CN110083221A - 电子装置及音频播放方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电子装置及音频播放方法,该电子装置包括:第一处理单元;存储装置,用以存储至少一音频文件;第一存储器单元;以及调制解调器,用以执行该电子装置在通话时的音频处理。当电子装置播放音频文件时,第一处理单元从存储装置读取音频文件,并取得音频文件的标头信息,再将处理后的该音频文件写入至第一存储器单元。调制解调器依据该标头信息存取第一存储器单元中的该音频文件,并对音频文件进行音频解码。当在该调制解调器开始对音频文件进行音频解码之后第一处理单元需要控制音频解码时,第一处理单元通过应用程序架构层将控制指令转发至调制解调器,藉以控制该调制解调器对该音频文件进行的音频解码。
Description
本申请为申请日为2014年6月9日、申请号为201410251059.8的发明名称为“电子装置及音频播放方法”的申请案的分案申请。
技术领域
本发明涉及音频处理,特别涉及可使用调制解调器进行音频解码并播放的一种电子装置及音频播放方法。
背景技术
随着科技进步,移动装置,例如是智能手机及平板计算机,亦被广泛使用。然而,因为在移动装置中的有限资源,在传统移动装置中进行音频文件的解码往往是通过中央处理器或数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP),然而这些元件在进行音频解码时往往需要较大的功耗。当使用者仅使用移动装置播放音乐时,若一直开启功耗较大的处理器元件,移动装置的电池电力往往会快速消耗。因此,需要一种电子装置可有效减低在播放音乐时所需的功耗。除此之外,通过数字信号处理器来解码的技术中,尽管一定程度降低了该移动装置中的中央处理器的功耗,但由于仍需要该中央处理器来进行播放控制,因此中央处理器仍存在功耗,而且由于额外添加了数字信号处理器,硬件成本提高。
发明内容
本发明提供一种电子装置,包括:第一处理单元;存储装置,用以存储至少一音频文件;第一存储器单元;以及调制解调器,用以执行该电子装置在通话时的音频处理。其中当该电子装置播放音频文件时,该第一处理单元从该存储装置读取该音频文件,并取得该音频文件的标头信息,再将处理后的该音频文件写入至该第一存储器单元,其中该调制解调器依据该标头信息存取该第一存储器单元中的该音频文件,并对该音频文件进行音频解码。其中当在该调制解调器开始对该音频文件进行音频解码之后该第一处理单元需要控制该音频解码时,该第一处理单元通过应用程序架构层将控制指令转发至该调制解调器,藉以控制该调制解调器对该音频文件进行的音频解码。
本发明还提供一种音频播放方法,用于电子装置,其中该电子装置包括第一处理单元、存储装置、第一存储器单元及调制解调器,且该存储装置存储至少一音频文件。该方法包括:当该电子装置播放音频文件时,利用该第一处理单元从该存储装置中读取该音频文件,并取得该音频文件的标头信息,再将处理后的该音频文件写入至该第一存储器单元;以及利用该调制解调器存取该第一存储器单元中的该音频文件,并依据该标头信息对该音频文件进行音频解码。其中当在该调制解调器开始对该音频文件进行音频解码之后该第一处理单元需要控制该音频解码时,该第一处理单元通过应用程序架构层将控制指令转发至该调制解调器,藉以控制该调制解调器对该音频文件进行的音频解码。
本发明还提供一种电子装置,包括:一第一处理单元;一存储装置,用以存储至少一音频文件;一第一存储器单元;以及一调制解调器,用以执行该电子装置在通话时的音频处理,其中当该电子装置用于播放该音频文件时,该第一处理单元从该存储装置读取该音频文件,并取得该音频文件的一标头信息,再将该音频文件写入至该第一存储器单元,其中该调制解调器依据该标头信息存取该第一存储器单元中的该音频文件,并对该音频文件进行音频解码。
本发明还提供一种音频播放方法,用于一电子装置,其中该电子装置包括一第一处理单元、一存储装置、一第一存储器单元及一调制解调器,且该存储装置存储至少一音频文件。该方法包括:当该电子装置用于播放该音频文件时,利用该第一处理单元从该存储装置中读取该音频文件,并取得该音频文件之一标头信息,再将该音频文件写入至该第一存储器单元;以及利用该调制解调器存取该第一存储器单元中的该音频文件,并依据该标头信息对该音频文件进行音频解码。
本发明利用调制解调器中具有较低功耗的处理单元对音频文件进行解码,而不用利用智能手机的中央处理器或数字信号处理器来进行音频解码,并可在进行音频处理时让智能手机的中央处理器及数字信号处理器处于休眠状态,从而大幅降低功耗。
