专利名称：音频处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及数字信号处理技术，更具体地讲，涉及一种用于对音频数据进行电平校正的音频处理装置。
背景技术：
目前惯用的声源大多是双声道立体声音频。因此，在音频处理装置对惯用音频数据进行电平校正的情况下，使用的是双声道式的音频处理。更具体地讲，检测有关输入的双声道音频数据的音量电平，并根据音量电平执行电平校正处理，从而完成音频数据的电平校正。这种方法例如是借助图14中所示的音频处理装置进行的。
惯用音频处理装置5000包括电平判断单元5100和电平校正单元5200。电平判断单元5100判断从外部输入的音频数据的音量电平是大于还是小于给定参考音量。电平校正单元5200根据电平判断单元5100判断得到的音量电平执行电平校正。
电平判断单元5100从输入的双声道音频数据中对于每个声道提取一个取样数据，并比较从两个声道提取的数据，以便将较大的值用作电平检测数据。然后，电平判断单元5100比较电平检测数据与用来判断音量电平的参考音量，并且将比较结果以电平判断结果信号的形式发送到电平校正单元5200。
根据从电平判断单元5100得到的电平判断结果信号，电平校正单元5200在输入的数据大于参考音量时减小音量，而在输入的数据小于参考音量时增大音量。在上述处理之后的输出结果与一个在前取样的输出数据之间执行平滑处理，从而可以将经过平滑处理的输出作为一个当前取样的输出数据。
这种音频处理装置用于车载音频装置和午夜限制音量使用的视听装置。在上述应用中，音频处理装置可以压缩双声道音频数据的动态范围，从而使得能够更容易地听到小的声音。因此，可以在例如轿车内部这样的噪声穿透的环境中和必须减小音量的任何情况下充分地享受音频装置。
日本未审专利申请公开5-275950中公开了使用惯用音频处理的装置。根据惯用技术，当在CD(光盘)重放之类的情况下压缩声音信号的动态范围时，可以改进过度压缩的特性而不提高失真率，因此可以没有任何失真地正常压缩动态范围。
在处理近年来迅速发展的DVD等音频装置的情况下，需要处理多声道音频数据。当把惯用音频处理装置5000应用到多声道音频数据时，一种可行的方法是将多声道音频数据下混合(down-mix)成双声道音频数据，然后将双声道音频数据输入到音频处理装置5000。但是，尽管是多声道输入源，音频处理装置5000仅能够进行双声道输出。除此之外，还存在着下述问题。
由于多声道音频数据的发展，使得音频数据更为多样化。如果对所有声源都在通用标准下进行音频处理，那么很难说能够灵活地响应用户对音频处理的需要。在双声道立体声源的情况下，并不特别需要改变左右声道之间的设置。与此相反，在杜比数字音响的情况下，例如，需要不相互混合地独立记录和重放总共五个声道和记录低频声效果的LFE(低频效果)，这五个声道是一个左前置声道、一个右前置声道、一个中置声道和两个环绕声道。在这种情况下，根据声源有多种最佳设置，例如，应当将中置声道调到最大，应当强调前置声道，应当加强LFE，等等。由于用户的需要，更是使多种设置进一步多样化。但是，在把音频数据下混合成两个声道数据的方案中，很难随意地改变设置。
发明内容
因此，本发明的主要目的是要提供一种能够对包括多声道音频数据的输入音频数据进行音量电平的校正，同时能够保持原始声道数量而不将输入音频数据下混合成双声道音频数据的音频装置。
本发明的另一个目的是要提供一种能够根据输入的音频数据的种类、用户喜好等任意地改变诸如判断电平的方法、参考值和电平校正的程度之类的设置的音频处理装置。
为了解决上述问题，根据本发明的音频处理装置包括用于判断输入音频数据的音量电平的电平判断单元；用于根据从电平判断单元得到的判断结果校正音量电平的电平校正单元；和用于调整电平判断单元执行电平判断的频率的电平判断疏化控制器。
根据本发明的音频处理装置能够减小处理量，能够对包括多声道音频数据在内的音频数据进行音量电平校正，而不会将多声道音频数据下混合到双声道音频数据，从而保持了原数量的声道。
此外，可以响应输入的音频数据种类、用户喜好等等，改变电平判断方法、参考值、电平校正的程度等等。
从以下的优选实施例的说明和本发明的附属权利要求的明确定义中可以对上述和其它方面有更清楚的了解。在实现本发明时，熟悉本领域的人员将会注意到本说明书中没有引述的本发明的其它利益。
图1是说明根据本发明的实施例1的音频处理装置的整体构造的视图；图2是说明根据实施例1的音频处理装置的特定构造的视图；图3A和图3B是取样周期2100的说明图；图4是显示有关根据实施例1的音频处理装置的输入音频数据的音量电平和输出音频数据的对应音量电平的例子的曲线图；图5是显示根据实施例1的电平判断设备的构造的视图；图6是显示根据本发明的设置计算系数的方法流程图；
图7是说明根据实施例1的电平校正设备的构造的视图；图8是显示电平校正平滑部分执行的平滑处理的流程图；图9是显示电平校正平滑部分执行的平滑处理的效果的视图；图10是说明根据实施例1的音频处理装置的另一种构造的视图；图11是说明根据实施例1的音频处理装置的再一种构造的视图；图12是说明根据本发明的实施例2的音频处理装置的构造的例子的视图；图13是根据实施例3的判断频率调整处理的说明图；和图14是说明一种惯用音频处理装置的构造的视图。
