音頻再現方法、音頻再現裝置和信息存儲介質的製作方法
2023-05-15 19:26:41 1
專利名稱：音頻再現方法、音頻再現裝置和信息存儲介質的製作方法
技術領域：
示範性實施例涉及音頻再現方法、用於該方法的音頻再現裝置以及信息存儲介質，更具體地，涉及用於從音頻流快速提取和解碼額外數據的音頻再現方法、用於該方法的音頻再現裝置以及信息存儲介質。
背景技術：
用於傳輸音頻信號的代表性標準是運動圖像專家組(MPEG)。具體地，在MPEG標準中與音頻信號的壓縮和傳輸相關的標準是MPEGl層3(MP3)標準。在MP3標準中，可壓縮音頻信號局限於2個立體聲聲道。為了克服這一約束條件， 向符合MP3標準的數據流分配額外數據，而且將多個聲道信號壓縮在額外數據中，通過解碼來使用。為了根據MP3標準識別和解碼額外數據，必須解碼數據流中的所有相應幀。也就是說，額外數據只有在解碼了所有相應幀之後才能提取和解碼。因此，需要一種快速提取額外數據的方法和裝置。
發明內容
示範性實施例提供一種用於從數據流快速提取和解碼額外數據的音頻再現方法、 用於該方法的音頻再現裝置、以及信息存儲介質。示範性實施例還提供一種正確提取和解碼額外數據以減小額外數據的解碼錯誤的音頻再現方法、用於該方法的音頻再現裝置、以及信息存儲介質。根據示範性實施例的一方面，提供一種音頻再現方法，包括接收數據流，該數據流包括首部(header)、邊信息(side information)、主數據和額外數據，額外數據包括結束標誌(end marker)和數據長度信息，結束標誌被布置在緊鄰主數據之前，數據長度信息是額外數據的長度信息，被布置在緊鄰結束標誌之前；利用主數據的開始位置信息檢查是否存在結束標誌，所述主數據的開始位置信息包括在邊信息中；以及如果存在結束標誌，則利用數據長度信息提取額外數據。檢查是否存在結束標誌可以包括基於主數據的開始位置信息，轉移到，即讀取布置在緊鄰主數據之前的數據塊；以及檢查在該之前的數據塊中是否存在結束標誌。所述音頻再現方法還可以包括解碼提取的額外數據。提取額外數據可以包括如果存在結束標誌，則提取布置在緊鄰結束標誌之前的數據長度信息；利用結束標誌、主數據的開始位置信息和數據長度信息當中的至少一個計算額外數據的位置；以及提取和解碼額外數據。接收數據流可以包括接收包括額外數據的數據流，該額外數據還包括布置在額外數據的開始位置的開始標誌、跟隨在該開始標誌之後的額外主數據、數據長度信息和結束標誌。提取額外數據還可以包括利用主數據的開始位置信息、結束標誌和數據長度信息當中的至少一個計算額外數據的開始位置；以及檢查在開始位置是否存在開始標誌。提取額外數據還可以包括，如果存在開始標誌，則提取和解碼額外數據。所述音頻再現方法還可以包括搜索包括在首部中的同步字；以及利用找到的同步字解碼首部和邊信息。根據示範性實施例的另一方面，提供一種音頻再現裝置，包括音頻輸入單元，用於接收數據流，該數據流包括首部、邊信息、主數據和額外數據，該額外數據包括結束標誌和數據長度信息，結束標誌被布置在緊鄰主數據之前，數據長度信息是額外數據的長度信息，被布置在緊鄰結束標誌之前；以及解碼器，用於利用包括在邊信息中的主數據的開始位置信息檢查是否存在結束標誌，如果存在結束標誌，則利用數據長度信息提取額外數據。根據示範性實施例的另一方面，提供一種信息存儲介質，其存儲數據流，該數據流包括首部；邊信息；主數據；以及額外數據，該額外數據包括結束標誌和數據長度信息，該結束標誌被布置在緊鄰主數據之前，並且該數據長度信息是額外數據的長度信息，被布置在緊鄰結束標誌之前。
通過參照附圖詳細描述示範性實施例，示範性實施例的上述及其他特徵和方面將變得更加清楚，附圖中圖1是示出根據示範性實施例的音頻再現方法的流程圖；圖2是示出根據示範性實施例的存儲在信息存儲介質中的數據流的結構的配置圖；圖3是示出在本發明中使用的額外數據的結構的配置圖；圖4是示出根據另一示範性實施例的音頻再現方法的流程圖；圖5是具體示出根據示範性實施例的圖4的操作443的流程圖；圖6是具體示出根據另一示範性實施例的圖4的操作443的流程圖；圖7是示出根據示範性實施例的音頻再現裝置的框圖；以及圖8是示出根據另一示範性實施例的音頻再現裝置的框圖。
