[发明专利]一种基于音量的个性化响度补偿方法及耳机均衡系统

权利要求书

1.一种基于音量的个性化响度补偿方法，其特征在于，包括：

步骤1)设定若干个不同音量下的通用等响曲线、猝发音参考信号和猝发音测试信号，猝发音参考信号的音量随系统音量线性变化；

步骤2)播放每个选定音量下的猝发音参考信号和猝发音测试信号，调整每个猝发音测试信号增益，使其响度与猝发音参考信号相同，获得每个音量下的响度增益曲线；

步骤3)利用每个音量下的通用等响曲线校正同一音量下的响度增益曲线，获得校正后的响度增益曲线；具体为：当响度增益曲线上的增益点超过阈值时，采用平移后的通用等响曲线中的声压级数值取代增益点数值，获得校正后的响度增益曲线；

步骤4)对每个音量下经过校正后的响度增益曲线，使用能保持原数据单调性和形态的插值方法进行插值，形成增益连续的幅度响应曲线；

步骤5)利用幅度响应曲线生成耳机均衡曲线，对音频信号进行响度补偿；

在所述的步骤1)中，通过选定一组人耳听觉滤波器的不同频率的脉冲响应作为猝发音参考和猝发音测试信号。

2.根据权利要求1所述的基于音量的个性化响度补偿方法，其特征在于，所述步骤4)中的插值方法为逐段三次埃尔米特插值法。

3.根据权利要求1所述的基于音量的个性化响度补偿方法，其特征在于，所述步骤5)中的耳机均衡曲线生成方式为：直接使用与系统音量对应的幅度响应曲线作为该音量下的耳机均衡曲线；或者使用与系统前后变化的音量对应的两个幅度响应曲线的差值作为耳机均衡曲线。

4.根据权利要求1所述的基于音量的个性化响度补偿方法，其特征在于，所述步骤5)中的响度补偿步骤包括：将生成的耳机均衡曲线与需要播放的音频的短时幅度谱相乘后，保留音频的原始相位，通过短时逆傅里叶变换得到响度补偿后的音频信号；所述的短时逆傅里叶变换公式表示为：

y(t)＝ISTFT(|Y(f)|e^jθ(f))

其中，y(t)表示响度补偿后的音频信号，θ(f)表示音频的原始相位，|Y(f)|表示耳机均衡曲线与音频的短时幅度谱的乘积。

5.一种耳机均衡系统，其特征在于，包括：处理器、存储器、控制设备、显示器、信号输入端和信号输出端；

处理器，利用每个音量下的通用等响曲线校正同一音量下的响度增益曲线，获得校正后的响度增益曲线；具体为：当响度增益曲线上的增益点超过阈值时，采用平移后的通用等响曲线中的声压级数值取代增益点数值，获得校正后的响度增益曲线；

对每个音量下经过校正后的响度增益曲线，使用能保持原数据单调性和形态的插值方法进行插值，形成增益连续的幅度响应曲线，利用幅度响应曲线生成耳机均衡曲线，对音频信号进行响度补偿；

存储器，用于存储系统设定或用户自定义的待测音量数组、各音量下的通用等响曲线、猝发音参考信号和猝发音测试信号、待处理的音频和测试生成的各音量下的响度增益曲线、幅度响应曲线、耳机均衡曲线以及响度补偿后的音频；

所述各音量下的响度增益曲线的测试生成步骤包括：

设定若干个不同音量下的通用等响曲线、猝发音参考信号和猝发音测试信号，猝发音参考信号的音量随系统音量线性变化；播放每个选定音量下的猝发音参考信号和猝发音测试信号，调整每个猝发音测试信号增益，使其响度与猝发音参考信号相同，获得每个音量下的响度增益曲线；

控制设备，用于控制系统音量并播放猝发音参考信号和猝发音测试信号，调整猝发音测试信号增益；所述猝发音参考信号和猝发音测试信号为选定一组人耳听觉滤波器的不同频率的脉冲响应；

显示器，用于显示当前测试音量、所使用的猝发音参考信号和测试信号中心频率、每个音量下的通用等响曲线、响度增益曲线、幅度响应曲线和耳机均衡曲线；

信号输入端，用于从外部设备输入音频信号；

信号输出端，用于输出系统播放的猝发音参考信号、猝发音测试信号和响度补偿后的音频给耳机。