CN103138697A - 一种响度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种响度控制方法，其包括以下步骤：步骤A、对需要处理的音频采样数据提取响度特征值；步骤B、将提取的响度特征值与设定好的压缩门限值进行比较，当响度特征值大于门限值时，启动音频压缩系统，并根据压缩比率产生一个压缩系数，响度特征值与压缩系数相乘得到输出音频数据；当响度特征值小于门限值时，关闭音频压缩系统，音频采样数据输出。本发明响度控制方法可有效地解决播出系统的音频响度控制问题，进一步提升播出质量，更好地满足电视观众的视听需求。

Description

一种响度控制方法

技术领域

本发明涉及一种响度控制方法。

背景技术

随着广播电视事业的发展和技术的进步，观众有越来越多的电视节目可供选择，节目内容可谓丰富多彩。当观众欣赏精彩电视节目时，常常被不同频道之间甚至同一频道不同节目之间声音响度的很大差异所困扰，所以在换台或播放广告时不得不经常调整电视机音量来达到舒适的视听效果。造成音量差异的因素多种多样，主要由于电视台的节目信号源来源不同，各个制作单位执行音频制作的标准也不统一，动态处理不当等各种原因，导致在节目播出时不同节目源的声音电平或响度差异很大。响度问题的出现已经严重影响到节目的播出效果及用户在家收看电视节目的声音效果。

响度是电信号转换为声波振动时度量声音能量的一个指标，是人耳听觉对声音强弱的主观感受，它和客观声强是两个完全不同的概念。在目前的播出系统中，导致不同电视台、不同频道之间，甚至是同一频道的不同节目、节目与广告之间存在声音响度不一致的原因主要是音频校对电平不统一、动态处理不当等原因。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种响度控制方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种响度控制方法，其包括以下步骤：

步骤A、对需要处理的音频采样数据提取响度特征值，具体操作为：

将串行的需要处理的音频数据和与之同步的时钟信号接人FPGA芯片，完成信号的串并转移；

将串行的数据流转变成并行的24hit的音频数据，一个24hit音频数据对应一个音频的采样点；

将连续的串并转移后的24bil音频数据采样值，送入FPGA内部的FIR数字滤波器，提取所要的响度音频数值；

将表示响度特征的音频数据作多次累加，再取其平均值，即为响度特征值。

步骤B、将提取的响度特征值与设定好的压缩门限值进行比较，当响度特征值大于门限值时，启动音频压缩系统，并根据压缩比率产生一个压缩系数，响度特征值与压缩系数相乘得到输出音频数据；当响度特征值小于门限值时，关闭音频压缩系统，音频采样数据输出，具体操作为：

在FPGA内部做一个RAM将这段音频采样数据存储，等待压缩系数产生以后再将存储区的音频采样数据提取出来，并与压缩系数相乘。这样就得出想要的音频数据；同时为了使输出的音频数据听起来感觉更好，在此增加了两个效果处理的时间，即跟踪时间和释放时间，跟踪时间就是在压缩功能启动后，在音频采样数据乘以压缩系数并达到最后稳定输出的时间，而释放时间正好与之相反是在压缩过程中，当响度特征值小于压缩门限时，要关闭压缩功能，从关闭到最后稳定的时间就是释放时间。这两个时间是根据需要，用户白行设定，目的就是在启动压缩和撤销压缩的时候保证信号不会突变，使最后输出的效果更佳。

压缩限幅的处理方式不同于通常采用的自动增益控制处理，主要区别是：自动增益控制处理是将源信号中的所有信号都进行了缩小处理，这样做虽然保证将幅度很大的信号电平减小，但是同时也将小信号进行了缩小处理，从而使信号失去原有的完整性。

