响应于压缩反馈进行音频增强制造技术

在一些实施例中，本发明专利技术揭示一种方法，所述方法用于响应于指示对经增强音频信号的至少一个频带施加的压缩量的反馈而对音频信号执行增强以产生所述经增强音频信号。在典型实施例中，所述增强是或包含低音增强。在其它实施例中执行的其它类型的增强的实例包含对话增强、升混、频率移位、谐波注入或换位、次谐波注入、虚拟化及均衡。其它方面是经配置以执行所述方法的任何实施例的系统(例如，经编程处理器)及装置(例如，低音再现能力在物理上受限的装置，例如笔记本计算机、平板计算机、移动电话或具有小型扬声器的其它装置)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】响应于压缩反馈进行音频增强相关申请案的交叉参考本申请案主张2018年6月22日提出申请的第62/688,625号美国临时专利申请案的优先权及权益，所述美国临时专利申请案的全部内容特此以引用方式并入。
本专利技术涉及以下方法及系统：响应于指示对经增强音频信号的至少两个频带中的每一者施加的压缩的反馈而对音频信号执行增强(例如，低音增强)及压缩以产生经增强音频信号。在一些实施例中，该增强包含心理声学低音增强(例如，谐波换位)及均衡型低音增强中的至少一者，所述增强是响应于指示对经低音增强音频信号的个别频带施加的压缩量的反馈而执行。
技术介绍
有几种已知方法来修改音频信号(从而产生经增强音频信号)以在经增强音频信号的播放期间增强所感知的低频率(低音)内容。这些可被归类为：“均衡型低音增强”技术，其经由均衡策略强化低频率内容来增强用于播放的扬声器的真实(物理)低音响应，或“心理声学低音增强”技术，其经由心理声学策略(例如，“虚拟低音”合成或产生方法)增强用于播放的扬声器(例如，小型扩音器)的所感知低音响应，所述心理声学策略经设计以在由无法物理地再现音频信号的低音频率的至少一个扩音器进行的播放期间增大对音频信号的低音内容的感知水平。均衡策略实施起来更简单且一般来说认为比心理声学策略提供更好的收听体验。因此，如果扬声器(用于播放音频信号)能够再现真实/物理低频率内容，那么通常对信号施加均衡型低音增强而非心理声学低音增强。在一些情形中(例如，当用于播放的扬声器不能再现真实/物理低频率内容时)，采用心理声学低音增强来取代或补充均衡型低音增强。然而，直到本专利技术按照由对所得低音增强信号(例如，低音增强子系统的输出)的个别频带施加的压缩量来加以控制的方式施加两种类型的低音增强(例如，以选择性地施加一者或另一者或施加这两者)才知道何时可对音频信号(例如，在总音频信号处理系统的低音增强子系统中)施加两种类型的低音增强。在明显低于扬声器的最大操作电平的(经历增强及播放的输入音频信号的)音量级下，均衡型低音增强策略通常效果好。然而，在较高音量级下，通过均衡型低音增强强化真实/物理低频率内容可导致扬声器在这些低频率下失真。已知通过使用根据频带能量阈值使音频信号的个别频带衰减的多频带压缩器(例如，杜比音频API的音频调节器)来防止扬声器失真，所述频带能量阈值可基于播放系统在个别频带中的真实能量失真特性来进行配置。多频带压缩器(有时在本文中被称为“调节器”)可限制或衰减而不是强化其所操作的音频信号的任何频带中的信号电平。然而，用于强化低频率内容的均衡型低音增强可被多频带压缩(通过调节器实施)抵消(尤其是当希望以高音量播放时)以减小扬声器失真，有时减小到完全对消低音增强的程度。施加此低音增强及压缩甚至可具有减小总播放音量的意外结果，原因在于调节器也可试图保留音色(例如，通过不仅衰减至少一个频带以防止失真而且试图将邻近频带衰减达类似的量)。用于低音增强的心理声学策略(例如，由杜比音频API的“虚拟低音”处理实施的低音增强)是利用扬声器能够再现的较高频带中的能量来补充较低频带(播放扬声器无法再现)的能量。通常当扬声器由于扬声器的基本物理限制而不能以任何音量级再现低频率内容时，使用此种类型的低音增强处理。然而，当扬声器能够但不期望(例如，由于细微系统限制)扬声器再现相关低频率内容时，也可使用此种类型的低音增强处理(在本专利技术的一些实施例中使用)。一种常规的心理声学低音增强类型是低音合成，其是将分量添加至音频信号的低频率范围以增强在播放经增强信号期间感知到的低音的一类技术的统称。一些此类技术(有时被称为次低音合成方法)形成低于信号的现有频率分量的低频率分量以延伸及增大最低频率范围。所述类别中的其它技术(被称为“虚拟音高”算法)从听不到低音范围(例如，当由小型扩音器渲染信号时听不到的低音范围)产生听得到谐波，使得所产生谐波改进所感知到的低音响应。虚拟音高方法通常利用众所周知的“基波缺失”现象，在“基波缺失”现象中，当基波及较低谐波(例如，每一基波的第一谐波)本身缺失时低音高(一或多个低频率基波及每一基波的较低谐波)有时可由人类听觉系统从低频率基波的上谐波推断。一些虚拟音高方法经设计以在由无法物理地再现音频信号的低音频率的一或多个扩音器播放信号期间增大对音频信号的低音内容的感知水平。此方法通常包含以下步骤：分析输入音频中存在的低音频率；及通过产生有助于感知在播放经增强音频(例如，由无法物理地再现遗漏的较低频率的小型扩音器播放)期间遗漏的较低频率的听得到谐波(并将所述听得到谐波包含在经增强音频中)来增强输入音频。此类方法对输入音频中的预期在所述输入音频的播放期间听不到的频率分量(即，频率太低以至在于预期扬声器上播放期间听不到)执行谐波换位，以产生听得到的较高频率分量(即，频率足够高以使得在预期扬声器上播放期间听得到)。举例来说，音频信号可具有听不到的频率分量范围以及高于听不到范围的听得到的频率分量范围。对听不到范围中的频率分量进行谐波换位可在听得到范围的一部分中产生经换位频率分量，此可在播放期间增强对音频信号的低音内容的感知水平。此谐波换位可包含对输入音频的每一相关频率分量施加多个换位因数以产生分量的多个谐波。
