【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及音频处理，特别是一种嵌入式固件音频数据修改方法、装置、介质及计算机设备。
技术介绍
1、随着音频处理技术的发展，嵌入式设备在音频采集、处理和传输中的应用越来越广泛。在嵌入式设备中，音频信号的获取、处理和传输通常受到计算能力和带宽的限制。现有的音频处理技术多采用固定编码方案，无法根据设备的计算能力和网络带宽动态调整处理方式，因此在带宽受限或计算能力不足的情况下，音频质量往往会受到影响。此外，音频信号的噪声处理和编码方式也较为简单，尤其在面对复杂的音频环境时，现有技术难以有效区分噪声与有效信号，从而导致传输效率和音频质量的下降。
2、然而，在音频信号处理过程中，现有技术在处理音频帧的传输和合并方面存在不足，尤其是在帧丢失或延迟时的处理不够灵活。当前技术大多采用简单的时间戳对齐或固定缓冲区处理方式，无法有效应对网络抖动或带宽不稳定的问题，导致音频信号在拼接时可能出现断裂或失真。此外，现有的音频帧优先级划分和缓存管理较为粗糙，未能充分利用嵌入式设备的资源进行实时优化。因此，如何在带宽受限且计算能力有限的情况下，动态地对音频帧进行优先级分配、编码和传输，成为亟待解决的问题。
技术实现思路
1、鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术提供了一种嵌入式固件音频数据修改方法解决音频信号在嵌入式设备中由于带宽和计算能力限制而导致的音频质量下降、丢帧以及时序不连续的问题。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：p>
4、第一方面，本专利技术提供了一种嵌入式固件音频数据修改方法，其包括，
5、获取实时音频信号，分割为固定长度的音频帧，并存储于一级缓存中；
6、对一级缓存中的音频帧进行噪声检测，基于噪声检测结果分配优先级，并将分配优先级后的音频帧存储于二级缓存中；
7、对二级缓存中的相邻音频帧进行相关性分析并进行编码处理，将编码后的音频帧存储于三级缓存中；
8、根据嵌入式设备的计算能力和带宽状况，将三级缓存中的音频帧分为m帧和n帧，m帧由嵌入式设备进行本地编码，n帧传输至后端设备；
9、后端设备接收并处理n帧音频信号后，将处理结果返回嵌入式设备；
10、嵌入式设备将本地编码的m帧音频信号与后端处理的n帧音频信号按时序合并，输出完整音频信号数据。
11、作为本专利技术所述嵌入式固件音频数据修改方法的一种优选方案，其中：获取实时音频信号，分割为固定长度的音频帧，并存储于一级缓存中包括如下步骤，
12、通过麦克风阵列获取外部环境中的模拟音频信号；
13、使用模数转换器，将获取的模拟音频信号转换为数字音频信号；
14、将数字音频信号分割为固定长度a的音频帧，形成帧序列；
15、采用环形缓冲区结构，通过写指针将帧序列中新采集到的音频帧写入缓存，并通过读指针对写入缓存中的音频帧进行读取；
16、对读取的每个音频帧分配帧序号，存储在一级缓存中。
17、作为本专利技术所述嵌入式固件音频数据修改方法的一种优选方案，其中：对一级缓存中的音频帧进行噪声检测，基于噪声检测结果分配优先级，并将分配优先级后的音频帧存储于二级缓存中包括以下步骤，
18、从一级缓存中按照分配后的帧序号提取每一帧音频信号；
19、对于每一帧音频信号，采用快速傅里叶变换进行频域转换，提取每一帧的频率特征；
20、通过提取的频率特征计算信号功率和噪声功率，区分有效信号和噪声；
21、基于信号功率和噪声功率，计算每帧的信噪比；
22、根据每帧的信噪比，将每一帧音频信号划分为高优先级和低优先级；
23、将进行优先级划分后的每一帧音频信号存储在二级缓存中。
24、作为本专利技术所述嵌入式固件音频数据修改方法的一种优选方案，其中：对二级缓存中的相邻音频帧进行相关性分析并进行编码处理，将编码后的音频帧存储于三级缓存中包括以下步骤，
25、从二级缓存中按时间序列顺序提取相邻的两个音频帧；
26、采用均方误差计算相邻的两个音频帧间的相似度，判断相邻帧的相关性；
27、对于相似度低的帧对只进行完整编码，对于相似度高的帧对分别进行完整编码和差分编码；
28、将进行完整编码和差分编码的帧存储到三级缓存中。
29、作为本专利技术所述嵌入式固件音频数据修改方法的一种优选方案，其中：根据嵌入式设备的计算能力和带宽状况，将三级缓存中的音频帧分为m帧和n帧，m帧由嵌入式设备进行本地编码，n帧传输至后端设备进行处理包括以下步骤，
30、从三级缓存中提取连续的音频帧序列；
31、基于当前的计算负载和可用带宽，将连续的音频帧序列分为m帧和n帧；
32、采用aac编码方式，将m帧信号分配给本地进行编码处理；
33、将编码处理后的m帧信号存储在三级缓存的高优先级区域；
34、采用自适应差分脉冲编码调制，对n帧数据编码相邻采样点的差分信号；
