音頻處理裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種音頻處理裝置，其包括主要處理單元、收音處理單元以及編解碼器。主要處理單元包括第一音頻處理界面。收音處理單元包括第二音頻處理界面，收音處理單元受控于主要處理單元以從外部接收并處理收音數(shù)據(jù)。編解碼器分別通過第一以及第二音頻處理界面耦接主要處理單元與收音處理單元。編解碼器將收音數(shù)據(jù)從符合第二音頻處理界面轉換至符合第一音頻處理界面，以將收音數(shù)據(jù)傳送至主要處理單元，并且主要處理單元通過所述編解碼器以及所述收音處理單元而處理音頻數(shù)據(jù)。
【專利說明】音頻處理裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明是有關于一種數(shù)據(jù)處理技術，且特別是有關于一種采用不同音頻處理界面來實現(xiàn)的音頻處理裝置。
【背景技術】
[0002]消費型電子裝置(例如，筆記本電腦、平板電腦)除了能夠使消費者享受到良好的聲光效果以外，還希望這些移動裝置能夠額外擁有更多的附加功能。例如，電子裝置能夠具備較佳收音效果、能夠濾除環(huán)境雜音的錄音功能。
[0003]音頻處理技術可依照所采用的音頻運算法來決定其收音品質的好壞。例如，由英特爾(Intel)公司所提出的高清晰音效(High Definition Audio ；HDA)技術主要應用在采用其公司研發(fā)的中央處理器(CPU)和/或平臺控制集線器(Platform Controller Hub ；PCH)的電子裝置上。HDA技術采用的音頻運算法是通過設置在聲源前方的兩個收音設備進行收音以及音頻處理。但也由于收音設備必須要放置在聲源前方才能獲得較佳的收音品質，使得收音設備若是遠離聲源前方時，則無法維持其收音品質。
[0004]目前已出現(xiàn)另一種音頻處理運算法，此種音頻處理方法并不限制麥克風一定要放置在聲源前方，而可將兩個或兩個以上的麥克風設置在設備的前后或兩側即可，并通過檢測這些麥克風的振幅、頻率、相位差以及收音時間差來濾除環(huán)境音/噪聲，因此此種音頻處理方法具備較廣的收音區(qū)域。但采用此種音頻處理運算法的數(shù)字信號處理器(DSP)大部分并非采用HDA界面,而是采用整合芯片傳音(Integrated Interchip Sound ；I2S)界面,導致難以與英特爾公司的中央處理器/平臺控制集線器相互整合。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明提供一種音頻處理裝置，其可將不同種類的音頻處理界面加以整合，并通過編譯單元進行不同界面之間的音頻處理及數(shù)據(jù)轉換。因此，音頻處理裝置便可不受原有主要處理單元中預設的音頻處理界面所局限，而可采用其他種類的音頻處理界面的音頻數(shù)字處理器來實現(xiàn)。
[0006]本發(fā)明提出一種音頻處理裝置，其包括主要處理單元、收音處理單元以及編解碼器。主要處理單元具有第一音頻處理界面。收音處理單元包括第二音頻處理界面。收音處理單元受控于所述主要處理單元，以從外部接收并處理收音數(shù)據(jù)。編解碼器分別通過所述第一以及所述第二音頻處理界面而耦接到主要處理單元與收音處理單元。編解碼器將所述收音數(shù)據(jù)從符合所述第二音頻處理界面而轉換至符合所述第一音頻處理界面，以將所述收音數(shù)據(jù)通過第一音頻處理界面?zhèn)魉椭了鲋饕幚韱卧?。并且，所述主要處理單元通過所述編解碼器以及所述收音處理單元處理音頻。
