专利名称：判断采样率的方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种索尼/飞利浦数字接口(Sony/Philips DigitalInterface, SPDIF)的采样率的技术，且特别是有关于一种依据过滤范围的加权平均值以迅速判断输入信号采样率的技术，并可减少误判机率与节省存储器。
背景技术：
索尼/ 飞利浦数字接口(Sony/Philips Digital Interface Format，简称 SPDIF) 是一种数字音频传输接口，并普遍利用光纤和同轴缆线进行传输以确保数据的准确性与同步性，可使输出结果具有高保真度(fidelity)。因此，SPDIF广泛应用于支援数字影院系统 (Digital TheaterSystem，简称 DTS)或杜比数字(Dolby digital)的 DVD 播放器与 CD 播放器中。此外，SPDIF采用双相符号编码(Bi-phase Mark Code,简称BMC)，从而将采样频率与其采样信息混合在一起传输。因此，其传输端与接收端只需一条数据线便可将数据传送与接收，而SPDIF的接收端便必须把采样频率从输入信号中分离，从而正确地对输入信号进行采样。标准的SPDIF格式可对四种采样率的输入信号进行采样，这些采样率分别为 32ΚΗζ、44. 1ΚΗζ、48ΚΗζ与96KHz，其中，44. IKHz (常用于CD的数字音频采样)与48KHz (常用于DVD的数字音频采样)两者的采样率较为接近，使得SPDIF的接收端在判断这两个采样率时的误判机率较高。在此举一范例从而说明，符合SPDIF的输入信号中每次采样结果皆以32位 (32-bit)传输，并且包括左右声道信息，而每一位皆需采样两次，因此44. IKHz与48KHz的双相时钟频率(bi-phase clockfrequency) BCF44.1Khz、BCF概hz 便如方程式(1)与(2)所示BCF44.1Khz = 44. IKhz X 32 X 2 X 2 = 5. 6448Mhz.......(1)BCF48Khz = 48Khz X 32X2X2 = 6. 144Mhz.............(2)在判断采样率时，承载44. IKHz与48KHz两者的输入信号可依据双相时钟频率
判断。但是当输入信号受到时钟抖动(clock jitter)、传输端的装置品质差异与采样精确度等因素的影响时，双相时钟频率BCF便因为其两者的数值过于接近于飘移时难以分辨，使得SPDIF的接收端在判断这两个采样率时的误判机率较高。若想要降低误判机率，便需增加采样率的判断次数，利用多次采样结果的平均以正确地决定采样率， 但也因此增加了存储器容量，也提高了判断所需时间。
发明内容
本发明提供一种判断采样率的方法，本方法接收索尼/飞利浦数字接口(SPDIF) 的输入信号，并依据过滤范围所调整的加权平均值来迅速判断输入信号的采样率，从而降低误判机率，并节省判断所需的存储器。于另一观点而言，本发明提供一种判断采样率的装置，此装置接收索尼/飞利浦数字接口的输入信号，并利用过滤范围来调整加权平均值，以迅速判断采样率，并可减少误判机率与节省存储器。本发明提出一种判断采样率的方法，其用于接收索尼/飞利浦数字接口的输入信号。本方法包括下列步骤。求取输入信号中的双相时钟频率与系统频率之间的多个倍数值， 并依据第一过滤范围来调整第一加权序列，从而依据第一加权序列与上述倍数值来计算求得第一加权平均数，接着依据第二过滤范围来调整第二加权序列，从而依据第二加权序列与倍数值求得第二加权平均数。之后，当第一差值大于第二差值时，将采样率设定为第一采样率，否则将该采样率设定为第二采样率，其中第一差值依据第一加权平均数与频率阈值所计算求得，而第二差值则依据第二加权平均数与频率阈值所计算求得。在本发明的一实施例中，上述的第一过滤范围大于高通阈值，而第二过滤范围则小于低通阈值。在本发明的一实施例中，依据第一过滤范围来调整第一加权序列并依据第一加权序列与倍数值计算出第一加权平均数的步骤包括下列步骤。去除小于或等于高通阈值的倍数值，接着计算未被去除的倍数值的算术平均，从而取得第一加权平均数。此外，依据第二过滤范围来调整第二加权序列，并依据第二加权序列与倍数值计算出第二加权平均数的步骤包括下列程序。去除大于或等于低通阈值的倍数值，接着计算未被去除的倍数值的算术平均，从而取得第二加权平均数。在本发明的一实施例中，求取倍数值的步骤包括下列程序。