音頻噪音的消除方法及裝置與流程

2023-06-02 16:42:26 1

本公開涉及音頻應用技術領域，特別涉及一種音頻噪音的消除方法及裝置。

背景技術：

對於手機或其它終端設備等應用領域，音頻佔有越來越重要的位置。一個好的音頻設計決定了產品的成敗。由於音頻信號是在一個直流電壓上調製的交流信號，為了避免音頻信號中的直流電壓混入到音頻電路，通常在功率放大器的輸入端連接一個電容器，通過該電容器消除音頻信號的直流電壓。

當音頻信號輸入到音頻電路輸入端時，會對音頻電路輸入端連接的電容器充電。如果電容器兩端電壓差過大，將使得功率放大器的輸出端連接的揚聲器應激響應而形成音頻噪音。

在現有技術中，為消除音頻噪音，可以在硬體電路上增加消聲器件。或者，通過軟體的方法，例如，數位訊號處理算法將音頻噪音濾除。增加消聲器件或者採用數位訊號處理算法濾除音頻噪音，都會增加額外的成本，不能簡單將音頻信號中的音頻噪音消除。

技術實現要素：

為了解決相關技術中存在的不能簡單將音頻信號中的音頻噪音消除的技術問題，本公開提供了一種音頻噪音的消除方法及裝置。

一種音頻噪音的消除方法，應用於終端設備，所述終端設備包括應用處理器和音頻電路，所述音頻電路包括電容器和功率放大器，所述電容器的一端與音頻電路輸入端相連，另一端與所述功率放大器相連，包括：

由所述音頻電路輸入端輸入一音頻信號，並通過所述音頻信號的輸入對所述音頻電路輸入端連接的電容器進行充電；

由所述應用處理器生成一工作狀態控制信號；

通過所述工作狀態控制信號控制所述功率放大器的工作狀態在開啟狀態和關閉狀態之間進行切換，通過所述切換延長所述電容器的充電時間。

在其中一個示例性實施例中，所述由所述應用處理器生成一工作狀態控制信號之前，所述方法還包括步驟：

將輸出寄存器存儲的輸出變量置為預設有效數值，所述預設有效數值被用於指示所述工作狀態控制信號為有效電平，所述輸出寄存器是所述應用處理器中預設的；

延長預設時間間隔，將所述輸出寄存器存儲的輸出變量置為預設無效數值，所述預設無效數值被用於指示所述工作狀態控制信號為無效電平；

延長所述預設時間間隔，並跳轉進入所述將所述輸出寄存器存儲的輸出變量置為預設有效數值步驟；

待由所述音頻信號輸出時，保持所述輸出寄存器存儲的輸出變量為預設有效數值。

在其中一個示例性實施例中，所述預設時間間隔為100ns。

在其中一個示例性實施例中，所述由所述應用處理器生成一工作狀態控制信號，包括步驟：

通過所述應用處理器的通用輸入輸出口讀取所述輸出寄存器存儲的輸出變量；

按照所述通用輸入輸出口預先設置的推輓輸出工作模式，將讀取到的所述輸出變量推輓輸出，得到所述工作狀態控制信號。

在其中一個示例性實施例中，所述通過所述工作狀態控制信號控制所述功率放大器的工作狀態在開啟狀態和關閉狀態之間進行切換，包括步驟：

當所述工作狀態控制信號為有效電平時，打開所述功率放大器，令所述功率放大器的工作狀態切換至開啟狀態；

當所述工作狀態控制信號為無效電平時，關閉所述功率放大器，令所述功率放大器的工作狀態切換至關閉狀態。

在其中一個示例性實施例中，所述方法還包括步驟：由所述音頻電路的輸出端輸出消除音頻噪音的音頻信號。

一種音頻噪音的消除裝置，應用於終端設備，所述終端設備包括應用處理器和音頻電路，所述音頻電路包括電容器和功率放大器，所述電容器的一端與音頻電路輸入端相連，另一端與所述功率放大器相連，所述裝置包括：