35、通过量化器对差分信号进行量化，并将量化后的差分信号打包为比特流，生成adpcm压缩音频信号，存储在低优先级区域；
36、将存储在低优先级区域的压缩音频通过嵌入式设备传输至后端设备。
37、作为本专利技术所述嵌入式固件音频数据修改方法的一种优选方案，其中：后端设备接收并处理n帧音频信号后，将处理结果返回嵌入式设备包括以下步骤，
38、后端设备通过网络接口接收压缩后的音频信号，并通过adpcm解码方式恢复每个采样点的实际值，将量化后的差分值还原为原始差分信号的值；
39、通过累加差分信号，重构每个音频帧的原始音频信号序列；
40、利用数字滤波器，对调整重构后的音频信号序列进行频率均衡处理；
41、对进行频率均衡处理后的音频信号进行降噪和动态范围控制处理；
42、将处理后的音频信号分割成固定长度的帧，并对每帧音频信号数据进行修正离散余弦变换和量化；
43、量化后的频域数据通过熵编码进一步压缩，生成最终的aac编码格式的高质量n帧音频信号返回嵌入式设备。
44、作为本专利技术所述嵌入式固件音频数据修改方法的一种优选方案，其中：嵌入式设备将本地编码的m帧与后端处理的n帧按时序合并，输出完整音频信号数据包括以下步骤，
45、从三级缓存的高优先区中提取已完成aac编码的m帧音频信号；
46、嵌入式设备接收来自后端设备的n帧高质量音频信号；
47、嵌入式设备对m帧和n帧音频信号的每个音频帧的时间戳进行扫描，检查时间戳的连续性；
48、对于短时间的丢帧现象，进行插值补帧处理，对于长时间的丢帧现象，进行跳帧处理；
49、将进行时间同步处理后的m帧和n帧音频信号按照时间顺序重新排列；
50、对排序好的音频信号进行本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种嵌入式固件音频数据修改方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的嵌入式固件音频数据修改方法，其特征在于：获取实时音频信号，分割为固定长度的音频帧，并存储于一级缓存中包括如下步骤，
3.如权利要求2所述的嵌入式固件音频数据修改方法，其特征在于：对一级缓存中的音频帧进行噪声检测，基于噪声检测结果分配优先级，并将分配优先级后的音频帧存储于二级缓存中包括以下步骤，
4.如权利要求3所述的嵌入式固件音频数据修改方法，其特征在于：对二级缓存中的相邻音频帧进行相关性分析并进行编码处理，将编码后的音频帧存储于三级缓存中包括以下步骤，
5.如权利要求4所述的嵌入式固件音频数据修改方法，其特征在于：根据嵌入式设备的计算能力和带宽状况，将三级缓存中的音频帧分为M帧和N帧，M帧由嵌入式设备进行本地编码，N帧传输至后端设备进行处理包括以下步骤，
6.如权利要求5所述的嵌入式固件音频数据修改方法，其特征在于：后端设备接收并处理N帧音频信号后，将处理结果返回嵌入式设备包括以下步骤，
7.如权利要求6所述的嵌入式固件音频数据修
8.一种嵌入式固件音频数据修改装置，基于权利要求1~7任一所述的嵌入式固件音频数据修改方法，其特征在于：包括，
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1~7任一所述的嵌入式固件音频数据修改方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1~7任一所述的嵌入式固件音频数据修改方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种嵌入式固件音频数据修改方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的嵌入式固件音频数据修改方法，其特征在于：获取实时音频信号，分割为固定长度的音频帧，并存储于一级缓存中包括如下步骤，
3.如权利要求2所述的嵌入式固件音频数据修改方法，其特征在于：对一级缓存中的音频帧进行噪声检测，基于噪声检测结果分配优先级，并将分配优先级后的音频帧存储于二级缓存中包括以下步骤，
4.如权利要求3所述的嵌入式固件音频数据修改方法，其特征在于：对二级缓存中的相邻音频帧进行相关性分析并进行编码处理，将编码后的音频帧存储于三级缓存中包括以下步骤，
5.如权利要求4所述的嵌入式固件音频数据修改方法，其特征在于：根据嵌入式设备的计算能力和带宽状况，将三级缓存中的音频帧分为m帧和n帧，m帧由嵌入式设备进行本地编码，n帧传输至后端设备进行处理包括以下步骤，...
【专利技术属性】
技术研发人员：伍炬彬，安钊辉，
申请(专利权)人：深圳市云希谷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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