依据输入信号取得位于不同时间点的多个双相时钟频率，并且将系统频率除以上述双相时钟频率，以取得多个倍数值。在本发明的一实施例中，上述的第一差值为第一加权平均数减去频率阈值的绝对值，而第二差值则为第二加权平均数减去频率阈值的绝对值。在本发明的一实施例中，上述的判断采样率的方法还可包括下列步骤，以依据系统频率来调整或变更第一过滤范围、第二过滤范围与频率阈值。从另一角度来看，本发明提出一种判断采样率的装置，其接收索尼/飞利浦数字接口的输入信号。判断采样率的装置包括频率采样单元、过滤计算单元以及判断单元。频率采样单元用以求取输入信号中的双相时钟频率与系统频率之间的多个倍数值。过滤计算单元耦接至频率采样单元，其依据第一过滤范围来调整第一加权序列，并依据第一加权序列与倍数值来计算出第一加权平均数。过滤计算单元也依据第二过滤范围来调整第二加权序列，并依据第二加权序列与倍数值来求得第二加权平均数。判断单元耦接至过滤计算单元，并且当第一差值大于第二差值时，判断单元将该采样率设定为第一采样率，否则判断单元将采样率设定为第二采样率，其中第一差值依据第一加权平均数与频率阈值来求得，而第二差值则依据第二加权平均数与频率阈值来求得。在本发明的一实施例中，上述的第一过滤范围大于高通阈值，而第二过滤范围则小于低通阈值。在本发明的一实施例中，上述的过滤计算单元包括高通计算单元与低通计算单元。高通计算单元用以去除小于或等于高通阈值的倍数值，并计算未被去除的倍数值的算术平均，从而取得第一加权平均数。低通计算单元用以去除大于或等于低通阈值的倍数值， 并计算未被去除的倍数值的算术平均，从而取得第二加权平均数。在本发明的一实施例中，上述的判断采样率的装置还可包括储存单元，其耦接至频率采样单元以接收并储存倍数值。在本发明的一实施例中，上述的判断采样率的装置还可包括系数设定单元，其耦接至频率采样单元与过滤计算单元。系数设定单元用以依据系统频率来调整或变更第一过滤范围、第二过滤范围与频率阈值。基于上述，本发明的实施例依据不同时间的双相时钟频率求取多个倍数值，并依据过滤范围来调整加权序列，从而利用加权序列将这些倍数值计算出第一加权平均数与第二加权平均数。接着，便可通过第一加权平均数、第二加权平均数与频率阈值来判断输入信号的采样率倾向，从而降低误判机率，并可迅速判断采样率以节省所需的存储器。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
图1为一实施例说明判断采样率的方法示意图。图2是依照本发明一实施例的一种判断采样率的装置方块图。图3是依照本发明一实施例的一种判断采样率的方法流程图。图4是依照本发明一实施例说明依据过滤范围设定加权序列的示意图。图5是依照本发明另一实施例的一种判断采样率的装置方块图。图6a是依照本发明一实施例说明依据不同缓冲区大小所产生的误判机率的曲线图。图6b是将图6a的信息数据化的图表。主要元件符号说明20、50 判断采样率的装置210 频率采样单元220 过滤采样单元230 判断单元510 系数决定单元520 储存单元530 高通计算单元540 低通计算单元IS 符合SPDIF的输入信号S310 S360 步骤SR:采样率SF 系统频率thF 频率阈值thH:高通阈值thL 低通阈值L1、L2:曲线
具体实施方式
现将详细参考本发明的示范性实施例，在附图中说明所述示范性实施例的实例。 另外，凡可能之处，在图式及实施方式中使用相同标号的元件/构件/符号代表相同或类似部分。请参照图1，图1为一实施例说明判断索尼/飞利浦数字接口(SPDIF)的输入信号IS的采样率SR的方法示意图。在此将本实施例的系统频率SF设定为108Mhz，且采样率48Khz与44. IKhz所对应的双相时钟频率BCF481ihz与BCF44.1Khz则约略为6. 144Mhz与 5. 6448Mhz (如方程式(1)与(2)所示)。由此，系统频率SF除以双相时钟频率BCF481ihz与 BCF44.1Khz所产生的商(亦为本实施例所述的倍数值)如方程式(3)与(4)所述
SF 108Mzz…-=-= 19.13256…….(3)
BCF44lfchz 5.6448Mzz
SF 108施 …，… “、-二-= 17.57812..........(4)