充電模塊，用於由所述音頻電路輸入端輸入一音頻信號，並通過所述音頻信號的輸入對所述音頻電路輸入端連接的電容器進行充；

控制信號生成模塊，用於由所述應用處理器生成一工作狀態控制信號；

控制模塊，用於通過所述工作狀態控制信號控制所述功率放大器的工作狀態在開啟狀態和關閉狀態之間進行切換，通過所述切換延長所述電容器的充電時間。

在其中一個示例性實施例中，其特徵在於，所述裝置還包括：

置位模塊，用於將輸出寄存器存儲的輸出變量置為預設有效數值，所述預設有效數值被用於指示所述工作狀態控制信號為有效電平，所述輸出寄存器是所述應用處理器中預設的；

清零模塊，用於延長預設時間間隔，將所述輸出寄存器存儲的輸出變量置為預設無效數值，所述預設無效數值被用於指示所述工作狀態控制信號為無效電平；

循環模塊，用於延長所述預設時間間隔，並跳轉進入所述將所述輸出寄存器存儲的輸出變量置為預設有效數值步驟；

保持模塊，用於待由所述音頻信號輸出時，保持所述輸出寄存器存儲的輸出變量為預設有效數值。

在其中一個示例性實施例中，所述裝置還包括預設時間間隔設置模塊，用於將預設時間間隔為100ns。

在其中一個示例性實施例中，所述控制信號生成模塊包括：

讀取單元，用於通過所述應用處理器的通用輸入輸出口讀取所述輸出寄存器存儲的輸出變量；

信號生成單元，用於按照所述通用輸入輸出口預先設置的推輓輸出工作模式，將讀取到的所述輸出變量推輓輸出，得到所述工作狀態控制信號。

在其中一個示例性實施例中，所述控制模塊包括：

開啟單元，用於當所述工作狀態控制信號為有效電平時，打開所述功率放大器，令所述功率放大器的工作狀態切換至開啟狀態；

關閉單元，用於當所述工作狀態控制信號為無效電平時，關閉所述功率放大器，令所述功率放大器的工作狀態切換至關閉狀態。

在其中一個示例性實施例中，所述裝置還包括：

輸出模塊，用於由所述音頻電路的輸出端輸出消除音頻噪音的音頻信號。

本公開的實施例提供的技術方案可以包括以下有益效果：一種音頻噪音的消除方法，應用於終端設備，終端設備包括應用處理器和音頻電路，音頻電路包括電容器和功率放大器，電容器的一端與音頻電路輸入端相連，另一端與所述功率放大器相連。由音頻電路輸入端輸入一音頻信號，並通過音頻信號的輸入對音頻電路輸入端連接的電容器進行充電。由應用處理器生成一工作狀態控制信號。通過工作狀態控制信號控制功率放大器的工作狀態在開啟狀態和關閉狀態之間進行切換。通過切換延長電容器的充電時間以降低電容器兩端的電壓差，從而消除由音頻電路輸入端相連的電壓器兩端電壓差過大而產生的音頻噪音。

應當理解的是，以上的一般描述和後文的細節描述僅是示例性的，並不能限制本公開。

附圖說明

此處的附圖被併入說明書中並構成本說明書的一部分，示出了符合本發明的實施例，並於說明書一起用於解釋本發明的原理。

圖1是一示例性實施例示出的音頻噪音的消除方法的流程圖。

圖2是另一示例性實施例示出的音頻噪音的消除方法的示意圖。

圖3是圖1對應實施例示出的方法中步驟130的一種具體實現流程圖。

圖4是圖1對應實施例示出的方法中步驟150的一種具體實現流程圖。

圖5是一示例性實施例示出的音頻噪音的消除裝置的框圖。

圖6是另一個示例性實施例示出的音頻噪音的消除裝置的框圖。

圖7是根據圖5對應實施例示出的裝置中的控制信號生成模塊在一個實施例的框圖。

圖8是根據圖5對應實施例示出的裝置中的控制模塊在一個實施例的框圖。

具體實施方式

這裡將詳細地對示例性實施例執行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時，除非另有表示，不同附圖中的相同數字表示相同或相似的要素。以下示例性實施例中所描述的實施方式並不代表與本發明相一致的所有實施方式。相反，它們僅是與如所附權利要求書中所詳述的、本發明的一些方面相一致的裝置和方法的例子。