[0007]在本發(fā)明的一實施例中，上述的音頻處理裝置還包括控制單元。所述控制單元耦接主要處理單元以及收音處理單元。主要處理單元通過所述控制單元的控制界面以使收音處理單元從外部接收并處理所述收音數(shù)據(jù)。[0008]在本發(fā)明的一實施例中，上述的音頻處理裝置還包括邏輯電路以及時脈產(chǎn)生器。邏輯電路耦接所述至少一通用輸入輸出接腳，其依據(jù)所述收音處理模式信號所選擇的多個收音處理模式其中之一，藉以提供時脈產(chǎn)生信號。時脈產(chǎn)生器耦接所述收音處理單元以及所述邏輯電路，其接收所述時脈產(chǎn)生信號以決定是否提供時脈信號至所述收音處理單元。
[0009]基于上述，本發(fā)明實施例所述的音頻處理裝置利用可將第一音頻處理界面（如，高清晰音效（HDA)界面）以第二音頻處理界面（如，整合芯片傳音（I2S)界面）的音頻數(shù)據(jù)相互轉換的編解碼器（codec)(例如，音頻編解碼器），藉以作為具有第一音頻處理界面的主要處理單元以及采用第二音頻處理界面之間數(shù)據(jù)轉換的橋梁，從而整合上述兩者，來實現(xiàn)此音頻處理。因此，音頻處理裝置便可不受原有中央處理器的高清晰音效（HDA)界面所局限，可采用任意種類的音頻數(shù)字處理器來實現(xiàn)不同的音頻處理運算法，而不必僅限于原有的波束成形（beamforming)運算法。
[0010]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖I及圖2分別是電子裝置的方塊圖及示意圖；
[0012]圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實施例所述的音頻處理裝置的示意圖；
[0013]圖4及圖5是音頻處理裝置中收音設備的設置位置的范例性示意圖；
[0014]圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實施例所述的音頻處理裝置的示意圖；
[0015]圖7是根據(jù)本發(fā)明第三實施例所述的音頻處理裝置的示意圖。
[0016]附圖標記說明：
[0017]100:電子裝置；
[0018]110、310 :主要處理單元；
[0019]120 :音頻數(shù)字信號處理器；
[0020]130 :高清晰音效界面；
[0021]140 :揚聲放大器；
[0022]150、160 :左右聲道揚聲器；
[0023]170 :耳機；
[0024]180、190、322、324 :麥克風；
[0025]210 :重疊區(qū)域；
[0026]300、600、700 :音頻處理裝置；
[0027]320,720 :收音處理單元；
[0028]326 :音頻數(shù)字信號處理器（DSP)；
[0029]330 :編解碼器；
[0030]340 :控制單元；
[0031]350 :第一音頻處理界面；
[0032]360 :第二音頻處理界面；
[0033]370 :控制界面；
[0034]CS :控制信號；[0035]GP101、GP102:通用輸入輸出接腳；
[0036]CLK:時脈信號；
[0037]ENCLK:時脈產(chǎn)生信號；
[0038]RESET:重置接腳；
[0039]WR:喚醒接腳；
[0040]400:筆記本電腦；
[0041]410、440、510 ~520:位置；
[0042]500:平板電腦；
[0043]610:時脈產(chǎn)生器；
[0044]620:邏輯電路；
[0045]630:或門(OR)；
[0046]727:數(shù)據(jù)傳輸界面；
[0047]728:存 儲單元。
【具體實施方式】
