一种音频自动增益补偿方法、系统、计算机及存储介质与流程

本申请涉及音频信号处理，特别是涉及一种音频自动增益补偿方法、系统、计算机及存储介质。

背景技术：

1、声波在室内传播时，要被墙壁、天花板、地板等障碍物反射，每反射一次都要被障碍物吸收一些。这样，当声源停止发声后，声波在室内要经过多次反射和吸收，最后才消失。这种现象叫做混响。

2、而随着电声学的不断发展，人们对音频系统的音质要求越来越高，去混响属于音频处理中语音增强的一种，主要是增加语音清晰度，例如把在混响环境中获取的混响音，经过去混响技术去除混响,萃取出干净不混浊的声音。

3、但现有技术中应用较广的谱减法去混响，其并不能保证去混响前后的音频大小声一致，因谱减法在原理上是将声音频谱中属于混响的部分减除，即如果把去混响强度开的越大，那么声音频谱中被减去的成份也越大，剩余的音频能量就越小，音频声音将随之减小，影响用户的体验。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种音频自动增益补偿方法、系统、计算机及存储介质，以解决现有技术中音频声音在去混响的过程中，声音频谱内的音频能量随之消减，进而导致音频声音减小，影响用户体验的技术问题。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种音频自动增益补偿方法，包括以下步骤：

3、通过分析播放音量与感知音量的差异，建立等响度曲线；

4、预设不同环境下对收听效果产生影响的关键因子，并根据所述关键因子建立增益补偿模型；

5、根据所述等响度曲线定义补偿曲线；

6、对待处理音频进行去混响处理，并解析去混响后的音频，通过所述补偿曲线及所述增益补偿模型对去混响后的音频进行增益补偿。

7、进一步地，所述通过分析播放音量与感知音量的差异，建立等响度曲线的步骤包括：

8、通过分析播放音量与感知音量的差异，建立某一频率下的响度级函数与该频率下的声压级函数关系；

9、通过所述频率、所述响度级函数及所述声压级函数形成等响度曲线。

10、进一步地，所述某一频率下的响度级函数与该频率下的声压级函数关系的计算模型为：

11、，

12、其中，f为频率，y为频率f下的声压级函数，g为1khz处的归一化线性传输函数的幅度，zf为依赖于频率的指数因子，ff为频率f下的响度级函数转换参数，且

13、，

14、ty为听阈，x为频率f下的响度级函数。

15、进一步地，所述并根据所述关键因子建立增益补偿模型的步骤包括：

16、对所述关键因子进行频率识别，根据所述关键因子的频率特性进行区域分类；

17、分析不同区域的所述关键因子对收听效果的影响度，并定义相应的补偿因子；

18、通过所述补偿因子建立所述增益补偿模型。

19、进一步地，所述根据所述等响度曲线定义补偿曲线的步骤包括：

20、根据所述等响度曲线获取与频谱修正相关的修正函数；

21、通过所述修正函数定义补偿曲线。

22、进一步地，所述修正函数的表达式为：

23、，

24、其中m（f，x）为响度级为x及频率为f时的修正函数，y（f，x）为响度级为x及频率为f时在等响度曲线上对应的声压级函数，y（1000，x）为响度级为x及频率为1khz时在等响度曲线上对应的声压级函数。

25、进一步地，所述补偿曲线的模型为：

26、，

27、其中，b为补偿曲线模型，xm为在频率为f时的原声压级函数，xl为频率为f时去混响声压级函数。

28、第二方面，本申请实施例提供了一种音频自动增益补偿系统，应用于上述技术方案中的音频自动增益补偿方法，所述系统包括：

29、第一构建模块，用于通过分析播放音量与感知音量的差异，建立等响度曲线；

30、第二构建模块，用于预设不同环境下对收听效果产生影响的关键因子，并根据所述关键因子建立增益补偿模型；

31、定义模块，用于根据所述等响度曲线定义补偿曲线；

32、处理模块，用于对待处理音频进行去混响处理，并解析去混响后的音频，通过所述补偿曲线及所述增益补偿模型对去混响后的音频进行增益补偿。

33、第三方面，本申请实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面所述的音频自动增益补偿方法。

34、第四方面，本申请实施例提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的音频自动增益补偿方法。

35、相比于相关技术，本发明的有益效果在于：通过分析播放音量与感知音量的差异所建立的所述等响度曲线，可模拟人耳对不同频率的感知曲线，在音频进行去混响后，音频声音减小时，根据所述等响度曲线，可得出人耳相较于音频原有频率的均衡值，进而通过所述补偿曲线对去混响后的音频进行相应的修正，以提升用户的感知，同时，因不同环境下产生的噪音将同步影响人耳对频率的感知能力，通过所述增益补偿模型，可根据所述关键因子构建的所述增益补偿模型，对当前环境下存在的所述关键因子对应进行音频增益补偿，进一步提升用户的使用感知。

36、本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

技术特征：

1.一种音频自动增益补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的音频自动增益补偿方法，其特征在于，所述通过分析播放音量与感知音量的差异，建立等响度曲线的步骤包括：

3.根据权利要求2所述的音频自动增益补偿方法，其特征在于，所述某一频率下的响度级函数与该频率下的声压级函数关系的计算模型为：

4.根据权利要求1所述的音频自动增益补偿方法，其特征在于，所述并根据所述关键因子建立增益补偿模型的步骤包括：

5.根据权利要求2所述的音频自动增益补偿方法，其特征在于，所述根据所述等响度曲线定义补偿曲线的步骤包括：

6.根据权利要求5所述的音频自动增益补偿方法，其特征在于，所述修正函数的表达式为：

7.根据权利要求6所述的音频自动增益补偿方法，其特征在于，所述补偿曲线的模型为：

8.一种音频自动增益补偿系统，应用于如权利要求1~7任一项所述音频自动增益补偿方法，其特征在于，所述系统包括：

9.一种计算机，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任一项所述的音频自动增益补偿方法。

10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的音频自动增益补偿方法。

技术总结
本发明提供一种音频自动增益补偿方法、系统、计算机及存储介质，音频自动增益补偿方法包括以下步骤：通过分析播放音量与感知音量的差异建立等响度曲线；预设不同环境下对收听效果产生影响的关键因子，并建立增益补偿模型；根据等响度曲线定义补偿曲线；对音频进行去混响处理，通过补偿曲线及增益补偿模型对去混响后的音频进行增益补偿。通过等响度曲线模拟人耳对不同频率的感知曲线，在音频进行去混响后，音频声音减小时，根据等响度曲线可得出人耳相较于音频原有频率的均衡值，通过补偿曲线对去混响后的音频进行修正，提升用户的感知，同时，通过增益补偿模型，对当前环境下存在的关键因子对应进行音频增益补偿，进一步提升用户感知。

技术研发人员：邱晓健,连峰,邱正峰,崔韧,吴鼎元
受保护的技术使用者：南昌航天广信科技有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11