[發明專利]改善音頻信號音量調節的控制電路及方法

有效

• 申請號: 201310206315.7
• 申請日: 2013-05-28
• 公開（公告）號: CN104183241B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 顧麗娟
• 申請（專利權）人: 無錫華潤矽科微電子有限公司
• 主分類號: G10L19/00
• 分類號: G10L19/00;G10L21/02
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司31002
• 代理人: 王潔

技術領域

本發明涉及信號處理領域，特別涉及數字音頻信號處理技術領域，具體是指一種改善音頻信號音量調節的控制電路及方法。

背景技術

數字音頻滿幅度音量為0分貝，當數字音量調節范圍超過0分貝時就有部分音頻數據有溢出現象，音量調節范圍超過0分貝越多這種現象越明顯。

傳統的處理這種溢出的方法就是將溢出的數據做滿幅度處理：也就是當當前數據大于滿幅度音頻最大值時，使得當前數據等于滿幅度音頻最大值。

上述方法在音量調節范圍超過0分貝很少的時候還不容易聽出錯誤，但是在音量調節范圍超過0分貝部分很高時會有很明顯的嚴重噪音產生。

發明內容

本發明的目的是克服了上述現有技術中的缺點，提供一種能夠有效消除音頻數據溢出造成的輸出噪音、確保無差別壓縮后得到的音頻波形更接近于原有音頻、結構簡單實用、處理過程快捷方便、工作性能穩定可靠、適用范圍較為廣泛的改善音頻信號音量調節的控制電路及方法。

為了實現上述的目的，本發明的改善音頻信號音量調節的控制電路及方法如下：

該改善音頻信號音量調節的控制電路，其主要特點是，所述的電路包括：

音量控制單元，接收數字音頻輸入信號，并對該輸入信號的音量進行增減調節；

包絡計算單元，接收所述音量控制單元的輸出信號，并計算該輸出信號的包絡值；

壓縮系數計算單元，接收所述包絡計算單元所輸出的包絡值，并計算相應的音頻壓縮系數；

延遲單元，接收所述音量控制單元的輸出信號，并進行時序延遲處理；

乘法器，分別接收所述延遲單元的延遲輸出信號和所述壓縮系數計算單元的音頻壓縮系數，并將兩者進行乘法運算后得到數字音頻輸出信號。

該基于上述的電路改善音頻信號音量調節的控制方法，其主要特點是，所述的方法包括以下步驟：

步驟一、接收數字音頻輸入信號，并對該輸入信號的音量進行增減調節處理；

步驟二、根據所述進行增減調節處理的輸出信號計算包絡值；

步驟三、根據所述包絡值計算音頻壓縮系數；

步驟四、對所述進行增減調節處理的輸出信號進行延遲處理；

步驟五、將所述經延遲的輸出信號與所述音頻壓縮系數進行乘法運算，以得到數字音頻輸出信號。

在另一實施例中，所述改善音頻信號音量調節的控制方法中的對輸入信號的音量進行增減調節處理，具體為：

根據以下公式計算增減控制后的音頻信號數據x(n)：

x(n)＝input(n)×10^vol(DB)/20；

其中，vol為需要增加或減少的分貝數，DB為音量單位分貝，10^vol(DB)/20為對應的量化倍數值，input(n)為輸入信號，n為輸入信號的序列號，n＝1，2，3……。

在另一實施例中，所述改善音頻信號音量調節的控制方法中的量化倍數值為根據具體所應用的音量控制范圍、步長以及當前數字音頻的位數事先計算并以表格形式進行存儲。

在另一實施例中，所述對所述進行增減調節處理的輸出信號進行延遲處理，具體為：

經過延遲處理后的延時輸出音頻值（延遲輸出信號）為X（n－D），所述延時輸出音頻值X（n－D）是指當前輸入X（n）經延遲D個輸入，其中，D為延遲輸入序列號，D=1，2，3……。

進一步地，所述延遲輸入序列號D的經驗值為32或者64。

在另一實施例中，所述改善音頻信號音量調節的控制方法中的進行輸出信號的包絡值計算處理，包括以下步驟：

第一步，根據以下公式，從當前音頻信號數據與之前N個音頻信號數據的絕對值中取最大值x_max(n)：

x_max(n)＝max[|x(n-N)|,|x(n-N+1)|......|x(n)|]；

第二步，根據以下公式由當前的最大值x_max(n)與前一個包絡值e_max(n-1)計算新的包絡值e_max(n)：

e_max(n)＝(x_max(n)+3×e_max(n-1))/4；

第三步，根據以下公式由當前的包絡值e_max(n)與之前第M個包絡值計算得到所輸出的包絡值e(n)：

e(n-1)為第n－1次所計算出的包絡值。