專利名稱：判斷采樣率的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種索尼/飛利浦數(shù)字接口(Sony/Philips DigitalInterface, SPDIF)的采樣率的技術(shù)，且特別是有關(guān)于一種依據(jù)過濾范圍的加權(quán)平均值以迅速判斷輸入信號采樣率的技術(shù)，并可減少誤判機率與節(jié)省存儲器。
背景技術(shù)：
索尼/ 飛利浦數(shù)字接口(Sony/Philips Digital Interface Format，簡稱 SPDIF) 是一種數(shù)字音頻傳輸接口，并普遍利用光纖和同軸纜線進行傳輸以確保數(shù)據(jù)的準確性與同步性，可使輸出結(jié)果具有高保真度(fidelity)。因此，SPDIF廣泛應(yīng)用于支援數(shù)字影院系統(tǒng) (Digital TheaterSystem，簡稱 DTS)或杜比數(shù)字(Dolby digital)的 DVD 播放器與 CD 播放器中。此外，SPDIF采用雙相符號編碼(Bi-phase Mark Code,簡稱BMC)，從而將采樣頻率與其采樣信息混合在一起傳輸。因此，其傳輸端與接收端只需一條數(shù)據(jù)線便可將數(shù)據(jù)傳送與接收，而SPDIF的接收端便必須把采樣頻率從輸入信號中分離，從而正確地對輸入信號進行采樣。標準的SPDIF格式可對四種采樣率的輸入信號進行采樣，這些采樣率分別為 32ΚΗζ、44. 1ΚΗζ、48ΚΗζ與96KHz，其中，44. IKHz (常用于CD的數(shù)字音頻采樣)與48KHz (常用于DVD的數(shù)字音頻采樣)兩者的采樣率較為接近，使得SPDIF的接收端在判斷這兩個采樣率時的誤判機率較高。在此舉一范例從而說明，符合SPDIF的輸入信號中每次采樣結(jié)果皆以32位 (32-bit)傳輸，并且包括左右聲道信息，而每一位皆需采樣兩次，因此44. IKHz與48KHz的雙相時鐘頻率(bi-phase clockfrequency) BCF44.1Khz、BCF概hz 便如方程式(1)與(2)所示BCF44.1Khz = 44. IKhz X 32 X 2 X 2 = 5. 6448Mhz.......(1)BCF48Khz = 48Khz X 32X2X2 = 6. 144Mhz.............(2)在判斷采樣率時，承載44. IKHz與48KHz兩者的輸入信號可依據(jù)雙相時鐘頻率
判斷。但是當輸入信號受到時鐘抖動(clock jitter)、傳輸端的裝置品質(zhì)差異與采樣精確度等因素的影響時，雙相時鐘頻率BCF便因為其兩者的數(shù)值過于接近于飄移時難以分辨，使得SPDIF的接收端在判斷這兩個采樣率時的誤判機率較高。若想要降低誤判機率，便需增加采樣率的判斷次數(shù)，利用多次采樣結(jié)果的平均以正確地決定采樣率， 但也因此增加了存儲器容量，也提高了判斷所需時間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種判斷采樣率的方法，本方法接收索尼/飛利浦數(shù)字接口(SPDIF) 的輸入信號，并依據(jù)過濾范圍所調(diào)整的加權(quán)平均值來迅速判斷輸入信號的采樣率，從而降低誤判機率，并節(jié)省判斷所需的存儲器。于另一觀點而言，本發(fā)明提供一種判斷采樣率的裝置，此裝置接收索尼/飛利浦數(shù)字接口的輸入信號，并利用過濾范圍來調(diào)整加權(quán)平均值，以迅速判斷采樣率，并可減少誤判機率與節(jié)省存儲器。本發(fā)明提出一種判斷采樣率的方法，其用于接收索尼/飛利浦數(shù)字接口的輸入信號。本方法包括下列步驟。求取輸入信號中的雙相時鐘頻率與系統(tǒng)頻率之間的多個倍數(shù)值， 并依據(jù)第一過濾范圍來調(diào)整第一加權(quán)序列，從而依據(jù)第一加權(quán)序列與上述倍數(shù)值來計算求得第一加權(quán)平均數(shù)，接著依據(jù)第二過濾范圍來調(diào)整第二加權(quán)序列，從而依據(jù)第二加權(quán)序列與倍數(shù)值求得第二加權(quán)平均數(shù)。