具体实施例方式
以下参考
本发明的优选实施例。
图1是说明根据本发明的实施例1的音频处理装置1000的构造的视图。
音频处理装置1000包括一个电平判断单元1100、一个电平校正单元1200和一个电平判断疏化控制器1300。本发明的特征在于，在音频处理装置中提供了电平判断疏化控制器1300。
电平判断单元1100是由多个电平判断设备构成的，每个电平判断设备能够判断至少一个声道的音频数据的电平。以相同的方式，电平校正单元1200是由多个电平校正设备构成的，每个电平校正设备能够校正至少一个声道的音频数据的电平。电平判断疏化控制器1300疏化电平判断单元1100对于输入的音频数据的操作，从而减少处理量。
带有电平判断疏化控制器1300的音频处理装置1000即使在输入的音频数据具有多个声道的情况下也能校正音量电平，同时能够保持原始数量的声道，而不将数据下混合到双声道数据。
下面参考图2进一步详细说明根据实施例1的音频处理装置1000。以下的说明是输入的音频数据是多声道音频数据的情况。图2中任何与图1中相同的组件具有相同的参考号。
音频处理装置1000包括一个电平判断单元1100、一个电平校正单元1200、一个电平判断疏化控制器1300、一个信息通信设备2000和一个输入设备1600。
电平判断单元1100包括多个(在本例中是三个)具有相同结构的电平判断设备1101-1103。以相同的方式，电平校正单元1200包括多个具有相同结构的电平校正设备1201-1203。各个电平判断设备1101-1103和各个电平校正设备1201-1203彼此一一对应。音频处理装置1000进一步包括一个计算系数存储设备1400和一个电平判断设备数量转换设备1500。计算系数存储设备1400存储分别由第一和第二电平校正参数确定的参考音量。电平判断疏化控制器1300包括一个每译码器电平判断疏化控制器转换设备1310。
输入设备1600响应音频处理装置1000的用户进行的输入操作，将输入操作信息发送到信息通信设备2000。
以下说明音频处理装置1000的操作。电平判断疏化控制器1300经过信息通信设备2000接收到指示输入音频数据的信号形式的译码器信息S01。本实施例中的信号形式包括立体声音频信号、杜比数字信号等等。译码器信息S01附属于输入音频数据S06，并且与输入音频数据S06一同从外部输入到音频处理装置1000。
第一电平校正参数S07和第二电平校正参数S08从信息通信设备2000提供到电平判断单元1100。电平判断单元1100接收的参数S07和S08输入到各个电平判断设备1101-1103。第一和第二电平校正参数S07和S08将在以后进行说明。
电平判断疏化控制器1300根据译码器信息S01确定应当多少时间执行一次疏化操作。更具体地讲，根据指示输入音频数据的信号形式(立体声音频信号、杜比数字信号等等)的译码器信息S01，控制器1300确定适合于信号形式的音频数据的每个声道数据的电平判断并且不会在任何电平判断设备1101-1103中产生任何问题的疏化频率。控制器1300将指示确定的疏化频率的电平判断间隔信息S02发送到电平判断单元1100。
电平判断设备数量转换设备1500经过信息通信设备2000接收指示适合于处理音频数据的电平判断单元1100的电平判断设备1101-1103的数量的电平判断设备数量信息S03。音频处理装置1000的用户将电平判断设备数量信息S03输入到输入设备1600，以便提供到信息通信设备2000。为了说明适合于处理音频数据的电平判断设备的数量，参考与音频数据的声道数量匹配的电平判断设备的数量。凭借电平判断设备数量信息S03，指定与音频数据的各个声道一一对应的电平判断设备的数量。但是，也可以指定电平判断单元1000的任何一个单一电平判断设备对应于音频数据的多个声道。
电平判断设备数量转换设备1500根据指定的电平判断设备的数量，产生操作指令信息S04，并且将信息S04发送到电平判断单元1100。与此同时，电平判断设备数量转换设备1500根据电平判断设备数量信息S03执行以下的处理。电平判断设备数量信息S03指定对应于上述输入的音频数据(多声道数据)的各个声道的电平判断设备1101-1103的数量。在接收到指示上述信息的电平判断设备数量信息S03之后，电平判断设备数量转换设备1500确定电平判断设备数量信息S03从多个电平判断设备110-1103中指定X(X≤电平判断设备的总数)数量的电平判断设备1101-110X。然后，电平判断设备数量转换设备1500将操作指令信息S04分别发送到指定的电平判断设备1101-110X。从而电平判断设备数量转换设备1500指定了判断输入的音频数据的对应声道数据的电平的电平判断设备1101-110X，并且把操作指令信息S04发送到指定的电平判断设备1101-110X。
在接收到操作指令信息S04之后，电平判断设备1101-110X执行判断。具体地讲，电平判断设备1101-110X根据操作指令信息S04和电平判断间隔信息S02执行有关输入音频数据的电平判断。在这个过程中，电平判断设备1101-110X执行判断，同时将电平判断处理疏化到电平判断间隔信息S02指定的频率等级。更具体地讲，电平判断设备1101-110X并不在图3A中所示的音频处理装置1000中设定的取样周期2100的所有时间点执行电平判断。而是如图3B中所示，电平判断设备1101-110X根据可选疏化周期，从取样周期2100中定义的所有时间点21001～n周期性地疏化可选数量的时间点21001～m(m＜n)，从而在剩下的时间点2100(m+1)～n执行判断处理。例如，电平判断设备1101-110X在全部时间点21001～n中的每八个时间点的一个时间点上执行判断处理，从而在剩下的七个时间点上取消(疏化)了判断处理。