BCF4skhz 6.144施并依据设备限制，倍数值仅能纪录整数值，因此本实施例将频率阈值thF设定为 19，因19为位于17. 57812至19. 13256之间的整数值。于本实施例中，当求取的倍数值的算术平均数大于19 (频率阈值thF)时，便可将采样率SR判断为44. lKhz，相反时则设定采样率SR为48Khz。请继续参阅图1，由于时钟抖动、传输端的装置品质差异等原因影响，这些倍数值于采样率为48Khz时大部分飘移在17 20的整数区间内，且于采样率为44. IKhz时所产生的倍数值也约略飘移在18 21的整数区间内，但偶尔会超出上述的整数区间。由于以往的判断方法利用算数平均作为计算方式，因此当采样的倍数值较少时，部分超出整数区间的倍数值将会对算数平均值的影响较大，因而造成误判。在此举例以详细说明的，如表1所示，在此假设输入信号IS具有44. IKhz的采样率，并从而产生10个倍数值。表 1
倍数值 (44. IKhz)17171819202119192019表1的倍数值的算术平均数为18. 9。由于18. 9 (倍数值的算术平均数)小于19 (频率阈值thF)，因此便将采样率SR设定为48Khz，但是原先输入信号IS的采样率为44. IKhz, 因而造成误判。此种误判的解决方式则是取得更多的倍数值并取其平均值以使其平均值大于19(频率阈值thF)而正确判别，但会延长判断时间并增加所需的存储器。因此，在此提出符合本发明的一实施例，图2是依照本发明一实施例的一种判断采样率的装置20方块图。请参照图1，判断采样率的装置20接收符合索尼/飞利浦数字接口的输入信号IS，从而判断采样率SR。判断采样率的装置20包括频率采样单元210、过滤计算单元220以及判断单元230。频率采样单元210用以求取输入信号IS中的双相时钟频率BCF与系统频率SF之间的多个倍数值。过滤计算单元220耦接至频率采样单元210， 其依据第一过滤范围(本实施例以大于高通阈值thH为例)来调整第一加权序列，并依据第一加权序列与倍数值来计算出第一加权平均数。过滤计算单元220也可依据第二过滤范围(本实施例以小于低通阈值thL为例)来调整第二加权序列，并依据第二加权序列与倍数值来求得第二加权平均数。请继续参照图2，判断单元230耦接至过滤计算单元220，用以依据第一加权平均数与频率阈值thF计算求得第一差值，并依据第二加权平均数与频率阈值thF以计算求得第二差值。当第一差值Dl大于第二差值D2时，判断单元230将采样率SR设定为第一采样率(本实施例以44. IKhz为例)，否则判断单元130便将采样率SR设定为第二采样率(本实施例以48Khz为例)。为了致使本领域技术人员能更加了解本发明，在此依据本发明实施例的流程步骤详细说明的。图3是依照本发明一实施例的一种判断采样率的方法流程图，请同时参照图 2与图3，本发明实施例首先进入步骤S310，频率采样单元210接收符合索尼/飞利浦数字接口的输入信号IS，从而取得输入信号IS中不同时间点的双相时钟频率BCF，再将这些双相时钟频率BCF与系统频率SF相除以求得多个倍数值。本实施例中以求取10个倍数值作为举例，并假设输入信号IS具有44. IKhz的采样率，其中频率采样单元210所求得的倍数值如上述表1所示。接着，进入步骤S320，过滤计算单元220利用第一过滤范围(本实施例以大于高通阈值thH为例)与第二过滤范围(本实施例以小于低通阈值thL为例)来分别调整第一加权序列与第二加权序列，并依据第一加权序列、第二加权序列与上述的倍数值分别计算出第一加权平均数与第二加权平均数。于本实施例中，在此依据系统频率SF将高通阈值thH 设定为17，并将高通阈值thL设定为21，并一同参照图4，图4是依照本发明一实施例说明依据过滤范围设定加权序列的示意图。如图4所示，本实施例中的第一加权序列与第二加权序列皆具有对应每个倍数值的加权值，应用本实施例者可以视其设计需求来决定如何设置位于过滤范围内外的加权值。于本实施例中，过滤计算单元220将位于第一过滤范围外 (亦即小于或等于17)的倍数值所对应的加权值设定为0，从而把所有小于或等于17的倍数值去除，但本发明不应以此为限。于其他实施例中，过滤计算单元220也可减少位于第一过滤范围外的倍数值所对应的加权值(例如从1降低至0. 1)，从而降低位于过滤范围外的倍数值的影响，或者增加位于第一过滤范围内的倍数值所对应的加权值(例如从1增加至 1. 5)，以加强过滤范围内的倍数值的影响，在此不再赘述。请继续参照图4，过滤计算单元220将位于第一过滤范围外(亦即小于或等于17) 的倍数值所对应的加权值设定为0，而将位于第一过滤范围内(以及大于17)的倍数值所对应的加权值设定为1，由此形成类似高通滤波器的效果，把所有小于或等于17的倍数值去除，并且将表1的倍数值整理如表2所示，并以删除线表示已去除的倍数值。表权利要求
