[发明专利]一种PCM音频采样率的转换方法

说明书

本发明涉及一种PCM音频采样率的转换方法，通过将原PCM波形进行拐点统计，从而将PCM波形分为若干段，在保留其端点的情况下，对片段内的采样点按照目标采样率进行重新生成，生成时通过目标两个采样点的量化级数的平均值，并通过原采样点之前的一个采样点对其进行补偿，使得生成的目标采样点的量化级数更加贴合原波形，并且可以根据目标采样率任意转换；同时保留端点，通过特定函数生成新的端点或者直接连接，尽可能地转换采样率时，保留原波形，并且计算公式简单，可以有效降低采样率转化时的开销。

技术领域

本发明涉及音频处理技术领域，具体是一种PCM音频采样率的转换方法。

背景技术

脉冲编码调制(Pulse Code Modulation，PCM)就是把一个时间连续，取值连续的模拟信号变换成时间离散，取值离散的数字信号后在信道中传输。脉冲编码调制就是对模拟信号先抽样，再对样值幅度量化，编码的过程。

在绝大多数音频系统里，采样率的转换是极其重要的一环。采样率转换是将输入信号从某一个采样率转换到另一个采样率。在音频系统里，通常的转换是在几个特定采样率里完成的，即一些常见音频采样率(8k，11.025k，12k， 12.8k，16k，22.05k，24k，32k，44.1k，48k)之间的互相转换。

常见的方法是插值算法，但是现有的插值法对于非整数倍之间的采样率转化时，开销很大。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种PCM音频采样率的转换方法，能够解决背景技术中的问题。

本发明的一种PCM音频采样率的转换方法，包括步骤：

(1)将音频数字信号还原为时间轴和量化级数轴构成的二维坐标上的PCM 波形，并对PCM波形进行特性提取：

(1-1)从时间轴的零点开始对PCM波形的采样点进行统计，提取出拐点；

(1-2)将相邻拐点之间的片段进行提取；

(2)在每个片段中进行采样率转化：

(2-1)在时间轴上根据转化后的采样率标记出每个转化后的目标采样点的坐标Ti，并与片段S_n中所有的原采样点的时间轴坐标对目标采样点进行量化级数赋值，量化级数其中T_n和T_n+1为距离目标采样点最近的两个相邻原采样点A_n和A_n+1的时间轴坐标，L_n和L_n+1为原采样点A_n和A_n+1的量化级数轴坐标，L_n-1为A_n相邻的A_n-1的量化级数轴坐标，n为自然数，γ为偏移量；

(2-2)将相邻片段S_n和S_n+1对接，如果原采样率大于转换后的采样率，则在将片段Sn和Sn+1靠近的端点之间插入一个或者多个目标采样点，目标采样点的时间轴坐标对与步骤(2-1)中的Ti对应，当时，对应的目标采样点的量化级数当时，对应的目标采样点的量化级数其中T_j和T_k为相邻片段S_n和S_n+1对接端点在时间轴上的坐标，L_j和L_k为相邻片段S_n和S_n+1对接端点在量化级数轴上的坐标，α为偏移量；

如果原采样率小于转换后的采样率，则直接对接即可；

(3)去除原采样点，将转化后的PCM波形转换为数字信号。

进一步地，所述步骤(1-1)中拐点统计的步骤包括：