声音编码单元中的编码比特率。
而且，所述控制单元是速度调整单元，在被存储在所述编码数据存储单元中的编码数据量成为阈值以上的情况下，为了使所述编码数据存储单元中所存储的编码数据在短时间中的数据量降低，而使所述声音输出单元中的声音再生速度减慢。
根据这些构成，在用于暂时存储编码后的数据的编码数据存储单元中所存储的数据量超过阈值的情况下，控制单元能够作为所述比特率控制单元来使声音编码的比特率降低，并且能够作为所述速度调整单元使声音输出单元中的再生速度降低，从而减少所述编码数据存储单元中所存储的数据量，据此，能够缓解向硬盘等数据记忆单元的转送延迟，并根据向所述数据记忆单元的转送延迟，能够适当地防止声音输出的中断。
并且，所述控制单元是采样频率变换单元，对从所述输入数据存储单元移动到所述输出数据存储单元的数据的采样频率进行变换；所述声音编码以及再生装置还包括共享缓冲器，由所述输入数据存储单元和所述编码数据存储单元所共享；所述采样频率变换单元，在所述编码数据存储单元中所存储的编码数据量成为阈值以上的情况下，除了降低所述输出数据存储单元中所存储的数据的采样频率以外，还使向所述共享缓冲器内的所述编码数据存储单元的分配量增加。
并且，所述控制单元是输出通道变换单元，对从所述输入数据存储单元移动到所述输出数据存储单元的数据的输出通道进行变换；所述声音编码以及再生装置还包括共享缓冲器，由所述输入数据存储单元和所述编码数据存储单元所共享；所述输出通道变换单元，在所述编码数据存储单元中所存储的编码数据量成为阈值以上的情况下，除了减少所述输出数据存储单元中所存储的声音数据的输出通道以外，还使向所述共享缓冲器内的所述编码数据存储单元的分配量增加。
根据此构成，在用于暂时存储编码后的数据的编码数据存储单元中所存储的数据量超过阈值的情况下，在所述采样频率变换单元使采样频率降低，在所述输出通道变换单元使输出通道数量减少，与此同时，为了使所述共享缓冲器内的编码数据存储单元的数据区域增加，而减少被存储在编码数据存储单元中的数据量，并缓解向硬盘等数据记忆单元的转送延迟，从而能够能够根据向所述数据记忆单元的转送延迟来适当地防止声音输出的中断。
并且，本发明不仅可以作为这样的声音编码以及再生装置来实现，而且可以作为将这些声音编码以及再生装置所具有的特征性单元作为步骤的声音编码以及再生方法来实现，并且可以作为使计算机执行这些步骤的程序来实现，还可以作为集成电路来实现。并且，这样的程序可以通过CD-ROM等记录介质或互联网等传输介质来分发。
在本发明所涉及的声音编码以及再生装置中，在用于暂时存储编码后的数据的缓冲器的容量超过阈值的情况下，能够通过降低声音编码的比特率等来减少编码数据的数据量，并减轻向数据记忆部转送的延迟，并且能够适当地防止因向数据记忆部的转送发生的延迟而造成的声音数据的间断。
附图说明
图1是实施例1所涉及的声音编码以及再生装置的功能方框图。
图2是示出实施例1所涉及的声音编码以及再生装置的工作顺序的流程图。
图3是实施例2所涉及的声音编码以及再生装置的功能方框图。
图4是示出实施例2所涉及的声音编码以及再生装置的工作顺序的流程图。
图5是实施例3所涉及的声音编码以及再生装置的功能方框图。
图6是实施例3所涉及的声音编码以及再生装置的工作顺序的流程图。
图7是实施例4所涉及的声音编码以及再生装置的功能方框图。
图8是实施例4所涉及的声音编码以及再生装置的工作顺序的流程图。
符号说明
100、300、500、700声音编码以及再生装置
101输入数据存储部
102输出数据存储部
103声音输出部
104声音编码部
105编码数据存储部
106比特率控制部
107数据记忆部
108、301、501、701LSI(大规模集成电路)
302速度调整部
502、702共享缓冲器
503采样频率变换部
703输出通道变换部
具体实施方式
以下，参照附图对本发明所涉及的声音编码以及再生装置的实施例进行说明。
(实施例1)
以下，参照附图对本发明所涉及的声音编码以及再生装置的实施例1进行说明。并且，本实施例1所涉及的声音编码以及再生装置所具有的特征是，在编码数据存储部的声音数据的存储量超过阈值的情况下，在比特率控制部使声音编码的比特率降低。
