專利名稱：一種音頻頻帶處理方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，尤其涉及一種音頻頻帶處理方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在大量的數(shù)字音頻設(shè)備應(yīng)用中，都需要對(duì)數(shù)字音頻信號(hào)進(jìn)行音頻信號(hào)處理，以提高音頻質(zhì)量，例如噪聲抑制、音頻自動(dòng)增益控制、回聲消除等。從時(shí)域上考慮，可以在信號(hào)時(shí)域上做音頻信號(hào)幅度大小的調(diào)節(jié)，也可在時(shí)間軸上做語(yǔ)音信號(hào)時(shí)間壓縮和擴(kuò)展；從頻率上考慮，通常需要先將音頻頻段劃分為多個(gè)子頻帶，然后分別對(duì)各個(gè)子頻帶的音頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理。在音頻處理過(guò)程中，通?？梢哉J(rèn)為子頻帶分得越多，音頻信號(hào)的處理就越精確，當(dāng)然這也會(huì)帶來(lái)負(fù)面的影響，就是會(huì)增加算法復(fù)雜度，進(jìn)而占用更多的處理器系統(tǒng)資源、增加系統(tǒng)功耗。尤其對(duì)于移動(dòng)終端設(shè)備，處理器的系統(tǒng)資源和系統(tǒng)功耗是非常敏感的，所以對(duì)音頻子頻帶的劃分非?？季浚宇l帶分得太少會(huì)降低音頻信號(hào)處理的精度，子頻帶分得太多又會(huì)增加系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)和系統(tǒng)功耗，現(xiàn)有技術(shù)的方案往往不能兼顧這兩方面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種音頻頻帶處理方法及系統(tǒng)，能夠提高用戶感知的音頻性能，且不增加算法復(fù)雜度和功耗。本發(fā)明實(shí)施例提供的音頻頻帶處理方法，包括:確定待處理的音頻信號(hào)的響度值動(dòng)態(tài)范圍；根據(jù)所述音頻信號(hào)的響度值動(dòng)態(tài)范圍選擇對(duì)應(yīng)的人耳等響曲線；確定所述音頻信號(hào)的頻率范圍；根據(jù)所述選擇的人耳等響曲線確定所述音頻信號(hào)的頻率范圍內(nèi)各頻點(diǎn)的權(quán)重值；基于所述各頻點(diǎn)的權(quán)重值將所述音頻信號(hào)在頻域上劃分為若干個(gè)音頻子頻帶?？蛇x地，所述確定待處理的音頻信號(hào)的響度值動(dòng)態(tài)范圍包括:將預(yù)先通過(guò)聲壓檢測(cè)儀器對(duì)音頻設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)得到所述音頻設(shè)備的響度值動(dòng)態(tài)范圍作為待處理音頻信號(hào)的響度值動(dòng)態(tài)范圍；或，建立不同音頻增益所對(duì)應(yīng)的響度值查詢表，根據(jù)待處理音頻信號(hào)的增益范圍從所述查詢表中查詢所述音頻信號(hào)對(duì)應(yīng)的響度值動(dòng)態(tài)范圍?？蛇x地，所述預(yù)先通過(guò)聲壓檢測(cè)儀器對(duì)音頻設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)得到所述音頻設(shè)備的響度值動(dòng)態(tài)范圍包括:用音頻設(shè)備直接播放實(shí)際音頻信號(hào)，當(dāng)音量設(shè)置到最小時(shí)，通過(guò)聲壓測(cè)試儀器測(cè)試得到低門(mén)限響度值，當(dāng)音量設(shè)置到最大時(shí)，通過(guò)聲壓測(cè)試儀器測(cè)試得到高門(mén)限響度值；
