CN103544960B - 基于人耳感知的drm+系统的动态数据发送方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于人耳感知的DRM+系统动态数据发送方法。DRM+作为一种FM广播数字化方案，利用现有模拟FM广播的频率空隙进行数字广播。本发明以ITU-R？BS.1387-1心理声学模型为依托，对不同数字信号的频谱位置下的模拟音频接收质量进行分析，在原始信号NMR评价等级的指导下，动态调整分帧音频的数字信号频谱带宽，进而指导数字信号传输的子载波数，形成DRM+系统动态数据发送的方案。本发明目的是在保证不同时间段音频信号质量一致的前提下充分利用空闲频谱，提高DRM+系统中数字信号的传输能力。

Description

基于人耳感知的DRM+系统的动态数据发送方法
技术领域
本发明涉及广播数字化领域。具体地说，涉及用于调频广播数字化平滑过渡方案—DRM+系统中的一种动态调整数字信号频谱带宽的方法。
背景技术
DRM+是一种FM广播数字化技术，它可以利用现有模拟FM广播的频率空隙进行数字广播，与我国现有的模拟FM广播兼容，能够实现调频广播由模拟到数字的平滑过渡。DRM+采用COFDM多载波传输技术，数据业务可以包括通过DRM、DAB传输的所有数据业务（音频、视频或数据），数据率最多可达186kbps。图1为DRM+的频谱结构，数字信号射频带宽小于100kHz，DRM+信号中心频率与FM信号中心频率间隔不小于150kHz。DRM+系统中，发送端通过合成器完成模拟和数字信号合成，图2为FM与DRM+同播的发送系统模型。
然而由于FM模拟信号的频谱带宽随着节目信号而变化，带宽变化范围大。在很大时间概率下，模拟调频信号带宽远小于FM广播国家标准所分配的频率宽度（我国为200kHz）。在此情况下，模拟信号占用的频谱带宽实时变化，而数字信号频谱位置和频谱宽度固定，导致频谱利用不充分，且人耳听到的不同时间段内的音频质量变化很大。
本专利使用PEAQ算法来评估音频质量，如图3所示。PEAQ算法包含心理声学模型、感知模型和神经网络，最后输出一个反映音频质量的客观差异等级（ODG）。PEAQ算法模拟了人耳对声音产生响应到最终感知的全过程，它是目前针对音频质量客观评价算法中与主观评价结果相关度最高的算法。
发明内容
为了在FM收听音质不变的前提下提高DRM+的数字传输速率，本发明在发射系统中增加了DRM+数字信号与FM调频信号自适应调整模块，通过实时计算FM信号的接收质量，动态调整数字信号频谱带宽，从而增加DMR+数字信号的传输能力，提高频谱利用率，并使不同时段的FM调频节目具有相同等级的收听质量。
本发明的创新点为结合人耳感知知识，利用PEAQ算法来评价音频的客观质量等级，以音频的原始客观质量等级作为依据，逐帧调整DRM+数字信号频谱。
本发明拟确定的基于人耳感知的DRM+系统动态数据发送方法是这样实现的：
步骤一，按照DRM+标准规定的频谱格式，生成数模同播混合信号，其中FM模拟信号频谱位于-100～100kHz，DRM+数字信号频谱位于100～200kHz；
步骤二，将数模混合信号通过DRM+测试系统，经过测试系统前的信号作为参考信号Refall，经过测试系统之后叠加了信道噪声的信号作为测试信号Testall，PEAQ模型利用Refall和Testall计算解调得到的FM信号的NMR和ODG，记为NMRall和ODGref；
步骤三，将Refall和Testall分为I帧数据，记为Refi和Testi，每帧音频频域数据N个采样点，截取方法为：第i帧数据的起始采样点为(4096*N-2048)*i，终止采样点为(4096*N)*（i+1）-2048*i，其中N为正整数，i为帧数计数值；并利用Refi和Testi计算第i帧NMR，记为NMRi；
步骤四，定义第i帧的数字信号频谱起始位置为p，单位为kHz；如果NMRi<NMRall，则p值减小1；如果NMRi>NMRall，则将p值增加1；直到找到NMRi<NMRall时的最小p值，记为Fstarti；
步骤五，所有的分帧按照Fstarti记录的数字信号频谱位置，生成新的数模混合信号，并计算其通过测试系统后的ODG，记为ODGout；