圖1是根據一示例性實施例示出的音頻噪音的消除方法的流程圖。如圖1所示，該方法包括以下步驟：

在步驟110中，由音頻電路輸入端輸入一音頻信號，並通過音頻信號的輸入對音頻電路輸入端連接的電容器進行充電。

其中，音頻電路包括電容器和功率放大器，電容器的一端與音頻電路輸入端相連，另一端與功率放大器相連。音頻電路通過功率放大器對輸入的音頻信號進行放大。

音頻信號，是指攜帶有語音、音樂和音效等有規律的聲波頻率、幅度變化信息的交流電信號。在智慧型手機或者其它終端設備中，音頻信號由應用處理器中的音頻編解碼器獲得。

由於音頻信號是一個直流電壓分量上調製的交流信號，為了避免音頻信號中的直流電壓分量混入到音頻電路，通常在功率放大器的輸入端連接一個電容器，通過該電容器消除音頻信號的直流電壓分量。當音頻路徑輸入到音頻電路輸入端時，會對音頻電路輸入端連接的電容器進行充電。

在一個具體的實施例中，將音頻電路輸入端設置為差分輸入端，該差分輸入端具有正向輸入端和負向輸入端。在差分輸入端的正向輸入端輸入音頻信號，並將差分輸入端的負向輸入端接地。通過輸入的音頻信號對正向輸入端連接的電容器進行充電。

在步驟130中，由應用處理器生成一工作狀態控制信號。

應用處理器，是指智慧型手機或者其它終端設備中的多媒體應用處理器。應用處理器伴隨著智慧型手機或者其它智能終端設備產生。非智慧型手機或終端設備的處理器稱為基帶處理器，僅能實現語音通話和簡訊功能。智慧型手機除具有通話功能外，還增加了音頻、視頻、數位相機、收音和廣播等功能，處理這些多媒體應用的處理器稱為應用處理器。

應用處理器除了實現音、視頻等基本功能外，還提供了許多組gpio（generalpurposeinputoutput，通用輸入輸出口），以實現智慧型手機或者終端的一些擴張功能。通過設定智慧型手機或者終端設備中應用處理器的輸出寄存器存儲的輸出變量。gpio讀取該輸出變量的值，得到一工作狀態控制信號。該工作狀態控制信號用於控制功率放大器的工作狀態在開啟狀態和關閉狀態之間進行切換。

其中，輸出寄存器，是指應用處理器中用於存儲輸出變量的寄存器，該寄存器存儲的輸出變量通過gpio輸出。

在步驟150中，通過工作狀態控制信號控制功率放大器的工作狀態在開啟狀態和關閉狀態之間進行切換，通過切換延長電容器的充電時間。

由於音頻信號是一個直流電壓分量上調製的交流信號，為了避免音頻信號中的直流電壓分量混入到音頻電路，通常在功率放大器的輸入端連接一個電容器，通過該電容器消除音頻信號的直流電壓分量。當音頻路徑加載到音頻放大電路的輸入端時，會對音頻電路輸入端上的電容器進行充電，造成電容器兩端產生電壓差。

通過工作狀態控制信號控制功率放大器的工作狀態在開啟狀態和關閉狀態之間進行切換，通過切換延長電容器的充電時間。降低電容器兩端電壓差，從而消除由音頻電路輸入端連接的電容器兩端電壓差過大而產生的音頻噪音。