以这种方式，减少了电平判断的总数，从而能够执行判断，同时不会产生电平判断设备1101-1103的处理量过高造成的任何问题。
以下进一步详细说明电平判断设备1101-110X的操作。电平判断设备1101-110X响应经过信息通信设备2000接收的第一和第二电平校正参数S07和S08，根据第一和第二电平校正参数S07和S08生成计算系数地址信息S09，并且把信息S09发送到计算系数存储设备1400。音频处理装置1000的用户把第一和第二电平校正参数S07和S08输入到输入设备1600中，随后输入设备1600将S07和S08提供到信息通信设备2000。以下说明计算系数地址信息S09。计算系数存储设备1400存储对应音频数据的参考数据的实际值。计算系数地址信息S09是指定参考音频数据在计算系数存储设备1400的存储位置的地址信息。
计算系数存储设备1400响应计算系数地址信息S09的接收，从存储的参考音量数据的全部实际值中读出计算系数地址信息S09指定地址的参考音量数据S10的实际值，并且把读出的实际值发送到电平判断设备1101-110X。
电平判断设备1101-110X响应参考音量数据S10的实际值的接收，从接收的输入音频数据S06提取分别分配给电平判断设备1101-110X的声道数据，并比较提取的声道数据和参考音量数据S10的实际值，判断孰大孰小，并且将代表比较结果的电平判断结果信号S11发送到电平校正设备1201-120X。电平判断结果信号S11被发送到分别对应于电平判断设备1101-110X的电平校正设备1201-120X。
电平校正设备1201-120X响应电平判断结果信号S11的接收，根据判断结果校正输入的音频数据，并且发送输出音频数据S15。这样音频处理装置1000完成了整个电平校正处理。
图4是显示输入到音频处理装置1000的输入音频数据的电平与对应的输出音频数据的电平之间的关系的曲线图。曲线G1示出了没有执行电平校正的情况，曲线G2示出了执行了电平校正的情况下的校正图形的一个例子。
在从对应的电平判断设备1101-1103接收到电平判断结果信号S11之后，电平校正设备1201-1203译码电平判断结果信号S11，从而判断对应于电平校正设备1201-1203的声道数据的音量电平是大于还是小于参考音量数据S10的实际值。
当判断结果为“大于”时，表示输入音频电平位于图4中相对于参考音量数据S10的左侧的音频电平区H2的范围内。然后，根据适合于音频电平区H2的校正图形(校正特性)校正声道数据，从而相对于输入音频数据的电平减小输出音频数据的电平。
相反，当判断结果为“小于”时，表示输入音频电平位于图4中相对于参考音量数据S10的右侧的音频电平区H1的范围内。然后，根据适合于音频电平区H1的校正图形(校正特性)校正声道数据，从而相对于输入音频数据的电平将输出音频数据的电平提高到预定程度。
参考图5进一步详细说明电平判断单元1100的操作。电平判断单元1100的各个电平判断设备1101-1103包括电平判断声道指定部分1111。电平判断声道指定部分1111经过信息通信设备2000接收电平判断声道信息S05。电平判断声道信息S05是音频处理装置的用户经过输入设备1600输入到信息通信设备2000的信息，并且用于指定输入音频数据S06中经受电平判断的声道。
电平判断声道指定部分1111根据接收的电平判断声道信息S05，指定在结合有电平判断声道指定部分1111的电平判断设备1101-1103中经受电平判断的声道。指定的声道可以是单一声道，也可以是多个声道。例如，在音频数据来源于杜比环绕声系统的情况下，电平判断声道指定部分1111可以将来自左声道和右声道的音频数据作为一个经受判断的单一音频数据集中处理。在这种情况下，电平判断声道指定部分1111将一对(左和右)音频数据确定为要判断的声道。如上所述，对应的声道是由电平判断声道指定部分1111根据电平判断声道信息S05指定的。
电平判断设备1101-1103从输入音频数据S06读出电平判断声道指定部分1111指定的声道的声道数据的一个取样，将它作为电平检测数据处理。例如，当把多个声道指定为经受电平判断的声道时，选择它们的最大值。将用于判断音量电平的参考音量数据S10的实际值作为系数表存储在计算系数存储设备1400中。电平判断设备1101-1103读出存储在计算系数存储设备1400中的参考音量数据的实际值，该实际值的地址位置是由经过信息通信设备2000从输入设备1600接收的第一和第二电平校正参数S07和S08确定的。
如前所述，第一电平校正参数S07在输入音量电平小于参考音量数据S10的情况下，确定音频电平区H1中的输出音频数据S15的输出电平，并且对应于图4中的校正图形G21。以相同的方式，第二电平校正参数S08在输入音量电平大于参考音量数据S10的情况下，确定音频电平区H2中的输出音频数据S15的输出电平，并且对应于图4中的校正图形G22。