將所述低門(mén)限響度值與所述高門(mén)限響度值之間的動(dòng)態(tài)范圍作為所述音頻設(shè)備的響度值動(dòng)態(tài)范圍?？蛇x地，所述根據(jù)音頻信號(hào)的響度值動(dòng)態(tài)范圍選擇對(duì)應(yīng)的人耳等響曲線包括:將所述音頻信號(hào)的響度值動(dòng)態(tài)范圍的中間值作為參考響度；按照所述參考響度選擇對(duì)應(yīng)的人耳等響曲線?？蛇x地，所述根據(jù)所述選擇的人耳等響曲線確定所述音頻信號(hào)的頻率范圍內(nèi)各頻點(diǎn)的權(quán)重值包括:根據(jù)所述選擇的人耳等響曲線對(duì)應(yīng)的函數(shù)y = f(x)確定音頻信號(hào)的頻率范圍內(nèi)各頻點(diǎn)的權(quán)重值，使得各頻點(diǎn)的權(quán)重值與f(x)成反比；所述X表示音頻信號(hào)的頻率表示人耳在感知相同響度值時(shí)X頻率上的聲壓級(jí)?？蛇x地，所述基于所述各頻點(diǎn)的權(quán)重值將所述音頻信號(hào)在頻域上劃分為若干個(gè)音頻子頻帶包括:將所述音頻信號(hào)在頻域上均分為k個(gè)均勻離散的子頻帶；

根據(jù)所述人耳等響曲線為所述k個(gè)子頻帶分配權(quán)重值，每個(gè)子頻帶的權(quán)重值為該子頻帶起始頻點(diǎn)權(quán)重值的平均，或者為該子頻帶起始頻點(diǎn)的中間頻點(diǎn)的權(quán)重值，或者為該子頻帶所有頻點(diǎn)權(quán)重的積分；對(duì)所述k個(gè)子頻帶上的所有權(quán)重值進(jìn)行求和得到SUM ；根據(jù)處理器資源和功耗需求將所述k個(gè)子頻帶合并為η個(gè)連續(xù)的子頻帶，所述η個(gè)子頻帶中每個(gè)子頻帶的權(quán)重值之和為SUM/n。可選地，所述基于所述各頻點(diǎn)的權(quán)重值將所述音頻信號(hào)在頻域上劃分為若干個(gè)音頻子頻帶包括:通過(guò)如下方式計(jì)算所述音頻信號(hào)在頻域上的權(quán)重值之和SUM:SUM = j" I / f (x)dx.
根據(jù)處理器資源和功耗需求將該音頻信號(hào)在頻域上劃分為η個(gè)連續(xù)的子頻帶，所述η個(gè)子頻帶中每個(gè)子頻帶的權(quán)重值之和為SUM/n。可選地，η為固定值，或者為根據(jù)音頻信號(hào)的類(lèi)型設(shè)定的不同值。本實(shí)施例中提供的音頻頻帶處理系統(tǒng)，包括:響度值范圍確定裝置，用于確定待處理的音頻信號(hào)的響度值動(dòng)態(tài)范圍；曲線選擇裝置，用于根據(jù)所述音頻信號(hào)的響度值動(dòng)態(tài)范圍選擇對(duì)應(yīng)的人耳等響曲線.-^4 ，頻率范圍確定裝置，用于確定所述音頻信號(hào)的頻率范圍；權(quán)重分析裝置，用于根據(jù)所述選擇的人耳等響曲線確定所述音頻信號(hào)的頻率范圍內(nèi)各頻點(diǎn)的權(quán)重值；子頻帶劃分裝置，用于基于所述各頻點(diǎn)的權(quán)重值將所述音頻信號(hào)在頻域上劃分為若干個(gè)音頻子頻帶?？蛇x地，所述響度值范圍確定裝置包括:第一確定單元，用于將預(yù)先通過(guò)聲壓檢測(cè)儀器對(duì)待處理的音頻信號(hào)音頻設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)檢測(cè)得到所述音頻信號(hào)音頻設(shè)備的響度值動(dòng)態(tài)范圍作為待處理音頻信號(hào)的響度值動(dòng)態(tài)范圍；或，第二確定單元，用于建立不同音頻增益所對(duì)應(yīng)的響度值查詢表，根據(jù)待處理音頻信號(hào)的增益范圍從所述查詢表中查詢所述音頻信號(hào)對(duì)應(yīng)的響度值動(dòng)態(tài)范圍。從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明實(shí)施例中，音頻頻帶處理系統(tǒng)可以根據(jù)待處理的音頻信號(hào)的響度值動(dòng)態(tài)范圍選取對(duì)應(yīng)的人耳等響曲線，并根據(jù)該人耳等響曲線為音頻信號(hào)的頻率范圍內(nèi)的各頻點(diǎn)賦予權(quán)重值，使得劃分音頻子頻帶時(shí)能夠充分考慮人耳的特點(diǎn)，對(duì)人耳比較敏感的頻點(diǎn)處的音頻信號(hào)使用更多的資源進(jìn)行處理，而對(duì)人耳不敏感的頻點(diǎn)處的音頻信號(hào)使用較少的資源進(jìn)行處理，從而既能提高用戶感知的音頻性能，又不會(huì)增加算法復(fù)雜度和功耗。