图1是示出本发明的实施例1中的进行PCM音频信号的再生和编码的装置的构成方框图。图1所示的目的是将PCM音频信号的再生和编码在一个装置中执行。虽然有为了编码而将输入数据存放到其他的缓冲器，与再生处理分开以其他的装置来进行编码处理的方法，但是由于这种方法会造成***成本增高，因此，图1示出了以一个装置来执行的方法。
并且，图1的虚线所示的范围被安装成，能够使本实施例1中的声音编码以及再生装置以一个芯片的***LSI 108来执行。
在图1中，声音编码以及再生装置100是对声频信号的再生和声频信号的编码同时进行的装置。输入数据存储部101暂时存储被输入的PCM音频信号。从输入数据存储部101输出的声音数据被读出，并被暂时存储到输出数据存储部102。但是，在输入数据存储部101和输出数据存储部102之间，例如并非必须要增设输出音量控制处理装置等，因此在图1中省略。
声音输出部103输出在输出数据存储部102中的声音数据。声音编码部104对在输入数据存储部101中的PCM音频信号进行编码，在编码数据存储部105中暂时存储编码数据。比特率控制部106根据在编码数据存储部105中能够存储的数据剩余量，来控制在声音编码部104进行编码的比特率。从编码数据存储部105将编码数据移动到数据记忆部107并记忆。
在声音编码以及再生装置100，由于声音的再生和声音编码是在相同的输入数据的缓冲器中进行的，因此在使声音的再生处理和声音的编码处理结束后，需要将接下来要被处理的输入数据存放到输入数据存储部101。若向数据记忆部107的转送发生延迟，则编码后的数据不能被存放到编码数据存储部105，因此出现不能移向下一次的声音再生处理的问题，并且在声音输出时发生数据溢出问题。
图2是示出本实施例1中所涉及的声音编码以及再生装置的工作顺序的流程图。
首先，声音编码以及再生装置读出PCM音频信号，并进行声音信号再生处理(S201)。
接着，在声音再生处理之后，检测编码数据存储部105是否有剩余量(S202)。编码数据存储部105的剩余量在阈值以上的情况下，也就是说在能够存储的情况下(S203的“是”)，不改变比特率而进行编码处理(S204)。
另外，由于从编码数据存储部105向数据记忆部107的转送发生延迟等，而编码数据存储部105的剩余量在阈值以下的情况下，也就是说在不能存储的情况下(S203的“否”)，则使比特率变小(S207)后，进行编码处理(S204)。之后，进行将编码数据从编码数据存储部105移动到数据记忆部107的处理(S205)，直到输入信号结束为止(S206的“是”)反复以上的处理。
如以上所述，在本实施例1所涉及的声音编码以及再生装置中，通过降低编码处理中的比特率并减少编码数据，从而使进入编码数据存储部105的数据的量减少，并且能够抑制因编码数据存储部105的剩余量消失，移向下一个声音再生处理发生延迟而造成的溢出。这样，在以往的对声音编码以及声音再生同时进行的情况下，由于回避在记忆装置不能写入的块以及数据的间断等，而出现了因将声音编码后的数据转送到记忆装置的延迟而造成的声音输出间断的问题，然而，在本发明通过降低编码处理中的比特率并减少编码数据，从而实现了减少声音输出间断的效果。
(实施例2)
以下，参照附图对本发明所涉及的声音编码以及再生装置的实施例2进行说明。并且，本实施例2所涉及的声音编码以及再生装置所具有的特征是，在编码数据存储部的编码后数据的存储量超过阈值的情况下，在速度调整部使被输出的声音数据的速度变慢。
图3是本实施例2中进行PCM音频信号的再生和编码的装置的功能方框图。并且，图3的目的是示出将PCM音频信号的再生和编码在一个装置中执行。虽然有为了编码而将输入数据存放到其他的缓冲器，与再生处理分开以其他的装置来进行编码处理的方法，但是由于这种方法会造成***成本增高，因此，图3示出了以一个装置来执行的方法。
并且，图3的虚线所示的范围被安装成，能够使本实施例2中的声音编码以及再生装置以一个芯片的***LSI 301来执行。