附图说明
图1显示依据本发明一实施例的电子装置100的功能方块图。
图2是显示依据本发明一实施例中的电子装置100的软硬件架构的示意图。
图3是显示依据本发明一实施例中的音频播放方法的流程图。
【符号说明】
100~电子装置;
110~第一处理单元;
120~第一存储器单元;
121~多媒体接口存储器;
122~操作***;
124~通信程序;
126~音频文件;
130~存储单元;
132~应用程序;
134~编解码程序;
140~调制解调器;
141~数字信号处理器;
142~第二处理单元;
143~第二存储器单元;
160~射频电路;
165~天线;
170~扬声器;
180~音频编解码器;
200~软硬件架构;
210~媒体播放程序;
220~媒体播放服务程序;
230~音乐渲染器;
235~多媒体接口硬件抽象层;
238~TinyALSA硬件抽象层;
239~驱动程序;
280~应用程序层;
281~应用程序架构层;
282~硬件抽象层;
283~内核层;
284~硬件层;
S310-S340~步骤。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举一优选实施例,并配合附图,作详细说明如下。
图1显示依据本发明一实施例的电子装置100的功能方块图。电子装置100主要包括一第一处理单元110、一第一存储器单元120、存储单元130、一调制解调器(modulator-demodulator,modem)140及一显示单元150。在一实施例中,电子装置100例如是移动电话、智能手机、功能型手机或平板计算机等等具备有调制解调器的装置,其可通过调制解调器与一通信网络或其他电子装置连接,且该调制解调器例如可支持多种通信协议,例如CDMA、GSM、EDGE、HSDPA、Wifi(例如IEEE 802.11a/b/g/n)、Bluetooth、Wi-MAX。
在一实施例中,第一处理单元110可为一或多个中央处理器(CPU)、一般用途处理器(general-purpose processor)、数字信号处理器(digital signal processor)及应用处理器,并可用以执行存储于第一存储器单元120中的一或多种类型的计算机可读媒体。第一存储器单元120及存储单元130包括一或多种类型的计算机可储媒体。举例来说,第一存储器单元120可以是高速随机存取存储器(例如SRAM或DRAM),存储单元130可以是非挥发式存储器,例如快闪存储器(例如内嵌式多媒体存储卡)。存储单元130可存储操作***122的程序代码,例如LINUX、UNIX、OS X、Android、iOS、Windows或嵌入式操作***。操作***122可执行用以处理基本***服务及执行硬件从属的工作(hardware dependent tasks)的多个程序。存储单元130还可存储通信程序124用以执行通信程序。通信程序124用以与一或多个额外的装置、一或多台计算机、和/或一或多台伺服器进行通信。
在一实施例中,存储单元130还可包括一或多个应用程序132。举例来说,存储在存储单元130中的应用程序可包括电话应用程序、电子邮件应用程序、文字讯息或即时讯息应用程序、笔记本应用程序、通信录或好友名单(contact list)、日历、媒体播放程序及音乐管理应用程序。存储单元130可包括一或多个音频文件126,供应用程序132播放。
存储单元130亦包括编解码程序134,可用以处理由应用程序132所要播放的音频文件126(audio file)。举例来说,第一处理单元110可执行编解码程序134用以执行音频文件126的编码/解码处理。而在本发明一实施例中,由第一处理单元110执行应用程序(例如编解码程序134)所进行的音频文件126的编码/解码可由硬件(例如:调制解调器140)来完成,其细节将详述于后。在一实施例中,音频处理可同时由硬件和/或软件所执行。
在一实施例中,电子装置100还包括射频电路160,其耦接至一或多个天线165,且可通过无线网络与一或多个额外的装置、计算机、和/或伺服器进行通信。移动通信装置100可支持多种通信协议,例如CDMA、GSM、EDGE、HSDPA、Wifi(例如IEEE 802.11a/b/g/n)、Bluetooth、Wi-MAX、电子邮件协议、即时讯息(instant messaging)、和/或短讯服务(SMS),但本发明并不限于此。
