[发明专利]DAC音频数据压缩与解压缩技术

说明书

技术领域

本技术属于高质量音频处理技术领域，尤其是指能够实现高品质采样压缩和随意多通道压缩与解压缩的技术。

背景技术

决定音频压缩与解压缩质量的技术指标主要有：采样频率、采样位数(采样精度)、声道数(通道数)。现有的音频压缩与解压缩技术利用人的心理听觉模型，对声音数据以20hz到44.1khz之间的频率进行采样，采样位数为8位或16位，采样声道从1到8个声道，只能处理单通道（通道就是声道）、两通道、四通道与六通道，且每种通道处理方式都不一致，使其不能处理多语言播放问题，不能随意处理多通道。为了达到数据压缩的目的，现有技术根据人耳对高频声音不敏感的特点，从而把这些不敏感数据丢掉，导致高频数据的丢失，不能对48khz以上的频率数据进行采样，这就直接限制了音质的效果。

发明内容

为了克服现有音频压缩与解压缩技术采样频率和处理通道受到限制，播放音质较差的问题，提高音频播放品质，本发明专利提供了DAC压缩与解压缩技术（DAC是数字音频压缩的英文Digital Audio Compres简称），它支持在8K-1MHZ之间的任意频率中采样压缩、支持多达32通道的多通道处理方式，以相同位率200K-300K(立体声)来作比较，本发明专利的音质效果能够达到95%以上的CD原声效果，而现有技术只能达到91%以下的CD原声效果。

为解决以上技术问题，本发明专利提供的技术方案是：

在音频数据采集压缩过程中，基于声音的自然模型来编码，在8K-1MHZ之间的任意频率范围内采样，没有频率数据丢失。在把采集后的数据从时域转换到频域时，采用的是指数尾数编码分析方法。指数能确定清晰和模糊的声音，而尾数越大，则声音越精确，此编码保证了高频声音数据能不丢失，同时采用模糊尾数的方法限制了编码后的数据量。本发明专利拓宽了压缩频率的范围和灵活性，在8K－1MHZ范围内都可以压缩，不需要指定现在一般使用的频率，如8K,11.25,22.5K,32K,44.1K、96K(DVD)；每个通道独立编码，所以可以定义多个通道，能够支持多达32个通道。

在音频数据压缩后，进行的解压缩播放过程：

首先从文件读入一个DAC数据帧，根据数据帧标志分为若干数据组，再把数据组分成数据块。然后，通过查数据分配表来解压缩数据块。解压后，把数据依次进行还原，通过还原得到最终的频域数据。最后进行频域数据到时域的变换，得到了最终播放的音频数据。

本发明专利的有益效果是：（1）能够在8K-1MHZ之间的任意频率进行采样压缩,极大的提高了音质效果，能达到相当于95％以上的CD原声。（2）能支持多达32个通道的声音,可以把多语言压在一起，不需要多个音频流，减少了系统开销。（3）采用非整数位压缩的方法，在不影响音质效果的前提下，极大的提高了数据压缩率。

附图说明

图1说明了本发明专利的压缩总体过程。

图2说明了本发明专利通道数据采集的过程。

图3说明将时域数据如何转化为频域数据的过程。

图4说明频域数据变换的过程。

图5说明数据压缩的具体过程。

图6说明将数据块合并为数据帧并保存的过程。

图7说明了本技术解压缩的总体过程。

具体实施方式

本发明专利中涉及的音频数据采集、压缩、解压缩过程:

图1中，概要的介绍了如何从一个声音采集设备采集数据到数据变换压缩，直到合并为DAC文件流。首先，采用多通道独立编码方式，进行多通道数据采集。然后，将数据进行时域到频域的转换，得到频域数据。下一步，基于自然声学模型方式分析，采用指数和尾数编码分析方法对数据模糊化处理。继续上述步骤，采用非整数位压缩方法对数据进行压缩。最后，把加工好的数据块合并为数据组，再把若干个数据组合并为一个数据帧，写上同步标记，最后写入DAC文件或DAC数据流。下面，将详细介绍每个处理过程。

图2说明了数据采集过程:本发明专利采用多通道独立编码方式进行多个通道数据采集，最多可采集32个通道数据。所谓多通道独立编码，就是根据用户选择的通道个数，实现通道的数据采集互不相干，而且能够同时进行采集压缩。这样如果声音有多个语种的话，比如国语和粤语，在播放时，通过选择不同的通道播放，就能够清晰的播放不同的语种。（现有技术的数据采集方式只能采集1-8个通道数据且采集方式没有独立区分，这样就不能实现多语种播放。）图2A显示了每个声音通道，图2B显示了每个声音通道采集后的声音数据。