一种音频信号的自动增益控制方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种音频信号的自动增益控制方法和装置。所述方法包括：在待处理音频信号中识别幅值过零点，将相邻过零点之间确定为过零区间；根据所述过零区间确定至少一个增益调整区间；根据所述增益调整区间内的音频信号幅值确定音频信号的有效状态；如果确定当前增益调整区间的音频信号的有效状态发生变化且已持续设定时长，则根据所述当前增益调整区间的音频信号有效状态确定当前增益调整区间的调整增益；根据所述调整增益对所述当前增益调整区间音频信号的幅值进行调整并输出。通过采用上述技术方案，可以在时域中对音频信号进行增益调整的同时，极大程度上降低频域中音频信号的失真度，达到提升用户体验的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例涉及音频数据处理技术，尤其涉及一种音频信号的自动增益控制方法和装置。
技术介绍
当前，语音实时通信已经得到了十分广泛的应用，利用语音通信，不仅可以实现双方通信，还可以进一步实现多方通信。随着语音通信的不断发展，音频数据处理技术在一定程度上也得到了相应的提高。在现有技术中，为了减小音频信号的不连续性，提升语音通信的服务质量，一般采用自动增益控制方法(AutomaticGainControl，AGC)对音频信号进行处理。其中，自动增益控制方法可以下两种方案包括：(1)以数据帧为分析基础，计算当前帧中各个采样点振幅值绝对值的平均幅值，将当前帧中的目标幅值除以平均幅值后得到当前帧的增益值，然后基于该增益值调整当前帧音频信号的输出幅值，从而实现音量的调整。(2)同样以数据帧为分析基础，分别计算音频信号前后两帧的增益值，并将各帧的增益值平均分配到各采样点中。为了实现前后两帧增益的平滑过渡，通常将前一帧最后一个采样点的增益值作为当前帧第一个采样点的增益值，基于确定的帧增益值调整各帧音频信号的幅值。现有自动增益控制方法仅是从音频信号在时域中的平滑度进行考虑，虽然可以对音频信号的处理达到了良好的效果，但由于该方法忽略了对信号频域的影响，将会使得频域中的音频信号产生失真现象。例如，图1为现有技术提供的对音频信号增益调整前后示意图。图2为现有技术提供的对音频信号增益调整前后的仿真示意图。如图1和图2所示，若采用上述方案(1)进行增益调整后，音频信号会出现“消顶”失真现象，即当音频信号的幅值经增益放大时，为了防止超出允许的最大音量，会将超出设定幅值的音频信号强制调整幅值为设定值，使其不会继续增长，所以会出现消顶失真现象。再比如，图3为现有技术提供的对音频信号增益调整前后示意图。图4为现有技术提供的对音频信号增益调整前后的仿真示意图。如图3和图4所示，若采用上述方案(2)进行增益调整后，会使得增益调整后的斜率发生改变，进而使得在频域中的音频信号发生失真现象。同时由于人耳对频域中信号的变化非常敏感，稍有差异用户即可分辨出来，因此，将可能带来不好的用户体验。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种音频信号的自动增益控制方法和装置，在自动调整音频信号音量幅值的情况下，降低音频信号的失真度。第一方面，本专利技术实施例提供了一种音频信号的自动增益控制方法，包括：在待处理音频信号中识别幅值过零点，将相邻过零点之间确定为过零区间；根据所述过零区间确定至少一个增益调整区间；根据所述增益调整区间内的音频信号幅值确定音频信号的有效状态；如果确定当前增益调整区间的音频信号的有效状态发生变化且已持续设定时长，则根据所述当前增益调整区间的音频信号有效状态确定当前增益调整区间的调整增益；根据所述调整增益对所述当前增益调整区间音频信号的幅值进行调整并输出。第二方面，本专利技术实施例还提供一种音频信号的自动增益控制装置，包括：过零区间确定模块，用于在待处理音频信号中识别幅值过零点，将相邻过零点之间确定为过零区间；调整区间确定模块，用于根据所述过零区间确定至少一个增益调整区间；有效状态确定模块，用于根据所述增益调整区间内的音频信号幅值确定音频信号的有效状态；第一调整增益确定模块，用于如果确定当前增益调整区间的音频信号的有效状态发生变化且已持续设定时长，则根据所述当前增益调整区间的音频信号有效状态确定当前增益调整区间的调整增益；幅值调整模块，用于根据所述调整增益对所述当前增益调整区间音频信号的幅值进行调整并输出。本专利技术实施例中提供的音频信号的自动增益控制方案，首先在待处理音频信号中识别幅值过零点，并将相邻过零点之间确定为过零区间。然后根据过零区间确定至少一个增益调整区间并根据增益调整区间内的音频信号幅值确定音频信号的有效状态。如果确定当前增益调整区间的音频信号的有效状态发生变化且已持续设定时长，则根据当前增益调整区间的音频信号有效状态确定当前增益调整区间的调整增益。最后根据调整增益对当前增益调整区间音频信号的幅值进行调整并输出。通过采用上述技术方案，由于采用峰值来确定调整增益，因此调整增益可有效匹配最大幅值的音频信号调整，避免了消顶失真现象。同时，每个增益调整区间可单独确定调整增益，使得增益精度提高，也极大程度上降低频域中音频信号的失真度。此外，通过判断当前增益调整区间内的音频信号有效状态是否发生变化且已持续设定时长，可以在音频信号有效状态发生持续变化时进行相应的增益调整，而避免有效状态发生突变时进行误调整，达到提升用户体验的效果。