具體實施例方式為了克服MP3標準中的聲道數量限制並在不偏離MP3標準的情況下擴展聲道數量，可以在MP3數據流中使用額外數據。額外數據還可以用於提高符合MP3標準的音頻再現裝置的性能。例如，多聲道壓縮和解壓縮可以通過擴展立體聲音頻信號的壓縮和解壓縮來實現。具體來說，多聲道音頻信號的壓縮和解壓縮可以利用額外數據中的參數化多聲道壓縮方案來實現。當主數據的高頻區域信號被損壞時，可以將用於恢復被損壞高頻區域信號的數據插入到額外數據中。
利用額外數據欄位還可以附加地提供諸如歌詞、微縮圖像、多語言字幕、卡拉OK 功能以及虛擬環繞之類的信息。通過向額外數據欄位插入學習數據信息，可以將學習數據信息與音頻數據一起、或與音頻數據分離地提供給用戶。如上所述，利用額外數據可以提供各種便利的功能。因此，下面詳細描述用於快速和正確地解碼額外數據並將解碼的額外數據提供給用戶的音頻再現方法以及用於該方法的音頻再現裝置。圖1是示出根據示範性實施例的音頻再現方法的流程圖。參照圖1，在操作110接收數據流。具體來說，數據流是用於再現音頻信號的音頻流。將參照圖2到圖8以接收的數據流是音頻流的情況為例進行描述。在操作110接收的音頻流的結構將參照圖2詳細描述。圖2是示出根據示範性實施例的存儲在信息存儲介質中的數據流200的結構的配置圖。參照圖2，音頻流200包括連續的幀。單個幀220包括首部213和有效載荷數據。 有效載荷數據是幀220中除了首部213之外的其餘的數據。具體來說，音頻流200的幀220 包括首部213、邊信息214、主數據211和215以及額外數據210。幀220還可以包括輔助數據 216。根據MP3標準，首部213和邊信息214具有固定長度，而其他數據，即主數據211 和215、額外數據210和輔助數據216具有可變長度。例如，對於音頻數據，首部213的長度為32比特，而邊信息214的長度為256比特。主數據211和215在幀220中沒有固定的位置。因此，首部213和邊信息214可以布置在主數據211和215之間。首部213包括同步字212。同步字212是指示首部213的開始位置的標識(ID)。 因此，通過提取同步字212可以獲得首部213的開始位置。首部213包括再現實際的音頻數據，即主數據215所需的信息。具體來說，首部 213可以包括MPEG音頻版本ID、比特率、採樣頻率、填充位、聲道模式和聲道數量。邊信息214包括解碼主數據215所需的信息。具體來說，邊信息214包括指示主數據215的開始位置的主數據開始信息main_data_begin。主數據215是攜帶實際音頻數據的欄位。額外數據210是用於記錄如上所述擴展音頻流200的功能所需的信息的欄位。具體來說，在單個音頻流200中，至少排除包括實際音頻數據的主數據211和215、首部213和邊信息214之後剩餘的部分被用作額外數據210。下面將參照圖3詳細描述額外數據210的具體結構。輔助數據216是幀220中剩餘的用於執行緩衝控制的數據。不會將實際數據插入到輔助數據216中。也就是說，當解碼音頻流200時，讀取並丟棄輔助數據216。從額外數據210到輔助數據216的數據形成幀220。可替換地，也可以將從輔助數據219到主數據215的數據定義為單個幀230。在示範性實施例中使用的音頻流200中，如圖2所示，額外數據210被布置在緊鄰第一主數據211之前。在示範性實施例中，第一主數據211可以是一幀中在發送和接收下一個主數據之前發送和接收的在先的主數據。主數據開始信息main_data_begin指示主數據211和215當中的首先到來的主數據211的開始位置。具體來說，如圖3所示，額外數據210被布置在緊鄰由主數據開始信息main_data_begin指示的首先到來的主數據211的開始位置之前。圖3是示出在示範性實施例中使用的額外數據320的結構的配置圖。