CN114094964A - 一种动态范围控制方法及装置、电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种动态范围控制方法及装置、电子设备，包括：对输入信号进行实时幅值检测获取幅值数据；确定所述幅值数据中的待调整幅值；对所述待调整幅值进行增益处理得到当前调整增益；在获取下一个调整增益前，采用所述当前调整增益对所述输入信号进行调整输出。由上述内容可知，本发明提供的技术方案，只需要对幅值数据中的部分待调整幅值进行增益处理即可，且在获取下一个调整增益前，采用当前调整增益对输入信号进行调整输出，进而无需对幅值数据中所有幅值进行增益处理，降低了动态范围控制过程中的运算量。

Description

一种动态范围控制方法及装置、电子设备

技术领域

本发明涉及动态范围控制技术领域，更为具体地说，涉及一种动态范围控制方法及装置、电子设备。

背景技术

在很多数字信号处理的系统中，如数字音频功放的调音和保护系统中，需要对不同幅度的输入信号做不同增益的分层处理，保证大信号不会超过一定的阈值，进而避免损伤扬声器；中小信号能量得到提升，提高声音的听感响度；噪声被有效的压制，提高声音的信噪比。现有技术对输入信号的每个数据点都需要运算，导致整个动态范围控制(DynamicRange Control，DRC)的运算量较大。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种动态范围控制方法及装置、电子设备，有效改善了现有技术存在的技术问题，降低了动态范围控制过程中的运算量。