下面详述如何由硬件调制解调器140来实现音频文件126的编码/解码。当电子装置100要播放音频文件126时(例如,电子装置100的使用者通过应用程序132选择播放音频文件126时),第一处理单元110从存储装置130读取音频文件126,并取得音频文件126的一标头信息(header information),而后将音频文件126写入至第一存储器单元120。与现有技术不同的是,音频文件126可不经由第一处理单元110执行编解码程序134来实现音频文件126的编码/解码处理,而是由调制解调器140依据音频文件126的标头信息存取第一存储器单元120中的音频文件,并对该音频文件进行音频解码。在一实施例中,第一处理单元110与调制解调器140共享第一存储器单元120的部分存储器空间,例如图1中的多媒体接口存储器(MMI-memory)121,即多媒体接口存储器121由第一处理单元110和调制解调器140直接存取。第一处理单元110将音频文件126写入至第一存储器单元120中的多媒体接口存储器121,则调制解调器140直接存取第一存储器单元120的多媒体接口存储器121,并对其中的音频文件进行音频解码处理。
在其它实施例中,第一处理单元110不与调制解调器140共享第一存储器单元120,即调制解调器140不能直接存取第一存储器单元120,则音频文件等相关数据经由第一处理单元110与调制解调器140之间的串行链接(serial link,例如USB总线)传递,并暂存至调制解调器140内部的第二存储器单元143。由于调制解调器140内部的第二存储器单元143空间通常有限(如为1M Bytes大小),往往小于音频文件126的文件大小。倘若需要播放不止一个音频文件时,第二存储器单元143的暂存存储器空间更不足以存放音频文件等相关数据。在这种实施方式中,音频文件等相关数据在第一处理单元110与调制解调器140之间采用解码与存放同步进行的方式,即第一处理单元110从第一存储器单元120中读取部分的音频文件数据,例如一帧(frame)的数据,并经由所述串行链接暂存至调制解调器140的第二存储器单元143,调制解调器140从第二存储器单元143读取音频文件数据以进行解码处理,同时通知第一处理单元110再读取下一帧的音频文件数据并发送至调制解调器140。在一实施例中,调制解调器140包括一第二处理单元142。一般而言,第二处理单元142用以进行使用者利用电子装置100在通话时的音频信号的编解码处理。在本发明一实施例中,第二处理单元142还可用以根据第一处理单元110取得的标头信息解码暂存于第一存储器单元120的音频文件数据,例如是MP3音频压缩档或LPCM音频文件,但本发明并不限于此。
在一实施例中,这里的“解码”操作具体是指第二处理单元142依据标头信息中关于该音频文件126的版本、帧率等参数将音频文件的数据转换为脉冲编码调制(PCM,PulseCode Modulation)格式的音频数据。例如,若第二处理单元142依据标头信息得知该音频文件126的帧率为44.1K,则使用相应帧率将音频文件126的数据转换为PCM格式。第二处理单元142还用以控制调制解调器140中各种数据的存取或其他运算功能,其中处理单元142例如是中央处理器(CPU)、一般用途处理器及先进精简指令集机器(ARM,Advanced RISCMachines)。本发明藉由将原本须由第一处理单元110执行软件(例如编解码程序134)来完成的音频文件126的编码/解码交由硬件的调制解调器140来完成,因此当调制解调器140进行音频解码时,如果第一处理单元110除音频文件126的播放外不执行其它任务,则可进入一休眠状态,以进一步节省电力。本发明在仅需播放音频文件的应用场合可大幅降低电子装置100的功耗。
在一实施例中,调制解调器140还包括一数字信号处理器DSP 141,该DSP 141还对该脉冲编码调制格式的音频数据进行数字信号处理,其中数字信号处理包括但不限于均衡器(equalization)、音量控制(level control)等。
在另一实施例中,电子装置100还包括一音频编解码器180,其仅对调制解调器140解码处理后的音频文件数据再执行数字/模拟转换(D/A)、以及其他的(如放大)信号处理后,输出至外部设备(例如扬声器170、蓝牙耳机等等)进行播放。此外,音频编解码器180还负责将来自第二处理单元142或由第一处理单元110经由应用程序架构(Framework)传送来的其它音频信号输出至外部设备进行播放。