由於圖3中的額外數據320和主數據330分別對應於圖2中的額外數據210和主數據211，因此此處不再重複已參照圖2給出的描述。參照圖3，額外數據320包括數據長度信息303和結束標誌304。額外數據320還包括額外主數據302。額外主數據302是包括用於音頻流的功能擴展的實際數據的數據欄位。結束標誌304是用於標記額外數據320的結束位置Pl的數據欄位。結束標誌304 可以包括指示額外數據320的存在有效的信息。額外數據320的結束位置Pl是主數據330 的開始位置。數據長度信息303是指示額外數據320的總長度的信息。數據長度信息303被布置在緊鄰結束標誌304之前。額外數據320還可以包括開始標誌301。開始標誌301是用於標記額外數據320 的開始位置P4的數據欄位。參照圖3，在額外數據320中，可以順序地布置開始標誌301、額外主數據302、數據長度信息303和結束標誌304。現在將參照圖1、圖2和圖3描述圖1的操作120和130。在操作120，利用包括在邊信息214中的主數據開始信息main_data_begin確定是否存在結束標誌304。稍後將參照圖4詳細描述操作120。如果存在結束標誌304，則在操作130利用額外數據320的數據長度信息303提取額外數據320。具體來說，通過從額外數據320的結束位置Pl減去根據數據長度信息303的數據長度，可以獲得額外數據320的開始位置P4。也就是說，如果確定存在結束標誌304，則可以認為額外數據320的存在是有效的。換句話說，利*/用額外數據320的開始位置P4和額外數據320的結束位置P1，可以提取額外數據320。圖4是示出根據另一示範性實施例的音頻再現方法的流程圖。圖4中的操作410 和450分別對應於圖1中的操作110和130。圖4中包括操作441和443的操作440對應於圖1中的操作120。這裡不重複參照圖1給出的描述。根據另一示範性實施例的音頻再現方法還可以包括操作420、430和460當中的至少一個。參照圖4，在操作410，接收音頻流。在操作410接收的音頻流可以是在圖2中描述的音頻流200或在圖3中描述的音頻流。參照圖2、圖3和圖4描述操作420和430。在操作420，在接收的音頻流200中搜索包括在首部213中的同步字212。在操作430，利用找到的同步字212解碼首部213和邊信息214。由於同步字212 是指示首部213的開始位置的標識，所以通過找到同步字212可以檢測出首部213的開始位置。通過解碼邊信息214，可以獲得指示主數據211的開始位置的主數據211的開始位置信息 main_data_begin。因此，在操作441，通過解碼邊信息214提取主數據開始信息main_data_begin，從而利用提取的主數據開始信息main_data_begin轉移到，即讀取主數據211的開始位置P1。在操作443，確定是否存在額外數據320的結束標誌304。參照圖3和圖4詳細描述操作441、443和450。具體來說，基於主數據330的開始位置Pl，過程轉移到被布置在緊鄰主數據330之前的數據塊。也就是說，過程從位置Pl轉移到位置P2。額外數據320的結束標誌304存在於布置在緊鄰主數據330之前的數據塊中。因此，存在還是不存在結束標誌304能夠通過在轉移到的之前的數據塊中檢查是否存在結束標誌304來確定。如果確定存在結束標誌304，則表明額外數據320的存在是有效的，因此在操作 450利用額外數據320的數據長度信息303提取額外數據320。圖5是具體示出根據示範性實施例的圖4的操作443的流程圖。圖5中的操作 553和560分別對應於圖4中的操作443和450。因此，可以在操作441之後執行操作510， 並且可以在操作530之後執行與操作450相同的操作560。這裡不重複已參照圖4給出的描述。參照圖5，在操作510，通過基於主數據330的開始位置P1，轉移到，即讀取布置在緊鄰主數據330之前的數據塊，來確定是否存在結束標誌304。如果不存在結束標誌304，則可以確定不存在額外數據320。因此，如果不存在結束標誌304，則過程結束，不提取或解碼額外數據。