为实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下：

一种动态范围控制方法，包括：

对输入信号进行实时幅值检测获取幅值数据；

确定所述幅值数据中的待调整幅值；

对所述待调整幅值进行增益处理得到当前调整增益；

在获取下一个调整增益前，采用所述当前调整增益对所述输入信号进行调整输出。

可选的，确定所述幅值数据中的待调整幅值，包括：

在从所述幅值数据中依次获取的多个幅值中，每隔预设数量的幅值后的下一幅值确定为待调整幅值。

可选的，确定所述幅值数据中的待调整幅值，包括：

提取所述幅值数据中依次获取的预设数量的幅值为幅值组，确定所幅值组中绝对值最大的幅值为待调整幅值。

可选的，对输入信号进行实时幅值检测获取幅值数据，包括：

采用峰值检测方法或均方根值检测方法，对输入信号进行实时幅值检测获取幅值数据。

可选的，对所述待调整幅值进行增益处理得到当前调整增益，包括：

根据所述待调整幅值计算所述当前调整增益，且基于所述当前调整增益设定压缩时间或释放时间。

相应的，本发明还提供了一种动态范围控制装置，包括：

幅值检测单元，所述幅值检测单元用于对输入信号进行实时幅值检测获取幅值数据；

确定单元，所述确定单元用于确定所述幅值数据中的待调整幅值；

增益获取单元，所述增益获取单元用于对所述待调整幅值进行增益处理得到当前调整增益；

以及，处理单元，所述处理单元用于在获取下一个调整增益前，采用所述当前调整增益对所述输入信号进行调整输出。

可选的，所述确定单元包括：

计数模块，所述计数模块用于对所述幅值数据中依次获取的多个幅值进行计数；

以及，第一抽取模块，所述第一抽取模块用于抽取每隔预设数量的幅值后的下一幅值确定为待调整幅值。

可选的，所述确定单元包括：

获取模块，所述获取模块用于提取所述幅值数据中依次获取的预设数量的幅值为幅值组；

以及，第二抽取模块，所述第二抽取模块用于抽取所述幅值组中绝对值最大的幅值为待调整幅值。

可选的，所述增益获取单元包括：

增益生成模块，所述增益生成模块用于根据所述待调整幅值计算所述当前调整增益；

以及，增益平滑模块，所述增益平滑模块基于所述当前调整增益设定压缩时间或释放时间。

相应的，本发明还提供了一种电子设备，所述电子设备包括上述的动态范围控制装置。

相较于现有技术，本发明提供的技术方案至少具有以下优点：

本发明提供了一种动态范围控制方法及装置、电子设备，包括：对输入信号进行实时幅值检测获取幅值数据；确定所述幅值数据中的待调整幅值；对所述待调整幅值进行增益处理得到当前调整增益；在获取下一个调整增益前，采用所述当前调整增益对所述输入信号进行调整输出。由上述内容可知，本发明提供的技术方案，只需要对幅值数据中的部分待调整幅值进行增益处理即可，且在获取下一个调整增益前，采用当前调整增益对输入信号进行调整输出，进而无需对幅值数据中所有幅值进行增益处理，降低了动态范围控制过程中的运算量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种动态范围控制方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的另一种动态范围控制方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的又一种动态范围控制方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的一种动态范围控制装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种动态范围控制装置的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的又一种动态范围控制装置的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

正如背景技术所述，在很多数字信号处理的系统中，如数字音频功放的调音和保护系统中，需要对不同幅度的输入信号做不同增益的分层处理，保证大信号不会超过一定的阈值，进而避免损伤扬声器；中小信号能量得到提升，提高声音的听感响度；噪声被有效的压制，提高声音的信噪比。现有技术对输入信号的每个数据点都需要运算，导致整个动态范围控制的运算量较大。

基于此，本发明实施例提供了一种动态范围控制方法及装置、电子设备，有效改善了现有技术存在的技术问题，降低了动态范围控制过程中的运算量。

为实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下，具体结合图1至图7对本发明实施例提供的技术方案进行详细的描述。

参考图1所示，为本发明实施例提供的一种动态范围控制方法的流程图，其中，动态范围控制方法包括：

S1、对输入信号进行实时幅值检测，获取幅值数据。

S2、确定所述幅值数据中的待调整幅值。

S3、对所述待调整幅值进行增益处理得到当前调整增益。

S4、在获取下一个调整增益前，采用所述当前调整增益对所述输入信号进行调整输出。如本发明实施例可以控制输入信号与当前调整增益相乘后输出，对此本发明不做具体限制。

可以理解的，本发明提供的技术方案，只需要对幅值数据中的部分待调整幅值进行增益处理即可，且在获取下一个调整增益前，采用所述当前调整增益对所述输入信号进行调整输出，进而无需对幅值数据中所有幅值进行增益处理，降低了动态范围控制过程中的运算量。

在本发明一实施例中，在动态范围控制过程中首选需要对输入信号进行幅值检测。本发明实施例提供的对输入信号进行实时幅值检测获取幅值数据，包括：

采用峰值检测(PeakDet)方法或均方根值检测(RmsDet)方法，对输入信号进行实时幅值检测获取幅值数据，对此本发明不做具体限制，还可以采用其他方法对输入信号进行幅值检测。

在本发明一实施例中，本发明在幅值数据中确定待调整幅值，进而减少进行增益处理的幅值的数量，降低动态范围控制的运算量。其中，本发明实施例采用每隔一定数量的幅值后抽取下一幅值为待调整幅值的方式来确定该参数。即确定所述幅值数据中的待调整幅值，包括：

在从所述幅值数据中依次获取的多个幅值中，每隔预设数量的幅值后的下一幅值确定为待调整幅值。

具体参考图2所示，为本发明实施例提供的另一种动态范围控制方法的流程图，其中，动态范围控制方法包括：

S1、对输入信号进行实时幅值检测获取幅值数据。

S2、在从所述幅值数据中依次获取的多个幅值中，每隔预设数量的幅值后的下一幅值确定为待调整幅值。

S3、对所述待调整幅值进行增益处理得到当前调整增益。

S4、在获取下一个调整增益前，采用所述当前调整增益对所述输入信号进行调整输出。

可以理解的，在动态范围控制过程中接收输入信号后，对输入信号进行实时的幅值检测得到幅值数据，当获取了一定数量的幅值后，确定获取的下一个幅值即为待调整幅值；对该待调整幅值进行增益处理得到当前调整增益，且采用当前调整增益对输入信号进行调整输出。此后依旧实时对输入信号进行幅值检测，当获取了自上一个待调整幅值之后一定数量幅值后，再次确定获取的下一个幅值为待调整幅值；对再次获取的待调整幅值进行增益处理而得到新的当前调整增益，且采用当前调整增益对输入信号进行调整输出。重复上述步骤，直至对输入信号处理完毕。

