利用频谱修改的响度测量制造技术

通过以下步骤来测量音频信号的感知响度：根据参考频谱形状修改音频信号的频谱表示，使得该音频信号的频谱表示更接近地符合参考频谱形状，并确定该音频信号的经修改的频谱表示的感知响度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及音频信号处理。具体地，本专利技术涉及通过以下方法来测量音频信号的感知响度根据参考频镨形状修改音频信号的频谱表示，使得 音频信号的频镨表示更接i^符合参考频镨形状，并且计算音频信号经修 改的频"*表示的感知响度。相关申请的交叉引用在2004年12月23日公布的Alan Jeffery Seefeldt等A^为"Method, Apparatus and Computer Program for Calculating and Adjusting the Perceived Loudness of an Audio Signal"的已公布的国际专利申请WO 2004/111994A2中，在因其产生的、于2007年4月26日7>布的美国专利 申请US 2007/0092089中，以及在"A New Objective Measure of Perceived Loudness" (Alan Jeffery Seefeldt等人，Audio Engineering Society Convention Paper 6236，旧金山，2004年10月28日)中，描述了有助 于更好地理解本专利技术的各方面的用于客观测量感知的(心理声学的)响度 的某些技术。将所述申请WO 2004/111994 A2和US 2007/0092089以及所 述论文的全部内^it过引用结合于此。
技术介绍
存在很多方法用于客观测量音频信号的感知响度。这些方法的例子包 括A、 B和C加权功率测量以及例如在"Acoustics——Method for calculating loudness leveI"ISO 532( 1975 )和所述申请WO 2004/111994 A2 和US 2007/0092089中所描述的响度的心理声学模型。加权功率测量通过 获得输入音频信号，应用强调(emphasize)感知上较为敏感的频率而削 弱(deemphasize)感知上较为不敏感的频率的已知滤波器，然后在预定 时间长度上对经滤波的信号的功率求平均，来执行加权功率测量。心理声 学方法通常更复杂，并且其目的是更好地建立人耳工作的模型。这种心理 声学方法将信号划分为模仿耳朵的频率响应和灵敏度的频带，然后操纵并!^这些频带，同时考虑心理声学现象，诸如频率和时间屏蔽以及随着变 化的信号强度的非线性响度感知。所有这些方法的目的是产生紧密匹配音 频信号的主观印象的数值测量。专利技术人已经发现了所描述的客观响度测量对于某些类型的音频信号无法准确匹配主观印象。在所述申请WO 2004/111994 A2和US 2007/0092089中，将这种问题信号描述为"窄带"，意思是大部分信号能 量集中在该可听频镨的一个或若干个小部分中。在所述申请中，公开了处 理这种信号的方法，其包括对响度感知的传统心理声学模型的修改以引入 两个响度函数的增长 一个用于"宽带"信号而第二个用于"窄带"信号。 申请WO 2004/111994 A2和US 2007/0092089描述了基于对信号的"窄带" 的测量在两个函数之间进行的内插。尽管这种内插方法确实改善了关于主观印象的客观响度测量的性能， 但是专利技术人此后已经开发了响度感知的可选心理声学模型，他相信该模型 以更好的方式解释和解决了对于"窄带"问题信号的主观和客观响度测量 之间的差别。这种可选模型在响度的客观测量中的应用构成了本专利技术的一 个方面。附图说明图l示出了本专利技术的方面的简化的示意框图。图2A、图2B和图2C以概念化方式示出根据本专利技术的方面对主要包 含低音频率的理想化音频频谱进行频##"改的例子。图3A、图3B和图3C以概念化方式示出根据本专利技术的方面对与参考 频谱相似的理想化音频频镨进行频#^多改的例子。图4示出了有助于为心理声学响度模型计算激励信号的一组临界频 带滤波器响应。图5示出了 ISO 226的等响度曲线。水平标度是单位为赫兹的频率(以 10为底的对数标度)，垂直标^bi单位为分贝的声压级。图6是对于音频记录数据库将根据未修改的心理声学模型的客观响 度测量与主观响度测量进行比较的图。图7是对于相同的音频记录数据库将根据使用本专利技术的方面的心理 声学模型的客观响度测量与主观响度测量进行比较的图。