技术实现思路
在实施例的第一类别中，本专利技术是一种方法，该方法用于响应于指示对经增强音频信号的至少两个频带中的每一者施加的压缩量的反馈而对音频信号执行增强以产生所述经增强音频信号。在此类别中的典型实施例中，所述增强是低音增强或包含低音增强。在其它实施例中执行的其它类型的增强的实例包含(但不限于)：对话增强、升混、频率移位、谐波注入或换位、次谐波注入、虚拟化及均衡。第一类别中之一些实施例包含以下步骤：增强音频信号(例如，在增强级或子系统)以产生经增强音频信号；及对所述经增强音频信号(例如，力图防止在播放时失真)执行多频带压缩(例如，在耦合到增强级或子系统的输出的调节器中)，其中所述增强是响应于指示对经增强音频信号的至少两个频带中的每一者施加的压缩量的压缩反馈而执行。在一些此类实施例中，所述增强是或包含心理声学低音增强(例如，谐波换位)及均衡型低音增强中的一者或两者以响应于输入音频信号产生经低音增强音频信号，且所述低音增强是响应于指示对经低音增强音频信号的至少两个频带中的每一者施加的压缩量的反馈而按照由反馈控制的方式执行(例如，以对输入音频信号选择性地施加两个类型的低音增强中的一者或另一者或这两者)。在一些实施例中，本专利技术方法及系统实施动态混合方法以使用均衡型低音增强及心理声学低音增强两者(或选定一者)以产生经增强信号，后续接着对经增强信号施加多频带压缩(有时被称为调节)以力图(即，以期望)防止在播放时失真。当(例如，在输入信号的较低音量级下)所述增强在若干频带(通常，低频带)中强化输入音频信号的电平以使得增强将不会在播放时导致失真(或在所述频带中受调节器限制)时，使用均衡型低音增强(例如，比心理声学低音增强相对更均衡型低音增强)来增大频带中的水平(能量)且改进总低音响应。当(例如，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于进行音频信号压缩及增强的方法，其包含以下步骤：/n对输入音频信号执行增强以产生经增强音频信号；及/n对所述经增强音频信号执行多频带压缩，从而产生经压缩的经增强音频信号，其中所述增强是响应于指示对所述经增强音频信号的至少两个频带中的每一者施加的压缩量的压缩反馈而执行。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180622 US 62/688,6251.一种用于进行音频信号压缩及增强的方法，其包含以下步骤：
对输入音频信号执行增强以产生经增强音频信号；及
对所述经增强音频信号执行多频带压缩，从而产生经压缩的经增强音频信号，其中所述增强是响应于指示对所述经增强音频信号的至少两个频带中的每一者施加的压缩量的压缩反馈而执行。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述增强是低音增强，所述低音增强是或包含心理声学低音增强或均衡型低音增强中的至少一者，且所述经增强音频信号是经低音增强音频信号。


3.根据权利要求2所述的方法，其中所述低音增强是响应于所述压缩反馈而执行，包含通过以受所述压缩反馈控制的方式对所述输入音频信号选择性地施加所述心理声学低音增强或所述均衡型低音增强中的一者或另一者或两者来执行。


4.根据权利要求1所述的方法，其中所述增强是或包含以下各项中的至少一者：对话增强、升混、频率移位、谐波注入、谐波换位、次谐波注入、虚拟化、均衡、音量建模、音量调平或自动增益控制。


5.根据权利要求1所述的方法，其中所述增强是或包含自动增益控制。


6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的方法，其中对所述经增强音频信号的所述多频带压缩是以旨在在播放所述经压缩的经增强音频信号时防止失真的方式执行。


7.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的方法，其中所述输入音频信号指示音频内容，所述方法包含以下步骤：
响应于所述输入音频信号，产生指示所述音频内容的频带式频域音频数据，以使得所述频带式频域音频数据对于一组频带中的每一不同频带包含一系列频率分量，且其中所述增强是对所述频带式频域音频数据执行...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂莫西·艾伦·波特，威廉·托马斯·罗利，温斯顿·子维·黄，塞巴斯蒂安·P·B·霍尔茨阿普费尔，
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