在本发明一实施例中，本发明在幅值数据中确定待调整幅值，进而减少进行增益处理的幅值的数量，降低动态范围控制的运算量。其中，本发明实施例还可以采用在获取的连续的一定数量的幅值中抽取绝对值最大的幅值为待调整幅值的方式来确定该参数。即确定所述幅值数据中的待调整幅值，包括：

提取所述幅值数据中依次获取的预设数量的幅值为幅值组，确定所述幅值组中绝对值最大的幅值为待调整幅值。

具体参考图3所示，为本发明实施例提供的又一种动态范围控制方法的流程图，其中，动态范围控制方法包括：

S1、对输入信号进行实时幅值检测获取幅值数据。

S2、提取所述幅值数据中依次获取的预设数量的幅值为幅值组，确定所述幅值组中绝对值最大的幅值为待调整幅值。

S3、对所述待调整幅值进行增益处理得到当前调整增益。

S4、在获取下一个调整增益前，采用所述当前调整增益对所述输入信号进行调整输出。

可以理解的，在动态范围控制过程中接收输入信号后，对输入信号进行实时的幅值检测得到幅值数据，当获取了连续的一定数量的幅值为幅值组，在该幅值组中确定绝对值最大的幅值为待调整幅值；对该待调整幅值进行增益处理得到当前调整增益，且采用当前调整增益对输入信号进行调整输出。此后依旧实时对输入信号进行幅值检测，当自上一幅值组后再次获取连续的一定数量的幅值后，确定该新获取的一定数量的幅值为新的幅值组，再次在该新的幅值组中确定绝对值最大的幅值为新的待调整幅值；对获取新的待调整幅值进行增益处理而得到新的当前调整增益，且采用当前调整增益对输入信号进行调整输出。重复上述步骤，直至对输入信号处理完毕。

在本发明一实施例中，本发明提供的对所述待调整幅值进行增益处理得到当前调整增益，包括：

根据所述待调整幅值计算所述当前调整增益，且基于所述当前调整增益设定压缩时间或释放时间。

需要说明的是，本发明实施例根据待调整幅值计算当前调整增益，具体为根据待调整幅值的大小而选择噪声闸(Noise Gate)、扩展器(Expander)、压缩器(Compressor)和限制器(limiter)中之一进行相应增益计算得到当前调整增益。

可以理解的，本发明实施例提供的动态范围控制过程中，在根据待调整幅值计算得到当前调整增益后，当前调整增益无法直接作用于输入信号，避免获得的连续的两个调整增益之间可能存在较大突变的情况，进而避免动态范围控制方法输出的信号有突变；故而需要基于所述当前调整增益设定压缩时间或释放时间，经过平滑处理后作用于输入信号。本发明实施例提供的压缩时间和释放时间的时间长度远大于输入信号的幅值采样点的时间间隔。

参考图4所示，为本发明还提供的一种动态范围控制装置的结构示意图，其中，动态范围控制装置包括：

幅值检测单元100，所述幅值检测单元100用于对输入信号Vin进行实时幅值检测获取幅值数据；

确定单元200，所述确定单元200用于确定所述幅值数据中的待调整幅值；

增益获取单元300，所述增益获取单元300用于对所述待调整幅值进行增益处理得到当前调整增益Gain；

以及，处理单元400，所述处理单元400用于在获取下一个调整增益前，采用所述当前调整增益Gain对所述输入信号Vin进行调整输出。

可以理解的，本发明提供的技术方案，只需要对幅值数据中的部分待调整幅值进行增益处理即可，且在获取下一个调整增益前，采用当前调整增益对输入信号进行调整输出，进而无需对幅值数据中所有幅值进行增益处理，降低了动态范围控制过程中的运算量。

