- 相關(guān)推薦
數(shù)字電視自動音量控制技術(shù)分析論文
【摘要】我們看電視的過程中，切換頻道或播放節(jié)目過程中插播廣告時，有時聲音突然變大，影響用戶收看，造成這種現(xiàn)象的原因是節(jié)目源音頻信號不一致，輸入聲音信號突變，造成喇叭的輸入功率產(chǎn)生突變，實(shí)際的聲壓隨之突變。為給用戶創(chuàng)造更好的收看電視環(huán)境，目前有各種自動音量控制技術(shù)，本文根據(jù)自身工作經(jīng)驗(yàn)對幾種自動音量控制技術(shù)進(jìn)行探究。
【關(guān)鍵詞】自動音量控制技術(shù)AVL；增益；功放
1理想音量控制技術(shù)基本原理
理想的AVL（或AVC）功能是：在某一音量值下，不管輸入信號源如何變化，我們聽覺感受到的是一個聲音強(qiáng)度，而且聲音的動態(tài)響應(yīng)、飽和度沒有任何影響，這樣的話就要求在輸入信號源較小時，AVL將信號無失真的放大一些，輸入信號源較大時，AVL將信號無失真的壓縮一些，整個過程要做到等比壓縮。為了達(dá)到理想的AVL效果，業(yè)界提出了幾種實(shí)現(xiàn)方案，例如：
1.1對某一聲音信號進(jìn)行自動音量控制
該聲音信號中有多個取樣點(diǎn)的聲音數(shù)據(jù)，先根據(jù)各聲音數(shù)據(jù)鄰近的多個聲音數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得到一對應(yīng)的平均音量數(shù)據(jù)。若該平均音量數(shù)據(jù)大于預(yù)先記錄的音量極值數(shù)據(jù)，則更新該音量極值數(shù)據(jù)，反之則不更新音量極值數(shù)據(jù)，并記錄音量極值數(shù)據(jù)是否被更新。若在對預(yù)設(shè)聲音數(shù)據(jù)依序進(jìn)行上述處理后，發(fā)現(xiàn)該音量極值數(shù)據(jù)均未被更新，則根據(jù)現(xiàn)行的平均音量數(shù)據(jù)更新該音量極值數(shù)據(jù)。由此該音量極值數(shù)據(jù)即可反應(yīng)聲音信號的局部音量極值，實(shí)現(xiàn)自動控制該聲音信號播放時的音量大小。
1.2Dolby實(shí)驗(yàn)室的DolbyVolume技術(shù)
DolbyVolume(杜比智能音量技術(shù)）與普通的自動音量調(diào)整技術(shù)存在很大區(qū)別。它能夠針對不同的信號源和節(jié)目內(nèi)容，在不同聲音電平下提供一致的高質(zhì)量的聽覺體驗(yàn)。它主要基于杜比實(shí)驗(yàn)室多年研究開發(fā)的新型心理聲學(xué)引擎和人體聲學(xué)感知模型，能夠?qū)φ麄�聲音頻譜進(jìn)行實(shí)時的多頻段處理，并且能夠在時域和頻域內(nèi)深入感知聲音的電平和音質(zhì)。DolbyVolume主要包含兩大功能：
（1）VolumeLeveler
VolumeLeveler功能可以使你在不同的信號源和不同的節(jié)目內(nèi)容之間切換時，提供一致的音量電平和聽音體驗(yàn)。這與AVL在功能上有些類似，但杜比智能音量技術(shù)還能根據(jù)人耳在音量調(diào)整時敏感度的變化進(jìn)行補(bǔ)償。它能適當(dāng)?shù)仄胶獾皖l、中頻和高頻信號，在高或低音量回放時，都能保證完整保留原始混音中動態(tài)信息的聆聽體驗(yàn)。因此，杜比智能音量技術(shù)根據(jù)人們感知聲音的方式對音量進(jìn)行測量、分析和保持，不管切換頻道還是切換音源輸入，它都會檢查多種音頻參數(shù)以保持回放音量的一致。通過頻域和時域響度分析技術(shù)的高超結(jié)合，可以快速而適當(dāng)?shù)丶m正音量大小的不同，同時不會在音頻信號中混入人為的壓縮噪音或者拍頻聲，而普通的AVL，只是對不同信號源進(jìn)行單一電平調(diào)整，往往會引入壓縮噪音和其他雜音。
�。�2）VolumeModeler
VolumeModeler功能主要是保證音頻產(chǎn)品或系統(tǒng)在低音量條件下也能恢復(fù)在一般低音條件下會丟失的音質(zhì)，聲像細(xì)節(jié)和環(huán)繞聲效果。這項(xiàng)技術(shù)能讓聽者控制節(jié)目的音量動態(tài)范圍。例如在深夜將音量關(guān)小時，可以調(diào)節(jié)動態(tài)范圍，使對白始終清晰，而音效能夠在不吵醒家人的情況下保持其震撼力與音色。DolbyVolume對于模擬和數(shù)字輸入信號都能進(jìn)行調(diào)整。目前支持DolbyVolume的廠家有CirrusLogic,Freescale，Toshiba等等，至于其他AVL的技術(shù)方法，據(jù)目前了解大多數(shù)是對音量簡單削波和提升，而沒有分頻段處理，會引入噪音。