之后，當?shù)谝徊钪荡笥诘诙钪禃r，將采樣率設(shè)定為第一采樣率，否則將該采樣率設(shè)定為第二采樣率，其中第一差值依據(jù)第一加權(quán)平均數(shù)與頻率閾值所計算求得，而第二差值則依據(jù)第二加權(quán)平均數(shù)與頻率閾值所計算求得。在本發(fā)明的一實施例中，上述的第一過濾范圍大于高通閾值，而第二過濾范圍則小于低通閾值。在本發(fā)明的一實施例中，依據(jù)第一過濾范圍來調(diào)整第一加權(quán)序列并依據(jù)第一加權(quán)序列與倍數(shù)值計算出第一加權(quán)平均數(shù)的步驟包括下列步驟。去除小于或等于高通閾值的倍數(shù)值，接著計算未被去除的倍數(shù)值的算術(shù)平均，從而取得第一加權(quán)平均數(shù)。此外，依據(jù)第二過濾范圍來調(diào)整第二加權(quán)序列，并依據(jù)第二加權(quán)序列與倍數(shù)值計算出第二加權(quán)平均數(shù)的步驟包括下列程序。去除大于或等于低通閾值的倍數(shù)值，接著計算未被去除的倍數(shù)值的算術(shù)平均，從而取得第二加權(quán)平均數(shù)。在本發(fā)明的一實施例中，求取倍數(shù)值的步驟包括下列程序。依據(jù)輸入信號取得位于不同時間點的多個雙相時鐘頻率，并且將系統(tǒng)頻率除以上述雙相時鐘頻率，以取得多個倍數(shù)值。在本發(fā)明的一實施例中，上述的第一差值為第一加權(quán)平均數(shù)減去頻率閾值的絕對值，而第二差值則為第二加權(quán)平均數(shù)減去頻率閾值的絕對值。在本發(fā)明的一實施例中，上述的判斷采樣率的方法還可包括下列步驟，以依據(jù)系統(tǒng)頻率來調(diào)整或變更第一過濾范圍、第二過濾范圍與頻率閾值。從另一角度來看，本發(fā)明提出一種判斷采樣率的裝置，其接收索尼/飛利浦數(shù)字接口的輸入信號。判斷采樣率的裝置包括頻率采樣單元、過濾計算單元以及判斷單元。頻率采樣單元用以求取輸入信號中的雙相時鐘頻率與系統(tǒng)頻率之間的多個倍數(shù)值。過濾計算單元耦接至頻率采樣單元，其依據(jù)第一過濾范圍來調(diào)整第一加權(quán)序列，并依據(jù)第一加權(quán)序列與倍數(shù)值來計算出第一加權(quán)平均數(shù)。過濾計算單元也依據(jù)第二過濾范圍來調(diào)整第二加權(quán)序列，并依據(jù)第二加權(quán)序列與倍數(shù)值來求得第二加權(quán)平均數(shù)。判斷單元耦接至過濾計算單元，并且當?shù)谝徊钪荡笥诘诙钪禃r，判斷單元將該采樣率設(shè)定為第一采樣率，否則判斷單元將采樣率設(shè)定為第二采樣率，其中第一差值依據(jù)第一加權(quán)平均數(shù)與頻率閾值來求得，而第二差值則依據(jù)第二加權(quán)平均數(shù)與頻率閾值來求得。在本發(fā)明的一實施例中，上述的第一過濾范圍大于高通閾值，而第二過濾范圍則小于低通閾值。在本發(fā)明的一實施例中，上述的過濾計算單元包括高通計算單元與低通計算單元。高通計算單元用以去除小于或等于高通閾值的倍數(shù)值，并計算未被去除的倍數(shù)值的算術(shù)平均，從而取得第一加權(quán)平均數(shù)。低通計算單元用以去除大于或等于低通閾值的倍數(shù)值， 并計算未被去除的倍數(shù)值的算術(shù)平均，從而取得第二加權(quán)平均數(shù)。在本發(fā)明的一實施例中，上述的判斷采樣率的裝置還可包括儲存單元，其耦接至頻率采樣單元以接收并儲存倍數(shù)值。在本發(fā)明的一實施例中，上述的判斷采樣率的裝置還可包括系數(shù)設(shè)定單元，其耦接至頻率采樣單元與過濾計算單元。