在本发明一实施例中，本发明在幅值数据中确定待调整幅值，进而减少进行增益处理的幅值的数量，降低动态范围控制的运算量。其中，本发明实施例还可以采用在获取的连续的一定数量的幅值中抽取绝对值最大的幅值为待调整幅值的方式确定该参数。参考图5所示，为本发明实施例提供的另一种动态范围控制装置的结构示意图，其中本发明实施例提供的所述确定单元200包括：

计数模块210，所述计数模块210用于对从所述幅值数据中依次获取的多个幅值进行计数。

以及，第一抽取模块220，所述第一抽取模块220用于抽取每隔预设数量的幅值后的下一幅值确定为待调整幅值；其中第一抽取模块获取计数模块的统计数据，在获取的统计数据中获得了统计预设数量的幅值信息后，第一抽取模块对幅值的抽取。

可以理解的，在动态范围控制过程中接收输入信号后，幅值检测单元对输入信号进行实时的幅值检测得到幅值数据，计数模块对从幅值数据中依次获取的多个幅值进行计数，第一抽取模块获取计数模块的统计数据，其中当获得计数模块依次统计了一定数量的幅值后，第一抽取模块确定下一个幅值即为待调整幅值；增益获取单元对该待调整幅值进行增益处理得到当前调整增益，且处理单元采用当前调整增益对输入信号进行调整输出。此后依旧实时对输入信号进行幅值检测，当获取了自上一个待调整幅值之后一定数量幅值后，再次确定获取的下一个幅值为待调整幅值；对再次获取的待调整幅值进行增益处理而得到新的当前调整增益，且采用当前调整增益对输入信号进行调整输出。重复上述步骤，直至对输入信号处理完毕。

在本发明一实施例中，本发明在幅值数据中确定待调整幅值，进而减少进行增益处理的幅值的数量，降低动态范围控制的运算量。其中，本发明实施例还可以采用在获取的连续的一定数量的幅值中抽取绝对值最大的幅值为待调整幅值的方式确定该参数。参考图6所示，为本发明实施例提供的又一种动态范围控制装置的结构示意图，其中本发明实施例提供的所述确定单元200包括：

获取模块230，所述获取模块230用于提取所述幅值数据中依次获取的预设数量的幅值为幅值组。

以及，第二抽取模块240，所述第二抽取模块240用于抽取所述幅值组中绝对值最大的幅值为待调整幅值。

可以理解的，在动态范围控制过程中接收输入信号后，对输入信号进行实时的幅值检测得到幅值数据，当获取了连续的一定数量的幅值为幅值组，在该幅值组中确定绝对值最大的幅值为待调整幅值；对该待调整幅值进行增益处理得到当前调整增益，且采用当前调整增益对输入信号进行调整输出。此后依旧实时对输入信号进行幅值检测，当自上一幅值组后再次获取连续的一定数量的幅值后，确定该新获取的一定数量的幅值为新的幅值组，再次在该新的幅值组中确定绝对值最大的幅值为新的待调整幅值；对获取新的待调整幅值进行增益处理而得到新的当前调整增益，且采用当前调整增益对输入信号进行调整输出。重复上述步骤，直至对输入信号处理完毕。

参考图4所示，本发明实施例提供的所述增益获取单元300包括：

增益生成模块310，所述增益生成模块310用于根据所述待调整幅值计算所述当前调整增益。

以及，增益平滑模块320，所述增益平滑模块320基于所述当前调整增益设定压缩时间或释放时间。

需要说明的是，增益生成模块包括有噪声闸(Noise Gate)、扩展器(Expander)、压缩器(Compressor)和限制器(limiter)，其中本发明实施例提供的增益生成模块根据待调整幅值计算当前调整增益，具体为根据待调整幅值的大小而选择噪声闸(Noise Gate)、扩展器(Expander)、压缩器(Compressor)和限制器(limiter)中之一进行相应增益计算得到当前调整增益。

可以理解的，本发明实施例提供的动态范围控制过程中，在根据待调整幅值计算得到当前调整增益后，当前调整增益无法直接作用于输入信号，避免获得的连续的两个调整增益之间可能存在较大突变的情况，进而避免动态范围控制方法输出的信号有突变；故而需要基于所述当前调整增益设定压缩时间或释放时间，经过平滑处理后作用于输入信号。本发明实施例提供的压缩时间和释放时间的时间长度远大于输入信号的幅值采样点的时间间隔。