如果存在結束標誌304，則在操作520，通過轉移到，即讀取結束標誌304的前一塊來提取額外數據320的數據長度信息303。具體來說，過程轉移到指示結束標誌304的前一塊的位置P3。由於結束標誌304 的前一塊包括額外數據320的數據長度信息303，所以可以從結束標誌304的前一塊中提取數據長度信息303。在操作530，通過讀取數據長度信息303計算額外數據320的開始位置P4。利用額外數據320的結束標誌304或主數據開始信息main_data_begin和額外數據320的開始位置P4，可以獲得額外數據320的位置。在操作560中利用在操作530中的計算結果提取和解碼額外數據320。圖6是具體示出根據另一示範性實施例的圖4的操作443的流程圖。圖6中的操作653和660分別對應於圖5中的操作553和560。此外，圖6中的操作653和660分別對應於圖4中的操作443和450。這裡不重複已參照圖4和圖5給出的描述。圖6中的操作610、620和630分別對應於圖5中的操作510、520和530。也即，與圖5中的操作553相比，圖6中的操作653還可以包括操作640。參照圖6，在操作640，通過轉移到，即讀取在操作630計算的額外數據320的開始位置P4，確定是否存在額外數據320的開始標誌301。通過確定是否存在額外數據320的開始標誌301，可以再次確定是否存在額外數據 320。如果在操作610確定存在額外數據320的結束標誌304，並且在操作640確定存在額外數據320的開始標誌301，則在操作660提取額外數據320。傳統方法中，為了使用額外數據，只有在解碼所有幀數據之後才能提取和解碼額外數據。例如，當在額外數據中存儲了與主數據相關的微縮圖像時，必須通過解碼接收的幀數據的所有主數據才能提取額外數據以顯示該微縮圖像。也就是說，不能不解碼所有主數據而直接提取和解碼額外數據。根據示範性實施例的音頻再現方法將額外數據布置在緊鄰由主數據開始信息 main_data_begin指示的主數據之前。然後，在與音頻流相反的方向讀取額外數據。也就是說，按照圖3的讀取方向310讀取額外數據320的結束標誌304和數據長度信息303。因此，根據示範性實施例的音頻再現方法即使在解碼所有主數據之前也可以正確地提取額外數據。因此，可以快速解碼和使用提取的額外數據。根據另一示範性實施例的音頻再現方法在確定是否存在額外數據的結束標誌或是否存在額外數據的結束標誌和開始標誌之後提取額外數據。按照根據另一示範性實施例的音頻再現方法，通過只有在額外數據的存在是有效的情況下才提取額外數據，可以避免由於錯誤地提取額外數據或提取無效的額外數據而發生的解碼錯誤。圖7是示出根據示範性實施例的音頻再現裝置700的框圖。參照圖7，音頻再現裝置700包括音頻輸入單元710和解碼器720。音頻再現裝置 700接收和解碼如圖2和圖3中所述的音頻流。參照圖2、圖3和圖7描述音頻再現裝置 700。音頻輸入單元710接收數據流，該數據流包括首部213、邊信息214、主數據211和 215、以及布置在緊鄰主數據211之前的額外數據210。數據流可以是包括連續的幀的音頻流。具體來說，音頻流200包括額外數據320，額外數據320包括布置在緊鄰主數據 330之前的結束標誌304以及布置在緊鄰結束標誌304之前的數據長度信息303。具體來說，音頻輸入單元710執行上面描述的圖1的操作110和圖4的操作410。解碼器720利用包括在邊信息214中的主數據開始信息main_data_begin確定是否存在結束標誌304，並且，如果存在結束標誌304，則解碼器720利用數據長度信息303提取額外數據320。具體來說，解碼器720執行上面描述的圖1操作120和130。解碼器720可以執行上面描述的圖4的操作420、430、440、450和460當中的至少一個。解碼器720可以執行上面描述的圖5的操作553和560。解碼器720可以執行上面描述的圖6的操作653和660。 這裡不再重複已參照圖1、圖4、圖5和圖6給出的描述。