第一和第二电平校正参数S07和S08是由信息通信设备2000根据音频处理装置1000的用户输入到输入设备1600的用户选择的校正特性信息生成的，然后被提供到电平判断设备1101-1103。
校正图形G21是根据以下公式(第一线性表达式)定义的。
Y＝a1X+b1X音频处理装置的输入音频数据
Y音频处理装置的输出音频数据a1输入音频数据X的放大系数，为一个固定值(在本实施例中a1＝1)b1第一电平校正参数S07的值，可以由输入设备1600任意改变从上面的公式可以清楚地看到，第一电平校正参数S07是校正图形G21中的y部分，更具体地讲，代表了加到输入音频数据S06或从输入音频数据S06减去的值，以便计算输出音频数据S15。校正图形G22是根据以下公式(第二线性表达式)定义的。
Y＝a2X+b2X音频处理装置的输入音频数据Y音频处理装置的输出音频数据a2输入音频数据X的放大系数，为一个固定值(在本实施例中a2＝1/2)b2第二电平校正参数S08的值，可以由输入设备1600任意改变从上面的公式可以清楚地看到，第二电平校正参数S08是校正图形G22中的y部分，更具体地讲，代表了加到输入音频数据S06或从输入音频数据S06减去的值，以便计算输出音频数据S15。
参考音量数据S10指示相邻音频电平区H1和H2之间的边界线上的音量电平，并且是作为校正图形G21和G22的公式的相交点上的X值(输入音频数据S06)获得的。
当根据第一和第二电平校正参数S07和S08的设置确定了校正图形G21和G22时，唯一地确定了代表相交点的参考音量数据S10。因此，电平判断设备1101-1103可以利用第一和第二电平校正参数S07和S08指定计算系数存储设备1400中的参考音量数据S10的值。
表1是显示用于根据第一和第二电平校正参数S07和S08之间相关性指定参考音量数据S10的边界线指定数据的表。参考音量数据S10的边界线指定数据是由梯级值构成的，其中包括从值“0”到值“21”的22个梯级。将边界线指定数据定义为一个代表从参考电平0db到-∞db的偏移的偏移量。值“0”最靠近0db电平，值“21”最靠近-∞db电平。更具体地讲，参考音量数据S10的边界线指定数据越大，那么它越靠近-∞db。将如此定义的参考音量数据S10的边界线指定数据称为电平校正偏移。
电平校正偏移不代表存储在计算系数存储设备1400中的参考音量数据S10的实际值。将参考音量数据S10的实际值对应于电平校正偏移排列，然后存储在计算系数存储设备1400中。
表1假设设定了以下条件，从而形成了表1。
●将用户对输入设备1600执行的有关第一电平校正参数S07的调整的电平设置在从0到5的六个梯级中。
●响应用户对输入设备1600执行的有关第一电平校正参数S07的一个梯级中的调整，电平校正偏移的实际值分布在在三个梯级间隔(3)范围内。
●将用户对输入设备1600执行的有关第二电平校正参数S08的调整的电平设置在从0到6的七个梯级中。
●响应用户对输入设备1600执行的有关第二电平校正参数S08的一个梯级中的调整，电平校正偏移的实际值分布在相同梯级间隔(1)范围内。
在根据上述条件形成的表1中，根据有关第一电平校正参数S07的六梯级调整电平和有关第二电平校正参数S08的七梯级调整电平，电平校正偏移获得从6×7＝42计算得到的42个值。
此外，响应用户对输入设备1600执行的有关第一电平校正参数S07的一梯级调整，电平校正偏移的实际值分布在三个梯级的范围内。与此相反，响应用户对输入设备1600执行的有关第二电平校正参数S08的一梯级调整，电平校正偏移的实际值分布在一梯级间隔范围内。
如上所述，对电平校正偏移的实际值设定了从值“0”到值“21”的22个梯级。注意表1可以看到，在42个不同电平校正偏移中，许多值相互重叠。因此，如表2所示，在删除了电平校正偏移的重叠值之后，计算系数存储设备1400中有22个电平校正偏移的实际值。参数音量数据S10的22个实际值D0-D21对应于22个电平校正偏移的实际值。将参考音量数据S10的22个实际值数据D0-D21顺序地存储在计算系数存储设备1400的22个存储区中。
如下所述，根据第一和第二电平校正参数S07和S08，从上述具有减少的数据量的计算系数存储设备1400中读出参考音量数据S10的实际值数据D0-D21。
图6是显示从计算系数存储设备1400读出参考音量数据S10的实际值D0-D21的读出步骤的流程图。
首先，信息通信设备2000根据输入设备1600的输入值生成第一和第二电平校正参数S07和S08，并且输出参数S07和S08。电平判断声道指定部分1111获得从信息通信设备2000输出的第一和第二电平校正参数S07和S08(S601，S602)。
接下来，将获得的第一和第二电平校正参数S07和S08应用到下面的公式，从而计算出电平校正偏移(S603)。
表2电平校正偏移＝第一电平校正参数S07×第一和第二校正参数S07和S08之间的相对比较+第二电平校正参数S08第一和第二电平校正参数S07和S08之间的相对比较C1代表输出变量C2和输出变量C3之间的相对比较，这里的输出变量C2是第一电平校正参数S07的实际值相对于有关第一电平校正参数S07的输入调整电平的输出变量，输出变量C3是第二电平校正参数S08的实际值相对于有关第二电平校正参数S08的输入调整电平的输出变量，更具体地讲，C1是根据下面的公式获得的。