系數(shù)設(shè)定單元用以依據(jù)系統(tǒng)頻率來調(diào)整或變更第一過濾范圍、第二過濾范圍與頻率閾值。基于上述，本發(fā)明的實施例依據(jù)不同時間的雙相時鐘頻率求取多個倍數(shù)值，并依據(jù)過濾范圍來調(diào)整加權(quán)序列，從而利用加權(quán)序列將這些倍數(shù)值計算出第一加權(quán)平均數(shù)與第二加權(quán)平均數(shù)。接著，便可通過第一加權(quán)平均數(shù)、第二加權(quán)平均數(shù)與頻率閾值來判斷輸入信號的采樣率傾向，從而降低誤判機率，并可迅速判斷采樣率以節(jié)省所需的存儲器。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附圖式作詳細說明如下。


圖1為一實施例說明判斷采樣率的方法示意圖。圖2是依照本發(fā)明一實施例的一種判斷采樣率的裝置方塊圖。圖3是依照本發(fā)明一實施例的一種判斷采樣率的方法流程圖。圖4是依照本發(fā)明一實施例說明依據(jù)過濾范圍設(shè)定加權(quán)序列的示意圖。圖5是依照本發(fā)明另一實施例的一種判斷采樣率的裝置方塊圖。圖6a是依照本發(fā)明一實施例說明依據(jù)不同緩沖區(qū)大小所產(chǎn)生的誤判機率的曲線圖。圖6b是將圖6a的信息數(shù)據(jù)化的圖表。主要元件符號說明20、50 判斷采樣率的裝置210 頻率采樣單元220 過濾采樣單元230 判斷單元510 系數(shù)決定單元520 儲存單元530 高通計算單元540 低通計算單元IS 符合SPDIF的輸入信號S310 S360 步驟SR:采樣率SF 系統(tǒng)頻率thF 頻率閾值thH:高通閾值thL 低通閾值L1、L2:曲線
具體實施方式
現(xiàn)將詳細參考本發(fā)明的示范性實施例，在附圖中說明所述示范性實施例的實例。 另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構(gòu)件/符號代表相同或類似部分。請參照圖1，圖1為一實施例說明判斷索尼/飛利浦數(shù)字接口(SPDIF)的輸入信號IS的采樣率SR的方法示意圖。在此將本實施例的系統(tǒng)頻率SF設(shè)定為108Mhz，且采樣率48Khz與44. IKhz所對應(yīng)的雙相時鐘頻率BCF481ihz與BCF44.1Khz則約略為6. 144Mhz與 5. 6448Mhz (如方程式(1)與(2)所示)。由此，系統(tǒng)頻率SF除以雙相時鐘頻率BCF481ihz與 BCF44.1Khz所產(chǎn)生的商(亦為本實施例所述的倍數(shù)值)如方程式(3)與(4)所述
SF 108Mzz…-=-= 19.13256…….(3)
BCF44lfchz 5.6448Mzz
SF 108施 …，… “、-二-= 17.57812..........(4)
BCF4skhz 6.144施并依據(jù)設(shè)備限制，倍數(shù)值僅能紀錄整數(shù)值，因此本實施例將頻率閾值thF設(shè)定為 19，因19為位于17. 57812至19. 13256之間的整數(shù)值。于本實施例中，當求取的倍數(shù)值的算術(shù)平均數(shù)大于19 (頻率閾值thF)時，便可將采樣率SR判斷為44. lKhz，相反時則設(shè)定采樣率SR為48Khz。請繼續(xù)參閱圖1，由于時鐘抖動、傳輸端的裝置品質(zhì)差異等原因影響，這些倍數(shù)值于采樣率為48Khz時大部分飄移在17 20的整數(shù)區(qū)間內(nèi)，且于采樣率為44. IKhz時所產(chǎn)生的倍數(shù)值也約略飄移在18 21的整數(shù)區(qū)間內(nèi)，但偶爾會超出上述的整數(shù)區(qū)間。由于以往的判斷方法利用算數(shù)平均作為計算方式，因此當采樣的倍數(shù)值較少時，部分超出整數(shù)區(qū)間的倍數(shù)值將會對算數(shù)平均值的影響較大，因而造成誤判。在此舉例以詳細說明的，如表1所示，在此假設(shè)輸入信號IS具有44. IKhz的采樣率，并從而產(chǎn)生10個倍數(shù)值。表 1