圖1為本發(fā)明音頻頻帶處理方法一個(gè)實(shí)施例示意圖；圖2為音頻動(dòng)態(tài)范圍示意圖；圖3為人耳等響曲線示意圖；圖4為本發(fā)明音頻頻帶處理系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例提供了一種音頻頻帶處理方法及系統(tǒng)，能夠提高用戶感知的音頻性能，且不增加算法復(fù)雜度和功耗。請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明音頻頻帶處理方法一個(gè)實(shí)施例包括:101、確定待處理的音頻信號(hào)的響度值動(dòng)態(tài)范圍；本實(shí)施例中，音頻頻帶處理系統(tǒng)可以確定需要進(jìn)行處理的音頻信號(hào)的響度值動(dòng)態(tài)范圍。為便于理解，下面先介紹一下音頻響度的概念:聲壓是聲波于空氣中的壓力，以音壓(SPL, Sound pressure level)表示,通常以dyne/cm2為度量單位。在實(shí)際應(yīng)用中較常用來(lái)衡量音頻信號(hào)音壓大小的單位是分貝(dB，decibel)，dB值代表的是兩個(gè)音壓的相對(duì)強(qiáng)度，因此需要一個(gè)相對(duì)的基準(zhǔn)音壓(SPL,ef)，該基準(zhǔn)音壓就是人耳的聽(tīng)覺(jué)下限(threshold ofhearing),即人耳所能夠感覺(jué)音頻信號(hào)的最小音壓，而每個(gè)人的聽(tīng)覺(jué)下限有所不一，但一般定義SPLref = 0.0002dyne/Cm2。響度(Loudness)是人耳對(duì)音頻信號(hào)強(qiáng)度的感覺(jué)，與音頻信號(hào)的聲壓有關(guān)，但相同聲壓強(qiáng)度的音頻信號(hào)在不同的音頻頻率上人耳感知會(huì)得到有不同的響度。人耳能聽(tīng)到聲音的最微弱強(qiáng)度，稱為聽(tīng)覺(jué)閾，產(chǎn)生疼痛感的最高聲音強(qiáng)度，稱為痛覺(jué)閾。音頻信號(hào)的有用響度范圍，即音頻信號(hào)的響度最大值與最小值之間的范圍，稱為動(dòng)態(tài)范圍，音頻信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍位于在聽(tīng)覺(jué)閾和痛覺(jué)閾之間，如圖2所示。從圖2可以看出，人們?nèi)粘ＵZ(yǔ)音的動(dòng)態(tài)范圍30dB 75dB，音樂(lè)的動(dòng)態(tài)范圍是25dB IOOdB ;同時(shí)，人耳聽(tīng)覺(jué)頻率范圍大約可從20Hz至20KHz，但實(shí)際上人耳對(duì)于16KHz以上的高頻信號(hào)的響應(yīng)就非常不靈敏了。在本實(shí)施例中，音頻頻帶處理系統(tǒng)可以采用多種方式確定需要進(jìn)行處理的音頻信號(hào)的響度值動(dòng)態(tài)范圍，例如可以采用如下一些方式:一、直接通過(guò)聲壓測(cè)試儀器測(cè)試:本方式中可以將預(yù)先通過(guò)聲壓檢測(cè)儀器對(duì)音頻設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)得到所述音頻設(shè)備的響度值動(dòng)態(tài)范圍作為待處理音頻信號(hào)的響度值動(dòng)態(tài)范圍。用音頻播放器直接播放實(shí)際音頻信號(hào)，當(dāng)音量設(shè)置到最小時(shí)，通過(guò)聲壓測(cè)試儀器測(cè)試得到音頻設(shè)備對(duì)應(yīng)的響度曲線，然后再根據(jù)該響度曲線得到低門(mén)限響度值X1ClB,當(dāng)音量設(shè)置到最大時(shí)，通過(guò)聲壓測(cè)試儀器測(cè)試得到音頻設(shè)備對(duì)應(yīng)的響度曲線，然后再根據(jù)該響度曲線得到高門(mén)限響度值X2dB，則音頻信號(hào)的響度值動(dòng)態(tài)范圍為(X1ClB, X2dB)。在實(shí)際應(yīng)用中，具體可以將一段特定音頻信號(hào)數(shù)據(jù)用該音頻設(shè)備進(jìn)行播放，在音頻設(shè)備配置為最小音量時(shí)測(cè)試其最小的響度值，在音頻設(shè)備配置為最大音量的情況測(cè)試其最大的響度值；該特定的音頻信號(hào)的增益范圍應(yīng)當(dāng)能包括該音頻設(shè)備所需處理的音頻信號(hào)的增益范圍。二、查表方式當(dāng)獲知一個(gè)實(shí)際音頻設(shè)備時(shí)，可以建立不同音頻增益所對(duì)應(yīng)的響度值查詢表，根據(jù)待處理音頻信號(hào)的增益范圍從所述查詢表中查詢所述音頻信號(hào)對(duì)應(yīng)的響度值動(dòng)態(tài)范圍。