[發明專利]音頻供給量控制

無效

• 申請號: 200680041921.6
• 申請日: 2006-09-15
• 公開（公告）號: CN101366177A
• 公開（公告）日: 2009-02-11
• 發明（設計）人: 基姆·洛夫喬伊
• 申請（專利權）人: 博蒙特弗賴德曼公司
• 主分類號: H03G5/16
• 分類號: H03G5/16;G10L21/02
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司
• 代理人: 鄭小軍

技術領域

本發明涉及音頻供給量(audio?dosage)控制，用以控制例如公共音樂會 上揚聲器的音頻輸出或者個人音樂播放器中饋給耳機的音頻。

背景

公共音樂會上的表演者通常使用大功率放大系統，其中該大功率放大系 統輸出非常高的噪聲級別。這可能對聽眾成員的聽力造成損傷，也對錄音師 以及定期出席這種音樂會的其他人員的工作能力造成破壞。聽力損傷包括在 特定頻率或廣泛地橫跨整個聲音音頻頻譜(20Hz至20,000Hz)的敏感度損 失，或者導致例如耳鳴的聽力殘疾。經常，這種損傷在當時不被受害人所察 覺并將產生進一步的損傷，這是因為受害人隨后將收聽增加音量的音頻信 號，用以補償已經遭受的聽力損失。這種損傷在可聽范圍的較高頻率部分尤 其嚴重，而較高頻率在搖滾音樂會中非常普遍。

因此，存在對這樣一種方法和裝置的需要，這種方法和裝置能夠控制用 于音樂會的公共廣播系統以及其它音頻輸出系統的音頻供給量輸出。

背景技術

用于音頻供給量控制的已知系統包括US?2338551、US?4254303和US 4306115，其自動調節發自揚聲器的輸出音量，以補償背景噪聲的級別。

在US?4583245中描述了一種系統，其通過疊加額外頻率來控制揚聲器 膜片變化范圍，以保護揚聲器免于損傷。

EP?0529158描述了一種方法，用于衰減在瞬時強度或者累積聲音供給量 超出預定閾值的頻帶內的聲音信號的振幅。這使用三分之一倍頻程模擬固定 帶寬阻帶陷波濾波器的陣列，其中根據來自監控廣播聲音信號并將該廣播聲 音信號與目標分布(profile)進行比較的麥克風的反饋來觸發該三分之一倍 頻程模擬固定帶寬阻帶陷波濾波器。這個已知方法有一個問題，即特定頻帶 內的所有音頻分量的振幅都被衰減(并非僅僅超出閾值的分量)，而這將導 致整體聲音質量的降低。此外，依賴于濾波器的個數及它們的衰減帶寬，對 于被濾波的聲音存在可變的時間延遲。這個一致時間延遲產生不受歡迎的、 降低聲音質量的音頻效果，例如音調(tonal)偏移。此外，濾波發生在原始 聲音生成之后，而高振幅未濾波的脈沖串在校正之前通過。

進一步而言，由于衰減因子決定于頻帶之內的峰值，因此實際應用的衰 減可能多于或少于理想所需的級別，并再次傾向于出現不必要的整體聲音質 量的降低。

發明內容

根據本發明第一方面，提供了一種控制暴露給消費者的合成音頻信號的 音頻供給量的方法，該方法包括：采樣所述合成音頻信號；利用快速傅立葉 變換算法對所采樣的音頻信號進行變換，以產生代表所述音頻信號的頻率分 量的振幅的信號；將所變換的音頻信號與預定的脈沖控制閾值分布進行比 較，以產生代表廣播信號與所述分布之間差異的配置信號，其中所述預定脈 沖控制閾值分布表示所述音頻信號閾值分布中每個頻率分量的目標最大值 振幅；利用所述配置信號自動地實時配置有限脈沖響應(FIR)濾波器，從 而使得所述有限脈沖響應濾波器衰減多個頻帶中的所變換的音頻信號的振 幅，其中所述頻帶集中于超出所述目標閾值的頻率；以及輸出暴露給消費者 的被衰減的音頻信號。

該方法具有結合音頻信號監控傅立葉變換程序和運行時間濾波器設計 的優點。FIR(有限脈沖響應)濾波器的使用尤其具有優勢。這些是以軟件 實現的固有穩定的數字濾波器，該軟件典型地運行在數字信號處理器(DSP) 上。該軟件執行數學模型算法，例如由著名程序MATLAB(注冊商標)定 義的那些，以從給定的輸入系數中定義濾波器響應，或者從給定的期望響應 中定義系數。FIR濾波器可被配置為，仿效具有相當高準確度的大量非常窄 的頻率阻帶濾波器。

通過例如來自舞臺所采樣的合成音頻信號與所期望的目標分布之間的 比較結果，有效地定義本發明FIR濾波器的期望響應。這個期望的濾波器響 應隨后被用來對特定頻率計算該濾波器的系數，且這些系數被用來處理所述 頻率的后續信號：在此情況下，來抑制或衰減特定頻率的信號，從而減少所 述頻率的振幅值。所述濾波立即生效，也即，在所采樣音頻信號被傳到輸出 裝置之前生效，其中所述輸出裝置為例如廣播用揚聲器或在個人音樂播放器 中的個人消費用耳機等。

優選地，對每個帶寬采用四個或更多子帶。這可為對數標度上的。