[發明專利]用于具有音質保護的失真減少多頻帶壓縮器的技術

有效

• 申請號: 201410333591.4
• 申請日: 2011-03-15
• 公開（公告）號: CN104242853B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: A·J·西非爾特
• 申請（專利權）人: 杜比實驗室特許公司
• 主分類號: H03G9/00
• 分類號: H03G9/00;H03G9/02;H03G9/18
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 康建忠

本申請是申請號為201180014412.5、申請日為2011年3月15日、發明名稱為“用于具有音質保護的失真減少多頻帶壓縮器的技術”的發明專利申請的分案申請。

相關申請的交叉引用

本發明要求于2010年3月18日提交的美國專利臨時申請No.61/315,172的優先權，通過引用而將其全文合并到此。

技術領域

本發明總體涉及音頻呈現，并且尤其涉及在呈現期間的失真減少。

背景技術

回放設備(例如膝上型計算機、蜂窩無線電話、便攜式音樂播放器和電視)包括具有受限輸出能力的放大器和音頻換能器(例如揚聲器)。在這些設備中，音頻回放可感知地失真，并且常常在呈現期間隨著回放水平增加而明顯失真。此外，這種失真對于回放設備常常是頻率相關的。例如，當輸出信號通常超過特定水平時，電視的波形因數可能在特定頻率處展現諧振響應，產生煩人的聲音。

多頻帶壓縮可以在回放之前應用于音頻信號，以減少失真并且嘗試最大化回放水平。對于壓縮器的每個頻帶指定失真閾值。壓縮器獨立地將不同增益值應用于每個頻帶，以確保輸出信號不超過任何對應失真閾值。

然而，該方法可能劇烈地改變音質(timbre)或聽者感知的屬性，其中相等響度和音調(pitch)的兩個聲音可能被感知為不相似。也就是說，當某些頻率達到失真閾值并且其它未達到時，壓縮器通過改變這些頻率之間的相對平衡而引入其自身的缺陷。每個頻帶隔離地操作。所得的聲音顯現為畸變的或另外不自然的。

據此，發明人理解，為了清晰自然的收聽體驗，通過多頻帶壓縮的用于音質保護的技術是期望的。

該部分中描述的方法是可以貫徹實施的方法，但不一定是先前已被構思或貫徹實施的方法。因此，除非另外指示，否則不應假設該部分中描述的任何方法僅僅由于它們包含在該部分中而被當作現有技術。相似地，除非另外指示，否則相對于一個或多個方法標識的問題不應基于該部分而被假定在任何現有技術中已經被認識到。

公布號為WO2008/057173的國際專利申請描述了用于動態處理的分級控制路徑，其中關于音頻信號動態處理的約束被以分級方式施加以提供改進的性能。公布號為EP1251715的歐洲專利申請描述了多頻帶數字助聽器設備，其使頻率范圍中的助聽器易于振蕩的窄頻帶衰減。

發明內容

提供用于多頻帶壓縮器中的音質保護的方法和裝置。通過確定多個頻帶中的每一個中的時變閾值來實現音質保護，該時變閾值與(i)用于該頻帶的相應固定閾值以及至少部分地與(ii)第二頻帶中的音頻信號水平(無論是數字還是模擬音頻信號)以及(iii)第二頻帶中的固定閾值有關。因此，每個時變閾值是輸入信號自適應的。如果特定頻帶由于高于其固定閾值(或替代地，接近固定閾值)而受到顯著增益減少(gain reduction)，則一個或多個其它頻帶的時變閾值也下降以受到若干增益減少。

在本發明實施例中，提供或另外確定用于第一頻帶的固定閾值。確定所述第一頻帶內的音頻信號的第一水平。所述第一水平可以小于所述固定閾值。還確定第二頻帶的音頻信號的第二水平。使用所述第二水平對于所述第一頻帶計算時變閾值，所述時變閾值小于所述固定閾值。所述音頻信號在所述第一頻帶內衰減為等于或小于所述時變閾值，或替代地，所述音頻信號可以隨著接近所述時變閾值而在所述第一頻帶內逐漸衰減。可以由每個頻帶中的音頻輸入信號與其相應固定閾值的平均差來計算所述時變閾值。可選地，可以進一步確定用于所述第二頻帶的第二固定閾值。所述音頻信號的第二水平可以超過所述第二固定閾值，導致所述第二頻帶內的音頻信號衰減到所述第二固定閾值。

在另一實施例中，壓縮器包括多頻帶濾波器組、壓縮函數元件(compression function element)以及至少一個音質保護元件。各壓縮函數元件可以專用于一個頻帶。所述音質保護元件耦合到所述多頻帶濾波器組和所述壓縮函數元件。所述音質保護元件接收用于每個頻帶的固定閾值并且對每個頻帶提供時變閾值。用于一個頻帶的時變閾值部分地由該頻帶外部的音頻信號的水平確定。

在本發明又一實施例中，系統包括多頻帶濾波器組、音質保護元件和壓縮函數元件。所述音質保護元件接收用于多個頻帶中的每一個的固定閾值，并且進而對于頻帶提供時變閾值。所述時變閾值至少部分地由該頻帶外部的音頻信號的水平確定。在具體實施例中，時變閾值是每個頻帶中的音頻輸入信號與其相應的固定閾值的平均差的函數。