图2是显示依据本发明一实施例中的电子装置100的软硬件架构200的示意图。以Android操作***为例,其软硬件架构200可以用图2来表示。在一实施例中,使用者可以通过在电子装置100的使用者接口或是利用电子装置100上的软件/硬件按键选择要进行播放的音频文件(例如MP3或WAV文件)。在一实施例中,第一处理单元110会在应用程序层280执行一媒体播放程序210,并开启一媒体播放服务程序220,其中媒体播放服务程序220会将所要播放的音频文件通过一应用程序架构层(Framework layer)281写入第一存储器单元120。举例而言,本发明的应用程序架构层281包括一音乐渲染器(例如MP3render)230及一多媒体接口硬件抽象层(Multi-Media Interface Hardware Abstraction Layer,MMI-HAL)235。音频文件数据经由音乐渲染器230处理并抽取该标头信息,再将处理后的音频文件通过多媒体接口硬件抽象层235写入至第一存储器单元120(例如DRAM)中。在一实施例中,本发明还包括一内核层283,经过应用程序架构层281的音频文件数据经由内核层283写入第一存储器单元120。内核层283包括各种驱动程序(driver)293,例如调制解调器140的硬件驱动程序、音频编解码器180的硬件驱动程序(audio codec driver)等,以及函数库(libraries)和/或播放清单(playlist)等。藉由本发明的应用程序架构层281,第二处理单元142可直接存取第一存储器单元120中的多媒体接口存储器121以读取目前的音频解码过程所需的部分数据并进行音频解码。接着,第二处理单元142再将解码后的音频文件数据通过数字信号处理器141进行数字信号处理。最后,第二处理单元142再将解码处理后的音频文件数据通过一音频接口(audio interface)传送至音频编解码器180执行数字/模拟转换后,输出以播放。
在上述实施例中,使用者也可通过电子装置100的使用者接口或软件/硬件按键来***体播放程序,例如是选择上一首歌、下一首歌、暂停(pause)、停止(stop)、前进快转(forward)、或后退快转(backward)等等指令。除此之外,当电子装置100接收通话呼叫时,第一处理单元110亦会发出一暂停指令。此时,媒体播放服务程序220将使用者所下达的各种控制指令通过应用程序架构层281(例如是Android Framework),例如通过应用程序架构层281的多媒体接口硬件抽象层235,传送至电子装置100的调制解调器140藉以控制调制解调器140对音频文件126进行音频解码。在另一实施例中,若控制指令需要传递至音频编解码器180的控制指令(例如使用者调节音量),则该控制指令需通过应用程序架构层281及硬件抽象层282(例如是Android操作***中的TinyALSA硬件抽象层238)传送至音频编解码器180。在一实施例中,所有传送至硬件的控制指令还需经由操作***(例如是Android操作***)的内核层(kernel)283才能发送至各个硬件单元。更进一步而言,第一处理单元110先经由音乐渲染器230取得播放列表中的各音频文件或是单一音频文件的标头信息(headerinformation)(例如版本、标签、错误校验码、声道数、格式、帧率等等,但本发明并不限于此),并依据所得到的标头信息设定第二处理单元142。第二处理单元142则依据所得到的标头信息对音频文件进行解码并再送至DSP 141进行数字信号处理,并将解码和处理所得的音频信号经由音频编解码器180执行数字/模拟转换后,输出至扬声器170或是蓝牙(Bluetooth)耳机。
在另一实施例中,调制解调器140还包括一第二存储器单元143,其用以存储用于各种用于音频编解码或调制/解调制所需的数据。简单来说,在前述实施例中,第一处理单元110与调制解调器140共同相同的部分第一存储器单元120,如前所述,第一处理单元110与调制解调器140也可分别使用不同的存储器单元。
图3是显示依据本发明一实施例中的音频播放方法的流程图。在步骤S310,当使用者欲在电子装置100播放至少一音频文件时,利用第一处理单元110执行一媒体播放程序及一媒体播放服务程序,以从存储装置130中读取音频文件126。在步骤S320,利用第一处理单元110取得音频文件126的一标头信息,再将音频文件写入至第一存储器单元120。在步骤S330,利用调制解调器140(如第二处理单元142)读取在第一存储器单元120中的该音频文件。在步骤S340,利用调制解调器140(例如第二处理单元142)依据该标头信息以解码该音频文件。
