[發明專利]用于處理輸入音頻信號的裝置和對應方法

有效

• 申請號: 201880040040.5
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN110754040B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 埃德溫·馬邦德;法比安·庫奇;麥克爾·卡特斯莫;麥克爾·梅爾;伯恩哈德·諾伊格鮑爾
• 申請（專利權）人: 弗勞恩霍夫應用研究促進協會
• 主分類號: H03G7/00
• 分類號: H03G7/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 莊錦軍

一種用于處理輸入音頻信號(100)的裝置(1)，包括評估器(10)，評估器(10)用于對輸入音頻信號(100)的響度進行評估，以確定響度范圍(LRAsubgt;in/subgt;)和實際響度值。計算器(11)基于所確定的響度范圍(LRAsubgt;in/subgt;)，基于目標響度范圍(LRAsubgt;des/subgt;)以及基于所確定的實際響度值來確定壓縮器傳遞函數。計算器(11)還基于所確定的壓縮器傳遞函數來確定至少一個響度范圍控制增益。調節器(12)基于輸入音頻信號(100)以及基于所確定的至少一個響度范圍控制增益來提供輸出音頻信號(101)。計算器(11)被配置為確定壓縮器傳遞函數，使得輸出音頻信號(101)的平均響度(μsubgt;out/subgt;)與輸入音頻信號(100)的平均響度(μsubgt;in/subgt;)之間的差被最小化。還提供了對應的方法。

技術領域

本發明涉及一種用于處理輸入音頻信號的裝置。本發明還涉及相應的方法和計算機程序。

背景技術

本發明涉及處理音頻信號的領域，更具體地，涉及一種控制音頻信號的響度范圍的方法，即調節音頻信號的響度范圍以與期望的目標響度范圍匹配。響度范圍[1]是音頻信號的動態的測量。如在[1]中所闡述的，就本申請的意義而言，響度范圍量化了時變的響度測量中的變化。因此，響度范圍描述了測量的瞬時響度值的統計分布。

期望針對各種各樣的場景控制響度范圍，例如：

·使用受音頻回放系統性能限制的設備進行回放

·在特殊觀看模式下回放，例如深夜模式

·在環境噪聲高的環境中回放

·用于實時響度歸一化的預處理

這里，能夠控制音頻信號的響度范圍以實現目標響度范圍的方法被稱為響度范圍控制(LRAC)方法。在文獻中，大多數方法試圖控制音頻信號的動態范圍，即動態范圍控制(DRC)。響度范圍的定義是標準化的[1]，而動態范圍的定義有時會有所不同。當然，控制動態范圍與控制響度范圍有關。因此，為簡單起見，兩者都可以作為LRAC方法處理。

自動增益控制(AGC)代表與控制音頻信號的整體電平有關的方法。由于增益通常是時變的，因此這通常導致動態范圍的改變，即動態范圍通常減小。然而，動態范圍的改變量是不可預測的，即，輸出信號的動態范圍是未知的并且不能以期望的方式進行控制。

當然，應用具有固定的預選傳遞函數(也稱為配置文件)的壓縮器的目的是改變音頻信號的響度范圍。傳遞函數的選擇基于一些預定義的標準，例如觀看模式。然而，應用預定義的壓縮器傳遞函數也不能保證在輸出端實現目標響度范圍。

為了實現期望的目標響度范圍，確定給定音頻信號的唯一的傳遞函數。然后將傳遞函數應用于音頻信號以產生響度范圍控制的音頻。另外，傳遞函數應設計為在不降低音頻信號質量的情況下實現期望的目標響度范圍。

在現有技術中，已知不同的方法。

預定義/固定的傳遞函數：

傳遞函數是預定義的，并且是基于預期的回放內容(例如電影、新聞、音樂)或基于收聽模式(例如深夜模式)進行選擇的。

基于參考信號的傳遞函數：

其他方法[2]提出使用測量的參考信號(例如，收聽環境中的背景噪聲水平)和回放設備上的音量控制設置的組合。

基于參數的傳遞函數：

這里，僅基于用戶定義的輸入參數來設計傳遞函數。

對于[3]中提出的方法，確定輸入音頻信號的平均電平和動態范圍?；谄骄娖胶陀脩魧ζ谕膭討B范圍的設置，計算傳遞函數并將其應用于輸入音頻信號。