2自動音量控制技術(shù)方案一
2.1控制原理
該方案采用的AVL功能的原理是在增益一定的情況下，將音頻功放的輸入限制在某一區(qū)域之內(nèi)，使其不隨外部節(jié)目源音頻信號的無限增強(qiáng)而增大。該方案信號流程圖如圖1所示。如圖2所示，橫軸為輸入信號，右豎軸為功放輸出，打開AVL功能后，當(dāng)輸入信號超過某限定值后，輸出不再改變（紅線），即AVL是限制輸入功放的音頻信號強(qiáng)度。
2.2調(diào)測結(jié)果及波形
(1)輸入0.5Vrms、1KHz正弦波音量50，當(dāng)輸入0.5Vrms、1KHz正弦波、音量50時，AVL功能打開或關(guān)閉功放輸出無變化。
(2)輸入0.6Vrms、1KHz正弦波音量50，當(dāng)輸入0.6Vrms、1KHz正弦波、音量50時，AVL功能打開時輸出相比關(guān)閉時進(jìn)行了壓制，輸出限制在6.75Vrms。
(3)輸入0.8Vrms、1KHz正弦波音量50，當(dāng)輸入0.8Vrms、1KHz正弦波、音量50時，AVL功能打開時輸出相比關(guān)閉時進(jìn)行了壓制，輸出仍限制在6.75Vrms。①當(dāng)輸入信號小于0.6Vrms時，AVL功能無論打開與否，功放輸出信號無變化。②當(dāng)輸入信號大于等于0.6Vrms時，AVL功能關(guān)閉時，功放輸出隨輸入信號增大而增大，并出現(xiàn)失真；AVL功能打開時，功放輸出一直限制在6.75Vrms，不隨輸入信號增大而增大。因此，AVL功能限制功放輸入信號是一個漸變過程。當(dāng)音頻輸入信號從低到高（0.1V——>1V）瞬間變化時，AVL功能開啟時音頻輸出信號的改變有一個漸變過程，聲音會從強(qiáng)轉(zhuǎn)為平衡，時間約35mS；AVL功能關(guān)閉時，音頻輸出信號立即從低轉(zhuǎn)高，沒有任何緩沖。此方案通過限幅輸入信號來完成對音量的自動控制，此種做法在一定程度上犧牲了聲音的動態(tài)響應(yīng)范圍。
3自動音量控制技術(shù)方案二
3.1控制原理
方案二首先對音頻輸入信號進(jìn)行采樣分析，當(dāng)一個突變信號來臨時，通過采樣分析即可得知同前一信號的差異。通過分析差異，在不改變輸入信號的情況下，在增益上進(jìn)行控制（提升或降低），以達(dá)到同前一輸出在同一強(qiáng)度級別。由于我們對輸入信號沒有進(jìn)行任何操作，因此對音頻的動態(tài)響應(yīng)范圍等參數(shù)不會產(chǎn)生很大影響，此時滿足：功放輸出＝輸入信號＋增益
3.2調(diào)測結(jié)果及波形
�。�1）輸入0.5Vrms、1KHz正弦波音量50當(dāng)輸入0.5Vrms、1KHz正弦波、音量50時，由于輸入信號還沒有超過功放的閾值，所以AVL功能無論打開與否，功放輸出無變化。
�。�2）輸入0.8Vrms、1KHz正弦波音量50，當(dāng)輸入0.8Vrms、1KHz正弦波、音量50時，由于輸入已經(jīng)超過了功放的閾值，AVL功能關(guān)閉，輸出失真；AVL功能打開時，首先會對輸入信號進(jìn)行采樣，當(dāng)發(fā)現(xiàn)音頻輸入信號幅度超過輸入閾值時，程序會自動把功放的輸入增益降低，從而使功放的凈輸入信號小于閾值，從而輸出穩(wěn)定而不失真的信號。實(shí)現(xiàn)自動音量控制，除上述兩種方案外，還有很多其它方案。總之，AVL功能的主要目的是限制聲音輸出強(qiáng)度在一定的范圍內(nèi)，不隨輸入信號的增強(qiáng)而持續(xù)增強(qiáng)。在電視中，采用AVL功能的主要優(yōu)點(diǎn)是：避免夜間看電視時，切換頻道或插播廣告時，輸入信號突變，引起的聽覺不適；缺點(diǎn)是降低了聲音的動態(tài)頻響范圍，讓聲音聽起來較無味。當(dāng)然，夜間看電視時，將音量開到較小的值，不用AVL功能，也可降低音頻輸入信號突變帶來的影響，同樣不影響聲音的動態(tài)范圍，但此時要求環(huán)境安靜，否則就會有聽不清楚的困擾。數(shù)字電視自動音量控制技術(shù)，使我們的聽覺系統(tǒng)更舒適。
參考文獻(xiàn)
[1]師公社,何寧,張荷芳,等.電視接收機(jī)信號切換中的音量智能均衡控制[J].西安工業(yè)學(xué)院學(xué)報,2005.
【數(shù)字電視自動音量控制技術(shù)分析論文】相關(guān)文章：
網(wǎng)絡(luò)中數(shù)字電視技術(shù)的實(shí)踐分析論文10-11
數(shù)字電視發(fā)射機(jī)技術(shù)概況分析論文10-10
有線電視數(shù)字電視技術(shù)的實(shí)踐分析論文10-11
有線數(shù)字電視的信息安全論文10-08