技术实现思路
根据本专利技术的方面，用于测量音频信号的感知响度的方法包括获得 音频信号的频镨表示；根据参考频谱形状修改频镨表示，使得音频信号的 频镨表示更接近地符合参考频镨形状；以及计算音频信号的经修改的频镨 表示的感知响度。根据参考频谱形状修改频镨表示可以包括将频镨表示 和参考频谱形状之间的差的函数最小化；以及响应于该最小化设定参考频 镨形状的级。对差的函数进行最小化可以使得频镨表示和参考频镨形状之 间的差的加权平均值最小。将差的函数最小化还可以包括施加偏移量以改 变频镨表示和参考频镨形状之间的差。该偏移量可以是固定的偏移量。才艮 据参考频镨形状修改频谱表示还可以包括对音频信号的频谱表示和级被 设定的参考频谱形状取最大级。音频信号的频谱表示可以是近似于沿内耳 基膜的能量分布的激励信号。#^本专利技术的进一步的方面，测量音频信号的感知响度的方法包括 获得音频信号的表示；比较音频信号的表示与参考表示，以确定音频信号 的表示匹配参考表示的接近程度；修改音频信号的至少部分的表示，使得 音频信号的作为结果的经修改的表示更接近地匹配参考表示；以及根据音 频信号的经<务改的表示确定音频信号的感知响度。〗务改音频信号的至少部 分的表示可以包括相对于音频信号的表示的级调节参考表示的级。可以调 节参考表示的级，从而使得参考表示的级与音频信号的表示的级之间的差 的函数最小。修改音频信号的至少部分的表示可以包括增大音频信号的部 分的级。根据本专利技术的再进一步的方面，确定音频信号的感知响度的方法包 括:获得音频信号的表示；比较音频信号表示的频镨形状与参考频镨形状； 调节参考频镨形状的级以匹配音频信号表示的频镨形状，使得音频信号表 示的频镨形状与参考频镨形状之间的差减小；通过增大音频信号表示的频 镨形状的部分来形成音频信号表示的经修改的频镨形状，以进一步改善音 频信号表示的频镨形状与参考频镨形状之间的匹配；以及基于音频信号表 示的经修改的频镨形状确定音频信号的感知响度。该调节可以包括将音频 信号表示的频镨形状与参考频镨形状之间的差的函数最小化，以及响应于 该最小化，设定参考频谱形状的级。对差的函数进行最小化可以使音频信 号表示的频镨形状与参考频谱形状之间的差的加权平均最小。对差的函数 进行最小化还可以包括施加偏偏移量以改变音频信号表示的频谱形状与 参考频镨形状之间的差。该偏移量可以是固定的偏移量。根据参考频镨形状修改频镨表示还可以包括对音频信号的频镨表示和级被设定的参考频 谱形状取最大级。根据本专利技术的进一步的方面和再进一步的方面，音频信号表示可以是 近似于沿着内耳基膜的能量分布的激励信号。本专利技术的其它方面包括执行任一上述方法的设备，以及存储在计算机 可读媒介中、用于使计算机进行任一上述方法的计算机程序。具体实施例方式一般意义上，所有前面提到的客观响度测量(加权功率测量和心理声 学模型)可以被认为是在频率上对音频信号的频镨的某表示的积分。在加 权本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量音频信号的感知响度的方法，所述方法包括：　获得所述音频信号的频谱表示；　根据参考频谱形状修改所述频谱表示，使得所述音频信号的所述频谱表示更接近地符合参考频谱形状；以及　计算所述音频信号的经修改的频谱表示的感知响 度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿兰杰弗里西费尔特，
申请(专利权)人：杜比实验室特许公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]