需注意的是,在上述实施例中,当电子装置100仅执行音频文件播放时,第一处理单元110进入一休眠状态以节省功耗。更进一步而言,在传统的智能手机上,均是利用中央处理器和/或数字信号处理器来进行音频解码。然而,无论是中央处理器或数字信号处理器,在进行音频解码时,均需要较大的功耗。然而,智能手机上均配备有调制解调器以进行通话,本发明利用调制解调器中具有较低功耗的处理单元对音频文件进行解码,而不用利用智能手机的中央处理器或数字信号处理器来进行音频解码,并可在进行音频处理时让智能手机的中央处理器及数字信号处理器处于休眠状态,从而大幅降低功耗。
本发明虽以优选实施例公开如上,然其并非用以限定本发明的范围,本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可做些许的更动与润饰,因此本发明的保护范围当视所附权利要求书界定范围为准。
Claims (13)
1.一种电子装置,包括:
第一处理单元;
存储装置,用以存储至少一音频文件;
第一存储器单元;以及
调制解调器,用以执行该电子装置在通话时的音频处理,
其中当该电子装置播放音频文件时,该第一处理单元从该存储装置读取该音频文件,并取得该音频文件的标头信息,再将处理后的该音频文件写入至该第一存储器单元,
其中该调制解调器依据该标头信息存取该第一存储器单元中的该音频文件,并对该音频文件进行音频解码,
其中当在该调制解调器开始对该音频文件进行音频解码之后该第一处理单元需要控制该音频解码时,该第一处理单元通过应用程序架构层将控制指令转发至该调制解调器,藉以控制该调制解调器对该音频文件进行的音频解码。
2.如权利要求1所述的电子装置,其中该调制解调器直接存取该第一存储器单元中的该音频文件。
3.如权利要求1所述的电子装置,其中该调制解调器还包括第二处理单元,其中对该音频文件进行音频解码是指该第二处理单元依据该标头信息将该音频文件的数据转换为脉冲编码调制PCM格式的音频数据,
其中,该标头信息包括该音频文件的版本及帧率等参数。
4.如权利要求3所述的电子装置,其中该调制解调器还包括数字信号处理器,其中该数字信号处理器还对该脉冲编码调制格式的音频数据进行数字信号处理。
5.如权利要求1所述的电子装置,其中还包括:
音频编解码器,用以将经该调制解调器解码后的该音频文件执行数字/模拟转换后,输出以播放。
6.如权利要求1所述的电子装置,其中该应用程序架构层还包括多媒体接口硬件抽象层,其中该第一处理单元通过该多媒体接口硬件抽象层及内核层将该控制指令转发至该调制解调器。
7.如权利要求1所述的电子装置,其中该第一处理单元还通过应用程序架构层将该音频文件写入该第一存储器单元。
8.如权利要求7所述的电子装置,其中该应用程序架构层还包括音乐渲染器,其中该第一处理单元通过该音乐渲染器取得该标头信息。
9.一种音频播放方法,用于电子装置,其中该电子装置包括第一处理单元、存储装置、第一存储器单元及调制解调器,且该存储装置存储至少一音频文件,该方法包括:
当该电子装置播放音频文件时,利用该第一处理单元从该存储装置中读取该音频文件,并取得该音频文件的标头信息,再将处理后的该音频文件写入至该第一存储器单元;以及
利用该调制解调器存取该第一存储器单元中的该音频文件,并依据该标头信息对该音频文件进行音频解码,
其中当在该调制解调器开始对该音频文件进行音频解码之后该第一处理单元需要控制该音频解码时,该第一处理单元通过应用程序架构层将控制指令转发至该调制解调器,藉以控制该调制解调器对该音频文件进行的音频解码。
10.如权利要求9所述的音频播放方法,其中该调制解调器直接存取该第一存储器单元中的该音频文件。
11.如权利要求9所述的音频播放方法,其中对该音频文件进行音频解码是指依据该标头信息将该音频文件的数据转换为脉冲编码调制PCM格式的音频数据,
其中,该标头信息包括该音频文件的版本及帧率等参数。
12.如权利要求11所述的音频播放方法,还包括:
对该脉冲编码调制格式的音频数据进行数字信号处理。
13.如权利要求9所述的音频播放方法,还包括:
利用音频编解码器将经该调制解调器解码后的该音频文件执行数字/模拟转换后,输出以播放。
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