倍數(shù)值 (44. IKhz)17171819202119192019表1的倍數(shù)值的算術(shù)平均數(shù)為18. 9。由于18. 9 (倍數(shù)值的算術(shù)平均數(shù))小于19 (頻率閾值thF)，因此便將采樣率SR設(shè)定為48Khz，但是原先輸入信號IS的采樣率為44. IKhz, 因而造成誤判。此種誤判的解決方式則是取得更多的倍數(shù)值并取其平均值以使其平均值大于19(頻率閾值thF)而正確判別，但會延長判斷時間并增加所需的存儲器。因此，在此提出符合本發(fā)明的一實施例，圖2是依照本發(fā)明一實施例的一種判斷采樣率的裝置20方塊圖。請參照圖1，判斷采樣率的裝置20接收符合索尼/飛利浦數(shù)字接口的輸入信號IS，從而判斷采樣率SR。判斷采樣率的裝置20包括頻率采樣單元210、過濾計算單元220以及判斷單元230。頻率采樣單元210用以求取輸入信號IS中的雙相時鐘頻率BCF與系統(tǒng)頻率SF之間的多個倍數(shù)值。過濾計算單元220耦接至頻率采樣單元210， 其依據(jù)第一過濾范圍(本實施例以大于高通閾值thH為例)來調(diào)整第一加權(quán)序列，并依據(jù)第一加權(quán)序列與倍數(shù)值來計算出第一加權(quán)平均數(shù)。過濾計算單元220也可依據(jù)第二過濾范圍(本實施例以小于低通閾值thL為例)來調(diào)整第二加權(quán)序列，并依據(jù)第二加權(quán)序列與倍數(shù)值來求得第二加權(quán)平均數(shù)。請繼續(xù)參照圖2，判斷單元230耦接至過濾計算單元220，用以依據(jù)第一加權(quán)平均數(shù)與頻率閾值thF計算求得第一差值，并依據(jù)第二加權(quán)平均數(shù)與頻率閾值thF以計算求得第二差值。當?shù)谝徊钪礑l大于第二差值D2時，判斷單元230將采樣率SR設(shè)定為第一采樣率(本實施例以44. IKhz為例)，否則判斷單元130便將采樣率SR設(shè)定為第二采樣率(本實施例以48Khz為例)。為了致使本領(lǐng)域技術(shù)人員能更加了解本發(fā)明，在此依據(jù)本發(fā)明實施例的流程步驟詳細說明的。圖3是依照本發(fā)明一實施例的一種判斷采樣率的方法流程圖，請同時參照圖 2與圖3，本發(fā)明實施例首先進入步驟S310，頻率采樣單元210接收符合索尼/飛利浦數(shù)字接口的輸入信號IS，從而取得輸入信號IS中不同時間點的雙相時鐘頻率BCF，再將這些雙相時鐘頻率BCF與系統(tǒng)頻率SF相除以求得多個倍數(shù)值。本實施例中以求取10個倍數(shù)值作為舉例，并假設(shè)輸入信號IS具有44. IKhz的采樣率，其中頻率采樣單元210所求得的倍數(shù)值如上述表1所示。接著，進入步驟S320，過濾計算單元220利用第一過濾范圍(本實施例以大于高通閾值thH為例)與第二過濾范圍(本實施例以小于低通閾值thL為例)來分別調(diào)整第一加權(quán)序列與第二加權(quán)序列，并依據(jù)第一加權(quán)序列、第二加權(quán)序列與上述的倍數(shù)值分別計算出第一加權(quán)平均數(shù)與第二加權(quán)平均數(shù)。于本實施例中，在此依據(jù)系統(tǒng)頻率SF將高通閾值thH 設(shè)定為17，并將高通閾值thL設(shè)定為21，并一同參照圖4，圖4是依照本發(fā)明一實施例說明依據(jù)過濾范圍設(shè)定加權(quán)序列的示意圖。如圖4所示，本實施例中的第一加權(quán)序列與第二加權(quán)序列皆具有對應(yīng)每個倍數(shù)值的加權(quán)值，應(yīng)用本實施例者可以視其設(shè)計需求來決定如何設(shè)置位于過濾范圍內(nèi)外的加權(quán)值。