在實(shí)際應(yīng)用中，可以首先通過(guò)測(cè)試獲得不同的音頻信號(hào)增益在音頻設(shè)備最小音量和最大音量下的實(shí)際響度值(每個(gè)增益點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)最小和一個(gè)最大響度值)，并建立音頻信號(hào)增益在音頻設(shè)備最小音量和最大音量下的響度值表，在對(duì)一段音頻信號(hào)進(jìn)行處理的時(shí)候，根據(jù)該段音頻信號(hào)的增益范圍查表即可獲得該段音頻信號(hào)通過(guò)所述音頻設(shè)備播放時(shí)所對(duì)應(yīng)的響度范圍。例如:對(duì)某一特定的音頻設(shè)備，當(dāng)音頻信號(hào)的增益為OdB時(shí)，測(cè)試得到其對(duì)應(yīng)的最小響度值為XtlminClB(音頻設(shè)備音量設(shè)置為最小)，測(cè)試得到其對(duì)應(yīng)的最大響度值為XQmaxdB(音頻設(shè)備音量設(shè)置為最大)；當(dāng)音頻信號(hào)的增益為-1dB時(shí)，測(cè)試得到的其對(duì)應(yīng)的最小響度值為XlmindB，最大響度值為XlmaxdB，以此類(lèi)推，當(dāng)音頻信號(hào)增益為-ndB時(shí)，其對(duì)應(yīng)的最小和最大響度值分別為XnminClB和XMdB。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，對(duì)需要處理的一段音頻信號(hào)，通過(guò)查表獲得該段音頻信號(hào)的最小增益所對(duì)應(yīng)的最小響度值和該段音頻信號(hào)的最大增益所對(duì)應(yīng)的最大響度值，即可獲取該段音頻信號(hào)在該音頻設(shè)備播放時(shí)的響度動(dòng)態(tài)范圍；例如，一段音頻信號(hào)的增益范圍為-ndB -1dB ;則其響度動(dòng)態(tài)范圍為XnminClB XlmaxdB。上面以兩種方式說(shuō)明了音頻頻帶處理系統(tǒng)確定需要進(jìn)行處理的音頻信號(hào)的響度值動(dòng)態(tài)范圍的方式，可以理解的是，在實(shí)際應(yīng)用中，音頻頻帶處理系統(tǒng)還可以使用更多的方式確定音頻信號(hào)的響度值動(dòng)態(tài)范圍，具體此處不做限定。102、根據(jù)音頻信號(hào)的響度值動(dòng)態(tài)范圍選擇對(duì)應(yīng)的人耳等響曲線；當(dāng)音頻頻帶處理系統(tǒng)獲知音頻信號(hào)的響度值動(dòng)態(tài)范圍之后，則可以根據(jù)該動(dòng)態(tài)范圍選擇對(duì)應(yīng)的人耳等響曲線。為便于理解，下面先介紹一下人耳等響曲線的概念:圖3所示的內(nèi)容就是人耳聽(tīng)覺(jué)等響曲線圖，從圖3中可以看出，人耳聽(tīng)覺(jué)響應(yīng)呈非線性，對(duì)于不同頻率相同聲壓等級(jí)的音頻信號(hào)，人耳感知的響度值不一致。簡(jiǎn)單舉例說(shuō)明，人耳對(duì)IKHz 5KHz之間的音頻信號(hào)比起其他頻帶的音頻信號(hào)感度較靈敏，對(duì)于4KHz的音頻信號(hào)最為靈敏，人耳聽(tīng)覺(jué)對(duì)于20Hz 200Hz的頻帶內(nèi)的低頻的音頻信號(hào)，頻率越低則感度越低。圖3中的各條等響曲線都是相對(duì)于IKHz單音，人耳感覺(jué)到相同響度的聲壓強(qiáng)度(SPL，dB)分布。例如IKHz單音在50dB SPL時(shí)人耳聽(tīng)起來(lái)的音量大小，會(huì)等同于50Hz單音在75dB SPL的音量大小和4KHz單音在42dB SPL的音量大小。本實(shí)施例中，當(dāng)音頻頻帶處理系統(tǒng)獲知音頻信號(hào)的響度值動(dòng)態(tài)范圍之后，則可以以該動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的中間值的響度作為選擇人耳等響曲線的參考響度。由于人耳等響曲線中都是IOdB的倍數(shù)響度曲線，當(dāng)出現(xiàn)動(dòng)態(tài)范圍的中間值不是IOdB的倍數(shù)時(shí)，可以采用就近原則進(jìn)行選擇。103、確定音頻信號(hào)的頻率范圍；本實(shí)施例中，音頻頻帶處理系統(tǒng)可以根據(jù)該音頻設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景確定音頻信號(hào)頻率的選擇范圍。