步骤六，如果ODGout>ODGref,把Fstarti记录的所有位置整体增加1，直到|ODGout-ODGref|<=0.02；
步骤七，取Fstarti的平均值，与DRM+原始方案中数字信号频谱起始位置100kHz比较，得到节省的带宽。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是DRM+的频谱图；
图2是FM与DRM+同播的发送系统模型图；
图3是PEAQ算法框图；
图4是基于人耳感知的DRM+系统动态数据发送方法图；
图5是NMR计算流程图。
具体实施方式
下面对结合附图对本发明的较佳实施例作详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清楚明确的界定。
本发明具体包括以下步骤：
步骤一，按照DRM+标准规定的频谱格式，生成数模同播混合信号，其中FM模拟信号频谱位于-100～100kHz，DRM+数字信号频谱位于100～200kHz；
步骤二，将数模混合信号通过DRM+测试系统，经过测试系统前的信号作为参考信号Refall，经过测试系统之后叠加了信道噪声的信号作为测试信号Testall，PEAQ模型利用Refall和Testall计算解调得到的FM信号的NMR和ODG，记为NMRall和ODGref；
步骤三，将Refall和Testall分为I帧数据，记为Refi和Testi，每帧音频频域数据N个采样点，截取方法为：第i帧数据的起始采样点为(4096*N-2048)*i，终止采样点为(4096*N)*（i+1）-2048*i，其中N为正整数，i为帧数计数值；利用Refi和Testi计算第i帧NMR，记为NMRi；
步骤四，定义第i帧的数字信号频谱起始位置为p，单位为kHz；如果NMRi<NMRall，则p值减小1；如果NMRi>NMRall，则将p值增加1，直到找到NMRi<NMRall时的最小p值，记为Fstarti；
步骤五，所有的分帧按照Fstarti记录的数字信号频谱位置，生成新的数模混合信号，并计算其通过测试系统后的ODG，记为ODGout；
步骤六，如果ODGout>ODGref,把Fstarti记录的所有位置整体增加1，直到|ODGout-ODGref|<=0.02；
步骤七，取Fstarti的平均值，与DRM+原始方案中数字信号频谱起始位置100kHz比较，得到节省的带宽。
其中NMR的计算方法流程见附图5，具体步骤为：
步骤一，输入参考信号xr(n)信号xt(n)；
步骤二，对两路时域信号进行汉宁窗加窗滤波，得到xwr(n)和xwt(n)；
步骤三，xwr(n)和xwt(n)经过FFT变换为Xr(k)和Xt(k)；
步骤四，外耳中耳模型对X_r[n]和X_t[k]进行频率加权，得到Xwr(k)和Xwt(k)；加权公式为： Xw ( k ) = - 2.184 ( k / 1000 ) - 0.8 + 6.5 e - 0.6 ( k / 1000 - 3.3 ) 2 - 0.001 ( k / 1000 ) 3.6 , k是谱线计数值；
步骤五，计算信号差异Xw_d(k)＝Xw_t(k)-Xw_r(k)，k是谱线计数值;
步骤六，Xwd(k)和Xwr(k)变到Bark域得到Xd(z)和Xr(z)；频域与Bark域的转换关系为：z＝B(k)＝7asinh(k/650)，z为bark域值，k为谱线计数值；
步骤七，Xd(z)和Xr(z)平均分为109个子带，然后变回到频域，对应得到109个频域子带；反变换关系式为：k＝B-1(z)＝650sinh(z/7)，z为bark域值，k为谱线计数值；
步骤八，分别将Xr(k)和Xt(k)各个频域子带内所包含的谱线能量相加，得到各子带的掩蔽阈值EhS[m]和样本噪声EbN[m]；
步骤九，计算NMR，公式为： NMR = 10 log 10 ( 1 n 1 109 &Sigma; p = 0 n &Sigma; m = 1 109 EbN [ p , m ] g [ p , m ] Ehs [ p , m ] ) , 其中p是分帧计数值，n是分帧总数，m为子带计数值，g[m]是掩蔽阈值的加权， g [ m ] = 10 - 3 / 10 , m &le; 48 10 m / 16 , m > 48 .
