专利名称：音频信号延迟装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于延迟要输出的音频信号的技术。
背景技术：
由于数字广播的出现，不同类型的图像，包括SD(标准清晰度)和HD(高清晰度)图像，对于公众观众来说变得更加普遍和熟悉。
为了观看这种由数字广播系统提供的不同类型的图像，需要在SD图像与HD图像之间进行图像转换，从而在SD图像显示设备上显示HD图像，反之亦然。
通常，由于进行这种图像转换需要一定时间，视频信号和相应的音频信号在它们的再现过程中变得不同步。如果利用处理音频信号的同一个LSI执行图像转换，则可以基于例如时间标记使视频信号与音频信号同步。然而，如果是这样一个系统，其中利用一个另外的图像处理LSI来执行诸如分辨率变换的图像转换，则视频信号与音频信号变得不同步。
为了降低与视频信号音频信号之间的不同步，提出了一种通过延迟音频信号来使音频信号与视频信号同步的系统(例如，见日本特许公开申请No.2004-88442)。根据该系统，将音频信号存储在一个存储器中，在指定时间之后从存储器读出该音频信号作为输出，使得该音频信号变得与视频信号同步。
然而，如果通过商业设备中广泛使用的双相标记调制(biphasemark modulation)对音频信号进行调制，则由于双相标记调制的特点，需要2比特来表示1比特音频信号。因此，如果由双相标记调制所调制的音频信号被直接存储在存储器中，则需要很大的存储容量。
发明内容
因此，本发明的一个目的就是提供一种音频信号延迟装置，当通过双相标记调制对音频信号进行调制时，利用小的存储器容量来得到充分的音频信号延迟时间。
根据本发明的一个方面，提供了一种信号处理装置，包括音频信号延迟装置，其包括头部分检测单元，用于接收由双相标记调制所调制的音频信号以识别该音频信号的头部分，并输出该识别数据；双向解调单元，用于解调音频信号的数据部分，以将该识别数据和解调的数据部分存储在存储器中；以及双相调制单元，用于从存储器读出该识别数据来再现头部分，从存储器读出数据部分来通过双相标记调制对该数据部分进行调制，并合并该再现的头部分和调制的数据部分，输出该合并的数据。
根据本发明的另一个方面，提供了一种音频信号延迟方法，包括以下步骤接收由双相标记调制所调制的音频信号；识别该音频信号的头部分；解调该音频信号的数据部分，将该识别数据和该解调的数据部分存储在存储器中；经过指定时间后从存储器读出该识别数据来再现头部分，从存储器读出数据部分来通过双相标记调制对该数据部分进行调制；以及合并该再现的头部分和该调制的数据部分，输出该合并的数据。
通过以下结合附图对优选实施例的说明，本发明的上述和其他目的和特征将变得显而易见，其中图1示出了一个方框图，表示根据本发明一个优选实施例的音频信号延迟装置的结构；图2A和2B举例说明了一种音频信号数据的结构；图3A和3B举例说明了双相标记调制的一个例子；图4A至4C说明了前同步信号的双相信号；图5A至5C描述了双相调制的示例性操作；以及图6示出了一个方框图，表示根据本发明另一个优选实施例的音频信号延迟装置的结构。
优选实施例的具体说明以下，参考
根据本发明的一个优选实施例。图1示出了一个方框图，表示根据本发明一个优选实施例的音频信号延迟装置的结构，包括用于输入音频信号的音频输入端子100；双相同步器101；控制器102，用于接收同步信息以切换采样频率；前同步信号检测器103，用于检测包含在音频信号中的前同步信号；计数器104，用于每时钟周期计数；双相解调器105；双相调制器106；存储器107；以及音频输出端子108。
首先说明从音频输入端子100输入的音频信号。IEC60958，一种线性PCM格式的传输标准，作为商业设备中的光学数字音频输出数据和同轴数字音频输出数据的标准格式被建立。根据IEC60958，每个数据被分为两个子帧。如图2A所示，每个子帧有32比特，该32比特包括构成头部分的4比特控制数据，即前同步码；构成数据部分的24比特源数据；以及4比特特殊控制数据。这里，通过双相标记调制对这些数据进行调制。另外，IEC61937是作为使用IEC60958接口传输非线性PCM格式的比特流数据情况下的标准格式建立的。根据IEC61937，如图2B所示，16比特的比特流数据位于24比特源数据所在的音频数据部分。由于除了数据结构之外IEC61937与IEC60958相同，所以省略对其的进一步说明。
下文中，参考图3A和3B来说明双相标记调制。通过以2x时钟改变脉冲并基于以下规则，用双相标记调制表示数值“0”或“1”a)当被调制的信号中，一个数据比特结束且其下一个数据比特开始时，其逻辑值被设置为相反值；b)如果被调制的信号具有逻辑值“0”，则双相信号的逻辑值被设置为“00”或“11”；以及c)如果被调制的信号具有逻辑值“1”，则双相信号的逻辑值被设置为“10”或“01”。