于本實施例中，過濾計算單元220將位于第一過濾范圍外 (亦即小于或等于17)的倍數(shù)值所對應(yīng)的加權(quán)值設(shè)定為0，從而把所有小于或等于17的倍數(shù)值去除，但本發(fā)明不應(yīng)以此為限。于其他實施例中，過濾計算單元220也可減少位于第一過濾范圍外的倍數(shù)值所對應(yīng)的加權(quán)值(例如從1降低至0. 1)，從而降低位于過濾范圍外的倍數(shù)值的影響，或者增加位于第一過濾范圍內(nèi)的倍數(shù)值所對應(yīng)的加權(quán)值(例如從1增加至 1. 5)，以加強過濾范圍內(nèi)的倍數(shù)值的影響，在此不再贅述。請繼續(xù)參照圖4，過濾計算單元220將位于第一過濾范圍外(亦即小于或等于17) 的倍數(shù)值所對應(yīng)的加權(quán)值設(shè)定為0，而將位于第一過濾范圍內(nèi)(以及大于17)的倍數(shù)值所對應(yīng)的加權(quán)值設(shè)定為1，由此形成類似高通濾波器的效果，把所有小于或等于17的倍數(shù)值去除，并且將表1的倍數(shù)值整理如表2所示，并以刪除線表示已去除的倍數(shù)值。表權(quán)利要求
1.一種判斷采樣率的方法，用于判斷索尼/飛利浦數(shù)字接口的輸入信號的采樣率，該方法包括求取該輸入信號中的雙相時鐘頻率與系統(tǒng)頻率之間的多個倍數(shù)值； 依據(jù)第一過濾范圍來調(diào)整第一加權(quán)序列，并依據(jù)該第一加權(quán)序列與所述倍數(shù)值計算出第一加權(quán)平均數(shù)，且依據(jù)第二過濾范圍來調(diào)整第二加權(quán)序列，并依據(jù)該第二加權(quán)序列與所述倍數(shù)值計算出第二加權(quán)平均數(shù)；以及當?shù)谝徊钪荡笥诘诙钪禃r，將該采樣率設(shè)定為第一采樣率，否則將該采樣率設(shè)定為第二采樣率，其中該第一差值依據(jù)該第一加權(quán)平均數(shù)與頻率閾值求得，且該第二差值依據(jù)該第二加權(quán)平均數(shù)與該頻率閾值求得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的判斷采樣率的方法，其中該第一過濾范圍大于高通閾值，該第二過濾范圍小于低通閾值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的判斷采樣率的方法，依據(jù)該第一過濾范圍來調(diào)整該第一加權(quán)序列并依據(jù)該第一加權(quán)序列與所述倍數(shù)值計算出該第一加權(quán)平均數(shù)的步驟包括去除小于或等于該高通閾值的所述倍數(shù)值；以及計算未被去除的所述倍數(shù)值的算術(shù)平均，以取得該第一加權(quán)平均數(shù)， 依據(jù)該第二過濾范圍來調(diào)整該第二加權(quán)序列并依據(jù)該第二加權(quán)序列與所述倍數(shù)值計算出該第二加權(quán)平均數(shù)的步驟包括去除大于或等于該低通閾值的所述倍數(shù)值；以及計算未被去除的所述倍數(shù)值的算術(shù)平均，以取得該第二加權(quán)平均數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的判斷采樣率的方法，其中該第一采樣率為CD音頻采樣率，該第二采樣率為DVD數(shù)字音頻采樣率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的判斷采樣率的方法，求取所述倍數(shù)值的步驟包括 依據(jù)該輸入信號取得不同時間的所述雙相時鐘頻率；以及將該系統(tǒng)頻率除以所述雙相時鐘頻率，以取得所述倍數(shù)值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的判斷采樣率的方法，其中該第一差值為該第一加權(quán)平均數(shù)減去該頻率閾值的絕對值，該第二差值為該第二加權(quán)平均數(shù)減去該頻率閾值的絕對值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的判斷采樣率的方法，還包括依據(jù)該系統(tǒng)頻率調(diào)整或變更該第一過濾范圍、該第二過濾范圍與該頻率閾值。