[0048]圖1及圖2分別是電子裝置100的方塊圖及示意圖。如圖1所示，電子裝置100可采用英特爾(Intel)公司的中央處理器(CPU)和/或平臺控制集線器(PlatformController Hub ；PCH)做為主要處理單元110，而中央處理器/平臺控制集線器大部分采用英特爾高清晰音效(HDA)技術及其高清晰音效界面130的音頻數(shù)字信號處理器(audioDSP) 120，藉以進行音頻處理。例如，DSP 120傳送音頻數(shù)據(jù)給予揚聲放大器140，藉以控制左右聲道揚聲器150、160的音頻信號、音量…等,DSP 120也可通過各種信號連接方式(例如，以實際線路連接、以藍牙技術連接)以控制可具備麥克風的耳機170。
[0049]DSP 120可通過設置在電子裝置100機殼處的兩個收音設備(例如，麥克風)180、190以進行收音,如圖2所示。高清晰音效(HDA)技術是采用波束成形(beamforming)音頻運算法來進行收音時的音頻處理，因此兩個收音設備180、190必須在面向發(fā)音源(例如面向使用者)的方向進行設置。圖2所示的電子裝置100皆在正面裝設兩個麥克風180、190，并利用所接收到的音頻數(shù)據(jù)來強化錄音效果。但是，波束成形音頻運算法的較佳錄音環(huán)境僅在于兩個麥克風收音的重疊區(qū)域210，其他區(qū)域的收音品質則會隨之衰減。因此，當有許多人希望同時利用電子裝置100進行通話或是錄音時，此時的收音品質則會較差。
[0050]目前尚有其他較佳的音頻運算法，例如可以通過檢測兩個以上的麥克風的振幅、頻率、相位差以及收音時間差來濾除環(huán)境音/噪聲的音頻運算法，其可將不符合相位差以及收音時間差的音頻數(shù)據(jù)皆視為噪聲而濾除，符合相位差以及收音時間差的音頻數(shù)據(jù)則為主要聲源信號，如此便可讓麥克風放置在音頻處理設備的任何位置，而不需在電子裝置100的正前方設置，避免高清晰音效(HDA)技術在收音設備的物理位置上的限制。此外，目前電子裝置100大部分采用觸控面板或玻璃來作為其前面板，若是要在電子裝置100正前方設置收音設備，則勢必要在玻璃上挖洞，導致前面板良率將會依此而降低。
[0051]但是，采用這些音頻處理技術的數(shù)字信號處理器則主要支援整合芯片傳音(I2S)界面而非高清晰音效界面，因而無法與英特爾公司的中央處理器/平臺控制集線器相互整
八
口 ο[0052]因此，本案實施例的音頻處理裝置利用可將第一音頻處理界面(如，高清晰音效(HDA)界面)以第二音頻處理界面(如，整合芯片傳音(I2S)界面、AC97界面)的音頻數(shù)據(jù)相互轉換的編解碼器(例如，音頻編解碼器)，作為具有第一音頻處理界面的主要處理單元以及采用第二音頻處理界面之間數(shù)據(jù)轉換的橋梁。藉此，本案實施例可以不受限于原廠中央處理器和/或平臺控制集線器的高清晰音效界面，而可采用其他音頻處理界面(如，整合芯片傳音(I2S)界面、AC97界面…等)的數(shù)字信號處理器來實現(xiàn)，讓本案的音頻處理裝置能夠有更多的實施可能性。
[0053]圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實施例所述的音頻處理裝置300的示意圖。音頻處理裝置300可以適用于電腦系統(tǒng)、筆記本電腦、平板電腦…等消費性電子設備上。音頻處理裝置300主要包括主要處理單元310、收音處理單元320以及編解碼器330。本實施例的音頻處理裝置300還可以包括控制單元340、揚聲放大器140、左右聲道揚聲器150、160以及可具備麥克風的耳機170。
[0054]主要處理單元310包括用以處理音頻數(shù)據(jù)的第一音頻處理界面350。本案實施例所述的主要處理單元310可以是采用英特爾公司的中央處理器和/或平臺控制集線器，而第一音頻處理界面350則以高清晰音效界面來實現(xiàn)。然而，本領域技術人員應可知曉，上述第一音頻處理界面350并不僅限于上述揭示，而此處的第一音頻處理界面350是指原廠廠商在設計中央處理器和/或平臺控制集線器時已經(jīng)預設在其中的音頻專用處理界面，例如是高清晰音效界面、AC97音頻界面、超級音頻光盤(Super Audio⑶；SA⑶)音頻界面…等。
