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先进的交互式音频凯发app官网登录的解决方案

 

音频是电子产品中常见的功能,市面上也有各式各样与音频播放相关的产品,像是智能音箱、智能电视等都是当前相当热销的产品。本文将为您介绍音频产品设计的关键技术,以及相关的交互式音频凯发app官网登录的解决方案。

音频编解码器是音频产品的关键技术

在音频产品设计中,音频编解码器是相当重要的关键技术,是可用于编码或解码音频数字数据流的器件或软件,能够以特定音频文件或串流媒体音频编码格式为依据,执行算法以压缩与解压缩数字音频数据。其中,算法的设计目标是在保证一定音质的同时,在数字音频中使用最少的比特来表示高传真音频,可以令音频档传输过程需要占用的带宽以及存储空间有效减少。

 

目前市面上已经有相当多样的音频编解码器,像是aptx、atrac、aac、mp3、sbc、opus等不同标准与技术,针对应用的不同,一些音频编解码器是针对高质量音频播放所设计,大多会采用无损压缩技术,其产生的比特率较高,对于处理器的性能要求也较高,一些则是针对网络音频串流播放而设计,追求低延迟、比特率较低,也对处理器性能的要求较低。此外,一些音频编解码器技术专属于某些厂商,若想采用则需要取得该厂商的授权,并支付权利金,某些音频编解码器则属于开源技术,可以自由地使用,并不需要支付权利金,因此采用的成本较低。

 

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可进行实时交互式通信的低延迟音频编解码器

本文将先为您介绍opus音频编解码器,这是一种有损音频编码格式,旨在以单一格式有效地编码语音和一般音频,同时保持足够低的延迟以进行实时交互式通信,并保持足够低的复杂度以用于低端嵌入式处理器。

 

opus是一种开放、免版税且用途广泛的音频编解码器,它可用于不同类型的应用,如语音和音乐流或压缩音频存储。它是由互联网工程任务组(ietf)所制订的rfc 6716标准,可从6 kbit/s的低比特率窄带语音到510 kbit/s的高品质立体声音乐,具备低复杂度的可扩展性,使得它适用于广泛的交互式应用。

 

opus的结构主要由两层所组成,包括一层基于线性预测(lp),另一层则是基于改进的离散余弦变换(mdct)。opus有效地结合了无损和有损的技术成果,例如,在语音应用中,代码激励线性预测(celp)等lp技术比mdct等变换域技术更能有效地编码低频。opus编解码器由silk和celt编码技术所组成,前者(最初由skype开发)使用基于预测的模型(lpc),而后者(来自xiph.org)则完全基于mdct变换建模,这种多功能性允许opus在三种模式(silk、celt或混合模式)下运行,并支持针对不同应用进行多种配置。

 

opus可以处理广泛的音频应用,包括ip语音、视频会议、游戏内聊天,甚至远程现场音乐表演。它可以从低比特率的窄带语音扩展到非常高质量的立体声音乐,支持的功能包括比特率从6 kb/s到510 kb/s,采样率从8 khz(窄带)到48 khz(全带),帧大小从2.5 ms到60 ms,可支持恒定比特率(cbr)和可变比特率(vbr),并支持从窄带到全带的音频带宽,也可支持语音和音乐应用,支持单声道和立体声与多达255个通道(多流帧),具备动态可调比特率、音频带宽和帧大小能力,具有良好的丢包稳固性和丢包隐藏(plc)技术,可支持浮点和定点实现。

 

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高度集成的低功耗音频编解码器凯发app官网登录的解决方案

艾睿电子针对智能音箱等交互式音频应用,推出了opus交互式音频编解码器参考凯发app官网登录的解决方案,艾睿电子使用了stmicro stm32wb、外部pa和fp-aud-bvlinkwb1构建了一个参考设计,使用先进的opus压缩算法技术,并通过ble来执行远程全双工语音流或立体声音乐流的播放。

 

stm32wb是一款多协议无线和超低功耗器件,嵌入了强大的超低功耗无线电,符合蓝牙®低功耗sig规范5.2和ieee 802.15.4-2011标准。它们包含一个专用的arm® cortex®-m0 ,用于执行所有实时低层操作。这些器件的设计功耗极低,并基于运行频率高达64 mhz的高性能arm®cortex®-m4 32位risc内核,该内核具有单精度浮点单元(fpu),支持所有arm®;单精度数据处理指令和数据类型,它还实现了全套dsp指令和增强应用安全性的内存保护单元(mpu)。

 

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提供具有参考硬件和软件设计的整体凯发app官网登录的解决方案

艾睿电子的团队已将stm32wb外部pa凯发app官网登录的解决方案集成到opus fp-aud-bvlinkwb1 stm32cube功能包中,以通过ble执行远程全双工语音流或立体声音乐流,该系统可以传输2.4ghz信号,输出为20dbm,并提供具有参考硬件和软件设计的整体凯发app官网登录的解决方案。

 

fp-aud-bvlinkwb1包括可用于ble和数字mems麦克风的驱动程序和中间件,还包括完整的opus音频编解码器(v 1.3)作为第三方中间件,用于在两个stm32wb之间执行双向和同步音频流。外围模块还可以全双工模式(16 khz的双向音频)与运行stblesensor应用程序的移动设备通信,或从同一应用程序接收48 khz的立体声音乐。该软件具有stm32wb和st器件的建议组合,可用于开发智能家居或可穿戴应用的无线音频通信系统等。该凯发app官网登录的解决方案采用的opus算法提供了即使在低比特率下也能实现高音频质量的灵活性,而stm32wb则具有低功耗功能,允许开发具有极低功耗的应用。

结语

智能音箱、智能电视市场的快速成长,带动了对交互式音频处理的需求,本文介绍的交互式音频编解码器参考设计凯发app官网登录的解决方案,将会是开发相关产品的最佳选择,想要了解更多相关的信息,请联系艾睿电子的当地销售人员。

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