在进行压缩限幅处理的同时，也考虑到了信号提升后出现的问题：一是过分提升后，系统在应对突变信号时变得脆弱，很容易导致信号溢出；二是提升后会不同程度地将极小信号的噪音电平也同时提升；三是信号在高、低电平的临界线出现变化时，自动增益控制的固有特性会使声音听起来有不连贯或喘气的感觉。本发明方法对以上各种问题采取了比较有效的控制措施，采用音频电平扩展(向下扩展)的处理模式，对突变的信号进行有效监测，同时设定保护门槛电平，避免小信号提升后的溢出问题。

本发明的有益效果是：本发明响度控制方法可有效地解决播出系统的音频响度控制问题，进一步提升播出质量，更好地满足电视观众的视听需求。

具体实施方式

一种响度控制方法，其包括以下步骤：

步骤A、对需要处理的音频采样数据提取响度特征值，具体操作为：

将串行的需要处理的音频数据和与之同步的时钟信号接人FPGA芯片，完成信号的串并转移；

将串行的数据流转变成并行的24hit的音频数据，一个24hit音频数据对应一个音频的采样点；

将连续的串并转移后的24bil音频数据采样值，送入FPGA内部的FIR数字滤波器，提取所要的响度音频数值；

将表示响度特征的音频数据作多次累加，再取其平均值，即为响度特征值。

步骤B、将提取的响度特征值与设定好的压缩门限值进行比较，当响度特征值大于门限值时，启动音频压缩系统，并根据压缩比率产生一个压缩系数，响度特征值与压缩系数相乘得到输出音频数据；当响度特征值小于门限值时，关闭音频压缩系统，音频采样数据输出，具体操作为：

在FPGA内部做一个RAM将这段音频采样数据存储，等待压缩系数产生以后再将存储区的音频采样数据提取出来，并与压缩系数相乘。这样就得出想要的音频数据；同时为了使输出的音频数据听起来感觉更好，在此增加了两个效果处理的时间，即跟踪时间和释放时间，跟踪时间就是在压缩功能启动后，在音频采样数据乘以压缩系数并达到最后稳定输出的时间，而释放时间正好与之相反是在压缩过程中，当响度特征值小于压缩门限时，要关闭压缩功能，从关闭到最后稳定的时间就是释放时间。这两个时间是根据需要，用户白行设定，目的就是在启动压缩和撤销压缩的时候保证信号不会突变，使最后输出的效果更佳。

压缩限幅的处理方式不同于通常采用的自动增益控制处理，主要区别是：自动增益控制处理是将源信号中的所有信号都进行了缩小处理，这样做虽然保证将幅度很大的信号电平减小，但是同时也将小信号进行了缩小处理，从而使信号失去原有的完整性。

在进行压缩限幅处理的同时，也考虑到了信号提升后出现的问题：一是过分提升后，系统在应对突变信号时变得脆弱，很容易导致信号溢出；二是提升后会不同程度地将极小信号的噪音电平也同时提升；三是信号在高、低电平的临界线出现变化时，自动增益控制的固有特性会使声音听起来有不连贯或喘气的感觉。本发明方法对以上各种问题采取了比较有效的控制措施，采用音频电平扩展(向下扩展)的处理模式，对突变的信号进行有效监测，同时设定保护门槛电平，避免小信号提升后的溢出问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种响度控制方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤A、对需要处理的音频采样数据提取响度特征值；

步骤B、将提取的响度特征值与设定好的压缩门限值进行比较，当响度特征值大于门限值时，启动音频压缩系统，并根据压缩比率产生一个压缩系数，响度特征值与压缩系数相乘得到输出音频数据；当响度特征值小于门限值时，关闭音频压缩系统，音频采样数据输出。

2.根据权利要求1所述的响度控制方法，其特征在于，所述步骤A具体为：

将串行的需要处理的音频数据和与之同步的时钟信号接人FPGA芯片，完成信号的串并转移；

将串行的数据流转变成并行的24hit的音频数据，一个24hit音频数据对应一个音频的采样点；

将连续的串并转移后的24bil音频数据采样值，送入FPGA内部的FIR数字滤波器，提取所要的响度音频数值；

将表示响度特征的音频数据作多次累加，再取其平均值，即为响度特征值。