在图3中，声音编码以及再生装置300是对声频信号的再生和声频信号的编码同时进行的装置。速度调整部302调查编码数据存储部105的数据剩余量，从而决定是否使声音输出速度降低。若向数据记忆部107的转送发生延迟，则编码后的数据不能被存放到编码数据存储部105，因此出现不能移向下一次的声音再生处理的问题，并且在声音输出时发生数据溢出问题。
图4是示出本实施例2所涉及的声音编码以及再生装置的工作顺序的流程图。
首先，声音编码以及再生装置在进行声音再生处理之前，检测编码数据存储部105中是否有剩余量(S401)。
之后，在编码数据存储部105中的剩余量在阈值以上的情况下(S402的“是”)，不变换声音输出速度，声音输出部103进行声音再生处理(S403)。
并且，在进行声音再生处理之后(S403)，在声音编码部104进行编码处理(S404)，编码后的数据被存储到编码数据存储部105之后，进行将编码数据移动到数据记忆部107的编码数据移动处(S405)。
另外，在编码数据存储部105中的剩余量在阈值以下的情况下(S402的“否”)，由于在此之前被编码的数据在移动到数据记忆部107时有可能发生了延迟，因此，速度调整部302进行使声音再生速度减慢的处理(S407)，直到以下的输入信号结束为止(S406的“是”)，重复进行S401以后的处理。
如以上所述，在本实施例2所涉及的声音编码以及再生装置中，在被存储到数据存储部的编码数据的量被判断为超过了阈值的情况下，通过在速度调整部302使声音再生速度减慢，从而确保了向数据记忆部107转送数据的时间。这样，通过使声音再生速度减慢，从而即使在编码数据存储部105中没有剩余量，移向下一个声音再生处理发生延迟，也能够达到抑制数据溢出以及声音间断的效果。
(实施例3)
以下，参照附图对本发明所涉及的声音编码以及再生装置的实施例3进行说明。并且，本实施例3所涉及的声音编码以及再生装置所具有的特征是，在编码数据存储部中的数据量超过阈值的情况下，能够降低采样频率，并使向共享缓冲器的编码数据存储部的分配量增加。
图5是本实施例2中进行PCM音频信号的再生和编码的装置的功能方框图。并且，图5的目的与上述的实施例相同，示出将PCM音频信号的再生和编码在一个装置中执行。虽然有为了编码而将输入数据存放到其他的缓冲器，与再生处理分开以其他的装置来进行编码处理的方法，但是由于这种方法会造成***成本增高，因此，还有以一个共享缓冲器502来执行的方法。
如图5所示，共享缓冲器502中所包括的输出数据存储部102和编码数据存储部105使用共同的数据区域，按照处理的状况，如图5中的共享缓冲器502中的箭头所示，能够变更分配区域。并且，图5的虚线所示的范围被安装成，能够使本实施例3中的声音编码以及再生装置以一个芯片的***LSI 501来执行。
在图5中，声音编码以及再生装置500是对声频信号的再生和声频信号的编码同时进行的装置。采样频率变换部503调查编码数据存储部105的数据剩余量，来决定是否进行采样频率的变换。若向数据记忆部107的转送发生延迟，则编码后的数据不能被存放到编码数据存储部105，因此出现不能移向下一次的声音再生处理的问题，并且在声音输出时发生数据溢出问题。
图6是示出本实施例3所涉及的声音编码以及再生装置的工作顺序的流程图。
首先，在进行声音再生处理之前，检测编码数据存储部105中是否有剩余量(S601)。
之后，确认向编码存储存储部105的编码数据的存储量，在剩余量在阈值以上的情况下(S602的“是”)，不进行采样频率的变换，而进行声音再生处理。
另外，在编码数据存储部105中的剩余量在阈值以下的情况下(S602的“否”)，由于在此之前被编码的数据在移动到数据记忆部107时有可能发生了延迟，因此，采样频率变换部503变换采样频率，并进行使输出数据的数据量减少的处理(S607)。
并且，通过减少数据量，从而进行将被分配给输出数据存储部102的区域，分配给编码数据存储部105的处理(S608)，据此，在编码数据存储部105中没有空余的情况下也不会出现等待时间，从而从声音输出部103的输出不会出现间断。