C1＝C2/C3在本实施例中，得到C1＝3/1＝3。
根据在S603中获得的电平校正偏移，电平判断设备1101-1103从计算系数存储设备1400读出参考音量数据S10的实际值数据D0-D21。
更具体地讲，如下面公式所示，将电平校正偏移乘以计算系数存储设备1400的系数数据大小，从而计算出系数读出地址偏移(S604)。
系数读出地址偏移＝电平校正偏移×系数数据大小系数读出地址偏移指的是显示计算系数存储设备1400中存储参数音量数据S10的实际值数据D0-D21的存储区中的顶端地址与存储当前实际数据Dn(0≤n≤21)的地址位置之间的间隔。
接下来，将S604中计算的系数读出地址偏移加到计算系数存储设备1400的顶端地址。从而，在计算系数存储设备1400中指定了存储参考音量数据S10的实际值数据Dn的存储区的地址(S605)。
例如，在第一电平校正参数S07为2并且第二电平校正参数S08为4的情况下，可以在S603中得到如下的电平校正偏移电平校正偏移＝第一电平校正参数S07×第一和第二电平校正参数S07和S08之间的相对比较+第二电平校正参数S08＝2×3+4＝10然后，在S604中得到系数读出地址偏移系数读出地址偏移＝电平校正偏移×系数数据大小＝10×4＝40对于16进制而言，40等同于28，在步骤S605即可根据28确定实际值数据Dn的存储区的地址为D10。
S605中计算的地址构成了计算系数地址信息S09。将计算系数地址信息S09从电平判断设备1101-1103发送到计算系数存储设备1400。计算系数存储设备1400读出存储在计算系数地址信息S09代表的地址中的参考音量数据S10的实际值数据Dn，并且将Dn发送到电平判断设备1101-1103。
电平判断设备1101-1103比较电平检测数据的音量电平和参考音量数据S10的音量电平，并且把代表比较的比较结果的电平判断结果信号S11发送到电平校正设备1201-1203。
如上所述，在电平判断设备1101-1103中，凭借上述读出步骤，组织了参考音量数据S10的重叠步骤值与参考音量数据S10的实际值数据D0-D21之间的关系。因此，可以在计算系数存储设备1400中没有任何重叠地存储参考音量数据S10的实际值数据D0-D21。以这种方式，可以减小计算系数存储设备1400需要的存储容量，从而降低成本。
以下说明电平校正设备1201-1203的操作。图7示出了电平校正设备1201-1203的构造。电平校正设备1201-1203包括处理声道转换部分1210、声道处理指定部分1220、电平校正初始值转换部分1230、电平校正值计算部分1240和电平校正平滑部分1250。
电平校正设备1201-1203经过信息通信设备2000接收第一和第二电平校正参数S07和S08、处理声道信息S12、声道处理指定信息S13和电平校正初始值信息S14。上述信息S07、S08、S12、S13和S14是由音频处理装置1000的用户输入到输入设备1600的。图2中没有示出信息S12、S13和S14。
处理声道转换部分1210根据接收的处理声道信息S12，确定要通过电平校正设备1201-1203分别进行电平校正的音频数据的声道。
声道处理指定部分1220确定是否要对电平校正设备1201-1203在进行电平校正时负责的声道进行电平校正。是否执行电平校正是根据电平校正设备1201-1203经过信息通信设备2000接收的声道处理指定信息S13确定的。声道处理指定信息S13是由音频处理装置1000的用户设置和输入到音频处理装置1000中的数据。
电平校正初始值转换部分1230根据经过信息通信设备2000接收的电平校正初始值信息S14确定电平校正设备1201-1203的电平校正初始值。
电平校正值计算部分1240根据从对应的电平判断设备1101-110X接收的电平判断结果信号S11执行以下的电平校正。当电平判断结果信号S11显示输入音频数据S06大于参考音量数据S10时，电平校正设备1201-120X依照第二电平校正参数S08确定的校正图形G22，将设备1201-120X分别负责的对应声道数据的输出电平减小到小于它的输入电平。相反，当电平判断结果信号S11显示输入声道数据S06小于参考音量数据S10时，电平校正设备1201-120X依照第一电平校正参数S07确定的校正图形G21，将设备1201-120X负责的对应声道数据的输出电平提高到大于它的输入电平。要由电平校正设备1201-120X分别处理的声道是由处理声道转换部分1210指定的。
电平校正平滑部分1250执行从电平校正值计算部分1240输出的电平校正数据与在以前取样时间经过电平校正的数据之间的平滑处理。然后，电平校正平滑部分1250输出经过平滑处理的数据，作为在当前取样的时间的输出音频数据S15。
下面参考图8的流程图详细说明平滑处理过程。除非特别指明，下面说明的平滑处理基本上是由电平校正平滑部分1250执行的。
在从电平校正值计算部分1240输入了当前电平校正计算值之后(S801)，电平校正初始值转换部分1230判断输入的当前电平校正计算值是否是需要首先处理的输入数据(S802)。