8.一種判斷采樣率的裝置，用于判斷索尼/飛利浦數(shù)字接口的輸入信號的采樣率，該裝置包括頻率采樣單元，用以求取該輸入信號中的雙相時鐘頻率與系統(tǒng)頻率之間的多個倍數(shù)值；過濾計算單元，耦接至該頻率采樣單元，用以依據(jù)第一過濾范圍來調(diào)整第一加權(quán)序列， 并依據(jù)該第一加權(quán)序列與所述倍數(shù)值計算出第一加權(quán)平均數(shù)，且依據(jù)第二過濾范圍來調(diào)整第二加權(quán)序列，并依據(jù)該第二加權(quán)序列與所述倍數(shù)值求得第二加權(quán)平均數(shù)；以及判斷單元，耦接至該過濾計算單元，當?shù)谝徊钪荡笥诘诙钪禃r，該判斷單元將該采樣率設(shè)定為第一采樣率，否則將該采樣率設(shè)定為第二采樣率，其中該第一差值依據(jù)該第一加權(quán)平均數(shù)與頻率閾值求得，且該第二差值依據(jù)該第二加權(quán)平均數(shù)與該頻率閾值求得。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的判斷采樣率的方法，其中該第一過濾范圍大于高通閾值，該第二過濾范圍小于低通閾值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的判斷采樣率的裝置，其中該過濾計算單元包括高通計算單元，用以去除小于或等于該高通閾值的所述倍數(shù)值，并計算未被去除的所述倍數(shù)值的算術(shù)平均，以取得該第一加權(quán)平均數(shù)；以及低通計算單元，用以去除大于或等于該低通閾值的所述倍數(shù)值，并計算未被去除的所述倍數(shù)值的算術(shù)平均，以取得該第二加權(quán)平均數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的判斷采樣率的裝置，還包括儲存單元，耦接至該頻率采樣單元及該判斷單元，用以接收并儲存所述倍數(shù)值。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的判斷采樣率的裝置，還包括系數(shù)設(shè)定單元，耦接至該頻率采樣單元與該過濾計算單元，用以依據(jù)該系統(tǒng)頻率來調(diào)整或變更該第一過濾范圍、該第二過濾范圍與該頻率閾值。
全文摘要
一種判斷采樣率的方法及其裝置，其接收索尼/飛利浦數(shù)字接口(SPDIF)的輸入信號。判斷采樣率的方法包括下列步驟。求取輸入信號中的雙相時鐘頻率與系統(tǒng)頻率的多個倍數(shù)值，并依據(jù)第一過濾范圍、第二過濾范圍以及倍數(shù)值計算出第一加權(quán)平均數(shù)與第二加權(quán)平均數(shù)。當?shù)谝徊钪荡笥诘诙钪禃r，將采樣率設(shè)定為第一采樣率，否則將采樣率設(shè)定為第二采樣率，而第一差值與第二差值依據(jù)第一加權(quán)平均數(shù)、第二加權(quán)平均數(shù)與頻率閾值求得。本方法依據(jù)過濾范圍調(diào)整產(chǎn)生的加權(quán)平均值以迅速判斷輸入信號的采樣率、減少誤判機率與節(jié)省存儲器。
文檔編號H03M1/26GK102263556SQ201010192879
公開日2011年11月30日 申請日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者吳季鴻 申請人:凌陽科技股份有限公司