基于峰值和有效值双值检测的动态范围控制方法和电路技术

本申请涉及音频信号处理技术领域的一种基于峰值和有效值双值检测的动态范围控制方法和电路，所述方法包括：将输入的音频数字信号采用均衡器进行处理，得到均衡信号；对均衡信号进行信号峰值和信号有效值检测，得到信号峰值和信号有效值；根据信号峰值和信号有效值调整动态范围控制器的参数配置；根据参数配置对动态范围控制器进行动态增益调整，并采用调整的增益对均衡信号进行调整输出。本方法既能改善信号的削波程度又能对信号的动态范围进行控制。行控制。行控制。

【技术实现步骤摘要】
基于峰值和有效值双值检测的动态范围控制方法和电路


[0001]本申请涉及音频信号处理
，特别是涉及一种基于峰值和有效值双值检测的动态范围控制方法和电路。

技术介绍

[0002]目前扬声器产品，由于结构尺寸、成本、便携度等限制，低频的重放能力有限。对于用数字链路重放的产品，通常会通过数字均衡器来增强弥补。对于大信号输入，这往往会引起数字溢出导致削波。削波信号，对于扬声器来说，是直流信号，不仅导致影响重放音质，还可能会损坏扬声器。
[0003]动态范围控制（Dynamic Range Control，DRC）将输入音频信号的动态范围映射到指定的动态范围，可以使声音听起来更柔和或更大声，即一种信号幅度调节方式。通常映射后的动态范围小于映射前的动态范围，因此称之为动态范围压缩。目前常用的动态范围控制器，有峰值检测处理和有效值检测处理两种。峰值动态范围控制器，输入信号幅值的绝对值超过设定的阈值，则会启动对输入信号进行压缩处理，容易出现信号忽大忽小的现象。有效值动态范围控制器，需要一个输入信号有效值的检测过程，当输入信号的有效值超过设定的阈值，才会启动对输入信号进行压缩处理。对于经过前面均衡器增强处理引起的削波信号，动态范围控制器来不及启动就输出给到后级。因此，需要一种改进的动态范围控制算法来克服现有算法的局限性。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于峰值和有效值双值检测的动态范围控制方法和电路。
[0005]一种基于峰值和有效值双值检测的动态范围控制方法，所述方法包括：将输入的音频数字信号采用均衡器进行处理，得到均衡信号。
[0006]对所述均衡信号进行信号峰值和信号有效值检测，得到信号峰值和信号有效值。
[0007]根据所述信号峰值和加权处理后的信号有效值调整动态范围控制器的参数配置。
[0008]根据所述参数配置对所述动态范围控制器进行动态增益调整，并采用调整的增益对所述均衡信号进行调整输出。
[0009]在其中一个实施例中，对所述均衡信号进行信号峰值和信号有效值检测，得到信号峰值和信号有效值，包括：对每帧均衡信号进行峰值检测，得到信号峰值为：；其中，为当前帧的信号对数峰值，单位dBV，为均衡信号。
[0010]设置能量检测时间，并根据所述能量检测时间和输入信号的采样频率，计算所述均衡信号的信号有效值；所述信号有效值为：
；；；其中，为当前帧的信号有效值，n为信号帧的序号，为前一帧的信号有效值，为能量检测时间，为输入信号的采样频率，为当前帧的信号对数有效值，单位dBV，为能量检测时间系数。
[0011]在其中一个实施例中，根据所述信号峰值和所述加权处理后的信号有效值调整动态范围控制器的参数配置，包括：设置所述信号对数有效值的权重系数，并根据所述权重系数对所述信号对数有效值进行加权处理，得到权处理后的信号对数有效值为：；其中，为当前帧加权处理后的信号对数有效值，单位dBV，为当前帧的信号对数有效值，单位dBV，为权重系数。
[0012]设置两组参数配置；所述参数配置包括启动时间、释放时间和阈值。
[0013]将所述信号对数峰值和加权处理后的信号对数有效值进行比较，得到比较结果。
[0014]当比较结果为所述信号对数峰值大于加权处理后的信号对数有效值时，则将动态范围控制器的参数设置为第一组参数配置。
[0015]当比较结果为所述信号对数峰值不大于加权处理后的信号对数有效值时，则将动态范围控制器的参数设置为第二组参数配置。
[0016]在其中一个实施例中，根据所述参数配置对所述动态范围控制器进行动态增益调整，并采用调整的增益对所述均衡信号进行调整输出，包括：当所述动态范围控制器的参数为第一组参数配置时，根据所述参数配置对所述动态范围控制器进行动态增益调整，得到动态范围控制器的动态增益为：；；；其中，为当前帧的动态增益，为前一帧的动态增益，、和分别为第一组参数配置的启动时间、释放时间以及阈值，为当前帧的信号对数峰值，为中间变量，等于当前帧的信号对数峰值与DRC阈值threshold1中的较小值减去当前帧的信号对数峰值
，单位dBV，时，为DRC释放时间系数；时，为DRC启动时间系数。
[0017]当所述动态范围控制器的参数为第二组参数配置时，根据所述参数配置对所述动态范围控制器进行动态增益调整，得到动态范围控制器的动态增益为：；；；其中，、和分别为第二组参数配置的启动时间、释放时间以及阈值；为当前帧加权处理后的信号对数有效值，为一中间变量，等于当前帧加权处理后的信号对数有效值与DRC阈值中的较小值减去当前帧加权处理后的信号对数有效值；当时，为DRC释放时间系数；时，为DRC启动时间系数。
[0018]采用所述动态范围控制器根据所述动态增益对所述均衡信号进行调整输出。
[0019]在其中一个实施例中，采用所述动态范围控制器根据所述动态增益对所述均衡信号进行调整输出，包括：对所有帧的所述动态增益进行加权处理，所述动态范围控制器根据加权处理后的动态增益对所述均衡信号进行调整输出。
[0020]一种基于峰值和有效值双值检测的动态范围控制电路，所述电路包括：均衡器、峰值检测模块、有效值检测模块、动态范围控制器、参数配置模块。
