專利名稱：一種響度控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種響度控制方法。
背景技術(shù)：
隨著廣播電視事業(yè)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，觀眾有越來越多的電視節(jié)目可供選擇，節(jié)目內(nèi)容可謂豐富多彩。當(dāng)觀眾欣賞精彩電視節(jié)目時，常常被不同頻道之間甚至同一頻道不同節(jié)目之間聲音響度的很大差異所困擾，所以在換臺或播放廣告時不得不經(jīng)常調(diào)整電視機(jī)音量來達(dá)到舒適的視聽效果。造成音量差異的因素多種多樣，主要由于電視臺的節(jié)目信號源來源不同，各個制作單位執(zhí)行音頻制作的標(biāo)準(zhǔn)也不統(tǒng)一，動態(tài)處理不當(dāng)?shù)雀鞣N原因，導(dǎo)致在節(jié)目播出時不同節(jié)目源的聲音電平或響度差異很大。響度問題的出現(xiàn)已經(jīng)嚴(yán)重影響到節(jié)目的播出效果及用戶在家收看電視節(jié)目的聲音效果。
響度是電信號轉(zhuǎn)換為聲波振動時度量聲音能量的一個指標(biāo)，是人耳聽覺對聲音強弱的主觀感受，它和客觀聲強是兩個完全不同的概念。在目前的播出系統(tǒng)中，導(dǎo)致不同電視臺、不同頻道之間，甚至是同一頻道的不同節(jié)目、節(jié)目與廣告之間存在聲音響度不一致的原因主要是音頻校對電平不統(tǒng)一、動態(tài)處理不當(dāng)?shù)仍?。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種響度控制方法。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種響度控制方法，其包括以下步驟:
步驟A、對需要處理的音頻采樣數(shù)據(jù)提取響度特征值，具體操作為:
將串行的需要處理的音頻數(shù)據(jù)和與之同步的時鐘信號接人FPGA芯片，完成信號的串并轉(zhuǎn)移；
將串行的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)變成并行的24hit的音頻數(shù)據(jù)，一個24hit音頻數(shù)據(jù)對應(yīng)一個音頻的采樣點；
將連續(xù)的串并轉(zhuǎn)移后的24bil音頻數(shù)據(jù)采樣值，送入FPGA內(nèi)部的FIR數(shù)字濾波器，提取所要的響度音頻數(shù)值；
將表示響度特征的音頻數(shù)據(jù)作多次累加，再取其平均值，即為響度特征值。
步驟B、將提取的響度特征值與設(shè)定好的壓縮門限值進(jìn)行比較，當(dāng)響度特征值大于門限值時，啟動音頻壓縮系統(tǒng)，并根據(jù)壓縮比率產(chǎn)生一個壓縮系數(shù)，響度特征值與壓縮系數(shù)相乘得到輸出音頻數(shù)據(jù)；當(dāng)響度特征值小于門限值時，關(guān)閉音頻壓縮系統(tǒng)，音頻采樣數(shù)據(jù)輸出，具體操作為:
在FPGA內(nèi)部做一個RAM將這段音頻采樣數(shù)據(jù)存儲，等待壓縮系數(shù)產(chǎn)生以后再將存儲區(qū)的音頻采樣數(shù)據(jù)提取出來，并與壓縮系數(shù)相乘。這樣就得出想要的音頻數(shù)據(jù)；同時為了使輸出的音頻數(shù)據(jù)聽起來感覺更好，在此增加了兩個效果處理的時間，即跟蹤時間和釋放時間，跟蹤時間就是在壓縮功能啟動后，在音頻采樣數(shù)據(jù)乘以壓縮系數(shù)并達(dá)到最后穩(wěn)定輸出的時間，而釋放時間正好與之相反是在壓縮過程中，當(dāng)響度特征值小于壓縮門限時，要關(guān)閉壓縮功能，從關(guān)閉到最后穩(wěn)定的時間就是釋放時間。這兩個時間是根據(jù)需要，用戶白行設(shè)定，目的就是在啟動壓縮和撤銷壓縮的時候保證信號不會突變，使最后輸出的效果更佳。
壓縮限幅的處理方式不同于通常采用的自動增益控制處理，主要區(qū)別是:自動增益控制處理是將源信號中的所有信號都進(jìn)行了縮小處理，這樣做雖然保證將幅度很大的信號電平減小，但是同時也將小信號進(jìn)行了縮小處理，從而使信號失去原有的完整性。
在進(jìn)行壓縮限幅處理的同時，也考慮到了信號提升后出現(xiàn)的問題:一是過分提升后，系統(tǒng)在應(yīng)對突變信號時變得脆弱，很容易導(dǎo)致信號溢出；二是提升后會不同程度地將極小信號的噪音電平也同時提升；三是信號在高、低電平的臨界線出現(xiàn)變化時，自動增益控制的固有特性會使聲音聽起來有不連貫或喘氣的感覺。本發(fā)明方法對以上各種問題采取了比較有效的控制措施，采用音頻電平擴(kuò)展(向下擴(kuò)展)的處理模式，對突變的信號進(jìn)行有效監(jiān)測，同時設(shè)定保護(hù)門檻電平，避免小信號提升后的溢出問題。
本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明響度控制方法可有效地解決播出系統(tǒng)的音頻響度控制問題，進(jìn)一步提升播出質(zhì)量，更好地滿足電視觀眾的視聽需求。
具體實施方式
一種響度控制方法，其包括以下步驟:
步驟A、對需要處理的音頻采樣數(shù)據(jù)提取響度特征值，具體操作為:
將串行的需要處理的音頻數(shù)據(jù)和與之同步的時鐘信號接人FPGA芯片，完成信號的串并轉(zhuǎn)移；
