專利名稱：多帶域壓縮器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種多帶域壓縮器，該多帶域壓縮器按頻帶對音頻信號進行分割，針對每一個頻帶使得分割得到的每一個音頻信號經歷動態(tài)壓縮處理，對經歷了該處理的音頻信號進行合成，并輸出合成后的音頻信號。
背景技術：
圖4圖示出了典型多帶域壓縮器的配置。該多帶域壓縮器提供如下聲音處理，即， 利用帶域分割濾波器(也稱為隔離器)按頻帶對所輸入的音頻信號進行分割，針對分割得到的每一個頻帶應用壓縮器處理，對分割得到的音頻信號進行合成，并輸出合成后的音頻信號。壓縮器處理提供如下功能，S卩，測量所輸入信號的水平，使得所輸入信號經歷與如圖5所示的聲音水平曲線相應的加權處理，并輸出經歷該加權處理的信號。稱為閾值的、輸入信號的邊界水平被預先給出，并且當大于等于該閾值的聲音水平被輸入時，聲音水平被與指定壓縮量相應地降低。通過應用與相對于最大輸入的聲音水平降低相應的量的輸出增益，可以獲得增強貫穿整個壓縮器的平均聲音水平的效果。多帶域壓縮器針對每一個頻帶來單獨執(zhí)行壓縮器處理。因此，在一個頻帶的聲音水平突然改變的情況下，該突然改變不對其它頻帶產生任何影響。在聲音包含多個聲源(一般的音樂)的情況下，可以避免不自然的聲音飄搖，并獲得充分增強聲音水平的效果。作為如上所述的多帶域壓縮器，已經有各種提案(例如參見專利文獻1至3)?，F有技術文獻專利文獻專利文獻1 日本專利申請早期公布No. 2000-022473專利文獻2 日本專利申請早期公布No. 2000-278786專利文獻3 日本專利申請早期公布(PCT申請的譯文)No. 2009-50740
發(fā)明內容
但是，該典型多帶域壓縮器針對每一個帶域單獨地操作壓縮器，這造成了如下問題。(1)在輸入信號的基頻和諧頻分量分別被劃分到不同帶域的情況中，僅具有相對較高水平的基頻被壓縮，這導致了聲音平衡的損失(聲音特性的改變)。(2)增強聲音水平的效果取決于頻帶而變化，這可能造成僅僅高頻帶或低頻帶被增強的情況，從而產生令人不快的輸出聲音。當僅僅高頻帶被增強時，這個問題尤其突出。這些問題源于多帶域壓縮器的內在特性，并且與聲音水平增強效果處于權衡 (trade-off)關系。因此，對于接收各種信號的一般類型的設備，需要在某種程度上抑制聲音水平增強效果。鑒于上述問題而作出了本發(fā)明，本發(fā)明提供了能夠在維持聲音質量的同時獲得最大的聲音水平增強效果的多帶域壓縮器。根據本發(fā)明的多帶域壓縮器按照多個頻帶對音頻信號進行分割，針對每一個頻帶使得音頻信號經歷動態(tài)壓縮處理，對經歷了動態(tài)壓縮處理的音頻信號進行合成，并輸出合成后的音頻信號，所述多帶域壓縮器包括水平計算單元，其計算每一個帶域的所輸入信號水平；增益計算單元，其根據計算出的信號水平來計算增益值；以及增益限制單元，其通過與所述多個帶域中的每一個帶域的壓縮器中的其它帶域的增益值相比較來限制所述增益值。根據本發(fā)明的多帶域壓縮器，水平計算單元計算每一個帶域的所輸入信號水平； 增益計算單元根據計算出的信號水平來計算增益值；并且增益限制單元通過與所述多個帶域中的每一個帶域的壓縮器中的其它帶域的增益值相比較來對所述增益值施加限制。從而，可以高水平地實現聲音質量與聲音水平增強效果之間的平衡。


通過下述優(yōu)選示例性實施例和下面的附圖，將使得本發(fā)明的上述目的和其他目的以及本發(fā)明的特征和優(yōu)點更加清楚。圖1是圖示出根據本發(fā)明一個示例性實施例的多帶域壓縮器的框圖；圖2是圖示出在一個調整方法示例中的頻率和信號水平的特性圖；圖3是圖示出從若干音樂內容獲得的頻率和平均水平的特性圖；圖4是圖示出傳統(tǒng)多帶域壓縮器的示例的框圖；以及圖5是圖示出傳統(tǒng)多帶域壓縮器的示例的閾值和信號水平的特性圖。
具體實施例方式下文中，將參考圖1至圖3描述本發(fā)明的示例性實施例。根據此示例性實施例的多帶域壓縮器100按頻帶對音頻信號進行劃分，針對每一個頻帶使得劃分得到的音頻信號經歷動態(tài)壓縮處理，對經歷了該動態(tài)壓縮處理的信號進行合成，并輸出合成后的信號。根據此示例性實施例的多帶域壓縮器100具有水平計算單元121，其計算每一個頻帶的所輸入信號水平；增益計算單元122，其根據計算出的信號水平來計算增益值；以及用作增益限制單元的帶間限制器130，其通過與針對每一個帶域提供的壓縮器中的其它帶域的增益值相比較來限制增益值。更具體而言，如圖1所示，在根據此示例性實施例的多帶域壓縮器100中，多個壓縮器120并聯連接到接收輸入信號101的帶域分割濾波器110。壓縮器120各自具有水平計算單元121和增益計算單元122。水平計算單元121 和增益計算單元122彼此串聯連接。各個壓縮器120的增益計算單元122與帶間限制器 130相連。壓縮器120各自具有連接到帶域分割濾波器110的可變音量單元123，并且壓縮器 120的可變音量單元123以反饋方式連接到帶間限制器130。各個壓縮器120的可變音量單元123的輸出被發(fā)送到一個加法器140，并且加法器140輸出相加信號141。