附图说明图1为现有技术提供的对音频信号增益调整前后示意图；图2为现有技术提供的对音频信号增益调整前后的仿真示意图；图3为现有技术提供的对音频信号增益调整前后示意图；图4为现有技术提供的对音频信号增益调整前后的仿真示意图；图5为本专利技术实施例一提供的一种音频信号的自动增益控制方法的流程示意图；图6为本专利技术实施例一提供的对采样点增益调整前后示意图；图7为本专利技术实施例二提供的一种音频信号的自动增益控制方法的流程示意图；图8为本专利技术实施例三提供的一种音频信号的自动增益控制方法的流程示意图；图9为本专利技术实施例四提供的一种音频信号的自动增益控制方法的流程示意图；图10为本专利技术实施例五提供的一种音频信号的自动增益控制装置的结构框图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。实施例一图5为本专利技术实施例一提供的一种音频信号的自动增益控制方法的流程示意图，该方法可以由音频信号的自动增益控制装置来执行，具体包括如下步骤：步骤101、在待处理音频信号中识别幅值过零点，将相邻过零点之间确定为过零区间；其中，自动增益控制方法是对音频信号输出音量进行调整的一种控制方法，该方法利用线性放大和压缩的有效组合对输出的音频信号进行动态调整。当弱音频信号输入时，通过增大音频信号的增益可以保证输出音频信号的强度；当所输入的音频信号达到一定强度时，通过减小音频信号的增益可以使输出的音频信号的幅值降低。也就是说，自动增益控制可以通过改变音频信号输入输出幅值的压缩比例来自动调整输出音频信号的幅值。本实施例所提供的自动增益控制方法也是通过调整音频信号幅值的形式实现。示例性的，本实施例中的音频信号可以为语音实时通信过程中的音频信号，也可以为通过多媒体播放出的音频信号。其中，待处理音频信号可包括有效音频信号，即语音接收端能够接收到的语音发送端所发送的音频信号。示例性的，待处理音频信号也可包括噪音音频信号，即除语音接收端可以接收到发送端所发送的有效音频信号之外的其他所有音频信号。示例性的，在对音频信号进行处理的过程中，一般可将音频信号按照固定时长分为若干音频帧，其中，固定时长也预先进行设定。对于若干音频帧中的每一帧音频信号都包括若干个采样点，每个采样点分别具有各自的振幅值。具体的，可以将10ms内所采集的样点作为一帧，帧长可由用户自行设定。例如，若在采样频率为16KHz的情况下，一帧10ms可以采集160个样点。在本实施例中，对待处理音频信号的识别过程实际上也就是对若干个音频帧中的各个采样点进行识别的过程。例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种音频信号的自动增益控制方法，其特征在于，包括：在待处理音频信号中识别幅值过零点，将相邻过零点之间确定为过零区间；根据所述过零区间确定至少一个增益调整区间；根据所述增益调整区间内的音频信号幅值确定音频信号的有效状态；如果确定当前增益调整区间的音频信号的有效状态发生变化且已持续设定时长，则根据所述当前增益调整区间的音频信号有效状态确定当前增益调整区间的调整增益；根据所述调整增益对所述当前增益调整区间音频信号的幅值进行调整并输出。

【技术特征摘要】
1.一种音频信号的自动增益控制方法，其特征在于，包括：在待处理音频信号中识别幅值过零点，将相邻过零点之间确定为过零区间；根据所述过零区间确定至少一个增益调整区间；根据所述增益调整区间内的音频信号幅值确定音频信号的有效状态；如果确定当前增益调整区间的音频信号的有效状态发生变化且已持续设定时长，则根据所述当前增益调整区间的音频信号有效状态确定当前增益调整区间的调整增益；根据所述调整增益对所述当前增益调整区间音频信号的幅值进行调整并输出。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述过零区间确定至少一个增益调整区间包括：将每个过零区间确定为一个增益调整区间；或将连续的至少两个过零区间确定为一个增益调整区间。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：如果确定当前增益调整区间的音频信号的有效状态未发生变化，或变化后的有效状态未持续设定时长，则根据上一增益调整区间的音频信号有效状态确定当前增益调整区间的调整增益。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述增益调整区间内的音频信号幅值确定音频信号的有效状态包括：将所述当前增益调整区间内的音频信号峰值与噪音门限值进行比较；如果大于所述噪音门限值，则确定为有效音频；如果小于或等于所述噪音门限值，则确定为噪音音频。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述当前增益调整区间的音频信号有效状态确定当前增益调整区间的调整增益包括：如果所述当前增益调整区间的音频信号为有效音频，则根据所述当前增益调整区间内的音频信号峰值确定所述当前增益调整区间的调整增益；如果所述当前增益调整区间的音频信号为噪音音频，将所述当前增益调整区间的调整增益设置为设定的噪音抑制增益。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述当前增益调整区间内的音频信号峰值确定所述当前增益调整区间的调整增益包括：将设定目标幅值除以所述当前增益调整区间内的音频信号峰值，作为所述当前增益调整区间的调整增益。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在待处理音频信号中识别幅值过零点，将相邻过零点之间确定为过零区间包括：将音频信号数据流中的上一帧音频信号与当前帧音频信号拼合为待处理音频信号；在待处理音频信号中识别幅值过零点，直至当前帧音频信号的第一个过零点；将相邻过零点之间确定为过零区间。8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定当前增益调整区间的音频信号的有效状态发生...

【专利技术属性】
技术研发人员：程雪峰，
申请(专利权)人：广州视源电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44