电平调整装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电平(level)调整装置和方法，所述电平调整装置和方法其能够例如在背景音乐中当前播放的音乐变为另一音乐或者在当前播放的音乐中改变音量电平的情况下，将诸如音乐声音信号之类的声音信号的音量电平自动调整为适当的音量电平。
【背景技术】
[0002]在经由音频系统连续播放多首乐曲作为背景音乐等的情况下，因为一个接一个播放的乐曲之间的音量电平的差异和/或当前播放的乐曲的电平变化，期望针对每首乐曲自动地将正在播放的音乐声的音量电平调整为适当的音量电平，使得听者可以确定地听到音乐声并且音量电平不会变得更大。为了自动地调整音量，已知一种电平调整装置，其响应于输入信号的电平来控制音频增益以抑制输入信号的电平变化并输出增益调整后的输出信号。这种电平调整装置包括电平检测部来检测输入信号的电平。该电平检测部被构造为检测输入信号的跟随输入信号的电平变化的电平，并且根据在电平检测部中可变设置的时间常数来决定其跟随速率(following rate)。如果通过将时间常数设置为较大值而将跟随速率设置为低速率，则电平检测不能在音乐声的电平以高速率变化的时间周期中跟随电平变化，因此在该时间周期内播放的音乐声的电平将太大。另一方面，如果通过将时间常数设置为较小值而将跟随速率设置为高速率，则由于电平调整将快速地跟随音乐声的电平变化，所以听者将察觉到增益电平的变化。因此，提出了一种电平调整装置，其被构造为计算与低跟随速率对应的长期增益和与高跟随速率对应的短期增益，并基于计算出的长期增益和短期增益来调整信号的电平(例如，参见日本专利第5236006号)。
[0003]从听者的观点来说，不期望在乐曲播放期间察觉到增益变化，因为这会干扰乐曲的收听。即，基本上期望放慢针对增益调整的跟随速率。然而，计算长期增益和短期增益两者的传统方法具有信号处理的复杂构造。此外，难以预测增益调整之后信号的电平如何变化。
【发明内容】
[0004]考虑到前述现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种改进的电平调整装置及其改进的方法，其实现了电平调整而使得听者不太会察觉到增益变化，能够处理即使具有高速率的电平变化的信号，并且具有容易控制的简单结构。
[0005]为了实现前述目的，本发明提供了一种改进的电平调整装置，包括:第一电平检测部，其被配置为根据第一跟随速率来检测输入信号的电平，以输出表示所检测到的电平的第一电平信号；第二电平检测部，其被配置为根据小于所述第一跟随速率的第二跟随速率来检测所述输入信号的电平，以输出表示所检测到的电平的第二电平信号；控制部，其被配置为基于所述第一电平信号和所述第二电平信号之间的关系来选择所述第一电平信号和所述第二电平信号中的一个，并基于所述第一电平信号和所述第二电平信号中所选的一个电平信号来确定用于电平调整的增益；以及调整部，其被配置为根据通过所述控制部确定的所述增益来调整所述输入信号的电平。
[0006]根据本发明，由于通过使用两种跟随速率(即，第一跟随速率和第二跟随速率)来构造输入信号的电平的检测，并且基于所检测到的第一电平信号和第二电平信号中所选择的一个来构造对用于电平调整的增益的确定，所以可以简化装置的构造。例如，如果电平的变化在输入信号中占优，则可以执行适合于电平改变的增益调整，另一方面，如果电平的稳定性在输入信号中占优，则可以执行适合于电平稳定性的增益调整。因此，根据本发明，可以提供一种电平调整装置，其实现了不使听者太多地察觉到增益变化的电平调整，并且其可以处理即使具有高速率的电平变化的信号，并且具有容易控制的简单构造。
[0007]本发明不仅可以构造和实施为上述装置发明而且还可以构造为方法发明。此外，本发明可配置和实施为由处理器(诸如计算机或DSP)执行的软件程序以及存储有这种软件程序的非暂时性计算机可读存储介质。
