用于具有音质保护的失真减少多频带压缩器的技术制造技术

提供用于具有音质保护的失真减少多频带压缩器的技术。通过确定多个频带中的每一个中的时变阈值来实现音质保护，该时变阈值与该频带的相应固定阈值以及至少部分地与该频带外部的音频信号水平和固定阈值有关。如果特定频带由于高于或接近其固定阈值而受到显著增益减少，则一个或多个其它频带的时变阈值也下降以受到若干增益减少。在具体实施例中，可以从每个频带中的音频输入信号及其相应的固定阈值的平均差来计算时变阈值。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 本分案申请是基于申请号为201180014412. 5(国际申请号为PCT/ US2011/028439)，申请日为2011年3月15日，专利技术名称为"用于具有音质保护的失真减少 多频带压缩器的技术"的中国专利申请的分案申请。 相关申请的交叉引用 本专利技术要求于2010年3月18日提交的美国专利临时申请No. 61/315, 172的优先 权，通过引用而将其全文合并到此。
本专利技术总体涉及音频呈现，并且尤其涉及在呈现期间的失真减少。
技术介绍
回放设备（例如膝上型计算机、蜂窝无线电话、便携式音乐播放器和电视）包括具 有受限输出能力的放大器和音频换能器（例如扬声器）。在这些设备中，音频回放可感知地 失真，并且常常在呈现期间随着回放水平增加而明显失真。此外，这种失真对于回放设备常 常是频率相关的。例如，当输出信号通常超过特定水平时，电视的波形因数可能在特定频率 处展现谐振响应，产生烦人的声音。 多频带压缩可以在回放之前应用于音频信号，以减少失真并且尝试最大化回放水 平。对于压缩器的每个频带指定失真阈值。压缩器独立地将不同增益值应用于每个频带， 以确保输出信号不超过任何对应失真阈值。 然而，该方法可能剧烈地改变音质（timbre)或听者感知的属性，其中相等响度和 音调（pitch)的两个声音可能被感知为不相似。也就是说，当某些频率达到失真阈值并且 其它未达到时，压缩器通过改变这些频率之间的相对平衡而引入其自身的缺陷。每个频带 隔离地操作。所得的声音显现为畸变的或另外不自然的。 据此，专利技术人理解，为了清晰自然的收听体验，通过多频带压缩的用于音质保护的 技术是期望的。 该部分中描述的方法是可以贯彻实施的方法，但不一定是先前已被构思或贯彻实 施的方法。因此，除非另外指示，否则不应假设该部分中描述的任何方法仅仅由于它们包含 在该部分中而被当作现有技术。相似地，除非另外指示，否则相对于一个或多个方法标识的 问题不应基于该部分而被假定在任何现有技术中已经被认识到。
技术实现思路
提供用于多频带压缩器中的音质保护的方法和装置。通过确定多个频带中的每一 个中的时变阈值来实现音质保护，该时变阈值与（i)用于该频带的相应固定阈值以及至少 部分地与（ii)第二频带中的音频信号水平（无论是数字还是模拟音频信号）以及（iii) 第二频带中的固定阈值有关。因此，每个时变阈值是输入信号自适应的。如果特定频带由 于高于其固定阈值（或替代地，接近固定阈值）而受到显著增益减少（gain reduction)，则 一个或多个其它频带的时变阈值也下降以受到若干增益减少。 在本专利技术实施例中，提供或另外确定用于第一频带的固定阈值。确定所述第一频 带内的音频信号的第一水平。所述第一水平可以小于所述固定阈值。还确定第二频带的音 频信号的第二水平。使用所述第二水平对于所述第一频带计算时变阈值，所述时变阈值小 于所述固定阈值。所述音频信号在所述第一频带内衰减为等于或小于所述时变阈值，或替 代地，所述音频信号可以随着接近所述时变阈值而在所述第一频带内逐渐衰减。可以由每 个频带中的音频输入信号与其相应固定阈值的平均差来计算所述时变阈值。可选地，可以 进一步确定用于所述第二频带的第二固定阈值。所述音频信号的第二水平可以超过所述第 二固定阈值，导致所述第二频带内的音频信号衰减到所述第二固定阈值。 在另一实施例中，压缩器包括多频带滤波器组、压缩函数元件（compression function element)以及至少一个音质保护元件。各压缩函数元件可以专用于一个频带。 所述音质保护元件耦合到所述多频带滤波器组和所述压缩函数元件。所述音质保护元件接 收用于每个频带的固定阈值并且对每个频带提供时变阈值。用于一个频带的时变阈值部分 地由该频带外部的音频信号的水平确定。 