[发明专利]基于信号响度调适信号增益时的峰值检测

说明书

本发明的多种实施方案涉及用于调适信号增益的系统，其包括峰值检测器(36)，其被配置来接收包含连续信号块的音频输入信号(18)以及动态地建立音频输入信号(18)的当前输入信号级；以及响度确定单元(31)，其被配置来基于人类听力的心理声学模型动态地确定音频输入信号(18)的当前信号块的被感知的响度。此外，该系统还包括时间常数生成单元(32)，其被配置来基于当前信号块的被感知的响度和先前信号块的被感知的响度确定时间常数，其中该时间常数描述信号增益的变化。增益确定单元(35)被配置来基于时间常数和当前输入信号级确定针对当前信号块的信号增益。

技术领域

本发明的多种实施方案涉及用于调适信号增益的方法和用于调适信号增益的系统。

背景技术

在本领域中，已知有很多不同的包含音乐和/或语音的音频信号源。音乐信号可以存储在CD、DVD或任何其它存储介质上。特别是随着新型压缩方案（如MPEG）的发展，具有不同体裁和艺术家的音频信号存储在存储介质上，并且可与将向用户全部播放的播放清单组合。

在车辆环境中，乘客所感知的音频信号包含音频信号自身和路面轮胎噪声、空气动力噪声以及引擎噪声。不同音频源的不同音频信号通常具有不同的信号和动态压缩级。通常，音频信号的不同轨道具有不同的信号级范围，其被用户感知为具有不同的响度级。甚至有可能音频信号的一个轨道覆盖很宽的信号级范围，例如，在古典音乐中就可能出现这种情况。

特别是在车辆环境中，所接收的音频信号应该始终可由用户感知，这意味着其应该最好在任何时候都超过车辆中出现的噪声。当音频输出信号级的部分低于噪声级时，其变得过于安静。然而，平均音频输出级的静态增长可导致强烈增加的最大信号级。同时，最大音频信号级不应该超过一定级别，在该级上可能会发生用户听力损伤或用户的感知是痛苦或分散注意力的。

已知允许基于被感知的响度动态地调适音频输出信号的增益的方法。然而，如果响度在短时间尺度内变化，则这些方法不提供必要的可调适性以跟上响度的快速变化。

发明内容

因此，存在允许对车辆中的音频信号的响度级进行动态和自动校正的需求。

这种需求由独立权利要求的特征来满足。在独立权利要求中，描述了本发明的实施方式。

根据第一个方面，提供了一种调适信号增益的方法。该方法包括接收包含连续信号块的音频输入信号和建立音频输入信号的当前输入信号级。该方法还包括使用音频输入信号的当前信号块内的信号级范围基于人类听力的心理声学模型确定音频输入信号的当前信号块的被感知的响度。该方法还包括基于时间常数和当前输入信号级确定当前信号块的信号增益，其中该时间常数描述信号增益从某一个信号块到另外一个信号块的变化，并且其中基于当前信号块的被感知的响度和先前信号块的被感知的响度确定该时间常数。该方法还包括用所确定的信号增益来放大音频输入信号以获得音频输出信号。

通过基于时间常数以及当前输入信号级确定信号增益，可有可能根据输出信号级来确定信号增益。可从输入信号级和信号增益预测输出信号级。

每个信号块可包含预定数量的数字采样，例如，64、256或1024个数字采样。数字采样可与确定当前信号级的数字值相关。换句话说：当前信号级可指定义音频输入信号的最小信息片的信号级。可是，一般可能组合这些数字采样中的一些用于所述建立当前输入信号，例如，5或10或30个数字采样或信号块的数字采样。通过确定信号块的被感知的响度，可有可能获得对被感知的响度的良好估计以及检测到暂停等（其中显著存在信号噪声）。这是因为当确定被感知的响度时，一定数量的数字采样可用来确定。换句话说，数字响度的计算可依赖于一定数量的数字采样的信号范围和特性，即，依赖于一些平均的统计数据。例如，当确定响度时，在一个信号块中可考虑256个数字采样。从而，信号级的极快变化或短的峰值可能不会严重影响被感知的响度。