当在S802中判断出输入的当前电平校正计算值不是要首先处理的输入数据时，电平校正初始值转换部分1230把在电平校正平滑部分1250中顺序更新和记录的在前经过平滑处理的校正值不加改变地用作在前经过平滑处理的校正值的指令输出到电平校正平滑部分1250。
相反，当在S802中判断出输入的当前电平校正计算值是需要首先处理的输入数据时，电平校正初始值转换部分1230输出将电平校正平滑部分1250中由电平校正初始值信息S14指定的电平校正初始值用作在前经过平滑处理的校正值的指令(S803)。
在电平校正初始值转换部分1230中执行了上述步骤S801-S803之后，电平校正平滑部分1250根据下面的公式计算当前经过平滑处理的校正值(S804)。
当前经过平化处理的校正值＝(当前电平校正计算值-在前经过平化处理的校正值)×平滑电路的收敛时间常数在S804中计算了当前经过平滑处理的校正值之后，电平校正平滑部分1250根据下面的公式计算它们的要校正的相关声道数据中的已经过平滑处理的当前校正输出音量电平(S805)。
当前输出音量电平＝当前电平校正计算值-当前经过平滑处理的校正值在S805中计算了要校正的相关声道数据中的已经平滑处理的当前校正输出音量电平之后，为了转到下一个校正处理，电平校正平滑部分1250将当前平滑处理的校正值更新并记录为在前平滑处理的校正值(S806)。在执行了至此说明的处理之后，将已经平滑处理的当前校正输出音量电平从电平校正平滑部分1250输出到外部(S807)。
图9示出了电平校正平滑部分1250执行的平滑处理的效果。图9示出了在音频处理装置1000的取样周期2100中，按照时间顺序的时间点的电平校正计算部分1240的校正输出和电平校正平滑部分1250的平滑输出。在图9中，S051-3是在时间点21001-3的输入音频数据的取样值。1001-3是在时间点21001-3的上述校正输出，1101-3是在时间点21001-3的上述平滑输出，1201-3是在时间点21001-3的电平校正计算值，1301-3是在时间点21001-3的平滑处理后的校正值。
从图9可以清楚地看到，时间点21002，3的平滑处理后的校正值1302，3的变化可以小于或大于在相同时间点21002，3的电平校正计算值1202，3的变化，但是，平滑输出1102，3的变化小于校正输出1002，3的变化。这里的变化指的是在相同的时间点21002，3，平滑输出1102，3和电平校正计算值1202，3相对于取样值S052，3的变化。
如此执行的平滑处理使得能够更容易地听到输出的输出音频数据S15，尽管对其执行了电平校正。
当在声道处理指定部分1220中决定不执行电平校正时，电平校正设备1201-1203不对它们的相关声道执行电平校正，并且不加改变地将输入音频数据S06作为输出音频数据S15输出。
在上述S802中，当判断出当前电平校正计算值是要处理的第一数据时，把电平校正初始值信息S14指定的电平校正初始值用作在前经过平滑处理的校正值。
在上述情况下，在音量电平的最大值(0db)和音量电平的最小值(-∞db)之间的范围中任意地设置电平校正初始值。
以下是电平校正初始值的三个例子。
1.首先经受处理的电平校正计算值。
2.当音量电平在最大值(0db)时的电平校正值。
3.当音量电平在最小值(-∞db)时的电平校正值。
在第一种情况下，取样周期中时间点2100s首先受到处理的在前经过平滑处理的校正值与在取样周期中时间点2100s的电平校正计算值相同。这导致了当前电平校正计算值和在前电平校正计算值之差为0，并且当前经过平滑处理的校正值也导致0。由于这种情况，不执行平滑处理，在取样周期中的时间点2100s的已经过平滑处理的校正的输出音频电平与校正后的输出音频电平相同。结果，平滑处理的执行实际上在取样周期中的第二时间点2100s+1开始。
在第二种情况下，取样周期中时间点2100s首先受到处理的在前经过平滑处理的校正值是当音量电平在最大值时的电平校正值，并且，如图4中所示是所有校正值的最小值。因此，随着取样周期2100中的时间点从2100s依照时间顺序向前传送，平滑处理的校正值增大。
在第三种情况下，取样周期中时间点2100s首先受到处理的在前经过平滑处理的校正值是当音量电平在最小值时的电平校正值，并且，如图4中所示是所有校正值的最大值。因此，随着取样周期2100中的时间点从2100s依照时间顺序向前传送，平滑处理的校正值减小。
例如，当输入音频数据S06顶端的音量电平小时，将校正初始值设置在最大值，使得更容易听到顶端的音频。当输入音频数据S06顶端的音量电平大时，将校正初始值设置在最小值或原始音量电平可以防止不必要的削波。因此，可以根据输入音频数据S06的音量电平或用户喜好有选择地改变校正初始值。
在音频处理装置1000中，包括对多声道音频数据执行电平校正的情况，通过疏化由电平判断单元1100执行的判断处理减小了处理量，从而可以处理判断而不会造成任何问题。
此外，在音频处理装置1000中提供了多个电平判断设备1101-1103，从而可以通过电平判断设备1101-1103有选择地对彼此不十分相关的声道进行电平判断。以这种方式，根据输入的音频数据的种类、收听音频数据的环境、用户喜好等等，可以使用各种不同的任选设置，这使得能够响应不同的情景和要求。
此外，在音频处理装置1000提供了多个电平校正设备1201-1203，根据输入的音频数据的种类、收听音频数据的环境、用户喜好等等，可以任意地设置各种不同的电平校正，这使得能够响应不同的情景和要求。