图3A和3B说明了双相标记调制的一个例子。图3A表示调制前数据的信号，图3B说明了通过双相标记调制的图3A中所示的双相信号。当调制第一个数据比特“1”(300所示)时，其调制后的双相信号中的数据比特由以下决定。首先，由规则a)，被调制信号的逻辑值反转变成“1”(301所示)。然后，由于该第一个数据的逻辑值是“1”，所以规则c)起作用，将逻辑值再次反转变为“0”(302所示)。即，双相信号中的调制后的数据比特被设置为“10”(301和302所示)。
另外，当调制第二数据比特“0”(303所示)时，其调制后的双相信号中数据比特以相同方式决定。首先，被调制信号的逻辑值反转变为“1”(304所示)。其次，由于第二个数据的逻辑值为“0”，规则b)起作用，保持逻辑值为“1”(305所示)。即，双相信号中调制后的数据比特被设置为“11”(304和305所示)。
如上所述，通过以2x时钟改变脉冲，由双相标记调制对图2A中所示的24比特音频数据部分和4比特特殊控制数据部分进行调制。以下说明4比特前同步码的双相标记调制。
下文中说明音频信号延迟装置的操作。当从输入端子100输入双相标记调制后的音频信号时，由双相同步器101和控制器102执行同步处理，以及由前同步信号检测器103检测前同步信号。计数器104从双向同步器101接收同步脉冲，以产生时钟CLK1和时钟CLK2，双相解调器105利用时钟CLK1对双相标记调制后的串行音频信号进行解调，将其转换为存储在存储器107中的数据，双相调制器106利用时钟CLK2通过双相标记调制对已经存储在存储器中的数据进行调制。另外，前同步信号检测器103检测到前同步信号时发送一个同步脉冲复位控制信号来复位计数器104。与之对应，计数器104也生成第一控制信号和第二控制信号，该第一控制信号用于通过双相解调器105从双相标记调制串行音频信号中去除前同步信号来提取音频数据，该第二控制信号用于通过双相调制器106对音频数据进行双相标记调制并向其添加前同步信号。如图2A所示，该子帧的头部是4比特控制数据，即前同步信号。该部分中的双相信号包含一个预定脉冲模式，该模式具有三个连续的“1”或“0”，例如“111”或“000”。图4A至4C示出了前同步信号的双相信号。如图所示，有三种前同步信号，分别称为“B”、“M”和“W”，并分别对应于前同步码，即前同步标识符，“00”、“01”和“10”。以下说明该前同步码。
图5A至5C示出了一个示例性输入信号。图5A表示双相标记调制后的输入信号；图5B表示前同步信号检测器103的输出信号；以及图5C表示双相解调器105的输出信号。
图5A表示其前同步信号为“B”且数据部分为“1、0、0、1、0、1、…”的双相信号。如果从输入端子100输入图5A中所示的双相标记调制音频信号，则前同步信号检测器103通过从该输入双相信号中检测三个连续的“0”或“1”来识别前同步信号。
如上所述，有三种前同步信号“B”、“M”和“W”，分别对应于前同步码“00”、“01”和“10”。前同步信号检测器103检测到该前同步信号后，通过识别该前同步信号的类型，生成与之对应的前同步码并输出该前同步码。图5B说明了前同步信号检测器103的输出信号。如图所示，因为前同步为“B”，所以输出前同步码“00”。在该前同步之后的音频数据部分和特殊控制数据部分中，直接输出双相标记调制后的数据。
另外，双相解调器105基于从计数器104输入的第一控制信号和第一时钟，对双相标记调制音频数据和特殊控制数据进行解调。如图5B和5C所示，通过上述规则a)至c)，第一个两比特“10”被解调成“1”，接下来的两比特“11”被解调成“0”。这样，双相解调器105输出前同步信号“00”和解调数据“1、0、0、1、0、1、…”。然后，输出数据被存储在存储器107中。
如上所述，8比特前同步信号被转换成2比特前同步码，且2比特调制后的音频数据和特殊控制数据分别被解调成1比特音频数据和特殊控制数据，并被存储在存储器107中。这样，与双相标记调制数据被直接存储在存储器中的情况相比，被缓冲的数据量减少了一半或更低。另外，通过存储比传统情况要少的数据量，当从存储器107读出数据时，总可以首先读出前同步信号，因为通过检测前同步信号来存储数据时首先存储前同步码。