并且，在进行声音再生处理之后(S603)，在声音编码部104进行编码处理(S604)，在编码数据存储部105存储编码后的数据之后，进行将编码数据移动向硬盘以及闪存等数据记忆部107的编码数据移动处理(S605)。
如以上所示，本实施例3所涉及的声音编码以及再生装置，在编码数据存储部105中存储的编码数据的量超过阈值的情况下，通过变换采样频率，进行使输出数据的数据量减少的处理，并通过使被分配到共享缓冲器内的编码数据存储部105的区域增加，从而即使在编码数据存储部105没有剩余量，且移向下一个声音再生处理发生延迟的情况下，也能够达到抑制溢出以及声音间断的效果。
(实施例4)
以下，参照附图对本发明所涉及的声音编码以及再生装置的实施例4进行说明。并且，本实施例4所涉及的声音编码以及再生装置所具有的特征是，除了在输出通道变换部对输出进行变更，而且还对共享缓冲器的编码数据存储部105的缓冲区域进行扩展。
图7是本实施例4中进行PCM音频信号的再生和编码的装置的功能方框图。
并且，图7的目的是示出将PCM音频信号的再生和编码在一个装置中执行。虽然有为了编码而将输入数据存放到其他的缓冲器，与再生处理分开以其他的装置来进行编码处理的方法，但是由于这种方法会造成***成本增高，因此，还有以一个装置来执行的方法。并且，输出数据存储部102和编码数据存储部105是使用共同的数据区域的共享缓冲器702，能够按照处理的状况来变更图7中的共享缓冲器702的箭头所示出的分配。
并且，图7的虚线所示的范围被安装成，能够使本实施例4中的声音编码以及再生装置以一个芯片的***LSI 701来执行。
在图7中，声音编码以及再生装置700是对声频信号的再生和声频信号的编码同时进行的装置。输出通道变换部703调查编码数据存储部105的数据剩余量，来决定是否进行输出通道数量的变换。若向数据记忆部107的转送发生延迟，则编码后的数据不能被存放到编码数据存储部105，因此出现不能移向下一次的声音再生处理的问题，并且在声音输出时发生数据溢出问题。
图8是示出本实施例4所涉及的声音编码以及再生装置的工作顺序的流程图。
首先，在进行声音再生处理之前，检测编码数据存储部105中是否有剩余量(S801)。
之后，在编码数据存储部105中的剩余量在阈值以上的情况下(S802的“是”)，不进行输出通道数量的变换，而进行声音再生处理(S803)。
并且，在编码数据存储部105中的剩余量在阈值以下的情况下(S802的“否”)，由于在此之前被编码的数据在移动到数据记忆部107时有可能发生了延迟，因此，输出通道变换部703变换输出通道数量，并进行使输出数据的数据量减少的处理(S807)。
并且，通过减少数据量，而进行将被分配给输出数据存储部的区域，分配给编码数据存储部的处理，据此，在编码数据存储部中没有空余的情况下也不会出现等待时间，从而从声音输出部的输出不会出现间断。
并且，在进行声音再生处理之后(S803)，在声音编码部104进行编码处理(S804)，在编码数据存储部105存储编码后的数据之后，进行将编码数据移动向硬盘以及闪存等数据记忆部107的编码数据移动处理(S805)。
如以上所示，本实施例4所涉及的声音编码以及再生装置，在编码数据存储部105中存储的编码数据的量超过阈值的情况下，通过变换输出通道，进行使被分配到输出数据存储部的输出数据的数据量减少的处理，并通过使被分配到共享缓冲器702内的编码数据存储部105的区域增加，从而即使在编码数据存储部105没有剩余量，且移向下一个声音再生处理发生延迟的情况下，也能够达到抑制溢出以及声音间断的效果。
本发明所涉及的声音编码以及再生装置能够适用于对CD等的再生以及录音同时进行的装置，例如能够适用于汽车导航装置、DVD播放器等。

Claims (8)

1.一种声音编码以及再生装置，利用作为被输入的PCM音频信号的声音数据，使声音的编码和再生在一个装置内进行，其特征在于，包括：
输入数据存储单元，存储被输入的声音数据；
输出数据存储单元，存储来自所述输入数据存储单元的声音数据；
声音输出单元，对被存储在所述输出数据存储单元中的声音数据进行输出；
声音编码单元，对被存储在所述输入数据存储单元中的声音数据进行编码；
编码数据存储单元，对所述声音编码单元中的编码后的数据进行存储；
