[發(fā)明專利]基于信號響度調(diào)適信號增益時的峰值檢測

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310042064.3
• 申請日: 2013-02-01
• 公開（公告）號: CN103248982B
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: W.赫斯;F.貝倫
• 申請（專利權(quán)）人: 哈曼貝克自動系統(tǒng)股份有限公司
• 主分類號: H04R3/00
• 分類號: H04R3/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 劉文潔;沙捷

本發(fā)明的多種實施方案涉及用于調(diào)適信號增益的系統(tǒng)，其包括峰值檢測器(36)，其被配置來接收包含連續(xù)信號塊的音頻輸入信號(18)以及動態(tài)地建立音頻輸入信號(18)的當前輸入信號級；以及響度確定單元(31)，其被配置來基于人類聽力的心理聲學模型動態(tài)地確定音頻輸入信號(18)的當前信號塊的被感知的響度。此外，該系統(tǒng)還包括時間常數(shù)生成單元(32)，其被配置來基于當前信號塊的被感知的響度和先前信號塊的被感知的響度確定時間常數(shù)，其中該時間常數(shù)描述信號增益的變化。增益確定單元(35)被配置來基于時間常數(shù)和當前輸入信號級確定針對當前信號塊的信號增益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的多種實施方案涉及用于調(diào)適信號增益的方法和用于調(diào)適信號增益的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在本領(lǐng)域中，已知有很多不同的包含音樂和/或語音的音頻信號源。音樂信號可以存儲在CD、DVD或任何其它存儲介質(zhì)上。特別是隨著新型壓縮方案（如MPEG）的發(fā)展，具有不同體裁和藝術(shù)家的音頻信號存儲在存儲介質(zhì)上，并且可與將向用戶全部播放的播放清單組合。

在車輛環(huán)境中，乘客所感知的音頻信號包含音頻信號自身和路面輪胎噪聲、空氣動力噪聲以及引擎噪聲。不同音頻源的不同音頻信號通常具有不同的信號和動態(tài)壓縮級。通常，音頻信號的不同軌道具有不同的信號級范圍，其被用戶感知為具有不同的響度級。甚至有可能音頻信號的一個軌道覆蓋很寬的信號級范圍，例如，在古典音樂中就可能出現(xiàn)這種情況。

特別是在車輛環(huán)境中，所接收的音頻信號應(yīng)該始終可由用戶感知，這意味著其應(yīng)該最好在任何時候都超過車輛中出現(xiàn)的噪聲。當音頻輸出信號級的部分低于噪聲級時，其變得過于安靜。然而，平均音頻輸出級的靜態(tài)增長可導致強烈增加的最大信號級。同時，最大音頻信號級不應(yīng)該超過一定級別，在該級上可能會發(fā)生用戶聽力損傷或用戶的感知是痛苦或分散注意力的。

已知允許基于被感知的響度動態(tài)地調(diào)適音頻輸出信號的增益的方法。然而，如果響度在短時間尺度內(nèi)變化，則這些方法不提供必要的可調(diào)適性以跟上響度的快速變化。

發(fā)明內(nèi)容

因此，存在允許對車輛中的音頻信號的響度級進行動態(tài)和自動校正的需求。

這種需求由獨立權(quán)利要求的特征來滿足。在獨立權(quán)利要求中，描述了本發(fā)明的實施方式。

根據(jù)第一個方面，提供了一種調(diào)適信號增益的方法。該方法包括接收包含連續(xù)信號塊的音頻輸入信號和建立音頻輸入信號的當前輸入信號級。該方法還包括使用音頻輸入信號的當前信號塊內(nèi)的信號級范圍基于人類聽力的心理聲學模型確定音頻輸入信號的當前信號塊的被感知的響度。該方法還包括基于時間常數(shù)和當前輸入信號級確定當前信號塊的信號增益，其中該時間常數(shù)描述信號增益從某一個信號塊到另外一個信號塊的變化，并且其中基于當前信號塊的被感知的響度和先前信號塊的被感知的響度確定該時間常數(shù)。該方法還包括用所確定的信號增益來放大音頻輸入信號以獲得音頻輸出信號。

通過基于時間常數(shù)以及當前輸入信號級確定信號增益，可有可能根據(jù)輸出信號級來確定信號增益。可從輸入信號級和信號增益預測輸出信號級。

每個信號塊可包含預定數(shù)量的數(shù)字采樣，例如，64、256或1024個數(shù)字采樣。數(shù)字采樣可與確定當前信號級的數(shù)字值相關(guān)。換句話說：當前信號級可指定義音頻輸入信號的最小信息片的信號級。可是，一般可能組合這些數(shù)字采樣中的一些用于所述建立當前輸入信號，例如，5或10或30個數(shù)字采樣或信號塊的數(shù)字采樣。通過確定信號塊的被感知的響度，可有可能獲得對被感知的響度的良好估計以及檢測到暫停等（其中顯著存在信號噪聲）。這是因為當確定被感知的響度時，一定數(shù)量的數(shù)字采樣可用來確定。換句話說，數(shù)字響度的計算可依賴于一定數(shù)量的數(shù)字采樣的信號范圍和特性，即，依賴于一些平均的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。例如，當確定響度時，在一個信號塊中可考慮256個數(shù)字采樣。從而，信號級的極快變化或短的峰值可能不會嚴重影響被感知的響度。