[0021]所述均衡器，用于实时处理输入的音频数字信号，得到均衡信号，并输出所述均衡信号至所述峰值检测模块、所述有效值检测模块以及动态范围控制器。
[0022]所述峰值检测模块，用于接收所述均衡信号，并持续检测每帧所述均衡信号的峰值，得到信号峰值，并将所述信号峰值传输至所述参数配置模块中。
[0023]所述有效值检测模块，用于接收所述均衡信号，设置能量检测时间，并根据所述能量检测时间和输入信号的采样频率，计算所述均衡信号的信号有效值，得到信号有效值，并将所述信号有效值传输至所述参数配置模块中。
[0024]所述参数配置模块，用于根据接收的所述信号峰值和所述信号有效值，调整动态范围控制器的配置参数，并赋值给所述动态范围控制器。
[0025]所述动态范围控制器，包括动态范围控制模块，所述动态范围控制模块，用于根据赋予的配置参数对所述均衡信号进行处理并输出。
[0026]在其中一个实施例中，所述参数配置模块包括：增益模块、比较器以及设置模块。
[0027]所述增益模块，用于对接收的所述信号有效值进行加权处理，并将加权处理后的信号有效值输出至所述比较器。
[0028]所述比较器，用于对接收的所述信号峰值和加权处理后的信号有效值进行比较，得到比较结果，并将所述比较结果传输至所述设置模块。
[0029]所述设置模块，用于设置两组参数配置，当所述比较结果为所述信号峰值大于加权处理后的信号有效值时，则将动态范围控制器的参数设置为第一组参数配置；当比较结果为所述信号峰值不大于加权处理后的信号有效值时，则将动态范围控制器的参数设置为第二组参数配置；所述参数配置包括启动时间、释放时间和阈值。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于峰值和有效值双值检测的动态范围控制方法，其特征在于，所述方法包括：将输入的音频数字信号采用均衡器进行处理，得到均衡信号；对所述均衡信号进行信号峰值和信号有效值检测，得到信号峰值和信号有效值；根据所述信号峰值和加权处理后的信号有效值调整动态范围控制器的参数配置；根据所述参数配置对所述动态范围控制器进行动态增益调整，并采用调整的增益对所述均衡信号进行调整输出。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述均衡信号进行信号峰值和信号有效值检测，得到信号峰值和信号有效值，包括：对每帧均衡信号进行峰值检测，得到信号峰值为：；其中，为当前帧的信号对数峰值，单位dBV，为均衡信号；设置能量检测时间，并根据所述能量检测时间和输入信号的采样频率，计算所述均衡信号的信号有效值；所述信号有效值为：；；；其中，为当前帧的信号有效值，n为信号帧的序号，为前一帧的信号有效值，为能量检测时间，为输入信号的采样频率，为当前帧的信号对数有效值，单位dBV，为能量检测时间系数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述信号峰值和所述加权处理后的信号有效值调整动态范围控制器的参数配置，包括：设置所述信号对数有效值的权重系数，并根据所述权重系数对所述信号对数有效值进行加权处理，得到权处理后的信号对数有效值为；；其中，为当前帧加权处理后的信号对数有效值，单位dBV，为当前帧的信号对数有效值，单位dBV，为权重系数；设置两组参数配置；所述参数配置包括启动时间、释放时间和阈值；将所述信号对数峰值和加权处理后的信号对数有效值进行比较，得到比较结果；当比较结果为所述信号对数峰值大于加权处理后的信号对数有效值时，则将动态范围控制器的参数设置为第一组参数配置；当比较结果为所述信号对数峰值不大于加权处理后的信号对数有效值时，则将动态范围控制器的参数设置为第二组参数配置。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述参数配置对所述动态范围控制器
进行动态增益调整，并采用调整的增益对所述均衡信号进行调整输出，包括：当所述动态范围控制器的参数为第一组参数配置时，根据所述参数配置对所述动态范围控制器进行动态增益调整，得到动态范围控制器的动态增益为：；；；其中，为当前帧的动态增益，为前一帧的动态增益，、和分别为第一组参数配置的启动时间、释放时间以及阈值，为当前帧的信号对数峰值，为中间变量，等于当前帧的信号对数峰值与DRC阈值threshold1中的较小值减去当前帧的信号对数峰值，单位dBV，时，为DRC释放时间系数；时，为DRC启动时间系数；当所述动态范围控制器的参数为第二组参数配置时，根据所述参数配置对所述动态范围控制器进行动态增益调整，得到动态范围控制器的动态增益为：；；；其中，、和分别为第二组参数配置的启动时间、释放时间以及阈值；为当前帧加权处理后的信号对数有效值，为一中间变量，等于当前帧加权处理后的信号对数有效值与DRC阈值中的较小值减去当前帧加权处理后的信号对数有效值；当时，为DRC释放时间系数；时，为DRC启动时间系数；采用所述动态范围控制器根据所述动态增益对所述均衡信号进行调整输出。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，采用所述动态范围控制器根据所述动态增益对所述均衡信号进行调整输出，包括：对所有帧的所述动态增益进行加...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁双喜，曹华，
申请(专利权)人：苏州至盛半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：