[發明專利]一種壓縮域的傳輸數據流音頻自動增益控制方法

無效

• 申請號: 200710031867.3
• 申請日: 2007-11-30
• 公開（公告）號: CN101179716A
• 公開（公告）日: 2008-05-14
• 發明（設計）人: 郭禮華
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H04N7/24
• 分類號: H04N7/24;H04N7/52
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司
• 代理人: 李衛東

技術領域

本發明涉及音頻增益控制方法，特別是涉及一種TS(傳輸數據)流壓縮音頻的自動增益控制方法。

背景技術

現有的音頻增益方法都是在原始的未壓縮的音頻信號上進行增益控制，但是隨著數字廣播系統的逐步推廣，未來的廣播系統將逐漸被數字廣播系統所取代，而數字廣播系統中的音頻信號都是經過MPEG壓縮的，所以現有的音頻增益方法不能直接對壓縮后的音頻進行增益控制，而需要首先把壓縮音頻數據解壓到原始的未壓縮數據，然后利用傳統的音頻增益方法進行增益控制調節，接著把增益控制后的音頻數據進行MPEG壓縮，最終完成數字廣播系統中的壓縮域音頻的自動增益控制。從處理流程上來看，傳統的方法在處理壓縮域的TS流音頻自動增益控制過程非常繁瑣，并且還會由于數據的解壓和壓縮這些過程給音頻數據帶來損耗，降低音頻的原有音質。

發明內容

本發明就是針對以上的問題，提出一種TS流壓縮音頻的自動增益控制方法，該方法直接應用到數字廣播系統的發射端，調節各個節目之間的音頻增益，提高廣播質量。

本發明的目的通過如下技術方案實現：

一種壓縮域的傳輸數據流音頻自動增益控制方法：采用FPGA(可編程邏輯器件)和DSP(數字處理芯片)協同完成TS流中的音頻數據的增益調節，控制方法包括如下步驟：

(1)FPGA芯片之一提取TS流數據中的音頻壓縮數據，并存入存儲器之一；

(2)DSP處理器從存儲器之一中取出音頻壓縮數據，并在音頻壓縮數據中提取編碼參數；

(3)DSP處理器根據提取的編碼參數信息，提取相應的比例因子和量化音頻數據；

(4)DSP處理器根據音頻解壓原理，把量化音頻數據進行反量化，然后根據比例因子再進行反縮放處理，得到相應的子帶頻譜信號；

(5)DSP處理器利用子帶的頻譜信號，計算當前信號的頻譜能量，并與目標頻譜能量進行比較，采用預測方法實現增益量的計算；

(6)DSP處理器把計算出來的增益量，通過log函數轉換成修改量，直接修改壓縮數據流中的縮放因子系數，最后把修改后的壓縮數據存入存儲器之二中；

(7)FPGA芯片之二取出DSP處理器存儲到存儲器之二的數據，把數據進行TS組包，并嵌回原始的TS流中。

為進一步實現本發明目的，所述增益量的調節是修改音頻壓縮數據流中的scalefactor縮放因子系數，當增益大于1的時候，減小sealefactor縮放因子，當增益小于1的時候，增加scalefactor縮放因子，所增加或減小scalefactor縮放因子的值為修改量。

所述的修改量是所計算出來的增益量的log函數值。

所述的增益量計算主要選用頻譜能量，頻譜能量主要是：壓縮音頻信號進行反量化和反縮放，得到子帶頻譜信號，利用每個子帶的頻譜信號，計算各子帶的頻譜能量，并把各子帶頻譜能量進行疊加，計算信號在頻譜域的總能量。

所述增益量的獲取是采用能量預測方法，給出目標信號能量pref，解壓音頻數據計算當前信號能量px，利用gain＝gain*(1+mu*px*(pref-py))預測公式計算增益因子gain，其中mu增益調節因子，pref理想增益值，px當前信號功率，py是目標功率，gain是增益值。

相對于現有技術本發明具有如下優點和有益效果：

(1)此技術發明直接在壓縮域內對音頻的增益進行調節，不需要解壓和壓縮過程，解決了傳統音頻增益方法在解決壓縮音頻信號的增益控制的難題，并且保持了音頻的原有音質。

(2)此技術發明的解決方案完全在音頻的壓縮域內進行，避免了解壓和壓縮過程，從最終的系統結構框架上來看，整體實現流程簡單，系統復雜度低。

(3)此技術發明所用器件主要是可編程邏輯器件，DSP處理芯片和一些常用的數字芯片，這些芯片的價格非常低廉，所以系統的總體成本很低廉。

附圖說明

圖1位TS流壓縮音頻的自動增益控制器的硬件結構圖

圖2為TS流壓縮音頻的自動增益控制器的系統框圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本設備作進一步的說明，但本發明所要求保護的范圍并不局限于實施例所涉及的范圍。