相应的，本发明还提供了一种电子设备，所述电子设备包括上述任意一实施例提供的动态范围控制装置。

参考图7所示，为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图，其中，本发明实施例提供的电子设备可以为智能手机、音响等终端产品。电子设备包括上述任意一实施例提供的动态范围控制装置10；

以及与动态范围控制装置10相连的扬声器20。

需要说明的是，本发明实施例提供的电子设备还可以为其他类型设备，对此本发明不做具体限制。

本发明提供了一种动态范围控制方法及装置、电子设备，包括：对输入信号进行实时幅值检测获取幅值数据；确定所述幅值数据中的待调整幅值；对所述待调整幅值进行增益处理得到当前调整增益；在获取下一个调整增益前，采用当前调整增益对输入信号进行调整输出。由上述内容可知，本发明提供的技术方案，只需要对幅值数据中的部分待调整幅值进行增益处理即可，且在获取下一个调整增益前，采用当前调整增益对输入信号进行调整输出，进而无需对幅值数据中所有幅值进行增益处理，降低了动态范围控制过程中的运算量。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种动态范围控制方法，其特征在于，包括：

对输入信号进行实时幅值检测获取幅值数据；

确定所述幅值数据中的待调整幅值；

对所述待调整幅值进行增益处理得到当前调整增益；

在获取下一个调整增益前，采用所述当前调整增益对所述输入信号进行调整输出。

2.根据权利要求1所述的动态范围控制方法，其特征在于，确定所述幅值数据中的待调整幅值，包括：

在从所述幅值数据中依次获取的多个幅值中，每隔预设数量的幅值后的下一幅值确定为待调整幅值。

3.根据权利要求1所述的动态范围控制方法，其特征在于，确定所述幅值数据中的待调整幅值，包括：

提取所述幅值数据中依次获取的预设数量的幅值为幅值组，确定所述幅值组中绝对值最大的幅值为待调整幅值。

4.根据权利要求1所述的动态范围控制方法，其特征在于，对输入信号进行实时幅值检测获取幅值数据，包括：

采用峰值检测方法或均方根值检测方法，对输入信号进行实时幅值检测获取幅值数据。

5.根据权利要求1所述的动态范围控制方法，其特征在于，对所述待调整幅值进行增益处理得到当前调整增益，包括：

根据所述待调整幅值计算所述当前调整增益，且基于所述当前调整增益设定压缩时间或释放时间。

6.一种动态范围控制装置，其特征在于，包括：

幅值检测单元，所述幅值检测单元用于对输入信号进行实时幅值检测获取幅值数据；

确定单元，所述确定单元用于确定所述幅值数据中的待调整幅值；

增益获取单元，所述增益获取单元用于对所述待调整幅值进行增益处理得到当前调整增益；

以及，处理单元，所述处理单元用于在获取下一个调整增益前，采用所述当前调整增益对所述输入信号进行调整输出。

7.根据权利要求1所述的动态范围控制装置，其特征在于，所述确定单元包括：

计数模块，所述计数模块用于对所述幅值数据中依次获取的多个幅值进行计数；

以及，第一抽取模块，所述第一抽取模块用于抽取每隔预设数量的幅值后的下一幅值确定为待调整幅值。

8.根据权利要求1所述的动态范围控制装置，其特征在于，所述确定单元包括：

获取模块，所述获取模块用于提取所述幅值数据中依次获取的预设数量的幅值为幅值组；

以及，第二抽取模块，所述第二抽取模块用于抽取所述幅值组中绝对值最大的幅值为待调整幅值。

9.根据权利要求1所述的动态范围控制装置，其特征在于，所述增益获取单元包括：

增益生成模块，所述增益生成模块用于根据所述待调整幅值计算所述当前调整增益；

以及，增益平滑模块，所述增益平滑模块基于所述当前调整增益设定压缩时间或释放时间。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求5-9任意一项所述的动态范围控制装置。

Images