在實(shí)際應(yīng)用中，一般可以分為兩種音頻信號(hào)范圍，如圖1所不，話音和音樂(lè)。例如:該音頻設(shè)備只是用于話音業(yè)務(wù)，那么音頻信號(hào)的頻率的選擇范圍可以確定為200Hz 4KHz，如果該音頻設(shè)備用 于音樂(lè)播放，那么音頻信號(hào)的頻率的選擇范圍可以確定為20Hz 20KHz。音頻頻帶處理系統(tǒng)可以首先將時(shí)域音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域音頻信號(hào)，然后從頻域上就可以確定該音頻信號(hào)的頻率范圍(^ Ρη)。104、根據(jù)選擇的人耳等響曲線確定音頻信號(hào)的頻率范圍內(nèi)各頻點(diǎn)的權(quán)重值；本實(shí)施例中，音頻頻帶處理系統(tǒng)可以根據(jù)步驟102中確定的人耳等響曲線確定音頻信號(hào)頻率范圍內(nèi)各個(gè)頻率的權(quán)重值，該權(quán)重值可以定義為該人耳等響曲線所在頻率上的實(shí)際響度。具體的，可以根據(jù)選擇的人耳等響曲線對(duì)應(yīng)的函數(shù)y = f(x)確定音頻信號(hào)的頻率范圍內(nèi)各頻點(diǎn)的權(quán)重值，使得各頻點(diǎn)的權(quán)重值與f (X)成反比，X表示音頻信號(hào)的頻率，y表示人耳在感知相同響度值時(shí)X頻率上的聲壓級(jí)。。例如:以50dB SPL人耳等響曲線為例，IKHz的權(quán)重值為1/50，IOOHz的權(quán)重值為1/60。105、基于各頻點(diǎn)的權(quán)重值將音頻信號(hào)在頻域上劃分為若干個(gè)音頻子頻帶。本實(shí)施例中，音頻頻帶處理系統(tǒng)確定了各頻點(diǎn)的權(quán)重值之后,可以基于各頻點(diǎn)的權(quán)重值將音頻信號(hào)在頻域上劃分為若干個(gè)音頻子頻帶，具體可以看作是對(duì)該動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的所有頻點(diǎn)的權(quán)重值求和，在實(shí)際應(yīng)用中可以采用如下兩種方式:一、離散求和方式確定子頻帶:(I)、音頻頻帶處理系統(tǒng)將音頻信號(hào)在頻域上均分為k個(gè)均勻離散的子頻帶(Ftl,F1, F2,...Fk)；(2)、音頻頻帶處理系統(tǒng)根據(jù)人耳等響曲線為該k個(gè)子頻帶分配權(quán)重值，每個(gè)子頻帶的權(quán)重值為該子頻帶起始頻點(diǎn)權(quán)重值的平均，或者為該子頻帶起始頻點(diǎn)的中間頻點(diǎn)的權(quán)重值，或者為該子頻帶所有頻點(diǎn)權(quán)重的積分；此處以采用子頻帶其實(shí)頻點(diǎn)權(quán)重值平均的方式來(lái)說(shuō)明，例如:子頻帶I的權(quán)重值等于Ftl和F1的權(quán)重的平均值，子帶k的權(quán)重值等于Flri和Fk的權(quán)重的平均值。(3)、音頻頻帶處理系統(tǒng)對(duì)k個(gè)子頻帶上的所有權(quán)重值進(jìn)行求和得到SUM ；
(4)、音頻頻帶處理系統(tǒng)根據(jù)處理器資源和功耗需求將k個(gè)子頻帶合并為η個(gè)連續(xù)的子頻帶，該η個(gè)子頻帶中每個(gè)子頻帶的權(quán)重值之和為SUM/n。本實(shí)施例中的η可以為固定值，也可以為根據(jù)音頻信號(hào)的具體類(lèi)型設(shè)定的不同值。對(duì)于η的取值，根據(jù)不同的音頻類(lèi)型和/或音頻設(shè)備資源狀況選擇不同的η取值，例如:對(duì)于話音音頻信號(hào)處理，考慮到其頻帶范圍較小，實(shí)時(shí)性要求較高，以及在實(shí)際信號(hào)處理中DSP資源有限，可以選擇較小的η值，如η = 8，以減小資源耗費(fèi)，提高音頻處理速度；對(duì)于音樂(lè)音頻信號(hào)處理，由于其頻帶范圍較大，且其實(shí)時(shí)性要求較低，對(duì)延遲敏感度較小，可以選擇較大的η值，如η = 20，以提高音頻信號(hào)處理精度，獲得較高的音頻播放質(zhì)量。二、連續(xù)求和方式確定子頻帶:(I)、音頻頻帶處理系統(tǒng)通過(guò)如下方式計(jì)算音頻信號(hào)在頻域上的權(quán)重值之和SUM:SUM = j" I / f (x)dx.