圖2是另一示例性實施例示出的音頻噪音的消除方法的示意圖。如圖2所示，該方法包括以下步驟：

在步驟101中，將輸出寄存器存儲的輸出變量置為預設有效數值，預設有

效數值被用於指示工作狀態控制信號為有效電平，輸出寄存器是應用處理器中預設的。

gpio（generalpurposeinputoutput，通用輸入輸出口），是指應用處理器中

除了專用的音、視頻等接口外，應用於用戶設定的特殊功能的通用輸入輸出口。

輸出寄存器，是指應用處理器中存儲寄存變量的寄存器，該寄存器中的寄存變量通過gpio輸出。

具體的，通過在應用處理器中選定一組gpio，並將該組gpio對應的輸出寄存器的輸出變量置為1。gpio讀取輸出寄存器中的輸出變量，並將輸出變量輸出。其中，1數值為1被用於指示工作狀態控制信號為高電，零數值的被用於指示工作狀態控制信號為低電平。

在步驟103中，延長預設時間間隔，將輸出寄存器存儲的輸出變量置為預設無效數值，所述預設無效數值被用於指示所述工作狀態控制信號為無效電平。

具體的，在選定的gpio對應的輸出寄存器存儲的輸出變量被置為1後，經過一段預設時間間隔之後，將輸出寄存器存儲的輸出變量清零。其中，在預設時間間隔內，輸出寄存器存儲的輸出變量保持為1數值。

在步驟105中，延長預設時間間隔，並跳轉進入將所述輸出寄存器存儲的輸出變量置為預設有效數值步驟。

在選定的gpio對應的輸出寄存器存儲的輸出變量被清零後，經過預設時間間隔，將輸出寄存器存儲的輸出變量再次置為1。其中，在預設時間間隔，將輸出寄存器存儲的輸出變量保持為0數值。

在步驟107中，待由音頻信號輸出時，保持輸出寄存器存儲的輸出變量為預設有效數值。

具體的，通過音頻電路對音頻信號放大，並將放大後的音頻信號輸入大揚聲器，通過揚聲器將音頻信號轉化為聲音播出。待由音頻信號攜帶的音樂播出時，保持輸出寄存器存儲的輸出變量為1。此後，功率放大器將一直處於開啟狀態。

更進一步，在用戶播發歌曲等音樂時，歌曲會在音頻信號輸出一段時間之後才播出，待由歌曲播出時，保持輸出寄存器存儲的輸出變量為1。

在另一示例性實施例示出的音頻噪音的消除方法中，在步驟103和步驟105中所述的預設時間間隔設置為100ns。

圖3是圖1對應實施例示出的方法中步驟130的一種具體實現流程圖。

在步驟131中，通過應用處理器的通用輸入輸出口讀取輸出寄存器存儲的輸出變量。

其中，應用處理器中的gpio至少具有推輓輸出模式、輸入模式和高阻模式三種工作模式。當gpio工作在推輓輸出模式時，gpio讀取應用處理器中的輸出寄存器存儲的的輸出變量，並將讀取的輸出變量的值推輓輸出。

在步驟133中，按照通用輸入輸出口預先設置的推輓輸出工作模式，將讀取到的輸出變量推輓輸出，得到工作狀態控制信號。

通過gpio讀取預先設置的輸出寄存器存儲的輸出變量，得到工作狀態控制信號。按照應用處理器的通用輸入輸出口預先設置的推輓輸出工作模式，將讀取到的輸出變量推輓輸出，得到工作狀態控制信號。

更進一步，由於將gpio設置為推輓輸出工作模式，以使得到工作狀態控制信號可以直接輸入到音頻電路中的功率放大器使能端，而不需要增加額外的上拉電阻。

圖4是圖1對應實施例示出的方法中步驟150的一種具體實現流程圖。

在步驟151中，當工作狀態控制信號為有效電平時，打開功率放大器，令功率放大器的工作狀態切換至開啟狀態。

將由應用處理器生成的工作狀態控制信號作為功率放大器的使能信號，輸入到功率放大器的使能端。當工作狀態控制信號為高電平時，打開功率放大器，令功率放大器的工作狀態切換至開啟狀態。並根據預先設定的時間間隔，將功率放大器的工作狀態保持在開啟狀態。例如，在預先設定的100ns內，將將功率放大器的工作狀態保持在開啟狀態。