基於主數據330的開始位置Pl，解碼器720轉移到，即讀取布置在緊鄰主數據330 之前的數據塊，並確定在前一數據塊中是否存在結束標誌304。如果確定存在結束標誌 304，則解碼器720提取和解碼額外數據320。可替換地，如果存在結束標誌304，則解碼器720提取布置在緊鄰結束標誌304之前的數據長度信息303，並且，通過利用結束標誌304和提取的數據長度信息303當中的至少一個計算額外數據320的位置，提取和解碼額外數據320。可替換地，解碼器720利用結束標誌304和數據長度信息303當中的至少一個計算額外數據320的開始位置P4。之後，解碼器720確定在開始位置P4是否存在開始標誌 301。如果存在開始標誌301，則解碼器720提取和解碼額外數據320。圖8是示出根據另一示範性實施例的音頻再現裝置800的框圖。圖8中的音頻輸入單元810和MP3解碼器820分別對應於圖7中的音頻輸入單元710和解碼器720。因此， 這裡不在重複已參照圖7給出的描述。儘管MP3解碼器820對應於圖7的解碼器720，但具體來說，MP3解碼器820根據 MP3標準解碼音頻數據。MP3解碼器820提取和解碼首部213和邊信息214，從而提取和解碼主數據211和215。之後，MP3解碼器820提取和解碼額外數據210。對額外數據210以及主數據211和215的解碼可以同時或順序地執行。與圖7的音頻再現裝置700相比，圖8的音頻再現裝置800還包括音頻數據處理器830和輸出單元840。音頻數據處理器830從MP3解碼器820接收解碼的主數據211和215以及解碼的額外數據210，並將解碼的主數據211和215以及解碼的額外數據210轉換成用戶在視覺上和聽覺上可識別的信號。具體來說，音頻數據處理器830包括主數據處理器831和額外數據處理器832。主數據處理器831接收解碼的主數據211和215並將解碼的主數據211和215轉換成用戶在聽覺上可識別的信號。主數據處理器831還可以執行噪聲消除處理和錯誤校驗
處理以提高音頻信號的聲音質量。額外數據處理器832接收解碼的額外數據210並將解碼的額外數據210轉換成相應的圖像和聲音信號。例如，當額外數據210是用於輸出與主數據211和215相對應的歌詞的數據時，額外數據處理器832可以將包括在額外數據210中的歌詞數據轉換成文本數據，並將文本數據轉換成圖形信號，以便將轉換而成的文本數據顯示到預定屏幕。輸出設備840輸出音頻信號或圖像信號，以供用戶從聽覺上和視覺上識別。具體來說，輸出設備840可以包括揚聲器單元841和顯示單元842。揚聲器單元 841輸出用戶能從聽覺上識別的音頻信號。顯示裝置842顯示預定圖像。例如，顯示單元 842可以顯示器字幕、微縮圖像或學習數據信息。參照圖7和圖8描述的音頻再現裝置700和800的操作與參照圖1到圖6描述的音頻再現方法的操作基本相同。因此，在參照圖7和圖8的音頻再現裝置700和800中不再重複已參照圖1到圖6給出的對音頻再現方法的描述。方法發明還可以實現為計算機可讀記錄介質上的計算機可讀代碼或程序。計算機可讀記錄介質是能夠存儲程序或數據、且所述程序或數據稍後能被計算機系統讀取的任何數據存儲設備。計算機可讀記錄介質的例子包括只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器 (RAM)、⑶-ROM、磁帶、硬碟、軟盤、閃速存儲器、光數據存儲器設備等等。計算機可讀記錄介質還可以分布於耦合計算機系統的網絡之上，以使計算機可讀代碼以分布式方式存儲和執行。雖然已經參照示範性實施例詳細示出和描述了本發明，但本領域普通技術人員將理解，可以對本發明做出形式和細節上的各種改變，而不會偏離由權利要求限定的本發明的精神和範圍。
權利要求
1.一種音頻再現方法，包括接收數據流，該數據流包括首部、邊信息、主數據以及額外數據，該額外數據包括結束標誌和數據長度信息，該結束標誌被布置在緊鄰主數據之前，並且該數據長度信息是額外數據的長度信息，被布置在緊鄰結束標誌之前；利用包括在邊信息中的主數據的開始位置信息，檢查是否存在結束標誌；以及如果存在結束標誌，則利用數據長度信息提取額外數據。