控制单元，根据所述编码数据存储单元中的数据剩余量，使所述编码数据存储单元中所存储的编码数据的数据量减少；以及
数据记忆单元，对从所述编码数据存储单元发送来的编码数据进行记忆。
2.如权利要求1所述的声音编码以及再生装置，其特征在于，
所述控制单元是比特率控制单元，在被存储在所述编码数据存储单元中的编码数据量成为阈值以上的情况下，降低所述声音编码单元中的编码比特率。
3.如权利要求1所述的声音编码以及再生装置，其特征在于，
所述控制单元是速度调整单元，在被存储在所述编码数据存储单元中的编码数据量成为阈值以上的情况下，为了使所述编码数据存储单元中所存储的编码数据在短时间中的数据量降低，而使所述声音输出单元中的声音再生速度减慢。
4.如权利要求1所述的声音编码以及再生装置，其特征在于，
所述控制单元是采样频率变换单元，对从所述输入数据存储单元移动到所述输出数据存储单元的数据的采样频率进行变换；
所述声音编码以及再生装置还包括共享缓冲器，该共享缓冲器由所述输入数据存储单元和所述编码数据存储单元所共享；
所述采样频率变换单元，在所述编码数据存储单元中所存储的编码数据量成为阈值以上的情况下，除了降低所述输出数据存储单元中所存储的数据的采样频率以外，还使向所述共享缓冲器内的所述编码数据存储单元的分配量增加。
5.如权利要求1所述的声音编码以及再生装置，其特征在于，
所述控制单元是输出通道变换单元，对从所述输入数据存储单元移动到所述输出数据存储单元的数据的输出通道进行变换；
所述声音编码以及再生装置还包括共享缓冲器，该共享缓冲器由所述输入数据存储单元和所述编码数据存储单元所共享；
所述输出通道变换单元，在所述编码数据存储单元中所存储的编码数据量成为阈值以上的情况下，除了减少所述输出数据存储单元中所存储的声音数据的输出通道以外，还使向所述共享缓冲器内的所述编码数据存储单元的分配量增加。
6.一种声音编码以及再生方法，利用被输入的PCM音频信号，使声音的编码和再生在一个装置内进行，其特征在于，包括：
输入数据存储步骤，存储被输入的声音数据；
输出数据存储步骤，存储来自所述输入数据存储步骤的声音数据；
声音输出步骤，对在所述输出数据存储步骤中所存储的声音数据进行输出；
声音编码步骤，对在所述输入数据存储步骤中所存储的声音数据进行编码；
编码数据存储步骤，对在所述声音编码步骤中被编码后的数据进行存储；
控制步骤，根据在所述编码数据存储步骤中的数据剩余量，使在所述编码数据存储步骤中所存储的编码数据的数据量减少；以及
数据记忆步骤，对从所述编码数据存储步骤发送来的编码数据进行记忆。
7.一种程序，用于声音编码以及再生装置，该声音编码以及再生装置利用被输入的PCM音频信号，使声音的编码和再生在一个装置内进行，所述程序其特征在于，使计算机执行以下步骤：
输入数据存储步骤，存储被输入的声音数据；
输出数据存储步骤，存储来自所述输入数据存储步骤的声音数据；
声音输出步骤，对在所述输出数据存储步骤中所存储的声音数据进行输出；
声音编码步骤，对在所述输入数据存储步骤中所存储的声音数据进行编码；
编码数据存储步骤，对在所述声音编码步骤中被编码后的数据进行存储；
控制步骤，根据在所述编码数据存储步骤中的数据剩余量，使在所述编码数据存储步骤中所存储的编码数据的数据量减少；以及
数据记忆步骤，对从所述编码数据存储步骤发送来的编码数据进行记忆。
8.一种集成电路，其特征在于，包括：
输入数据存储电路，存储被输入的声音数据；
输出数据存储电路，存储来自所述输入数据存储电路的声音数据；
声音编码电路，对在所述输入数据存储电路中所存储的声音数据进行编码；
编码数据存储电路，对所述声音编码电路中的编码后的数据进行存储；以及
控制电路，根据所述编码数据存储电路中的数据剩余量，使在所述编码数据存储电路中所存储的编码数据的数据量减少。
CN200880016744A 2007-05-21 2008-01-24 声音编码以及再生装置 Pending CN101681624A (zh)

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