[发明专利]音频输入信号的处理

说明书

提供了一种用于处理音频输入信号的方法和对应音频滤波器系统。该方法包括对输入信号应用（S1）非线性时域处理以生成输入信号的处理的副本，将输入信号和输入信号的处理的副本变换（S2）到频域，以及基于变换的输入信号和输入信号的变换的处理的副本在频域中执行（S3）比较。该方法还包括基于比较确定（S4）至少一个控制参数，基于（一个或多个）控制参数执行（S5）变换的输入信号的频域处理，以及通过将频域处理的信号变换到时域来生成（S6）输出信号。

技术领域

所提出的技术一般涉及音频处理，以及尤其涉及用于处理音频输入信号的方法、配置成处理音频输入信号的音频滤波器系统、对应计算机程序和计算机程序产品以及音频系统和改进的音频信号。

背景技术

通常，要求对音频应用进行有效的信号处理。例如，配备有扬声器的设备的朝着小型化和便携性的持续趋势正在提高对信号处理算法的要求。就在回放设备在尺寸上减小（从而降低其声学性能）时，消费者也希望音频性能改善或至少不会下降。

在用于消费者音频设备的音频信号处理的领域中，非常普遍的是，采用几种动态范围处理以使音频信号适应可用硬件和预期的回放环境。通常，当回放设备是微型扬声器（诸如移动电话中使用的微型扬声器）时，期望应用动态范围压缩以便加强音频信号的低电平部分，以便加强可听度和响度。此外，期望采用用于防止音频信号超过扬声器膜偏移（loudspeaker membrane excursion）和数字幅值的最大允许电平的限制。

用于微型扬声器的处理的最重要的类型之一是限制器。限制器防止信号超过阈值幅值-电平，它们通过应用与量（给定信号超过了阈值电平该量）相当的衰减增益来工作。限制器达到完全衰减的时间通常称为出动时间（attack time），并且通常与相当大小的前瞻时间（look-ahead time）结合使用。抑制时刻后限制器增益恢复到中性增益的时间通常称为释放时间。

常规的限制器受到几种类型的伪像（artifact）的影响，所述伪像可能以不同的方式使音频声音变坏。

设置限制器时间常数通常涉及以下两方面之间的折衷：一方面大声但失真的输出，与另一方面较少失真但较弱的输出。通常，较长的时间常数会产生更自然的声音结果，但是这是以响度为代价，这是因为在较长时间内增益保持低。在一种极端下，将出动和释放时间设置为零导致将信号削波到阈值电平。由于增益信号中的强高频内容（当增益信号被应用时增益信号调制输入），导致声音将非常大声但也非常失真。在另一种极端下，非常长的释放时间降低了增益信号中的高频内容的量，然而同时对于许多应用来说降低了太多响度。关于长释放时间的另一个问题是在抑制音频信号的瞬态部分之后的一段时间期间它可能引起不必要的过度抑制。这个伪像有时称为“冲孔”。适度的释放时间设置也具有其问题；即，以所谓的“泵作用（pumping）”形式的听得见的调制，在抑制之后在增益快速恢复时整个信号的电平的听得见的改变。对于具有嵌入宽带背景声音中的瞬态高电平声音的信号，泵作用是尤其听得见的。对于超出阈值电平的低频周期信号，具有短释放时间的限制器可以在波形的每个周期上触发并且在它们调制周期信号时引起失真的声音。常规时域限制器的一般伪像是它们抑制信号的整个频率范围，这可能导致沉闷的或压抑的声音。

因此，一般需要可消除或至少降低所述处理伪像中的一些或所有的解决方案。

发明内容

发明的目的是提供一种用于处理音频输入信号的方法。

另一个目的是提供一种配置成处理音频输入信号的音频滤波器系统。

提供一种用于在由处理器执行时处理音频输入信号的计算机程序也是目的。

另一个目的是提供对应计算机程序产品。

仍有的另一个目的是提供一种包括音频滤波器系统的音频系统。

还有的另一个目的是提供一种改进的音频信号。

由所提出的技术的实施例满足这些和其它目的。