2.如權利要求1所述的音頻再現方法，其中，檢查是否存在結束標誌包括 基於主數據的開始位置，轉移到布置在緊鄰主數據之前的數據塊；以及檢查在所述之前的數據塊中是否存在結束標誌。
3.如權利要求2所述的音頻再現方法，還包括解碼提取的額外數據。
4.如權利要求2所述的音頻再現方法，其中，所述額外數據包括 如果存在結束標誌，則提取布置在緊鄰結束標誌之前的數據長度信息；利用結束標誌、主數據的開始位置信息以及數據長度信息中的至少一個計算額外數據的位置；以及提取和解碼額外數據。
5.如權利要求1所述的音頻再現方法，其中，接收數據流包括接收包括額外數據的數據流，該額外數據包括布置在額外數據的開始位置的開始標誌、在開始標誌之後的額外主數據、數據長度信息和結束標誌。
6.如權利要求5所述的音頻再現方法，其中，提取額外數據還包括利用主數據的開始位置信息、結束標誌和數據長度信息中的至少一個計算額外數據的開始位置；以及檢查在所述開始位置是否存在開始標誌。
7.如權利要求6所述的音頻再現方法，其中，提取額外數據還包括，如果存在開始標誌，則提取和解碼額外數據。
8.如權利要求1所述的音頻再現方法，還包括 搜索包括在首部中的同步字；以及利用找到的同步字解碼首部和邊信息。
9.一種音頻再現裝置，包括音頻輸入單元，用於接收數據流，該數據流包括首部、邊信息、主數據以及額外數據，該額外數據包括結束標誌和數據長度信息，該結束標誌被布置在緊鄰主數據之前，並且該數據長度信息是額外數據的長度信息，被布置在緊鄰結束標誌之前；以及解碼器，用於利用包括在邊信息中的主數據的開始位置信息檢查是否存在結束標誌， 以及如果存在結束標誌，則利用數據長度信息提取額外數據。
10.如權利要求9所述的音頻再現裝置，其中，所述解碼器基於主數據的開始位置轉移到布置在緊鄰主數據之前的數據塊，並檢查在該之前的數據塊中是否存在結束標誌。
11.如權利要求10所述的音頻再現裝置，其中，所述解碼器解碼提取的額外數據。
12.如權利要求10所述的音頻再現裝置，其中，如果存在結束標誌，則解碼器提取布置在緊鄰結束標誌之前的數據長度信息，並且，解碼器利用結束標誌、主數據的開始位置信息和數據長度信息中的至少一個計算額外數據的位置，並提取和解碼額外數據。
13.如權利要求9所述的音頻再現裝置，其中，所述額外數據還包括 布置在額外數據的開始位置的開始標誌；以及在該開始標誌之後的額外主數據。
14.如權利要求13所述的音頻再現裝置，其中，所述解碼器利用主數據的開始位置信息、結束標誌和數據長度信息中的至少一個計算額外數據的開始位置，並檢查在該開始位置是否存在開始標誌。
15.如權利要求14所述的音頻再現裝置，其中，如果存在開始標誌，則解碼器提取和解碼額外數據。
16.一種存儲數據流的信息存儲介質，包括 首部；邊信息； 主數據；以及額外數據，其包括結束標誌和數據長度信息，結束標誌被布置在緊鄰主數據之前，該數據長度信息是額外數據的長度信息，被布置在緊鄰結束標誌之前。
17.如權利要求16所述的信息存儲介質，其中，所述額外數據還包括 布置在額外數據的開始位置的開始標誌；以及在該開始標誌之後的額外主數據。
18.如權利要求17所述的信息存儲介質，其中，所述結束標誌是用於標記額外數據的結束位置的數據欄位，並且所述開始標誌是用於標記額外數據的開始位置的數據欄位。
全文摘要
一種用於快速和正確地提取額外數據的音頻再現方法包括接收包括額外數據的數據流，該額外數據包括結束標誌和數據長度信息，該結束標誌布置在緊鄰主數據之前，該數據長度信息是額外數據的長度信息，布置在緊鄰結束標誌之前；檢查存在還是不存在結束標誌；以及如果存在結束標誌，則利用數據長度信息提取額外數據。
文檔編號G11B20/10GK102376328SQ201110225500
公開日2012年3月14日 申請日期2011年8月8日 優先權日2010年8月6日
發明者李*雨, 李尚勳, 李男淑, 鄭鍾勳 申請人:三星電子株式會社