自適應(yīng)檢測(cè)器和用于動(dòng)態(tài)處理器的自動(dòng)模式的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本文所公開(kāi)的方面一般設(shè)及用于自適應(yīng)檢測(cè)器的裝置和用于動(dòng)態(tài)處理器的自動(dòng) 模式。
【背景技術(shù)】
[0002] 響亮而沖擊的聲音，特別是槍聲，當(dāng)通過(guò)數(shù)字聲音重放鏈路播放時(shí)，可W致使揚(yáng)聲 器損壞，W及對(duì)人耳是危險(xiǎn)的。動(dòng)態(tài)處理器通常用于為了限制運(yùn)些危險(xiǎn)而減小響亮、輸入的 音頻信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍。運(yùn)些處理器可通過(guò)減小在設(shè)定闊值之上的聲音來(lái)壓縮響亮輸入的聲 音或輸入信號(hào)電平。在運(yùn)種類(lèi)型的壓縮中，每當(dāng)輸入信號(hào)電平的幅值超過(guò)設(shè)定闊值時(shí)，通常 將輸出信號(hào)電平限制到恒定值。然而，動(dòng)態(tài)處理器旨在具有快速響應(yīng)時(shí)間。通常，當(dāng)實(shí)現(xiàn)了 快速響應(yīng)時(shí)間時(shí)，動(dòng)態(tài)處理器可生成依賴(lài)于輸入音頻信號(hào)的頻率的輸出。此頻率依賴(lài)性可 引起不正確的輸出并且因此可引起不正確地限制音頻信號(hào)。如果減小頻率依賴(lài)性，那么通 常增大響應(yīng)時(shí)間。沒(méi)有快速響應(yīng)時(shí)間，動(dòng)態(tài)處理器無(wú)法有效。運(yùn)可引起可致使揚(yáng)聲器或聽(tīng) 力損壞的信號(hào)輸出。因此，有效的動(dòng)態(tài)處理器可具有快速響應(yīng)時(shí)間而無(wú)需依賴(lài)于頻率。傳 統(tǒng)方法簡(jiǎn)單地調(diào)試動(dòng)態(tài)處理器的部分使影響最小化，然而它們既沒(méi)有足夠快到在沖擊噪聲 諸如槍聲上有效，也沒(méi)有足夠慢到去除輸出電平中的所有頻率依賴(lài)的誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 一種用于壓縮輸入音頻信號(hào)的完全自適應(yīng)動(dòng)態(tài)處理器可包括：自適應(yīng)檢測(cè)器，其 包括第一自適應(yīng)濾波器并且被配置成對(duì)輸入音頻信號(hào)施加傳遞函數(shù)W生成檢測(cè)器輸出信 號(hào)；自適應(yīng)模塊，其包括第二自適應(yīng)濾波器并且被配置成基于檢測(cè)器輸出信號(hào)來(lái)生成控制 信號(hào)；W及放大器，其被配置成從自適應(yīng)模塊接收控制信號(hào)并且基于控制信號(hào)生成經(jīng)壓縮 的音頻信號(hào)。
[0004] 一種用于壓縮輸入音頻信號(hào)的動(dòng)態(tài)處理器的自適應(yīng)檢測(cè)器可包括：自適應(yīng)濾波 器，其被配置成對(duì)輸入音頻信號(hào)施加傳遞函數(shù)W生成輸出信號(hào)；對(duì)數(shù)函數(shù)，其被配置成執(zhí)行 輸出信號(hào)的對(duì)數(shù)并且生成所得到的對(duì)數(shù)函數(shù)輸出；W及固定濾波器，其被配置成對(duì)所得到 的對(duì)數(shù)函數(shù)輸出進(jìn)行濾波。 陽(yáng)〇化]一種用于處理輸入音頻信號(hào)的方法可包括對(duì)輸入音頻信號(hào)施加第一自適應(yīng)濾波 器，對(duì)第一自適應(yīng)濾波器的輸出施加對(duì)數(shù)函數(shù)，對(duì)對(duì)數(shù)函數(shù)的輸出施加固定濾波器，基于固 定濾波器的輸出和動(dòng)態(tài)處理器闊值來(lái)確定瞬時(shí)控制電壓，W及對(duì)瞬時(shí)控制電壓施加第二自 適應(yīng)濾波器。
【附圖說(shuō)明】
[0006] 本公開(kāi)的實(shí)施方案在所附權(quán)利要求中特別指出。然而，通過(guò)結(jié)合附圖參考W下詳 細(xì)描述，各種實(shí)施方案的其它特征將變得更明顯并將更好理解，在附圖中： 陽(yáng)007] 圖1是動(dòng)態(tài)處理器的示例性框圖；
[000引圖2是圖I的處理器的自適應(yīng)檢測(cè)器的示例性示意圖；
[0009] 圖3是圖1的自適應(yīng)模塊的示例性示意圖；W及