下文中说明从存储器107读出音频信号的操作。在数据被存储到存储器107后经过指定时间，双相调制器106从存储器107读出数据，并基于从计数器104输入的第二控制信号和第二时钟，以与解调相反的方式执行调制。因为如上所述存储在存储器107中的数据头是前同步码，所以首先读出2比特前同步码，然后生成与之对应的双相信号，并输出该双相信号。之后，利用双相标记调制对随后的音频数据和特殊控制数据进行调制并输出。因此，从输入端子100输入的双相信号经过预定时间后可以被再现，并从音频输出端子108输出。
另外，双相解调器106从存储器107读出数据的时间可以由视频信号处理单元决定。下文中，参考图6说明当执行分辨率变换时延迟音频信号的另一个优选实施例。图6中，与图1中所示具有相同参考标号的部分具有相同功能，所以省略对这些部分的说明。图6中的音频信号延迟装置还包括视频输入端子600；图像处理器601，用于执行诸如视频信号分辨率变换这样的处理；微计算机602，用于控制视频信号的分辨率和音频信号延迟时间量；以及视频输出端子603。
当从视频输入端子600输入与音频信号对应的视频信号时，微计算机602向图像处理器601发出一个图像分辨率控制信号，以将输入视频信号的分辨率变换成所连接的电视接收机的最佳分辨率，并向双相调制器106输出一个音频延迟控制信号，使得可以基于视频信号延迟时间来确定音频信号延迟时间。图像处理器601执行诸如分辨率变换或扫描模式变换这样的操作。更具体地，预先给出图像处理器601中分辨率变换引起的图像信号延迟时间，微计算机602基于双相调制器106的处理时间确定从存储器107读出数据的时间，向双相调制器106发送音频延迟控制信号来设置延迟时间量。
还可以采用延迟时间表，用于一些类型的分辨率变换，例如从525i至1080i的分辨率变换或从720p至525i的分辨率变换，使得微计算机602可以参考该表向双相调制器106发送音频延迟控制信号，以设置延迟时间量。
双相调制器106响应于来自微计算机602的音频延迟控制信号确定从存储器107读出数据的时间，并通过从存储器107读出数据来执行调制。因此，从音频输出端子108输出的双相标记调制音频信号可以与从视频输出端子603输出的视频信号同步地播放。
根据本发明的音频信号延迟装置可以减少存储在存储器中的音频数据量，从而可以减少用于延迟处理的存储器容量。
根据本发明，当在缓冲器中存储由双相标记调制所调制的音频信号时，通过转换前同步部分(即头部分)中的数据并解调数据部分再将它们存储在存储器中，可以利用小的存储器容量得到充分的延迟时间。
尽管利用优选实施例来揭示和说明本发明，但是应该理解，本领域技术人员可以在不偏离由所附权利要求限定的本发明范围的情况下对本发明进行各种修改和变形。
权利要求
1.一种信号处理装置，包括音频信号延迟装置，其包括头部分检测单元，用于接收通过双相标记调制所调制的音频信号，以识别所述音频信号的头部分并输出识别数据；双相解调单元，用于解调所述音频信号的数据部分，以将所述识别数据和所述解调后的数据部分存储在存储器中；以及双相调制单元，用于从所述存储器中读出所述识别数据来再现所述头部分，从所述存储器读出所述数据部分以通过所述双相标记调制对所述数据部分进行调制，以及合并所述再现的头部分和所述调制的数据部分以输出该合并的数据。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述识别数据由两个比特表示。
3.如权利要求1所述的装置，还包括图像处理单元，用于处理视频信号；以及同步单元，用于从所述图像处理单元的输出信号中提取同步数据，以向所述双相调制单元发送读出命令，其中，所述双相调制单元基于所述读出命令开始从所述存储器读出数据。
4.一种音频信号延迟方法，包括步骤接收通过双相标记调制所调制的音频信号；识别所述音频信号的头部分；解调所述音频信号的数据部分，以在存储器中存储该识别数据和所述解调的数据部分；在指定的时间后从所述存储器读出所述识别数据，以再现所述头部分；从所述存储器读出所述数据部分，以通过所述双相标记调制来调制所述数据部分；以及合并所述再现的头部分和所述调制的数据部分，以输出该合并的数据。
全文摘要
在一种音频信号延迟装置和方法中，接收通过双相标记调制所调制的音频信号并识别该音频信号的头部分。之后，解调该音频信号的数据部分，在一个存储器中存储该识别数据和该解调的数据部分，在指定时间后从该存储器读出该识别数据，以再现头部分。然后，从该存储器读出该数据部分，以通过双相标记调制来调制该数据部分，以及合并该再现的头部分和该调制的数据部分，以输出该合并的数据。优选地，由两个比特表示该识别数据。
文档编号H04N7/06GK1770848SQ20051011626
公开日2006年5月10日 申请日期2005年11月4日 优先权日2004年11月4日
发明者梅迫实 申请人:松下电器产业株式会社