以上所述，仅为本发明的具体实施方式之一，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (2)

1.基于人耳感知DRM+系统动态数据发送方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，按照DRM+标准规定的频谱格式，生成数模同播混合信号，其中FM模拟信号频谱位于-100～100kHz，DRM+数字信号频谱位于100～200kHz；
步骤二，将数模混合信号通过DRM+测试系统，经过测试系统前的信号作为参考信号Refall，经过测试系统之后叠加了信道噪声的信号作为测试信号Testall，PEAQ模型利用Refall和Testall计算解调得到的FM信号的NMR和ODG，记为NMRall和ODGref；
步骤三，将Refall和Testall分为I帧音频，记为Refi和Testi，每帧音频频域数据为N个采样点，并利用Refi和Testi计算第i帧NMR，记为NMRi；
步骤四，定义第i帧的数字信号频谱起始位置为p，初始值为100，单位为kHz；如果NMRi<NMRall，则将p值减小1，生成新的数字信号，与模拟FM信号耦合后，在解调端得到当前第i帧的模拟音频信号，计算出此时的NMRi，并再次与NMRall的大小进行判别，直到NMRi>NMRall，记录NMRi<NMRall时的最小p值；如果NMRi>NMRall，则将p值增加1，直到NMRi<NMRall，记录NMRi<NMRall时的最小p值，记为Fstarti；
步骤五，所有的分帧按照Fstarti记录的数字信号频谱位置，生成新的数模混合信号，并计算其通过测试系统后的ODG，记为ODGout；
步骤六，如果ODGout>ODGref,把Fstarti记录的所有位置外移1kHz，直到|ODGout-ODGref|<＝0.02；
步骤七，取Fstarti的平均值，与DRM+原始方案中数字信号频谱起始位置100kHz比较，得到节省的带宽。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤三中信号的截取方法为：第i帧数据的起始采样点为(4096*N-2048)*i，终止采样点为(4096*N)*(i+1)-2048*i，其中N为正整数，i为帧数计数值。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104980240B (zh) * 2015-06-11 2018-06-01 苏州威士达信息科技有限公司 基于peaq算法的评估调频同步广播技术参数的方法
CN105656580B (zh) * 2015-12-31 2018-10-30 南阳理工学院 基于drm+的数字功率动态接入方法
CN105703861A (zh) * 2015-12-31 2016-06-22 南阳理工学院 基于drm+系统的数字频谱平均接入发送方法
CN110163238B (zh) * 2018-12-13 2023-04-07 腾讯科技（深圳）有限公司 一种信息预测的方法、模型训练的方法以及服务器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101277287A (zh) * 2007-03-29 2008-10-01 深圳赛意法微电子有限公司 具有模拟和数字分离滤波器的drm接收机和解调方法
CN102970087A (zh) * 2012-11-28 2013-03-13 苏州威士达信息科技有限公司 基于人耳感知的iboc系统的数字频谱检测方法
CN103023849A (zh) * 2012-11-28 2013-04-03 苏州威士达信息科技有限公司 基于心理声学模型的iboc系统的数据发送方法
CN103220251A (zh) * 2013-03-18 2013-07-24 桂林市思奇通信设备有限公司 改进的带内同频数模音频广播信号产生方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101327959B1 (ko) * 2011-12-27 2013-11-12 전자부품연구원 방송 신호 검출 장치 및 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101277287A (zh) * 2007-03-29 2008-10-01 深圳赛意法微电子有限公司 具有模拟和数字分离滤波器的drm接收机和解调方法
CN102970087A (zh) * 2012-11-28 2013-03-13 苏州威士达信息科技有限公司 基于人耳感知的iboc系统的数字频谱检测方法
CN103023849A (zh) * 2012-11-28 2013-04-03 苏州威士达信息科技有限公司 基于心理声学模型的iboc系统的数据发送方法
CN103220251A (zh) * 2013-03-18 2013-07-24 桂林市思奇通信设备有限公司 改进的带内同频数模音频广播信号产生方法

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