[0010] 圖4是計(jì)算圖1的處理器處的輸出電壓的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 按照要求，本文公開(kāi)了本發(fā)明的詳細(xì)實(shí)施方案；然而，應(yīng)當(dāng)理解所公開(kāi)的實(shí)施方案 僅僅是示例本發(fā)明，所述實(shí)施方案可WW各種和替代形式來(lái)體現(xiàn)。附圖未必按比例繪制；可 將一些特征放大或最小化W示出特定部件的細(xì)節(jié)。因此，本文所公開(kāi)的特定結(jié)構(gòu)和功能細(xì) 節(jié)不應(yīng)被解釋為是限制性的，而是僅僅作為教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員W各種方式采用本發(fā)明的 代表性基礎(chǔ)。
[0012] 本文所描述的是具有自適應(yīng)檢測(cè)器和自適應(yīng)模塊的動(dòng)態(tài)處理器。自適應(yīng)檢測(cè)器可 能夠具有快速響應(yīng)時(shí)間而同時(shí)提供均一非頻率依賴(lài)限制。運(yùn)可至少部分通過(guò)在自適應(yīng)檢測(cè) 器中包括自適應(yīng)濾波器和固定濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)。固定濾波器可被配置成在對(duì)數(shù)函數(shù)之后從自 適應(yīng)濾波器接收檢測(cè)器輸出信號(hào)。自適應(yīng)模塊可然后從自適應(yīng)檢測(cè)器接收檢測(cè)器輸出信號(hào) W生成電壓控制放大器的控制電壓。瞬時(shí)控制電壓可基于經(jīng)檢測(cè)的輸出信號(hào)和闊值而生 成。自適應(yīng)模塊可施加濾波器邏輯W生成平滑的控制電壓。濾波器邏輯可基于與闊值相關(guān) 的經(jīng)檢測(cè)的輸出信號(hào)的瞬時(shí)控制電壓來(lái)選擇。例如，可基于瞬時(shí)控制電壓是在某個(gè)闊值之 上、之下還是之內(nèi)來(lái)施加起音（attack)、釋放或滯后濾波器。
[0013] 自適應(yīng)模塊可包括自適應(yīng)濾波器，該自適應(yīng)濾波器包括變化的時(shí)間常數(shù)。自適應(yīng) 模塊還可通過(guò)調(diào)試自適應(yīng)濾波器的時(shí)間常數(shù)同時(shí)調(diào)試自適應(yīng)檢測(cè)器的時(shí)間常數(shù)來(lái)增大或 減小響應(yīng)時(shí)間。運(yùn)可使用自動(dòng)修改時(shí)間常數(shù)的"自動(dòng)模式"來(lái)完成。通過(guò)在自適應(yīng)檢測(cè)器 和自適應(yīng)模塊中都使用自適應(yīng)濾波器，輸入音頻信號(hào)的壓縮可W非?？焖俚捻憫?yīng)時(shí)間W及 均一、非頻率依賴(lài)限制來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，通過(guò)根據(jù)自適應(yīng)檢測(cè)器的時(shí)間常數(shù)自動(dòng)修改在自適應(yīng) 模塊內(nèi)的起音和釋放邏輯的時(shí)間常數(shù)，可實(shí)現(xiàn)最大速度同時(shí)限制經(jīng)壓縮的信號(hào)的失真。
[0014] 圖1是動(dòng)態(tài)處理器102的示例性框圖。動(dòng)態(tài)處理器102可為任何類(lèi)型的動(dòng)態(tài)處理 器并且可基于信號(hào)的頻率和幅值來(lái)變更音頻信號(hào)。動(dòng)態(tài)處理器102可表現(xiàn)為壓縮器、限制 器、n和/或擴(kuò)展器。動(dòng)態(tài)處理器102的限制器100可包括自適應(yīng)檢測(cè)器105、自適應(yīng)模塊 110和自適應(yīng)電壓控制的放大器（或VCA) 115。限制器100可允許具有某些功率電平的信 號(hào)通過(guò)同時(shí)衰減較強(qiáng)信號(hào)的峰值。雖然在圖1中的實(shí)例包括限制器，但是動(dòng)態(tài)處理器102 可另外地或替代地包括口（未示出）?？诳伤p在闊值功率電平下的聲音同時(shí)讓具有較高 功率電平的信號(hào)通過(guò)。
