基于信号响度调适信号增益时的峰值检测制造技术

本发明专利技术的多种实施方案涉及用于调适信号增益的系统，其包括峰值检测器(36)，其被配置来接收包含连续信号块的音频输入信号(18)以及动态地建立音频输入信号(18)的当前输入信号级；以及响度确定单元(31)，其被配置来基于人类听力的心理声学模型动态地确定音频输入信号(18)的当前信号块的被感知的响度。此外，该系统还包括时间常数生成单元(32)，其被配置来基于当前信号块的被感知的响度和先前信号块的被感知的响度确定时间常数，其中该时间常数描述信号增益的变化。增益确定单元(35)被配置来基于时间常数和当前输入信号级确定针对当前信号块的信号增益。

【技术实现步骤摘要】
基于信号响度调适信号增益时的峰值检测
本专利技术的多种实施方案涉及用于调适信号增益的方法和用于调适信号增益的系统。
技术介绍
在本领域中，已知有很多不同的包含音乐和/或语音的音频信号源。音乐信号可以存储在CD、DVD或任何其它存储介质上。特别是随着新型压缩方案（如MPEG）的发展，具有不同体裁和艺术家的音频信号存储在存储介质上，并且可与将向用户全部播放的播放清单组合。在车辆环境中，乘客所感知的音频信号包含音频信号自身和路面轮胎噪声、空气动力噪声以及引擎噪声。不同音频源的不同音频信号通常具有不同的信号和动态压缩级。通常，音频信号的不同轨道具有不同的信号级范围，其被用户感知为具有不同的响度级。甚至有可能音频信号的一个轨道覆盖很宽的信号级范围，例如，在古典音乐中就可能出现这种情况。特别是在车辆环境中，所接收的音频信号应该始终可由用户感知，这意味着其应该最好在任何时候都超过车辆中出现的噪声。当音频输出信号级的部分低于噪声级时，其变得过于安静。然而，平均音频输出级的静态增长可导致强烈增加的最大信号级。同时，最大音频信号级不应该超过一定级别，在该级上可能会发生用户听力损伤或用户的感知是痛苦或分散注意力的。已知允许基于被感知的响度动态地调适音频输出信号的增益的方法。然而，如果响度在短时间尺度内变化，则这些方法不提供必要的可调适性以跟上响度的快速变化。
技术实现思路
因此，存在允许对车辆中的音频信号的响度级进行动态和自动校正的需求。这种需求由独立权利要求的特征来满足。在独立权利要求中，描述了本专利技术的实施方式。根据第一个方面，提供了一种调适信号增益的方法。该方法包括接收包含连续信号块的音频输入信号和建立音频输入信号的当前输入信号级。该方法还包括使用音频输入信号的当前信号块内的信号级范围基于人类听力的心理声学模型确定音频输入信号的当前信号块的被感知的响度。该方法还包括基于时间常数和当前输入信号级确定当前信号块的信号增益，其中该时间常数描述信号增益从某一个信号块到另外一个信号块的变化，并且其中基于当前信号块的被感知的响度和先前信号块的被感知的响度确定该时间常数。该方法还包括用所确定的信号增益来放大音频输入信号以获得音频输出信号。通过基于时间常数以及当前输入信号级确定信号增益，可有可能根据输出信号级来确定信号增益。可从输入信号级和信号增益预测输出信号级。每个信号块可包含预定数量的数字采样，例如，64、256或1024个数字采样。数字采样可与确定当前信号级的数字值相关。换句话说：当前信号级可指定义音频输入信号的最小信息片的信号级。可是，一般可能组合这些数字采样中的一些用于所述建立当前输入信号，例如，5或10或30个数字采样或信号块的数字采样。通过确定信号块的被感知的响度，可有可能获得对被感知的响度的良好估计以及检测到暂停等（其中显著存在信号噪声）。这是因为当确定被感知的响度时，一定数量的数字采样可用来确定。换句话说，数字响度的计算可依赖于一定数量的数字采样的信号范围和特性，即，依赖于一些平均的统计数据。例如，当确定响度时，在一个信号块中可考虑256个数字采样。从而，信号级的极快变化或短的峰值可能不会严重影响被感知的响度。应该理解，响度的确定和时间常数的确定可针对包含不同数量的数字采样的信号块。例如，可针对包含256个采样的块确定响度，而针对包含1024个采样的块确定时间常数。例如，对于这四个较小块（256个采样）的响度的平均值或加权平均值可用来确定对于相应的较大块（1024个采样）的时间常数。这可在确定时间常数时将延迟时间引入系统。基于时间常数并且基于当前输入信号级确定针对当前信号块的信号增益可涉及：将时间常数用作输入并将当前输入信号级用作进一步的输入来确定针对当前信号块的信号增益。换句话说：直接影响信号增益的所述确定的参数可能是时间常数和当前输入信号级。随后，例如，可确定信号增益使得音频输出信号的输出信号级总是小于预定的阈值。可定义预定的阈值以满足音频信号的数字处理所施加的要求。具体来讲，数字处理音频信号可对于最大可实现的信号级施加限制。通常，可提供数字净空以满足音频输出信号的信号级不超过0分贝全量程（0dBFS）的要求，分贝全量程意指相对于系统可以表示的最大振幅的分贝数。此外，可定义预定的阈值以不超过用户选择的最大声压或设定预定的阈值以避免听力损害或分散注意力。根据该方面的方法还可包括确定时间常数。具体来讲，可使用上升时间常数以获得音频输出信号的两个连续信号块之间的提高的信号增益，并可使用下降时间常数以获得音频输出信号的两个连续信号块之间的降低的信号增益。通过使用上升和下降时间常数，会有可能调适从信号块到信号块的信号增益使得实现音频输出信号的平均响度。可以对一定数量的信号块平均得到的音频输出信号的平均输出信号级等于预定的值的方式确定信号增益。这可对应于等于预定的响度的预定的值的音频输出信号的平均响度。例如，音频输入信号可包含具有很小响度值的通路和具有很大响度值的其它通路，即，音频输入信号可具有信号级的大动态范围。在诸如车辆的环境中，可能存在大的诸如来自该环境的噪声的背景信号。如果存在大的噪声级，用户可能难以感知具有低响度的音频信号的通路。因此，通过使用上升和下降时间常数以调适信号增益使得实现音频输出信号的预定的响度，音频输出信号可更适于在有背景噪声的环境中播放。例如，用户可根据其需求指定预定的值和/或预定的响度。此外，可有可能调适基于时间常数确定信号增益的程度。也可有可能根据各种参数（如背景信号级，这意指噪声级、车辆种类、车辆的行驶速度、有无导航指令等）自动确定预定的值。可通过确定时间常数使得如果当前信号块的信号级低于预定的值则使用上升时间常数且相应地如果该信号级高于预定的值则使用下降时间常数来实现平均输出信号级并因此实现平均响度。如果当前信号级与预定的值的偏差更大，则由时间常数提供的绝对信号增益变化可更大。应该理解，用户可有可能经由专用音量调节装置调节总音量级。这种音量调节可例如放大信号处理序列中下游的音频输出信号。因而，基于时间常数和当前输入信号级确定信号增益可涉及调适音频信号的动态范围，而调节音量可涉及在信号处理序列中下游的后处理步骤中的播放音量的总体和均匀的转变。具体来讲，可以下降时间常数在连续信号块之间允许比上升时间常数更大的最大绝对信号增益变化的方式确定时间常数。通过限制如经由上升和下降时间常数来定义的音频信号的连续信号块之间的最大绝对信号增益变化，可有可能保留音频输出信号的动态范围，同时依然相应地调适音频输出信号的平均响度。例如，在音频输入信号的寂静部分（即，零信号级）期间，可以快速减小信号增益以不放大噪声。因而，可能有必要在寂静部分结束后经由上升时间常数来增大信号增益，以相应地放大音频输入信号，使得用户可感知其内容。而如果存在包含例如处于低信号级的音乐或语音的音频轨道的安静部分，则可经由上升时间常数增大信号增益以提供可听度。根据当前方面的方法还可包括基于输入信号级和当前信号增益建立音频输出信号的估计的输出信号级。通过确定输入信号级和信号增益，可有可能在放大音频输入信号前建立输出信号级以获得音频输出信号。如果估计的输出信号级高于预定的阈值，则可增大上升或下降时间常数可允许的最大绝对信号增益变化。如上所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种调适信号增益的方法，所述方法包括：?接收包含连续信号块(61,62,63,64)的音频输入信号(18)，?建立所述音频输入信号(18)的当前输入信号级，?使用所述音频输入信号(18)的当前信号块(61,62,63,64)的信号级范围基于人类听力的心理声学模型确定所述音频输入信号(18)的所述当前信号块(61,62,63,64)的被感知的响度，?基于时间常数(26a,26b,26c)并基于所述当前输入信号级确定所述当前信号块(61,62,63,64)的信号增益(70)，所述时间常数(26a,26b,26c)描述所述信号增益(70)从一个信号块(61,62,63,64)到另一信号块(61,62,63,64)的变化，其中基于所述当前信号块(61,62,63,64)的所述被感知的响度和先前信号块(61,62,63,64)的所述被感知的响度确定所述时间常数(26a,26b,26c)，?用所确定的信号增益(70)来放大所述音频输入信号(18)以获得音频输出信号(19)。