將串行的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)變成并行的24hit的音頻數(shù)據(jù)，一個24hit音頻數(shù)據(jù)對應(yīng)一個音頻的采樣點；
將連續(xù)的串并轉(zhuǎn)移后的24bil音頻數(shù)據(jù)采樣值，送入FPGA內(nèi)部的FIR數(shù)字濾波器，提取所要的響度音頻數(shù)值；
將表示響度特征的音頻數(shù)據(jù)作多次累加，再取其平均值，即為響度特征值。
步驟B、將提取的響度特征值與設(shè)定好的壓縮門限值進(jìn)行比較，當(dāng)響度特征值大于門限值時，啟動音頻壓縮系統(tǒng)，并根據(jù)壓縮比率產(chǎn)生一個壓縮系數(shù)，響度特征值與壓縮系數(shù)相乘得到輸出音頻數(shù)據(jù)；當(dāng)響度特征值小于門限值時，關(guān)閉音頻壓縮系統(tǒng)，音頻采樣數(shù)據(jù)輸出，具體操作為:
在FPGA內(nèi)部做一個RAM將這段音頻采樣數(shù)據(jù)存儲，等待壓縮系數(shù)產(chǎn)生以后再將存儲區(qū)的音頻采樣數(shù)據(jù)提取出來，并與壓縮系數(shù)相乘。這樣就得出想要的音頻數(shù)據(jù)；同時為了使輸出的音頻數(shù)據(jù)聽起來感覺更好，在此增加了兩個效果處理的時間，即跟蹤時間和釋放時間，跟蹤時間就是在壓縮功能啟動后，在音頻采樣數(shù)據(jù)乘以壓縮系數(shù)并達(dá)到最后穩(wěn)定輸出的時間，而釋放時間正好與之相反是在壓縮過程中，當(dāng)響度特征值小于壓縮門限時，要關(guān)閉壓縮功能，從關(guān)閉到最后穩(wěn)定的時間就是釋放時間。這兩個時間是根據(jù)需要，用戶白行設(shè)定，目的就是在啟動壓縮和撤銷壓縮的時候保證信號不會突變，使最后輸出的效果更佳。
壓縮限幅的處理方式不同于通常采用的自動增益控制處理，主要區(qū)別是:自動增益控制處理是將源信號中的所有信號都進(jìn)行了縮小處理，這樣做雖然保證將幅度很大的信號電平減小，但是同時也將小信號進(jìn)行了縮小處理，從而使信號失去原有的完整性。
在進(jìn)行壓縮限幅處理的同時，也考慮到了信號提升后出現(xiàn)的問題:一是過分提升后，系統(tǒng)在應(yīng)對突變信號時變得脆弱，很容易導(dǎo)致信號溢出；二是提升后會不同程度地將極小信號的噪音電平也同時提升；三是信號在高、低電平的臨界線出現(xiàn)變化時，自動增益控制的固有特性會使聲音聽起來有不連貫或喘氣的感覺。本發(fā)明方法對以上各種問題采取了比較有效的控制措施，采用音頻電平擴(kuò)展(向下擴(kuò)展)的處理模式，對突變的信號進(jìn)行有效監(jiān)測，同時設(shè)定保護(hù)門檻電平，避免小信號提升后的溢出問題。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種響度控制方法，其特征在于，其包括以下步驟: 步驟A、對需要處理的音頻采樣數(shù)據(jù)提取響度特征值； 步驟B、將提取的響度特征值與設(shè)定好的壓縮門限值進(jìn)行比較，當(dāng)響度特征值大于門限值時，啟動音頻壓縮系統(tǒng)，并根據(jù)壓縮比率產(chǎn)生一個壓縮系數(shù)，響度特征值與壓縮系數(shù)相乘得到輸出音頻數(shù)據(jù)；當(dāng)響度特征值小于門限值時，關(guān)閉音頻壓縮系統(tǒng)，音頻采樣數(shù)據(jù)輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的響度控制方法，其特征在于，所述步驟A具體為: 將串行的需要處理的音頻數(shù)據(jù)和與之同步的時鐘信號接人FPGA芯片，完成信號的串并轉(zhuǎn)移； 將串行的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)變成并行的24hit的音頻數(shù)據(jù)，一個24hit音頻數(shù)據(jù)對應(yīng)一個音頻的采樣點； 將連續(xù)的串并轉(zhuǎn)移后的24bil音頻數(shù)據(jù)采樣值，送入FPGA內(nèi)部的FIR數(shù)字濾波器，提取所要的響度音頻數(shù)值； 將表示響度特征的音頻數(shù)據(jù)作多次累加，再取其平均值，即為響度特征值。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種響度控制方法，其包括以下步驟步驟A、對需要處理的音頻采樣數(shù)據(jù)提取響度特征值；步驟B、將提取的響度特征值與設(shè)定好的壓縮門限值進(jìn)行比較，當(dāng)響度特征值大于門限值時，啟動音頻壓縮系統(tǒng)，并根據(jù)壓縮比率產(chǎn)生一個壓縮系數(shù)，響度特征值與壓縮系數(shù)相乘得到輸出音頻數(shù)據(jù)；當(dāng)響度特征值小于門限值時，關(guān)閉音頻壓縮系統(tǒng)，音頻采樣數(shù)據(jù)輸出。本發(fā)明響度控制方法可有效地解決播出系統(tǒng)的音頻響度控制問題，進(jìn)一步提升播出質(zhì)量，更好地滿足電視觀眾的視聽需求。
文檔編號H03G3/20GK103138697SQ201110388319
公開日2013年6月5日 申請日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者戴杰, 李小波 申請人:揚州科光技術(shù)發(fā)展有限公司