[0015] 自適應(yīng)檢測(cè)器105可接收輸入（或原始）音頻信號(hào)。輸入音頻信號(hào)可表示音頻， 包括響亮或沖擊聲音諸如槍聲、鼓聲等。運(yùn)些響亮的聲音對(duì)于人耳可為危險(xiǎn)的并且還可損 壞設(shè)備諸如揚(yáng)聲器。限制器100可壓縮輸入音頻信號(hào)W便減小響亮的音頻。自適應(yīng)檢測(cè)器 105和自適應(yīng)模塊110可基于輸入音頻信號(hào)來(lái)生成控制信號(hào)，并且提供電壓控制的放大器 115控制信號(hào)。電壓控制的放大器115可然后使用控制信號(hào)和音頻信號(hào)生成經(jīng)壓縮的音頻 信號(hào)。電壓控制的放大器115的增益可由控制信號(hào)的電壓設(shè)定。經(jīng)壓縮的音頻信號(hào)可然后 被提供給監(jiān)視器或揚(yáng)聲器用于回放。因此，電壓控制的放大器115可使用如由控制信號(hào)定 義的控制電壓來(lái)減小輸入音頻信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍（即，響度）并且提供可容忍的和改進(jìn)的收 聽(tīng)體驗(yàn)。
[0016] 圖2是如在圖1中闡述的自適應(yīng)檢測(cè)器105的不例性不意圖。自適應(yīng)檢測(cè)器105 可確定平均信號(hào)電平、處理輸入音頻信號(hào)和將檢測(cè)器輸出信號(hào)提供給自適應(yīng)模塊110。自適 應(yīng)檢測(cè)器105可為對(duì)數(shù)域均方根（RM巧檢測(cè)器。使用RMS檢測(cè)器相對(duì)于峰值檢測(cè)器的優(yōu)點(diǎn) 可被實(shí)現(xiàn)，包括減小動(dòng)態(tài)范圍（例如在最低噪聲電平與最高噪聲電平之間的差異）而無(wú)論 峰值、在多頻帶壓縮中使用等。
[0017] 自適應(yīng)檢測(cè)器105可包括第一絕對(duì)值函數(shù)130、第一自適應(yīng)濾波器135、第一濾波 器參數(shù)塊145、對(duì)數(shù)函數(shù)150 (或?qū)?shù)函數(shù)）和固定濾波器155。第一絕對(duì)值函數(shù)130可被 施加到輸入音頻信號(hào)W確定輸入音頻信號(hào)的第一絕對(duì)值電壓。運(yùn)也可稱(chēng)為目標(biāo)值XgbJn]。 第一自適應(yīng)濾波器135可為電阻器-電容器（RC)濾波器或電路。一旦已確定第一絕對(duì)電 壓，第一自適應(yīng)濾波器135可處理輸入音頻信號(hào)。第一自適應(yīng)濾波器135可為低通濾波器， 其被配置成通過(guò)施加傳遞函數(shù)使輸入音頻信號(hào)平滑。此傳遞函數(shù)可基于檢測(cè)器的先前輸出 和輸入音頻信號(hào)的第一絕對(duì)值由第一自適應(yīng)濾波器135來(lái)調(diào)整。第一自適應(yīng)濾波器135可 具有比固定濾波器155的響應(yīng)時(shí)間更快的響應(yīng)時(shí)間。第一自適應(yīng)濾波器135可因此迅速跟 蹤輸入音頻信號(hào)的大改變并且緩慢跟蹤輸入音頻信號(hào)的小改變。
[0018] 在第一自適應(yīng)濾波器135處施加傳遞函數(shù)中，第一自適應(yīng)濾波器135可限制輸入 音頻信號(hào)的頻率W生成平滑的音頻信號(hào)。低通濾波器可被施加到輸入音頻信號(hào)W便估計(jì)信 號(hào)的MS值。第一自適應(yīng)濾波器135可使用來(lái)自第一濾波器參數(shù)塊145的各種濾波器參數(shù) 被施加。濾波器參數(shù)可包括用于第一自適應(yīng)濾波器135的第一時(shí)間常數(shù)?？苫谡`差信號(hào) e[n]和目標(biāo)值XgbJn]來(lái)自適應(yīng)地更新運(yùn)些第一時(shí)間常數(shù)?？苫赗MS值的改變來(lái)確定第 一時(shí)間常數(shù)。另外地或替代地，第一自適應(yīng)濾波器135可被視為具有amt[n]的增益和在 Pmt[n] =I-QntM處的極點(diǎn)的低通濾波器。
[0019] 第一自適應(yīng)濾波器135的輸出，在圖2中通過(guò)Xmt[n]表示，可通過(guò)下面的方程式 確定： 陽(yáng)020] Xmt[n]=曰"t[n] ? Xabs[n] + 0 mt[n] ? Xmt[n-：L]; 陽(yáng)02U 其中： 陽(yáng)02引0mt[n]-1-aint[n]; 陽(yáng)〇2引且其中Xht[n-1)基于延遲元件來(lái)計(jì)算，
[0024] 其中aiM[n]的值在第一濾波器參數(shù)塊145內(nèi)被使用W下式自適應(yīng)地更新： 陽(yáng)02引 amt[n] =max(a。, thresh，a。,mt+kiJe[n]I); 陽(yáng)026]其中e[n] =Xabs[n]-Xint[n-：L]和 0《曰。,int《I和 0《kint《I;并且 [0027] 其中，a