【技术特征摘要】
2012.02.01 EP 12153458.01.一种调适信号增益的方法，所述方法包括：-接收包含连续信号块(61,62,63,64)的音频输入信号(18)，-建立所述音频输入信号(18)的当前输入信号级，-使用所述音频输入信号(18)的当前信号块(61,62,63,64)的信号级范围基于人类听力的心理声学模型确定所述音频输入信号(18)的所述当前信号块(61,62,63,64)的被感知的响度，-基于时间常数(26a,26b,26c)并基于所述当前输入信号级确定所述当前信号块(61,62,63,64)的信号增益(70)，所述时间常数(26a,26b,26c)描述所述信号增益(70)从一个信号块(61,62,63,64)到另一信号块(61,62,63,64)的变化，其中基于所述当前信号块(61,62,63,64)的所述被感知的响度和先前信号块(61,62,63,64)的所述被感知的响度确定所述时间常数(26a,26b,26c)，-用所确定的信号增益(70)来放大所述音频输入信号(18)以获得音频输出信号(19)。2.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述信号增益(70)，使得所述音频输出信号(19)的输出信号级总是小于预定的阈值。3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：-确定所述时间常数。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中上升时间常数(26a,26b,26c)被用来获得所述音频输出信号(19)的两个连续信号块(61,62,63,64)之间的提高的信号增益(70)，而下降时间常数(26a,26b,26c)用来获得所述音频输出信号(19)的两个连续信号块(61,62,63,64)之间的降低的信号增益(70)。5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，以对一定数量的信号块(61,62,63,64)平均后得到的所述音频输出信号(19)的平均输出信号级等于预定的值的方式，来确定所述信号增益(70)。6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，以对一定数量的信号块(61,62,63,64)平均后得到的所述音频输出信号(19)的平均响度等于预定的值的方式，来确定所述信号增益(70)。7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，以下降时间常数(26a,26b,26c)在连续信号块(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：W赫斯，F贝伦，
申请(专利权)人：哈曼贝克自动系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：