数字音频真峰值限幅方法、装置、设备以及存储介质与流程

本技术涉及音频处理，尤其涉及一种数字音频真峰值限幅方法、装置、设备以及存储介质。

背景技术：

1、在数字音频处理领域，限幅器是防止信号过载的关键模块。现有限幅器通常基于采样点峰值检测，若信号超过预设阈值则施加衰减增益。然而，现有方案仅检测离散采样点幅度，无法反映数模转换后模拟域的真实峰值，易产生隐性削波；其增益释放时间为固定值，在信号动态范围较大时，固定释放时间无法兼顾瞬态响应与背景噪声稳定性。因此，如何提高限幅处理后音频信号的输出音质，是仍需解决的一个问题。

2、上述内容仅用于辅助理解本技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

1、本技术的主要目的在于提供一种数字音频真峰值限幅方法、装置、设备以及存储介质，旨在解决如何提高限幅处理后音频信号的输出音质的技术问题。

2、为实现上述目的，本技术提出一种数字音频真峰值限幅方法，所述的方法包括：

3、获取音频采样信号，在预设读取窗口内对所述音频采样信号中的离散采样点进行插值运算，得到插值结果，并从所述插值结果中筛选出真峰值检测结果；

4、将前一时刻包络信号转换为当前信号电平，根据所述当前信号电平与预设限幅阈值确定释放时间系数，并根据所述真峰值检测结果与所述释放时间系数进行包络跟随，生成当前时刻包络信号；

5、根据所述当前时刻包络信号与所述预设限幅阈值确定初始增益值，并对所述初始增益值的变化幅度进行限制，得到目标增益值；

6、从所述音频采样信号中确定目标采样点信号，根据所述目标增益值与所述目标采样点信号得到限幅音频信号，所述目标采样点信号的采样点由所述预设读取窗口确定。

7、在一实施例中，所述在预设读取窗口内对所述音频采样信号中的离散采样点进行插值运算，得到插值结果，并从所述插值结果中筛选出真峰值检测结果的步骤包括：

8、以所述预设读取窗口内连续的三个离散采样点为一组，对每组的三个离散采样点进行抛物线插值运算，得到各组对应的插值峰值；

9、从全部的所述插值峰值中选取最大值作为真峰值检测结果。

10、在一实施例中，所述根据所述真峰值检测结果与所述释放时间系数进行包络跟随，生成当前时刻包络信号的步骤包括：

11、将所述真峰值检测结果与所述前一时刻包络信号进行比较；

12、当所述真峰值检测结果大于所述前一时刻包络信号时，根据预设攻击系数与所述真峰值检测结果进行一阶滤波更新，得到当前时刻包络信号；

13、当所述真峰值检测结果不大于所述前一时刻包络信号时，采用所述释放时间系数与所述真峰值检测结果进行一阶滤波更新，得到当前时刻包络信号。

14、在一实施例中，所述根据所述当前信号电平与预设限幅阈值确定释放时间系数的步骤包括：

15、计算所述当前信号电平与所述预设限幅阈值在分贝域中的差值；

16、根据所述差值计算快释放时间常数与慢释放时间常数之间的自适应加权因子；

17、根据所述自适应加权因子对所述快释放时间常数对应的释放系数和所述慢释放时间常数对应的释放系数进行加权处理，得到释放时间系数。

18、在一实施例中，所述根据所述当前时刻包络信号与所述预设限幅阈值确定初始增益值的步骤包括：

19、获取预设膝宽值，并根据所述预设限幅阈值与所述预设膝宽值确定下限阈值和上限阈值；

20、将所述当前时刻包络信号与所述下限阈值、所述上限阈值进行比较；

21、当所述当前时刻包络信号不大于所述下限阈值时，确定所述初始增益值为1；

22、当所述当前时刻包络信号处于所述下限阈值与所述上限阈值之间时，通过插值方式计算过渡区初始增益值；

23、当所述当前时刻包络信号不小于所述上限阈值时，根据预设压缩比计算压缩区初始增益值。

24、在一实施例中，所述对所述初始增益值的变化幅度进行限制，得到目标增益值的步骤包括：

25、计算当前采样点的初始增益值与前一采样点的目标增益值之间的增益差值；

26、根据预设最大变化步长范围对所述增益差值进行限制，得到限制增益差值；

27、根据所述限制增益差值与所述前一采样点的目标增益值，确定当前采样点的目标增益值。

28、在一实施例中，所述根据所述目标增益值与所述目标采样点信号得到限幅音频信号的步骤之前，还包括：

29、获取所述目标采样点信号在时间轴上的位置信息；

30、根据所述位置信息将所述目标增益值与所述目标采样点信号在时间轴上进行对齐处理。

31、此外，为实现上述目的，本技术还提出一种数字音频真峰值限幅装置，所述数字音频真峰值限幅装置包括：

32、获取模块，用于获取音频采样信号，在预设读取窗口内对所述音频采样信号中的离散采样点进行插值运算，得到插值结果，并从所述插值结果中筛选出真峰值检测结果；

33、生成模块，用于将前一时刻包络信号转换为当前信号电平，根据所述当前信号电平与预设限幅阈值确定释放时间系数，并根据所述真峰值检测结果与所述释放时间系数进行包络跟随，生成当前时刻包络信号；

34、确定模块，用于根据所述当前时刻包络信号与所述预设限幅阈值确定初始增益值，并对所述初始增益值的变化幅度进行限制，得到目标增益值；

35、限幅模块，用于从所述音频采样信号中确定目标采样点信号，根据所述目标增益值与所述目标采样点信号得到限幅音频信号，所述目标采样点信号的采样点由所述预设读取窗口确定。

36、此外，为实现上述目的，本技术还提出一种数字音频真峰值限幅设备，所述设备包括：存储器、处理器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，所述计算机程序配置为实现如上文所述的数字音频真峰值限幅方法的步骤。

37、此外，为实现上述目的，本技术还提出一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文所述的数字音频真峰值限幅方法的步骤。

38、此外，为实现上述目的，本技术还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文所述的数字音频真峰值限幅方法的步骤。

39、本技术提供了一种数字音频真峰值限幅方法，本技术获取音频采样信号，在预设读取窗口内对所述音频采样信号中的离散采样点进行插值运算，得到插值结果，并从所述插值结果中筛选出真峰值检测结果；将前一时刻包络信号转换为当前信号电平，根据所述当前信号电平与预设限幅阈值确定释放时间系数，并根据所述真峰值检测结果与所述释放时间系数进行包络跟随，生成当前时刻包络信号；根据所述当前时刻包络信号与所述预设限幅阈值确定初始增益值，并对所述初始增益值的变化幅度进行限制，得到目标增益值；从所述音频采样信号中确定目标采样点信号，根据所述目标增益值与所述目标采样点信号得到限幅音频信号，所述目标采样点信号的采样点由所述预设读取窗口确定。本技术通过预读取窗口使增益决策超前于信号输出以消除瞬态滞后，通过插值运算估算模拟域真峰值以避免隐性削波，通过信号电平与阈值的关系动态调整释放时间系数以消除呼吸效应，并通过对增益值变化幅度的限制以避免增益突变引入的失真，从而提高了限幅处理后音频信号的输出音质。