在本专利技术又一实施例中，系统包括多频带滤波器组、音质保护元件和压缩函数元 件。所述音质保护元件接收用于多个频带中的每一个的固定阈值，并且进而对于频带提供 时变阈值。所述时变阈值至少部分地由该频带外部的音频信号的水平确定。在具体实施例 中，时变阈值是每个频带中的音频输入信号与其相应的固定阈值的平均差的函数。 作为本专利技术另一实施例，系统包括多频带滤波器装置、压缩函数装置和音质保护 装置。所述音质保护装置接收用于多个频带中的每一个的固定限值，并且对于这些频带中 的每一个提供时变阈值。这些时变阈值至少部分地由相应频带外部的音频信号的水平和关 联的固定阈值确定。 作为本专利技术实施例，提供用于第一频带的预定阈值。确定所述第一频带内的音频 信号的第一水平。所述第一水平可以小于所述预定阈值。还确定第二频带的音频信号的第 二水平。使用所述第二水平对于所述第一频带计算信号自适应阈值，所述信号自适应阈值 小于所述预定阈值。所述音频信号基于所述信号自适应阈值而在所述第一频带内衰减。在 具体实施例中，所述预定阈值可以与所述第一频带内的音频信号的水平无关，或实际上与 任何频带中的水平无关。反之，所述信号自适应阈值依赖于音频信号，尤其依赖于所述第一 频带外部的音频信号的水平。【附图说明】 在附图中通过示例的方式而不是限制的方式示出本专利技术实施例，并且其中，相似 标号指代相似元件，并且其中： 图IA示出根据本专利技术实施例的示例性压缩器； 图IB和图IC提供了根据本专利技术实施例的压缩函数的示例性输入/输出特性； 图2是示出根据本专利技术实施例的示例性结果的简化图；以及 图3示出根据本专利技术实施例的简化流程图。【具体实施方式】 图IA示出根据本专利技术实施例的具有音质保护约束的示例性多频带压缩器100。压 缩器100接收输入信号X ，其通过滤波器组102被分为多个频带（例如B个频带，其可以 是2、3、4、5、……20或更多个频带）。作为示例，滤波器组102的每个频带的输出可如输 入信号X 与带通滤波器响应hb 卷积被计算： Xb = hb *x , b = I. . . B 接下来，每个带信号连同相应时变阈值Tb -起传送到相应压缩函数CF 104(a)、104(b)、......104(B)。图 IB 提供作为 Tb的函数的 CF 104(a)、104(b)、...... 104(B)的示例性输入/输出特性。压缩函数的输入水平可以多种方式作为带信号xb的 函数被计算。例如，快速起音/缓慢释放（Fast attack/slow release)单极点平滑器（例 如能量估计器108)可以应用于信号xb的平方，以计算每个频带中的时变能量e b的 估计： 起音时间值（λΑ)可以是IOms的量级，而释放时间值（λκ)可以是IOOms的量级 (例如释放时间为起音时间10倍，或更大）。随着如e b 估计的输入信号Xb 的水平接 近阈值Tb，输出信号更缓慢地上升，并且最终被限制到该阈值（如输出增益gb的改 变所反映的那样）。 图IC示出另一压缩函数。在此情况下，在阈值Tb之下的输入/输出斜率110 超过在阈值Tb之上的斜率。代替渐进时变阈值，可以期望在超过时变阈值以不同速率 (例如减少的速率或更大速率）继续衰减。在具体实施例中，斜率110等于1或更小，而斜 率112小于斜率110或甚至为零。应进一步理解，CF 104(a)、104(b)、……本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于音频呈现的方法，其中，要被呈现的音频信号已对于包括第一频带和在第一频带外部的第二频带的多个频带被划分，所述第二频带不同于所述第一频带，所述方法包括：确定用于第一频带的第一固定阈值；确定所述第一频带内的音频信号的第一水平，所述第一水平小于所述第一固定阈值；确定第二频带的音频信号的第二水平，所述音频信号的第二水平是估计功率水平；确定用于所述第二频带的第二固定阈值；使用所述第二水平和所述第二固定阈值来计算用于所述第一频带的时变阈值，所述时变阈值小于或等于所述第一固定阈值；以及基于所述时变阈值而使得所述第一频带内的音频信号衰减。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：A·J·西非尔特，
申请(专利权)人：杜比实验室特许公司，
类型：发明
国别省市：美国;US