其中，y = f (X)，該X表示音頻信號(hào)的頻率，y表示人耳在感知相同響度值時(shí)X頻率上的聲壓級(jí)。(2)、音頻頻帶處理系統(tǒng)根據(jù)處理器資源和功耗需求將音頻信號(hào)在頻域上劃分為η個(gè)連續(xù)的子頻帶，η個(gè)子頻帶中每個(gè)子頻帶的權(quán)重值之和為SUM/n。本實(shí)施例中的η可以為固定值，也可以為根據(jù)音頻信號(hào)的類(lèi)型設(shè)定的不同值，具體此處不做限定。音頻子頻帶劃分完成后，就可以進(jìn)行后續(xù)的處理，例如分別對(duì)每個(gè)音頻子頻帶的音頻信號(hào)進(jìn)行噪聲檢測(cè)和抑制等，具體操作此處不再贅述。本實(shí)施例中，音頻頻帶處理系統(tǒng)可以根據(jù)待處理的音頻信號(hào)的響度值動(dòng)態(tài)范圍選取對(duì)應(yīng)的人耳等響曲線，并根據(jù)該人耳等響曲線為音頻信號(hào)的頻率范圍內(nèi)的各頻點(diǎn)賦予權(quán)重值，使得劃分音頻子頻帶時(shí)能夠充分考慮人耳的特點(diǎn)，對(duì)人耳比較敏感的頻點(diǎn)處的音頻信號(hào)使用更多的資源進(jìn)行處理，而對(duì)人耳不敏感的頻點(diǎn)處的音頻信號(hào)使用較少的資源進(jìn)行處理，從而既能提高用戶感知的音頻性能，又不會(huì)增加算法復(fù)雜度和功耗。為便于理解，下面以一個(gè)具體應(yīng)用中的實(shí)例對(duì)上述方法進(jìn)行詳細(xì)描述:本實(shí)施例中以移動(dòng)終端平臺(tái)的上行麥克風(fēng)采樣的音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行噪聲估計(jì)為例進(jìn)行說(shuō)明:眾所周知，移動(dòng)終端平臺(tái)為了提高有效話音的解析度，需要對(duì)上行采樣的環(huán)境噪聲進(jìn)行抑制，目前普遍的做法是通過(guò)信號(hào)幅度門(mén)限值來(lái)判斷是否是噪聲，當(dāng)信號(hào)幅度小于該門(mén)限值時(shí)被認(rèn)為是噪聲，當(dāng)大于該門(mén)限值時(shí)被認(rèn)為是有效信號(hào)?？紤]到實(shí)際噪聲不是在音頻頻段內(nèi)平均分布，現(xiàn)有技術(shù)中還推出了一種子帶分割的方式，首先將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào)，在頻域內(nèi)將音頻信號(hào)再劃分為η個(gè)子頻帶(通常采用平均分割的方式)，然后分別對(duì)每個(gè)子頻帶進(jìn)行噪聲的檢測(cè)和抑制處理。雖然從算法和頻域上考慮，平均分割子帶是比較好的方式，但是考慮到人耳對(duì)于不同頻率的音頻信號(hào)，人耳感知的響度值不一致，所以本實(shí)施例的處理方式中引入了人耳等響曲線作為子帶分割的重要參考因素，具體流程如下:(I)、選定人耳等響曲線；考慮到不同響度的等響曲線不一致，所以首先需要確定選用哪條等響曲線作為參考等響曲線。此處可以采用直接通過(guò)聲壓測(cè)試儀器測(cè)試的方式來(lái)獲取音頻設(shè)備在實(shí)際音頻信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍，并以該范圍內(nèi)的中間值的響度作為選擇人耳等響曲線的參考響度。例如:測(cè)試得到該音頻設(shè)備的響度值動(dòng)態(tài)范圍是IOdB IlOdB,那么可以選擇60dB SPL的等響曲線作為參考的人耳等響曲線；如果測(cè)試得到音頻設(shè)備的響度值動(dòng)態(tài)范圍是IldB 95dB，中間值是53dBSPL，而圖3所示的人耳等響曲線中沒(méi)有該曲線，則此時(shí)可以選擇50dB SPL的等響曲線作為參考等響曲線；(2)、信號(hào)時(shí)頻轉(zhuǎn)換；為了進(jìn)行子頻帶劃分，可以將音頻時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換到音頻頻域信號(hào)，從頻域上確定該音頻信號(hào)的頻率范圍(Ftl-Fn)；(3)、確定權(quán)重值；根據(jù)所選定的人耳等響曲線函數(shù)y = f(x)來(lái)確定音頻信號(hào)頻率范圍內(nèi)的權(quán)重值，根據(jù)權(quán)重分析裝置的描述，權(quán)重值等于l/f(x)；