在步驟153中，當工作狀態控制信號為無效電平時，關閉功率放大器，令功率放大器的工作狀態切換至關閉狀態。

當工作狀態控制信號為低電平時，打開功率放大器，令功率放大器的工作狀態切換至關閉狀態。並根據預先設定的時間間隔，將功率放大器的工作狀態保持在關閉狀態。例如，在預先設定的100ns內，將將功率放大器的工作狀態保持在關閉狀態。

在一個具體的實施例中，工作狀態控制信號是一個脈衝信號。所述脈衝信號的高、低電平具有預先設定的持續時間100ns。將脈衝信號加載到功率放大器的信號使能端。當脈衝信號的高電平打開功率放大器，通過音頻信號的輸入對所述電容器充電。當脈衝信號的低電平關閉功率放大器，通過音頻信號的輸入停止對電容器充電。

通過在音頻信號對電容進程充電的過程中，不斷的切換功率放大器的工作狀態，以使得音頻信號對電容器充電過程不斷的被中斷，從而延長電容器的充電時間。

在另一示例性實施例示出的音頻噪音的消除方法中，還包括步驟：

由音頻電路的輸出端輸出消除音頻噪音的音頻信號。其中，音頻電路的輸出端連接揚聲器，通過揚聲器將音頻信號轉化為聲音或者音樂播出。

圖5是一示例性實施例示出的音頻噪音的消除裝置的框圖。如圖5所示，該裝置包括但不限於：充電模塊710，控制信號生成模塊730，控制模塊750。

充電模塊710，用於由音頻電路輸入端輸入一音頻信號，並通過音頻信號的輸入對音頻電路輸入端連接的電容器進行充；

控制信號生成模塊730，用於由應用處理器生成一工作狀態控制信號；

控制模塊750，用於通過工作狀態控制信號控制所述功率放大器的工作狀態在開啟狀態和關閉狀態之間進行切換，通過切換延長所述電容器的充電時間。

圖6是另一個示例性實施例示出的音頻噪音的消除裝置的框圖。如圖6所示，該裝置包括但不限於：置位模塊701，清零模塊塊703，循環模塊705，保持模塊707。

置位模塊701，用於將輸出寄存器存儲的輸出變量置為預設有效數值，所述預設有效數值被用於指示所述工作狀態控制信號為有效電平，所述輸出寄存器是所述應用處理器中預設的；

清零模塊703，用於延長預設時間間隔，並跳轉進入所述將輸出寄存器存儲的輸出變量置為預設有效數值步驟；

循環模塊705，用於延長預設時間間隔，並跳轉進入將輸出寄存器存儲的輸出變量置為1步驟；

保持模塊707，用於待由音頻信號輸出時，保持輸出寄存器存儲的輸出變量為預設有效數值。

圖7是根據圖5對應實施例示出的裝置中的控制信號生成模塊在一個實施例的框圖。如圖8所示，該裝置包括但不限於：讀取模塊731，信號生成模塊733。

讀取模塊731，用於通過應用處理器的通用輸入輸出口讀取輸出寄存器存儲的輸出變量；

信號生成模塊733，用於按照通用輸入輸出口預先設置的推輓輸出工作模式，將讀取到的輸出變量推輓輸出，得到工作狀態控制信號。

圖8是根據圖5對應實施例示出的裝置中的控制模塊在一個實施例的框圖。如圖8所示，該裝置包括但不限於：開啟單元751，關閉單元753。

開啟單元751，用於當工作狀態控制信號為有效電平時，打開所述功率放大器，令所述功率放大器的工作狀態切換至開啟狀態；

關閉單元753，用於當工作狀態控制信號為無效電平時，關閉功率放大器，令功率放大器的工作狀態切換至關閉狀態。

在另一示例性實施例示出的音頻噪音的消除裝置中，還包括輸出模塊。所述輸出模塊用於由音頻電路的輸出端輸出消除音頻噪音的音頻信號。

應當理解的是，本發明並不局限於上面已經描述並在附圖中示出的精確結構，並且可以在不脫離其範圍執行各種修改和改變。本發明的範圍僅由所附的權利要求來限制。