[0055]收音處理單元320包括與第一音頻處理界面350不同類型的第二音頻處理界面360。本案實施例所述的收音處理單元320可由至少兩個收音設備(例如，麥克風322、324)以及具備第二音頻處理界面360的音頻數(shù)字信號處理器326來實現(xiàn)。至少兩個收音設備可分別裝設在音頻處理裝置300外部機殼的不同位置。
[0056]圖4及圖5是音頻處理裝置300中收音設備的設置位置的范例性示意圖。如圖4所示，若音頻處理裝置300實現(xiàn)在筆記本電腦400時，收音設備可以設置在位于筆記本電腦400側邊機殼上的位置410、420及430、或是從位于筆記本電腦400背面機殼上的位置440中，并且選擇其中兩個或是兩個以上的位置來設置收音設備，例如可選擇位置410及420做為一組實施例，而可選擇位置430以及440來實現(xiàn)另一組實施例。如圖5所示，若音頻處理裝置300實現(xiàn)在平板電腦500時，其中一個麥克風可以設置在位于平板電腦500正面面板上的位置510，并配合另一個配合設置在平板電腦500背面機殼上位置520處的麥克風來實現(xiàn)本案實施例。
[0057]請回到圖3，音頻數(shù)字信號處理器326耦接上述至少兩個麥克風322、324。收音處理單元320中的音頻數(shù)字信號處理器326通過控制單元340而受控于主要處理單元310，其依照主要處理單元310的命令而從外部接收并處理收音數(shù)據(jù)。詳言之，音頻數(shù)字信號處理器326通過控制單元340以及控制界面(例如，I2C界面370)而接收到收音命令時，則接收這些麥克風322、324的音頻信號，并利用這兩個或兩個以上的音頻信號的振幅、相位差、收音時間差等比對條件，并利用內(nèi)建的音頻運算法以及下述的收音處理模式來處理這些收音數(shù)據(jù)，且將這些收音數(shù)據(jù)通過第二音頻處理界面360傳送給編解碼器330。
[0058]編解碼器330通過第一音頻處理界面350 (高清晰音效界面)耦接到主要處理單元310，并通過第二音頻處理界面360 (整合芯片傳音界面)而耦接到收音處理單元320。也就是說，主要處理單元310及其所執(zhí)行的應用程式可通過第一音頻處理界面(HDA界面)350而通知編解碼器330。當音效數(shù)字信號處理器326通過第二音頻處理界面360傳送收音數(shù)據(jù)至編解碼器330時，編解碼器330便依照目前的音頻處理模式而將符合第二音頻處理界面350的收音數(shù)據(jù)轉換為符合第一音頻處理界面360的收音數(shù)據(jù)，并通過第一音頻處理界面360將轉換后的收音數(shù)據(jù)提供給主要處理單元310以進行后續(xù)處理。并且，主要處理單元310通過編解碼器330以及收音處理單元320來處理音頻。在本實施例中，編解碼器330除了通過第二音頻處理界面360耦接收音處理單元320以外，也會通過至少一個通用輸入輸出接腳(例如，通用輸入輸出接腳GP101、GP102)以耦接收音處理單元320，編解碼器330會通過這些通用輸入輸出接腳GP101、GP102傳送收音處理模式信號，并在后續(xù)的描述中說明收音處理模式以及其對應的收音處理模式信號。
[0059]音頻處理單元300在本案實施例中可以采用第一音頻處理界面350以及第二音頻處理界面360的音頻編解碼器(codec)來實現(xiàn)。換句話說，編解碼器330是可將符合第一音頻處理界面350的音頻數(shù)據(jù)以及符合第二音頻處理界面360的音頻數(shù)據(jù)相互進行轉換的音頻編解碼器。另一方面，音頻編解碼器除了作為主要處理單元310以及收音處理單元320在傳輸音頻數(shù)據(jù)之間的數(shù)據(jù)轉換橋梁以外，其也可用來將主要處理單元310所提供的音頻數(shù)據(jù)進行解碼，并轉換為可以給揚聲放大器140或是耳機170來播放的音頻信號，使得音頻處理裝置300得以播放音樂或是已錄音文件。