(4)、積分處理；本實(shí)施例中以連續(xù)求和方式確定子頻帶的方式為例,對(duì)音頻信號(hào)頻段內(nèi)的權(quán)重函數(shù) 1/f (X)求積分SUM = f:l/f(x)dx
權(quán)利要求
1.一種音頻頻帶處理方法，其特征在于，包括: 確定待處理的音頻信號(hào)的響度值動(dòng)態(tài)范圍； 根據(jù)所述音頻信號(hào)的響度值動(dòng)態(tài)范圍選擇對(duì)應(yīng)的人耳等響曲線； 確定所述音頻信號(hào)的頻率范圍； 根據(jù)所述選擇的人耳等響曲線確定所述音頻信號(hào)的頻率范圍內(nèi)各頻點(diǎn)的權(quán)重值； 基于所述各頻點(diǎn)的權(quán)重值將所述音頻信號(hào)在頻域上劃分為若干個(gè)音頻子頻帶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定待處理的音頻信號(hào)的響度值動(dòng)態(tài)范圍包括: 將預(yù)先通過(guò)聲壓檢測(cè)儀器對(duì)音頻設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)得到所述音頻設(shè)備的響度值動(dòng)態(tài)范圍作為待處理音頻信號(hào)的響度值動(dòng)態(tài)范圍； 或， 建立不同音頻增益所對(duì)應(yīng)的響度值查詢表，根據(jù)待處理音頻信號(hào)的增益范圍從所述查詢表中查詢所述音頻信號(hào)對(duì)應(yīng)的響度值動(dòng)態(tài)范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述預(yù)先通過(guò)聲壓檢測(cè)儀器對(duì)音頻設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)得到所述音頻設(shè)備的響度值動(dòng)態(tài)范圍包括: 用音頻設(shè)備直接播放音頻信號(hào)，當(dāng)音量設(shè)置到最小時(shí)，通過(guò)聲壓測(cè)試儀器測(cè)試得到低門(mén)限響度值，當(dāng)音量設(shè)置到最大時(shí)，通過(guò)聲壓測(cè)試儀器測(cè)試得到高門(mén)限響度值； 將所述低門(mén)限響度值與所述高門(mén)限響度值之間的動(dòng)態(tài)范圍作為所述音頻設(shè)備的響度值動(dòng)態(tài)范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)音頻信號(hào)的響度值動(dòng)態(tài)范圍選擇對(duì)應(yīng)的人耳等響曲線包括: 將所述音頻信號(hào)的響度值動(dòng)態(tài)范圍的中間值作為參考響度； 按照所述參考響度選擇對(duì)應(yīng)的人耳等響曲線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述選擇的人耳等響曲線確定所述音頻信號(hào)的頻率范圍內(nèi)各頻點(diǎn)的權(quán)重值包括: 根據(jù)所述選擇的人耳等響曲線對(duì)應(yīng)的函數(shù)y = f(x)確定音頻信號(hào)的頻率范圍內(nèi)各頻點(diǎn)的權(quán)重值，使得各頻點(diǎn)的權(quán)重值與f(x)成反比； 所述X表示音頻信號(hào)的頻率，I表示人耳在感知相同響度值時(shí)X頻率上的聲壓級(jí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述各頻點(diǎn)的權(quán)重值將所述音頻信號(hào)在頻域上劃分為若干個(gè)音頻子頻帶包括: 將所述音頻信號(hào)在頻域上均分為k個(gè)均勻離散的子頻帶； 根據(jù)所述人耳等響曲線為所述k個(gè)子頻帶分配權(quán)重值，每個(gè)子頻帶的權(quán)重值為該子頻帶起始頻點(diǎn)權(quán)重值的平均，或者為該子頻帶起始頻點(diǎn)的中間頻點(diǎn)的權(quán)重值，或者為該子頻帶所有頻點(diǎn)權(quán)重的積分； 對(duì)所述k個(gè)子頻帶上的所有權(quán)重值進(jìn)行求和得到SUM ； 根據(jù)處理器資源和功耗需求將所述k個(gè)子頻帶合并為η個(gè)連續(xù)的子頻帶，所述η個(gè)子頻帶中每個(gè)子頻帶的權(quán)重值之和為SUM/n。