[发明专利]基于FPGA的数字音频信号解码器及解码方法

说明书

本发明涉及一种基于FPGA的数字音频信号解码器和解密方法，该解码器包括：网络输入单元，其用于接收网络音频信号，将网络音频信号解析转换成便于FPGA处理的信号；音频解析单元，其将所述网络输入单元输入的网络音频信号解析出多轨音频；音频选择单元，其对所述解析出的多轨音频进行选择，并将选择的音频信号输出；时钟恢复单元，其从选择输出的音频信号的网络数据流中恢复出稳定的音频时钟；模拟输出单元，其将所述时钟恢复单元输出的音频信号转换为模拟音频信号。通过本发明，接收网络音频信号，并对其进行处理，输出的音频信号时钟稳定可靠，用户可以根据需要从传输的网络音频流中选择体验输出的音轨，提高音频输出的质量和用户体验。

技术领域

本发明涉及音频信号处理领域。

背景技术

现有的音频传输系统主要分为两类，一是模拟系统，一是数字系统。在模拟系统中，音频的传输，交换和选择，音量衰减和增加均以纯模拟方式实现，这适合于短距离音频传输，且音频通道较少的情况。在现有的数字系统中，音频信号的处理不再局限于模拟技术，在音频传输环节和处理环节，均以数字技术实现，比如蓝牙技术，以太网技术；这适合于多通道音频和远距离传输，因为数字信号在传输过程中不易出现衰减和突变，且传输带宽可以很大，比如千兆以太网。

传统的模拟传输系统由于整个系统由模拟器件组成，所以很容易受到周围电磁波等的干扰，若远距离传输时，则不可避免的会出现模拟线路的自损耗，且当音频轨道数量增加时，其布线将会非常麻烦，同时也会极大的增加维护成本。

现有的数字传输系统中，有一部分数字系统传输的是压缩音频，这就需要接收端配备专门的音频解码电路，这势必会增加产品成本；另外，解码电路的优良程度决定了音频输出的质量和用户体验，这就会导致市面上数字音频传输产品质量的参差不齐；另外一部分数字系统传输的是未压缩的音频，此类系统在音质和用户体验方面较传输压缩音频的数字系统有了很大的提高，达到了专业级别，同时还可以传输多通道音频；这些数字系统也存在一些缺陷，首先就是它们大都是明文传输，这就很容易造成音频传输泛滥，不能很好的保护音频原作者的权益；再者，传输的每轨音频都是单轨原始音频，如果用户需要体验多轨音频带来的效果，需要配备多个扬声器，且扬声器的摆放位置也有要求，这会给用户体验带来诸多不便。

发明内容

本发明提供一种基于FPGA的数字音频信号解码器及解码方法，接收网络音频信号，并对其进行处理，提高音频输出的质量和用户体验。

本发明的基于FPGA的数字音频信号解码器，包括：

网络输入单元，其用于接收网络音频信号，将网络音频信号解析转换成便于FPGA处理的信号；

音频解析单元，其将所述网络输入单元输入的网络音频信号解析出多轨音频；

音频选择单元，其对所述解析出的多轨音频进行选择，并将选择的音频信号输出；

时钟恢复单元，其从选择输出的音频信号的网络数据流中恢复出稳定的音频时钟；

模拟输出单元，其将所述时钟恢复单元输出的音频信号转换为模拟音频信号输出给后级设备。

优选地，网络输入单元包括外部网口和及与所述外部网口连接的物理接口收发器，所述物理接口收发器连接至FPGA内部的以太网媒体接入控制器，所述以太网媒体接入控制器与IP收发模块连接；网络音频信号通过外部网口输入到物理接口收发器，所述物理接口收发器将网络音频信号解析转换为FPGA处理的信号后传送给所述FPGA内部的以太网媒体接入控制器。

优选地，以太网媒体接入控制器将接收的网络音频信号解析成适合用户处理的数据流，并将其传输给所述IP收发模块；或者将用户侧的数据流，转换成适合所述物理接口收发器处理的数据流，并将其传输给所述物理接口收发器。

优选地，IP收发模块对接收的数据流进行解析，提取数据流的网络数据包的头部信息，保留网络数据包的长度信息和负载部分。