此外，当使用译码器信息以确定多长时间疏化一次多声道音频数据时，可以根据音频数据的形式在最佳疏化频率下执行电平校正。
此外，电平判断设备1101-1103包括电平判断声道指定部分1111，电平校正设备1201-1203包括声道处理指定部分1220。这种构造可以提供任意的设置，即，可以任意设置哪个声道由哪个电平判断设备1101-1103执行电平判断，以及由哪个电平校正设备1201-1203执行电平校正(将哪个校正曲线用于校正)。因此，可以执行对应于用户喜好和音频数据种类的最佳音频处理。
例如，以5.1声道杜比数字为例，可以对使用右、左和前置声道的LFE(低频效果)执行电平校正。
此外，电平校正设备1201-1203包括处理声道转换部分1210，以便确定是否执行有关任意一个声道的电平校正。以这种方式，可以根据输入的音频数据的种类、收听音频数据的环境、用户喜好等等任意地改变设置。从而能够成功地处理不同的情景和要求。
此外，电平校正设备1201-1203包括电平校正初始值转换部分1230，从而可以任意地设置电平校正初始值。电平校正初始值影响初始阶段的音频数据的校正电平。例如，有些用户不喜欢在初始阶段执行校正，而有些用户喜欢在初始阶段执行校正以使音量电平大一些，因为在大多数情况下初始阶段的音量电平小。另外，应当根据声源的不同特性将电平校正初始值设置在具有细微差别的不同值。此外，利用提供的电平校正初始值转换部分1230，可以根据输入音频数据的初始数据的音量电平和用户喜好，任意地设置电平校正初始值。
在实施例1中，无需提供所有的电平判断声道指定部分1111、处理声道转换部分1210、声道处理指定部分1220、电平校正初始值转换部分1230。例如，当可以固定电平校正初始值时，不需要电平校正初始值转换部分1230。也不需要同时提供处理声道转换部分1210和声道处理指定部分1220。图10示出了一种不包括电平校正初始值转换部分1230和声道处理指定部分1220的结构。
此外，并不总是需要在电平校正单元1200中提供多个电平校正设备1201-1203。电平校正单元1200可以包括一个单一的电平校正设备。
在提供单一电平校正设备的情况下，根据校正图形的种类执行电平校正。但是，仍然可以判断音频数据的音量电平是大于还是小于每个声道的参考音量数据S10。因此，与惯用技术相比，有更多的选择可以用于音频处理。图11示出了一种具有单一电平校正设备的结构。
此外，在实施例1中，所有声道的音频数据被输入到对应的电平判断设备1101-1103中，并且通过电平判断声道指定部分1111指定要电平判断的声道。但是，不需要把输入音频数据S06的所有声道数据输入到所有电平判断设备1101-1103中。例如，当输入具有六声道数据的音频数据时，可以有以下的安排。
●仅将第一声道数据单独地提供到电平判断设备1101。
●仅将第二至第五声道数据提供到判断设备1102，并且通过判断声道指定部分1111指定经受电平判断的声道数据。
●将所有声道数据提供到电平判断设备1103，并且通过电平判断声道指定部分1111指定经受电平判断的声道数据。
在上述情况下，仅把电平判断设备1101单独地用于第一声道数据，因此，不需要提供电平判断声道指定部分1111。也可以将这种构造应用到电平校正设备1201-1203。
实施例2图12是说明根据本发明的实施例2的音频处理装置3000的构造的视图。音频处理装置3000与根据实施例1的音频处理装置的不同之处在于，电平判断疏化控制器1300包括一个每同时执行功能电平判断疏化控制器转换设备1320，而不是每译码器电平判断疏化控制器转换设备1310。根据在音频处理装置3000中生成并经过信息通信设备2000接收的同时执行功能信息S16，每同时执行功能电平判断疏化控制器转换设备1320确定电平判断设备1101-1103执行电平判断的间隔。例如，假设音频处理装置3000包括一种与根据本发明的上述电平校正同时执行处理1(虚拟声音建立处理)、处理2(输出频带扩展处理)和处理3(均衡器处理)的功能。在这种情况下，如图15所示，每同时执行功能电平判断疏化控制器转换设备1320判断是否有要和根据本发明的校正处理同时执行的任何其它处理，并且根据任何同时执行的处理施加到音频处理装置3000的负载，确定电平判断设备1101-1103执行电平判断的间隔。以表3所示情况为例，当处理1-3中没有一个要与根据本发明的校正同时执行的时候，将执行判断的频率(疏化间隔)设置为两个取样周期。相反，当处理1-3都要与根据本发明的校正同时执行时，将执行判断的频率(疏化间隔)设置为32个取样周期。
表3当同时执行大量处理时，需要更频繁地疏化处理，当同时执行少量功能时，将疏化的频率降低。以这种方式，可以实现最佳的总处理量。
实施例3图13是说明根据本发明的实施例3的音频处理装置4000的构造的视图。
除了上述音频处理装置1000和3000的结构之外，音频处理装置4000进一步包括一个电平判断取样指定设备1700。电平判断取样指定设备1700在电平判断疏化控制器1300执行的判断疏化控制中产生用于指定疏化位置的伪随机数，并将伪随机数提供到电平判断疏化控制器1300。根据电平判断取样指定设备1700提供的伪随机数，电平判断疏化控制器1300设定判断疏化控制中的疏化位置，也就是说，在预定周期内的经受判断的音频数据取样的分配位置。