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述各頻點(diǎn)的權(quán)重值將所述音頻信號(hào)在頻域上劃分為若干個(gè)音頻子頻帶包括:通過(guò)如下方式計(jì)算所述音頻信號(hào)在頻域上的權(quán)重值之和SUM:SUM=fff"l/f(x)dx.5 根據(jù)處理器資源和功耗需求將所述音頻信號(hào)在頻域上劃分為η個(gè)連續(xù)的子頻帶，所述η個(gè)子頻帶中每個(gè)子頻帶的權(quán)重值之和為SUM/n。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述η為固定值，或者為根據(jù)音頻信號(hào)的類(lèi)型設(shè)定的不同值。
9.一種音頻頻帶處理系統(tǒng)，其特征在于，包括: 響度值范圍確定裝置，用于確定待處理的音頻信號(hào)的響度值動(dòng)態(tài)范圍； 曲線選擇裝置，用于根據(jù)所述音頻信號(hào)的響度值動(dòng)態(tài)范圍選擇對(duì)應(yīng)的人耳等響曲線； 頻率范圍確定裝置，用于確定所述音頻信號(hào)的頻率范圍； 權(quán)重分析裝置，用于根據(jù)所述選擇的人耳等響曲線確定所述音頻信號(hào)的頻率范圍內(nèi)各頻點(diǎn)的權(quán)重值； 子頻帶劃分裝置，用于基于所述各頻點(diǎn)的權(quán)重值將所述音頻信號(hào)在頻域上劃分為若干個(gè)音頻子頻帶。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的音頻頻帶處理系統(tǒng)，其特征在于，所述響度值范圍確定裝置包括: 第一確定單元，用于將預(yù)先通過(guò)聲壓檢測(cè)儀器對(duì)待處理的音頻信號(hào)音頻設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)檢測(cè)得到所述音頻信號(hào)音頻設(shè)備的響度值動(dòng)態(tài)范圍作為待處理音頻信號(hào)的響度值動(dòng)態(tài)范圍； 或， 第二確定單元，用于建立不同音頻增益所對(duì)應(yīng)的響度值查詢表，根據(jù)待處理音頻信號(hào)的增益范圍從所述查詢表中查詢所述音頻信號(hào)對(duì)應(yīng)的響度值動(dòng)態(tài)范圍。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種音頻頻帶處理方法及系統(tǒng)，能夠提高用戶感知的音頻性能，且不增加算法復(fù)雜度和功耗。本發(fā)明實(shí)施例方法包括確定待處理的音頻信號(hào)的響度值動(dòng)態(tài)范圍；根據(jù)所述音頻信號(hào)的響度值動(dòng)態(tài)范圍選擇對(duì)應(yīng)的人耳等響曲線；確定所述音頻信號(hào)的頻率范圍；根據(jù)所述選擇的人耳等響曲線確定所述音頻信號(hào)的頻率范圍內(nèi)各頻點(diǎn)的權(quán)重值；基于所述各頻點(diǎn)的權(quán)重值將所述音頻信號(hào)劃分為若干個(gè)音頻子帶信號(hào)。本發(fā)明實(shí)施例還提供一種音頻頻帶處理系統(tǒng)。本發(fā)明實(shí)施例能夠有效提高用戶感知的音頻性能，且不增加算法復(fù)雜度和功耗。
文檔編號(hào)G10L21/00GK103177727SQ201110439500
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者付仕明, 葉順舟 申請(qǐng)人:重慶重郵信科通信技術(shù)有限公司