[發(fā)明專利]一種壓縮域的傳輸數(shù)據(jù)流音頻自動(dòng)增益控制方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710031867.3
• 申請(qǐng)日: 2007-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN101179716A
• 公開（公告）日: 2008-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭禮華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H04N7/24
• 分類號(hào): H04N7/24;H04N7/52
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 李衛(wèi)東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及音頻增益控制方法，特別是涉及一種TS(傳輸數(shù)據(jù))流壓縮音頻的自動(dòng)增益控制方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的音頻增益方法都是在原始的未壓縮的音頻信號(hào)上進(jìn)行增益控制，但是隨著數(shù)字廣播系統(tǒng)的逐步推廣，未來(lái)的廣播系統(tǒng)將逐漸被數(shù)字廣播系統(tǒng)所取代，而數(shù)字廣播系統(tǒng)中的音頻信號(hào)都是經(jīng)過(guò)MPEG壓縮的，所以現(xiàn)有的音頻增益方法不能直接對(duì)壓縮后的音頻進(jìn)行增益控制，而需要首先把壓縮音頻數(shù)據(jù)解壓到原始的未壓縮數(shù)據(jù)，然后利用傳統(tǒng)的音頻增益方法進(jìn)行增益控制調(diào)節(jié)，接著把增益控制后的音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行MPEG壓縮，最終完成數(shù)字廣播系統(tǒng)中的壓縮域音頻的自動(dòng)增益控制。從處理流程上來(lái)看，傳統(tǒng)的方法在處理壓縮域的TS流音頻自動(dòng)增益控制過(guò)程非常繁瑣，并且還會(huì)由于數(shù)據(jù)的解壓和壓縮這些過(guò)程給音頻數(shù)據(jù)帶來(lái)?yè)p耗，降低音頻的原有音質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明就是針對(duì)以上的問(wèn)題，提出一種TS流壓縮音頻的自動(dòng)增益控制方法，該方法直接應(yīng)用到數(shù)字廣播系統(tǒng)的發(fā)射端，調(diào)節(jié)各個(gè)節(jié)目之間的音頻增益，提高廣播質(zhì)量。

本發(fā)明的目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種壓縮域的傳輸數(shù)據(jù)流音頻自動(dòng)增益控制方法：采用FPGA(可編程邏輯器件)和DSP(數(shù)字處理芯片)協(xié)同完成TS流中的音頻數(shù)據(jù)的增益調(diào)節(jié)，控制方法包括如下步驟：

(1)FPGA芯片之一提取TS流數(shù)據(jù)中的音頻壓縮數(shù)據(jù)，并存入存儲(chǔ)器之一；

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

(3)DSP處理器根據(jù)提取的編碼參數(shù)信息，提取相應(yīng)的比例因子和量化音頻數(shù)據(jù)；

(4)DSP處理器根據(jù)音頻解壓原理，把量化音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行反量化，然后根據(jù)比例因子再進(jìn)行反縮放處理，得到相應(yīng)的子帶頻譜信號(hào)；

(5)DSP處理器利用子帶的頻譜信號(hào)，計(jì)算當(dāng)前信號(hào)的頻譜能量，并與目標(biāo)頻譜能量進(jìn)行比較，采用預(yù)測(cè)方法實(shí)現(xiàn)增益量的計(jì)算；

(6)DSP處理器把計(jì)算出來(lái)的增益量，通過(guò)log函數(shù)轉(zhuǎn)換成修改量，直接修改壓縮數(shù)據(jù)流中的縮放因子系數(shù)，最后把修改后的壓縮數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)器之二中；

(7)FPGA芯片之二取出DSP處理器存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器之二的數(shù)據(jù)，把數(shù)據(jù)進(jìn)行TS組包，并嵌回原始的TS流中。

為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，所述增益量的調(diào)節(jié)是修改音頻壓縮數(shù)據(jù)流中的scalefactor縮放因子系數(shù)，當(dāng)增益大于1的時(shí)候，減小sealefactor縮放因子，當(dāng)增益小于1的時(shí)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(jì)算出來(lái)的增益量的log函數(shù)值。

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

所述增益量的獲取是采用能量預(yù)測(cè)方法，給出目標(biāo)信號(hào)能量pref，解壓音頻數(shù)據(jù)計(jì)算當(dāng)前信號(hào)能量px，利用gain＝gain*(1+mu*px*(pref-py))預(yù)測(cè)公式計(jì)算增益因子gain，其中mu增益調(diào)節(jié)因子，pref理想增益值，px當(dāng)前信號(hào)功率，py是目標(biāo)功率，gain是增益值。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

(1)此技術(shù)發(fā)明直接在壓縮域內(nèi)對(duì)音頻的增益進(jìn)行調(diào)節(jié)，不需要解壓和壓縮過(guò)程，解決了傳統(tǒng)音頻增益方法在解決壓縮音頻信號(hào)的增益控制的難題，并且保持了音頻的原有音質(zhì)。

(2)此技術(shù)發(fā)明的解決方案完全在音頻的壓縮域內(nèi)進(jìn)行，避免了解壓和壓縮過(guò)程，從最終的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架上來(lái)看，整體實(shí)現(xiàn)流程簡(jiǎn)單，系統(tǒng)復(fù)雜度低。

(3)此技術(shù)發(fā)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(shù)字芯片，這些芯片的價(jià)格非常低廉，所以系統(tǒng)的總體成本很低廉。

附圖說(shuō)明

圖1位TS流壓縮音頻的自動(dòng)增益控制器的硬件結(jié)構(gòu)圖

圖2為TS流壓縮音頻的自動(dòng)增益控制器的系統(tǒng)框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本設(shè)備作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例所涉及的范圍。