[0060]控制單元340耦接主要處理單元310以及收音處理單元320的音頻數(shù)字信號處理器326?？刂茊卧?40利用控制界面370以控制音頻數(shù)字信號處理器326，且控制單元340連接音頻數(shù)字信號處理器326的重置接腳RESET以及喚醒接腳WR?？刂茊卧?40接收主要處理單元310的控制信號CS以決定音頻數(shù)字信號處理器326位于睡眠模式或是使其啟動。例如，若是控制信號CS為低電位，則控制單元340可通過控制界面370使音頻數(shù)字信號處理器326位于睡眠模式。若是控制信號CS為高電位，控制單元340可通過音頻數(shù)字信號處理器326的喚醒接腳WR使其喚醒并啟動?？刂茊卧?40也可致能重置接腳RESET以重置音頻數(shù)字信號處理器326。本案實施例以嵌入式芯片(Embedded chip ；EC)來實現(xiàn)控制單元340，此處的嵌入式芯片可以是在采用此音頻處理裝置300的電腦系統(tǒng)、筆記本電腦…等消費型電子設備上，進行開機時相關軟硬件的初始化使用。本案的控制單元340也可以利用復雜可編程邏輯器件(CPLD)等實現(xiàn)，而不受限于嵌入式芯片。
[0061]主要處理單元310通過控制單元340的控制界面370來控制音頻數(shù)字信號處理器326，以使收音處理單元320從外部的麥可風322、324接收并處理收音數(shù)據(jù)?？刂平缑?70可以是內(nèi)部整合電路(I2C)界面。
[0062]在此說明主要處理單元310通過編解碼器330以及收音處理單元320來處理音頻的致動方式?；谑褂谜咴趹蒙系男枨螅找粜畔⒃谝纛l數(shù)字信號處理器326以及編解碼器330中，先行依照應用需求而判斷是否濾除收音信息的環(huán)境音及噪聲，在將所述收音信息給予主要處理單元310。本案實施例將收音用途整合成多種的收音處理模式，例如，通話模式、語音辨識模式、錄音模式。通話模式用于通過此音頻處理裝置300與他人進行電話或是網(wǎng)絡通訊所用，因此可能需要消除環(huán)境音且避免回授音的發(fā)生。語音辨識模式則需要強力地消除環(huán)境音以及噪聲，只保留人聲部分的音頻，以避免在辨識語音時發(fā)生錯誤。錄音模式則是需要將環(huán)境音一起收音而進行完整錄音。[0063]由于上述的收音處理模式需要讓音頻數(shù)字信號處理器326知曉，因此控制單元340中儲存有可提供給音頻數(shù)字信號處理器326的編碼文件，藉以在收音處理單元320開機時，控制單元340會將所述編碼文件下載到音頻數(shù)字信號處理器326中以供使用。換句話說，本案實施例的收音處理單元320的音頻數(shù)字信號處理器326將在初始化或被重置時將從控制單元340讀取編碼文件，以分別設置好上述多個收音處理模式的需求，并等待主要處理單元310通過第一音頻處理界面350以及編解碼器3330的兩個通用輸入輸出接腳GPIOl、2所傳送而來的收音處理模式信號。編解碼器330通過第一音頻處理界面350以從主要處理單元310獲得所需的收音處理模式信號，并通過通用輸入輸出接腳GP101、GP102以將收音處理模式信號傳送至收音處理單元320。音頻數(shù)字信號處理器326便可依照收音處理模式信號而從這些收音處理模式選擇其中之一，以作為后續(xù)收音數(shù)據(jù)的音頻處理依據(jù)。
[0064]例如，通用輸入輸出接腳GP101、GP102所傳送的收音處理模式信號以及收音處理模式的對應可如下表(I)所示:
[0065]表(I)
[0066]
【權利要求】
1.一種音頻處理裝置，其特征在于，包括： 一主要處理單元，包括一第一音頻處理界面； 一收音處理單元，包括一第二音頻處理界面，該收音處理單元受控于該主要處理單元，以從外部接收并處理一收音數(shù)據(jù)；以及 一編解碼器，分別通過該第一以及該第二音頻處理界面耦接該主要處理單元與該收音處理單元，其中該編解碼器將該收音數(shù)據(jù)從符合該第二音頻處理界面而轉換至符合該第一音頻處理界面，以將該收音數(shù)據(jù)傳送至該主要處理單元，且該主要處理單元通過該編解碼器以及該收音處理單元處理音頻。
2.根據(jù)權利要求1所述的音頻處理裝置，其特征在于，還包括： 一控制單元，耦接該主要處理單元以及該收音處理單元，該主要處理單元通過該控制單元的控制界面以使該收音處理單元從外部接收并處理該收音數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權利要求2所述的音頻處理裝置，其特征在于，該收音處理單元從該控制單元讀取編碼文件以設置多個收音處理模式，并且， 該編解碼器通過至少一通用輸入輸出接腳以及該第二音頻處理界面耦接至該收音處理單元， 其中該編解碼器通過該第一音頻處理界面以從該主要處理單元獲得收音處理模式信號，并通過該至少一通用輸入輸出接腳以將該收音處理模式信號傳送至該收音處理單元，以調整該收音處理單元從該些收音處理模式選擇其中之一。
4.根據(jù)權利要求2所述的音頻處理裝置，其特征在于，還包括： 一邏輯電路，耦接該至少一通用輸入輸出接腳，依據(jù)該收音處理模式信號所選擇的該些收音處理模式其中之一以提供時脈產(chǎn)生信號；以及 一時脈產(chǎn)生器，耦接該收音處理單元以及該邏輯電路，接收該時脈產(chǎn)生信號以決定是否提供時脈信號至該收音處理單元。
5.根據(jù)權利要求1所述的音頻處理裝置，其特征在于，該控制單元是嵌入式芯片。
6.根據(jù)權利要求1所述的音頻處理裝置，其特征在于，該收音處理單元的時脈信號由該主要處理單元所提供。
7.根據(jù)權利要求1所述的音頻處理裝置，其特征在于，該收音處理單元包括： 至少兩個收音設備，分別裝設在該音頻處理裝置的不同位置上；以及 音頻數(shù)字信號處理器，耦接該至少兩個收音設備，以接收并處理該收音數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權利要求1所述的音頻處理裝置，其特征在于，該收音處理單元還包括： 一存儲單元，通過數(shù)據(jù)傳輸界面耦接該音頻數(shù)字信號處理器，用以存儲編碼數(shù)據(jù)， 其中，該控制單元在初始化該音頻數(shù)字信號處理器時，控制該音頻數(shù)字信號處理器已從該存儲單元下載該編碼數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權利要求1所述的音頻處理裝置，其特征在于，該編解碼器是將符合該第一音頻處理界面的音頻數(shù)據(jù)以及符合該第二音頻處理界面的音頻數(shù)據(jù)相互進行轉換的音頻編解碼器。
10.根據(jù)權利要求1所述的音頻處理裝置，其特征在于，該主要處理單元是英特爾公司的中央處理器和/或平臺控制集線器，該第一音頻處理界面是高清晰音效界面，且該第二音頻處理界面是整合芯片傳音界面。
【文檔編號】H04R3/00GK103841493SQ201210475521
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月21日 優(yōu)先權日:2012年11月21日
【發(fā)明者】杜博仁, 張嘉仁, 游明春, 戴魁廷 申請人:宏碁股份有限公司