[发明专利]一种压缩域的传输数据流音频自动增益控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及音频增益控制方法，特别是涉及一种TS(传输数据)流压缩音频的自动增益控制方法。

背景技术

现有的音频增益方法都是在原始的未压缩的音频信号上进行增益控制，但是随着数字广播系统的逐步推广，未来的广播系统将逐渐被数字广播系统所取代，而数字广播系统中的音频信号都是经过MPEG压缩的，所以现有的音频增益方法不能直接对压缩后的音频进行增益控制，而需要首先把压缩音频数据解压到原始的未压缩数据，然后利用传统的音频增益方法进行增益控制调节，接着把增益控制后的音频数据进行MPEG压缩，最终完成数字广播系统中的压缩域音频的自动增益控制。从处理流程上来看，传统的方法在处理压缩域的TS流音频自动增益控制过程非常繁琐，并且还会由于数据的解压和压缩这些过程给音频数据带来损耗，降低音频的原有音质。

发明内容

本发明就是针对以上的问题，提出一种TS流压缩音频的自动增益控制方法，该方法直接应用到数字广播系统的发射端，调节各个节目之间的音频增益，提高广播质量。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种压缩域的传输数据流音频自动增益控制方法：采用FPGA(可编程逻辑器件)和DSP(数字处理芯片)协同完成TS流中的音频数据的增益调节，控制方法包括如下步骤：

(1)FPGA芯片之一提取TS流数据中的音频压缩数据，并存入存储器之一；

(2)DSP处理器从存储器之一中取出音频压缩数据，并在音频压缩数据中提取编码参数；

(3)DSP处理器根据提取的编码参数信息，提取相应的比例因子和量化音频数据；

(4)DSP处理器根据音频解压原理，把量化音频数据进行反量化，然后根据比例因子再进行反缩放处理，得到相应的子带频谱信号；

(5)DSP处理器利用子带的频谱信号，计算当前信号的频谱能量，并与目标频谱能量进行比较，采用预测方法实现增益量的计算；

(6)DSP处理器把计算出来的增益量，通过log函数转换成修改量，直接修改压缩数据流中的缩放因子系数，最后把修改后的压缩数据存入存储器之二中；

(7)FPGA芯片之二取出DSP处理器存储到存储器之二的数据，把数据进行TS组包，并嵌回原始的TS流中。

为进一步实现本发明目的，所述增益量的调节是修改音频压缩数据流中的scalefactor缩放因子系数，当增益大于1的时候，减小sealefactor缩放因子，当增益小于1的时候，增加scalefactor缩放因子，所增加或减小scalefactor缩放因子的值为修改量。

所述的修改量是所计算出来的增益量的log函数值。

所述的增益量计算主要选用频谱能量，频谱能量主要是：压缩音频信号进行反量化和反缩放，得到子带频谱信号，利用每个子带的频谱信号，计算各子带的频谱能量，并把各子带频谱能量进行叠加，计算信号在频谱域的总能量。

所述增益量的获取是采用能量预测方法，给出目标信号能量pref，解压音频数据计算当前信号能量px，利用gain＝gain*(1+mu*px*(pref-py))预测公式计算增益因子gain，其中mu增益调节因子，pref理想增益值，px当前信号功率，py是目标功率，gain是增益值。

相对于现有技术本发明具有如下优点和有益效果：

(1)此技术发明直接在压缩域内对音频的增益进行调节，不需要解压和压缩过程，解决了传统音频增益方法在解决压缩音频信号的增益控制的难题，并且保持了音频的原有音质。

(2)此技术发明的解决方案完全在音频的压缩域内进行，避免了解压和压缩过程，从最终的系统结构框架上来看，整体实现流程简单，系统复杂度低。

(3)此技术发明所用器件主要是可编程逻辑器件，DSP处理芯片和一些常用的数字芯片，这些芯片的价格非常低廉，所以系统的总体成本很低廉。

附图说明

图1位TS流压缩音频的自动增益控制器的硬件结构图

图2为TS流压缩音频的自动增益控制器的系统框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本设备作进一步的说明，但本发明所要求保护的范围并不局限于实施例所涉及的范围。