在音频处理装置4000中，可以改变经受电平判断的音频数据取样的相位。
当对经受判断的取样执行根据本发明的上述疏化处理时，可能出现以下的判断错误。当以基于要疏化的取样的分配位置的频率(疏化频率)与音频处理装置1000和3000的输入音频数据S05和S06的取样频率彼此的关系是整数倍的方式执行疏化处理时，在输入音频数据S05和S06是诸如正弦波之类的驻波的情况下，经受判断的音频数据的位置是固定的，从而造成电平判断单元1100执行的判断产生错误。
对于这个问题，音频处理装置4000能够改变经受电平判断的音频数据取样的相位，从而将判断误差降到最低。
如上所述，根据本发明的音频处理装置能够减小处理量，能够对包括多声道音频数据在内的音频数据进行音量电平校正，而不会将多声道音频数据下混合到双声道音频数据，从而保持了原数量的声道。
此外，可以响应输入的音频数据种类、用户喜好等等，改变电平判断方法、参考值、电平校正的程度等等。
尽管说明了目前认为是本发明的优选实施例，但是，应当知道可以对其进行各种修改，并且附属权利要求中应当包括所有落入本发明的真实精神和范围内的所有这种修改。
权利要求
1.一种音频处理装置，包括电平判断单元，用于判断输入音频数据的音量电平；电平校正单元，用于根据电平判断单元的判断结果校正音量电平；和电平判断疏化控制器，用于调整电平判断单元执行电平判断的频率。
2.根据权利要求1所述的音频处理装置，其中音频数据由多个声道数据构成，和电平判断单元具有对至少一个声道数据执行电平判断的多个电平判断设备。
3.根据权利要求1所述的音频处理装置，其中作为音频处理装置的基本处理，电平判断单元同步于取样周期判断音频电平，电平判断疏化控制器周期性地从取样周期中的所有时间点疏化任选时间点，并在剩下的时间点判断音频电平。
4.根据权利要求1所述的音频处理装置，其中电平判断疏化控制器根据显示输入音频数据的数据形式的译码器信息改变疏化电平判断的频率。
5.根据权利要求1所述的音频处理装置，其中电平判断疏化控制器根据在电平校正单元执行电平校正的同时由音频处理装置对音频数据执行的其它处理改变疏化电平判断的频率。
6.根据权利要求2所述的音频处理装置，其中电平校正单元具有多个电平校正设备，所述多个电平校正设备和多个电平判断设备一一对应。
7.根据权利要求2所述的音频处理装置，其中电平判断设备包括用于从多个声道数据中确定要进行电平判断的声道数据的电平判断声道指定部分。
8.根据权利要求6所述的音频处理装置，其中多个声道数据被输入到至少一个电平校正设备，和电平校正设备包括用于从输入的多个声道数据中确定要进行电平校正的声道数据的声道处理指定部分。
9.根据权利要求6所述的音频处理装置，其中输入音频数据的多个声道数据被输入到至少一个电平校正设备，和电平校正设备包括用于确定是否要对各个输入的声道数据执行电平校正的处理声道转换部分。
10.根据权利要求6所述的音频处理装置，其中至少一个电平校正设备包括用于改变开始电平校正时的校正初始值的电平校正初始值转换部分。
11.根据权利要求1所述的音频处理装置，其中电平校正单元根据输入音频数据的电平将输入音频数据分为多个音频电平区，并为每个音频电平区设置一个校正图形，从而校正音量电平，和电平判断单元根据第一线性表达式(Y＝a1X+b1)和第二线性表达式(Y＝a2X+b2)之间的相交点计算相邻音频电平区之间的边界线，第一线性表达式(Y＝a1X+b1)显示设定在相邻音频电平区的一侧的校正图形，第二线性表达式(Y＝a2X+b2)显示设定在相邻音频电平区的另一侧的校正图形；其中X表示音频处理装置的输入音频数据，Y表示音频处理装置的输出音频数据。
12.根据权利要求11所述的音频处理装置，进一步包括输入设备，音频处理装置的用户向该输入设备输入第一电平校正参数和第二电平校正参数，其中第一电平校正参数用于对第一线性表达式的值b1进行微调，第二电平校正参数用于对第二线性表达式的值b2进行微调；和计算系数存储设备，用于存储边界线值的实际值数据，其中电平判断单元具有用于根据第一和第二电平校正参数之间的相关性指定边界线数据的表，电平判断单元通过参考输入到输入设备的第一和第二电平校正参数向该表指定边界线值指定数据，电平判断单元进一步根据指定的边界线指定数据从计算系数存储设备读出边界线值的实际值数据，从而根据读出的边界线的实际值数据指定输入音频数据的音频电平区。
13.根据权利要求3所述的音频处理装置，其中电平判断疏化控制器根据伪随机数任意地设置取样周期中的剩余时间点，电平判断单元在剩余时间点判断音频电平。
全文摘要
一种能够判断和校正音频数据的音量电平的音频处理装置，具有用于疏化电平判断的频率的电平判断疏化控制器，可以在多声道输入音频数据的情况下减小处理量，并在执行电平判断和校正的同时保持原来数量的声道。该音频处理装置具有多个电平判断设备和电平校正设备，可以响应用户喜好在任意设置下执行音频处理。从而，本发明能判断和校正多个声道音频数据的电平，同时保持原来数量的声道。
文档编号H03G3/04GK1574616SQ20041004238
公开日2005年2月2日 申请日期2004年5月28日 优先权日2003年5月30日
发明者榊原僚子, 藤田刚史, 畑中规男 申请人:松下电器产业株式会社