[发明专利]音频信号响度级的自动校正

说明书

技术领域

本发明涉及对包含至少两个不同音轨(track)的音频输出信号的增益进行调整(adapt)的方法和系统，这至少两个不同音轨具有不同信号水平范围。

背景技术

在本领域中，已知有许多不同的包含音乐和/或语音的音频信号源。音乐信号可被存储在CD、DVD或任意其它的存储介质中。尤其是随着例如MPEG的新压缩方案的发展，具有不同的风格和表演者的音频信号被保存在存储介质上，并可被组合成要播放给用户的播放列表。尤其是在车辆环境中，乘客感受到的音频信号包括音频信号本身和道路轮胎噪声、空气动力噪声和发动机噪声。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水平。经常地，音频输出信号的不同音轨具有不同信号水平范围，被用户感知到时具有不同的响度级。尤其是在车辆环境中，所接收的音频信号对于用户应该是能感知到的，这意味着所接收的音频信号必须超过车辆中存在的噪声。同时总音频信号水平不应超过一定的水平，如果超过该水平则会对用户产生听觉损害或使用户感觉疼痛。

发明内容

因此，存在允许对音频信号中的响度级进行动态自动校正的需求，尤其是在嘈杂环境中。并且在收听电影时声音或音乐不应超过一定响度的环境中，例如在晚间使用家庭影院时，需要响度级的动态自动校正。

这种需要可由独立权利要求的特征满足。在从属权利要求中，描述了本发明的实施例的优选实施例。

依据本发明的第一方面，提供了用于对包含至少两个不同音轨的音频输出信号的增益进行调整方法，这至少两个不同音轨具有不同信号水平范围。该方法包括基于人类听觉的心理声学模型动态地确定音频输入信号的感知响度。额外地，动态地确定增益确定单元输出的音频输出信号的增益，该增益确定单元接收所确定的响度并输出音频输出信号，其中增益被确定成使得音频输出信号的所述至少两个音轨被输出时在预定的信号水平范围内。通过以使不同的音轨被输出时在预定范围内的方式对输出信号水平进行自动地调整，对于不同音轨可获得一个相等的响度。此外，用户不再需要音量调节。尤其是避免了对音轨音量或具有高信号声压级SPL的音频信号的减少，还避免了在具有相当低的信号声压级的音频信号的情况下对音量的增加。因此，可以在保留音频信号的动态结构的同时，使所有不同音频信号源具有相等的响度。不同的音轨可以是为相同的音频信号的回放提供的，或者这些不同的音轨可来自不同的信号源或存储媒介。

响度可通过单独使用所述心理声学模型，或者结合使用所述心理声学模型与音频输入信号的信号统计来确定。

依据优选的实施例，本方法包括确定所述至少两个不同音轨之间的暂停或一个音轨内的暂停的步骤，在该暂停中噪声是占主导的音频输入信号。当检测出这样的具有噪声的暂停时，减少在确定的暂停中的增益，以便避免噪声的放大。在本发明的一个实施例中，通过使用对如正在收听音频输入信号的收听者所感知的音频输入信号的空间感知的模拟来基于双耳定位模型确定所述输入信号是否能够被定位，以在音频输入信号中检测出噪声。如果能够使用所述人类听觉的心理声学模型定位音频输入信号，则该音频输入信号不能被当作噪声。但是，如果音频输入信号不能被定位，则该音频输入信号被当作是主要包含噪声。结果，可避免增加仅包含噪声的音频信号的响度。优选地，如果检测到超过预定时间段(例如10-100ms之间，优选地在50ms左右)内的暂停，为该暂停减少增益。因此，只有在长于例如50ms的时间内检测到暂停，增益才被降低，以便避免在非常短的不包含音乐信号时期的音轨中降低增益。但是如果音频输入信号包含更多的信息并且该输入信号水平很低，则因此应该通过以使得音频输出信号覆盖预定的信号水平范围的方式增加增益，来调整该增益。因此，通过对增益进行控制来降低具有太高的音频输入水平的音频输入信号，使得预定的信号水平范围被覆盖，并且如果输入音频水平太低，则该增益被提高，以便覆盖相同的信号水平范围。对于基于输入信号的定位能力的暂停检测可使用定位模型。该定位模型可额外地被用于估计响度。