[0008]以下将描述本发明的实施例，但应该理解，本发明不限于所描述的实施例，在不背离基本原理的情况下可以对本发明进行各种修改。因此，仅通过所附权利要求来确定本发明的范围。
【附图说明】
[0009]以下将参照附图仅通过示例的方式来详细描述本发明的特定优选实施例，其中:
[0010]图1是示出包括根据本发明实施例的电平调整装置的音频设备的框图；
[0011]图2是示出根据本发明的第一实施例的电平调整装置的结构的框图；
[0012]图3A和图3B是示出根据第一实施例的电平调整装置的增益特性和输入-输出特性的曲线图；
[0013]图4是通过根据第一实施例的电平调整装置的控制部执行的处理的流程图；
[0014]图5是示出根据本发明第二实施例的电平调整装置的结构的框图；
[0015]图6A和图6B是通过根据第二实施例的电平调整装置的控制部执行的处理的流程图；以及
[0016]图7A和图7B是示出输入至根据第二实施例的电平调整装置的输入信号的时序图，以及选择电平检测部所检测到的电平检测信号中的一个的情况。
【具体实施方式】
[0017]图1示出了包括根据本发明实施例的电平调整装置的音频设备50的结构。注意，根据本发明实施例的电平调整装置可以是在根据本发明实施例的电平调整方法中具体化的数字音频信号处理装置，但是也可以是在所述方法中具体化的模拟音频信号处理装置。
[0018]在图1中，声音源51是将在音频设备50上播放并且将从扬声器53输出的音频信号的供应源，其可以是有线广播、音乐服务器终端、长时间记录器、混音器等。来自声音源51的数字音频信号被输入至根据本发明的电平调整装置1，并且在电平调整装置I中，根据音频信号的输入电平自动地调整音频信号的电平。通过电平调整装置I自动调整了电平的音频信号被转换为模拟音频信号并被放大来通过扬声器53可被听见地输出。电平调整装置I可以不仅构造为独立的部件，而且还可以构造为其他装置或设备的一部分。例如，电平调整装置I可以结合到声音源51的主体中作为其一部分、结合到音频功率放大器52的主体中作为其一部分或者结合到扬声器53的主体中作为其一部分。
[0019]图2是示出根据本发明第一实施例的电平调整装置I的结构。在该实施例中，“起声速率(attack rate)”和“释放速率(re lease rate) ”被用作下面提到的“跟随速率”，并且它们均是定义跟随输入信号的每个波周期的峰值电平的速度或速率的“时间常数”。
[0020]在图2所示的电平调整装置I中，经由输入端将来自声音源51的音频信号输入至第一电平检测部10、第二电平检测部11和调整部13。第一电平检测部10通过与第二电平检测部11的第二跟随速率相比相对较高的第一跟随速率来检测输入音频信号的电平，并输出表示所检测到的电平的第一电平信号LV1。此外，第二电平检测部11通过与第一电平检测部10的第一跟随速率相比相对较低的第二跟随速率来检测输入音频信号的电平，并输出表示所检测到的电平的第二电平信号LV2。
[0021 ] 在一个实施例中，第一跟随速率和第二跟随速率的每一个都具有起声速率和低于起声速率的释放速率。例如，可以从几毫秒到几十毫秒的范围内选择性地确定第一跟随速率的起声速率，并且可以从几百毫秒到几秒的范围内选择性地确定第一跟随速率的释放速率。此外，可以从几百毫秒到几秒的范围内选择性地确定第二跟随速率的起声速率，并且可以从几秒到几十秒的范围内选择性地确定第二跟随速率的释放速率。在一个实施例中，当输入音频信号的当前电平(当前采样值)大于电平检测部10(或11)当前输出的电平信号LVl (或LV2)时，每个电平检测部10(或11)都使用起声速率来检测输入音频信号的电平，而当所述当前电平小于电平信号LVl (或LV2)时，每个电平检测部10(或11)都使用释放速率来检测输入音频信号的电平。
[0022]第一电平信号LVl和第二电平信号LV2被提供给控制部12。控制部12基于比率(第一电平信号