1.一种判断采样率的方法，用于判断索尼/飞利浦数字接口的输入信号的采样率，该方法包括求取该输入信号中的双相时钟频率与系统频率之间的多个倍数值； 依据第一过滤范围来调整第一加权序列，并依据该第一加权序列与所述倍数值计算出第一加权平均数，且依据第二过滤范围来调整第二加权序列，并依据该第二加权序列与所述倍数值计算出第二加权平均数；以及当第一差值大于第二差值时，将该采样率设定为第一采样率，否则将该采样率设定为第二采样率，其中该第一差值依据该第一加权平均数与频率阈值求得，且该第二差值依据该第二加权平均数与该频率阈值求得。
2.根据权利要求1所述的判断采样率的方法，其中该第一过滤范围大于高通阈值，该第二过滤范围小于低通阈值。
3.根据权利要求2所述的判断采样率的方法，依据该第一过滤范围来调整该第一加权序列并依据该第一加权序列与所述倍数值计算出该第一加权平均数的步骤包括去除小于或等于该高通阈值的所述倍数值；以及计算未被去除的所述倍数值的算术平均，以取得该第一加权平均数， 依据该第二过滤范围来调整该第二加权序列并依据该第二加权序列与所述倍数值计算出该第二加权平均数的步骤包括去除大于或等于该低通阈值的所述倍数值；以及计算未被去除的所述倍数值的算术平均，以取得该第二加权平均数。
4.根据权利要求1所述的判断采样率的方法，其中该第一采样率为CD音频采样率，该第二采样率为DVD数字音频采样率。
5.根据权利要求1所述的判断采样率的方法，求取所述倍数值的步骤包括 依据该输入信号取得不同时间的所述双相时钟频率；以及将该系统频率除以所述双相时钟频率，以取得所述倍数值。
6.根据权利要求1所述的判断采样率的方法，其中该第一差值为该第一加权平均数减去该频率阈值的绝对值，该第二差值为该第二加权平均数减去该频率阈值的绝对值。
7.根据权利要求1所述的判断采样率的方法，还包括依据该系统频率调整或变更该第一过滤范围、该第二过滤范围与该频率阈值。
8.一种判断采样率的装置，用于判断索尼/飞利浦数字接口的输入信号的采样率，该装置包括频率采样单元，用以求取该输入信号中的双相时钟频率与系统频率之间的多个倍数值；过滤计算单元，耦接至该频率采样单元，用以依据第一过滤范围来调整第一加权序列， 并依据该第一加权序列与所述倍数值计算出第一加权平均数，且依据第二过滤范围来调整第二加权序列，并依据该第二加权序列与所述倍数值求得第二加权平均数；以及判断单元，耦接至该过滤计算单元，当第一差值大于第二差值时，该判断单元将该采样率设定为第一采样率，否则将该采样率设定为第二采样率，其中该第一差值依据该第一加权平均数与频率阈值求得，且该第二差值依据该第二加权平均数与该频率阈值求得。
9.根据权利要求8所述的判断采样率的方法，其中该第一过滤范围大于高通阈值，该第二过滤范围小于低通阈值。
10.根据权利要求9所述的判断采样率的装置，其中该过滤计算单元包括高通计算单元，用以去除小于或等于该高通阈值的所述倍数值，并计算未被去除的所述倍数值的算术平均，以取得该第一加权平均数；以及低通计算单元，用以去除大于或等于该低通阈值的所述倍数值，并计算未被去除的所述倍数值的算术平均，以取得该第二加权平均数。
11.根据权利要求8所述的判断采样率的装置，还包括储存单元，耦接至该频率采样单元及该判断单元，用以接收并储存所述倍数值。
12.根据权利要求8所述的判断采样率的装置，还包括系数设定单元，耦接至该频率采样单元与该过滤计算单元，用以依据该系统频率来调整或变更该第一过滤范围、该第二过滤范围与该频率阈值。
全文摘要
一种判断采样率的方法及其装置，其接收索尼/飞利浦数字接口(SPDIF)的输入信号。判断采样率的方法包括下列步骤。求取输入信号中的双相时钟频率与系统频率的多个倍数值，并依据第一过滤范围、第二过滤范围以及倍数值计算出第一加权平均数与第二加权平均数。当第一差值大于第二差值时，将采样率设定为第一采样率，否则将采样率设定为第二采样率，而第一差值与第二差值依据第一加权平均数、第二加权平均数与频率阈值求得。本方法依据过滤范围调整产生的加权平均值以迅速判断输入信号的采样率、减少误判机率与节省存储器。
文档编号H03M1/26GK102263556SQ201010192879
公开日2011年11月30日 申请日期2010年5月28日 优先权日2010年5月28日
发明者吴季鸿 申请人:凌阳科技股份有限公司