在根據此示例性實施例的具有如上所述配置的多帶域壓縮器100的情況下，針對各個帶域的增益計算結果被發(fā)送到帶間限制器130，帶間限制器130對這些增益計算結果進行處理，然后經處理的增益值被應用于信號。帶間限制器130接收各個帶域的增益值作為輸入，比較各個帶域之間的增益值， 應用校正，并輸出增益值。帶間限制器130可以具有任意配置，下面將描述其示例。(1)如圖2所示，例如，選擇目標帶域和相鄰帶域中的最小增益值。(2)將近旁帶域的增益值與目標帶域的增益值之差乘以加權系數，獲得乘積的總和，并將該總和與目標帶域的增益值相加來應用校正。(3)以使得高帶域側的增益值不超過低帶域側的增益值的方式來進行限制。參考圖3，將描述根據本示例的操作。在本說明書中，將作為示例來描述采用具有上面(2)的配置的帶間限制器的操作。此外，為了輔助理解，將僅描述按照壓縮量獲得的效果，并且省略對按照輸出增益獲得的增加量的說明。圖3的(a)圖示出了輸入信號的頻率分布。作為一個示例，該圖示出了如下情況 其中，由具有在低頻帶側的基頻的樂器A和具有在中頻帶側的基頻的樂器B同時產生聲音。如圖3的(b)所示，傳統(tǒng)的典型多帶域壓縮器針對每一個帶域獨立地執(zhí)行壓縮操作。因此，壓縮僅被應用于輸入了超過閾值的信號的帶域1(低頻帶)，而沒有被應用于其它帶域，并且其它帶域的聲音水平保持不變。這導致了就樂器A的聲音而言的基頻和諧頻分量之間的平衡的極大損失，并且可以預期這樣獲得的聲音被感知為具有完全不同的聲音質量。另一方面，在圖3的(C)所示的本發(fā)明的操作中，響應于被應用到帶域1(低頻帶) 的壓縮而對帶域2 (中頻帶)應用了某種程度的壓縮，從而使得從樂器A生成的聲音的質量改變最小化。對帶域2 (中頻帶)的壓縮可能對樂器B的聲音質量產生較小影響。然而，由于與帶域3(高頻帶)的增益值之差并不大，所以聲音水平的改變是最低限度的。從上述示例可知，根據此示例性實施例的多帶域壓縮器100通過對帶域之間的操作應用限制解決了與多帶域壓縮器相關的如下問題。(1)在以使得輸入信號的基頻和諧頻分量分別被劃分到不同帶域的方式來輸入輸入信號的情況中，僅具有相對較大水平的基頻被壓縮，這導致了聲音平衡的損失(聲音特性的改變)。(2)增強聲音水平的效果取決于頻帶而變化。這可能造成僅僅高頻帶或低頻帶被增強的情況，從而可能導致輸出令人不快的聲音。當僅僅高頻帶被增強時，這個問題尤其突
出ο利用根據此示例性實施例的多帶域壓縮器100，仍然可以避免響應于遠離頻率 (distant frequency)信號而執(zhí)行的不必要的壓縮。從而，根據此示例性實施例的多帶域壓縮器100相對于一個單個帶域的壓縮器在增強聲音水平方面仍然保持有優(yōu)越性。如上所述，可以高水平地實現聲音質量與聲音水平增強效果之間的平衡。注意，本發(fā)明不限于此示例性實施例，而可以在本發(fā)明的范圍內進行各種修改。本申請要求基于2009年10月20日在日本提交的日本專利申請No. 2009441033 的優(yōu)先權，該申請公開的全部內容通過引用而結合于此。
權利要求
1.一種多帶域壓縮器，該多帶域壓縮器按照多個頻帶對音頻信號進行分割，針對每一個所述頻帶使得所述音頻信號經歷動態(tài)壓縮處理，對經歷了所述動態(tài)壓縮處理的音頻信號進行合成，并輸出合成后的音頻信號，所述多帶域壓縮器包括水平計算單元，其計算每一個帶域的所輸入信號水平； 增益計算單元，其根據計算出的信號水平來計算增益值；以及增益限制單元，其通過與各個帶域的壓縮器中的其它帶域的增益值相比較來限制所述增益值。
2.根據權利要求1所述的多帶域壓縮器，其中所述增益限制單元從待處理帶域的增益值和近旁帶域的增益值中選擇最小增益值。
3.根據權利要求1或2所述的多帶域壓縮器，其中所述增益限制單元將待處理帶域與近旁帶域之間的增益值之差乘以加權系數，獲得乘積的總和，并將該總和與待處理帶域的增益值相加。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的多帶域壓縮器，其中所述增益限制單元以使得高頻帶側的增益值小于等于低頻帶側的增益值的方式來限制所述增益值。
全文摘要
在多帶域壓縮器(100)中，水平計算單元(121)計算每一個帶域的所輸入信號水平，增益計算單元(122)根據計算出的信號水平來計算增益值，并且增益限制單元(130)通過與針對各個帶域的壓縮器中的其它帶域的增益值相比較來限制增益值。利用這種配置，提供了一種能夠高水平地實現聲音質量與聲音水平增強效果之間的平衡的多帶域壓縮器。
文檔編號H03G9/00GK102577114SQ20108004767
公開日2012年7月11日 申請日期2010年9月7日 優(yōu)先權日2009年10月20日
發(fā)明者細川知志 申請人:日本電氣株式會社