音频信号的增强方法、装置、存储介质和处理器转让专利
申请号 : CN202010899418.6
文献号 : CN111970627B
文献日 : 2021-12-03
发明人 : 江建亮
申请人 : 广州视源电子科技股份有限公司 , 广州视睿电子科技有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种音频信号的增强方法,其特征在于,包括:对输入的原始音频信号进行重叠取帧,得到多个音频帧;
对所述多个音频帧进行高通滤波,得到高频音频信号,并对所述多个音频帧进行低通滤波,得到低频音频信号;
从所述低频音频信号中分离出时域冲击信号和时域谐波信号;
对所述时域冲击信号进行虚拟低音增强处理,得到第一虚拟低音增强信号,并对所述时域谐波信号进行虚拟低音增强处理,得到第二虚拟低音增强信号;
对所述高频音频信号、所述第一虚拟低音增强信号和所述第二虚拟低音增强信号进行叠加,得到目标虚拟低音增强信号,对所述时域冲击信号进行虚拟低音增强处理,得到第一虚拟低音增强信号,包括:基于非线性器件虚拟低音算法将所述时域冲击信号处理为第一虚拟低音信号;
对所述第一虚拟低音信号进行升采样,并对升采样后的所述第一虚拟低音信号进行抗混叠滤波,得到第二虚拟低音信号;
基于所述第二虚拟低音信号对所述第二虚拟低音信号对应的连续音频帧进行拼接,得到第一拼接信号;
对所述第一拼接信号进行增益处理,得到所述第一虚拟低音增强信号,基于非线性器件虚拟低音算法将所述时域冲击信号处理为第一虚拟低音信号,包括:对所述时域冲击信号按照非线性函数进行处理,得到奇次谐波信号和偶次谐波信号的非线性输出结果;
对所述非线性输出结果进行带通滤波,得到所述第一虚拟低音信号。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,从所述低频音频信号中分离出时域冲击信号和时域谐波信号,包括:
对所述低频音频信号进行降采样处理;
从降采样处理后的所述低频音频信号中分离出所述时域冲击信号和所述时域谐波信号。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,从降采样处理后的所述低频音频信号中分离出所述时域冲击信号和所述时域谐波信号,包括:对降采样处理后的所述低频音频信号进行短时傅里叶变化,得到所述低频音频信号的幅度谱和相位谱;
从所述低频音频信号的幅度谱中分离出与所述时域冲击信号对应的第一幅度谱和与所述时域谐波信号对应的第二幅度谱;
基于所述低频音频信号的相位谱分别对所述第一幅度谱和所述第二幅度谱进行相位补偿;
对相位补偿后的所述第一幅度谱进行短时傅里叶逆变换,得到所述时域冲击信号,并对相位补偿后的所述第二幅度谱进行短时傅里叶逆变换,得到所述时域谐波信号。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在对所述第一拼接信号进行增益处理,得到所述第一虚拟低音增强信号之前,所述方法还包括:获取所述时域冲击信号对应的预定虚拟低音增益;基于所述高频音频信号、所述第一拼接信号和所述第二虚拟低音增强信号确定所述第一虚拟低音增强信号的最大虚拟低音增益;基于所述预定虚拟低音增益和所述最大虚拟低音增益确定目标虚拟低音增益;
对所述第一拼接信号进行增益处理,得到所述第一虚拟低音增强信号,包括:按照所述目标虚拟低音增益对所述第一拼接信号进行增益处理,得到所述第一虚拟低音增强信号。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,对所述时域谐波信号进行虚拟低音增强处理,得到第二虚拟低音增强信号,包括:对所述时域谐波信号进行谐波控制,得到第三虚拟低音信号;
对所述第三虚拟低音信号进行升采样,并对升采样后的所述第三虚拟低音信号进行抗混叠滤波,得到第四虚拟低音信号;
基于所述第四虚拟低音信号对所述第四虚拟低音信号对应的连续音频帧进行拼接,得到第二拼接信号;
对所述第二拼接信号进行延时,得到所述第二虚拟低音增强信号。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,对所述时域谐波信号进行谐波控制,得到第三虚拟低音信号,包括:
对所述时域谐波信号进行快速傅里叶变换,得到所述时域谐波信号的幅度谱和相位谱;
基于所述时域谐波信号的幅度谱合成扬声器截止频率以下对应的时域谐波信号合成幅度谱;基于所述时域谐波合成幅度谱和所述时域谐波信号的相位谱生成频率响应信号;
对所述频率响应信号进行快速傅里叶逆变换,得到所述第三虚拟低音信号。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,对所述多个音频帧进行高通滤波,得到高频音频信号,包括:
对所述多个音频帧进行高通滤波,并对高通滤波后的所述多个音频帧中的连续音频帧进行拼接,得到所述高频音频信号。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的方法,其特征在于,所述原始音频信号包括多路原始音频信号,
对输入的原始音频信号进行重叠取帧,得到多个音频帧,包括:对每路所述原始音频信号进行重叠取帧,得到每路所述原始音频信号的多个音频帧;
对所述多个音频帧进行高通滤波,得到高频音频信号,包括:对每路所述原始音频信号的多个音频帧进行高通滤波,得到多路高频音频信号。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,对所述多个音频帧进行低通滤波,得到低频音频信号,包括:
对多路所述原始音频信号的多个音频帧相加,并对得到的相加结果进行增益控制,得到增益控制信号;
将所述增益控制信号确定为所述低频音频信号。
10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,对所述高频音频信号、所述第一虚拟低音增强信号和所述第二虚拟低音增强信号进行叠加,得到目标虚拟低音增强信号,包括:将每路所述高频音频信号、所述第一虚拟低音增强信号和所述第二虚拟低音增强信号进行叠加,得到每路所述原始音频信号对应的目标虚拟低音增强信号。
11.一种音频信号的增强装置,其特征在于,包括:取帧单元,用于对输入的原始音频信号进行重叠取帧,得到多个音频帧;
滤波单元,用于对所述多个音频帧进行高通滤波,得到高频音频信号,并对所述多个音频帧进行低通滤波,得到低频音频信号;
分离单元,用于从所述低频音频信号中分离出时域冲击信号和时域谐波信号;
处理单元,用于对所述时域冲击信号进行虚拟低音增强处理,得到第一虚拟低音增强信号,并对所述时域谐波信号进行虚拟低音增强处理,得到第二虚拟低音增强信号;
叠加单元,用于对所述高频音频信号、所述第一虚拟低音增强信号和所述第二虚拟低音增强信号进行叠加,得到目标虚拟低音增强信号,所述处理单元还用于基于非线性器件虚拟低音算法将所述时域冲击信号处理为第一虚拟低音信号;对所述第一虚拟低音信号进行升采样,并对升采样后的所述第一虚拟低音信号进行抗混叠滤波,得到第二虚拟低音信号;基于所述第二虚拟低音信号对所述第二虚拟低音信号对应的连续音频帧进行拼接,得到第一拼接信号;对所述第一拼接信号进行增益处理,得到所述第一虚拟低音增强信号,所述处理单元还用于对所述时域冲击信号按照非线性函数进行处理,得到奇次谐波信号和偶次谐波信号的非线性输出结果;对所述非线性输出结果进行带通滤波,得到所述第一虚拟低音信号。
12.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质包括存储的程序,其中,在所述程序被处理器运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行权利要求1至10中任意一项所述的方法。
13.一种处理器,其特征在于,所述处理器用于运行程序,其中,所述程序运行时执行权利要求1至10中任意一项所述的方法。
说明书 :
音频信号的增强方法、装置、存储介质和处理器
技术领域
背景技术
了声音的丰满度和厚重感等听感。
叭造成不可逆的损伤,并且会降低喇叭的使用寿命,从而存在无法对音频信号进行有效地
增强的技术问题。
发明内容
得到高频音频信号,并对多个音频帧进行低通滤波,得到低频音频信号;从低频音频信号中
分离出时域冲击信号和时域谐波信号;对时域冲击信号进行虚拟低音增强处理,得到第一
虚拟低音增强信号,并对时域谐波信号进行虚拟低音增强处理,得到第二虚拟低音增强信
号;对高频音频信号、第一虚拟低音增强信号和第二虚拟低音增强信号进行叠加,得到目标
虚拟低音增强信号。
波信号。
谱和相位谱;从低频音频信号的幅度谱中分离出与时域冲击信号对应的第一幅度谱和与时
域谐波信号对应的第二幅度谱;基于低频音频信号的相位谱分别对第一幅度谱和第二幅度
谱进行相位补偿;对相位补偿后的第一幅度谱进行短时傅里叶逆变换,得到时域冲击信号,
并对相位补偿后的第二幅度谱进行短时傅里叶逆变换,得到时域谐波信号。
低音信号进行升采样,并对升采样后的第一虚拟低音信号进行抗混叠滤波,得到第二虚拟
低音信号;基于第二虚拟低音信号对第二虚拟低音信号对应的连续音频帧进行拼接,得到
第一拼接信号;对第一拼接信号进行增益处理,得到第一虚拟低音增强信号。
非线性输出结果;对非线性输出结果进行带通滤波,得到第一虚拟低音信号。
和第二虚拟低音增强信号确定第一虚拟低音增强信号的最大虚拟低音增益;基于预定虚拟
低音增益和最大虚拟低音增益确定目标虚拟低音增益;对第一拼接信号进行增益处理,得
到第一虚拟低音增强信号,包括:按照目标虚拟低音增益对第一拼接信号进行增益处理,得
到第一虚拟低音增强信号。
样,并对升采样后的第三虚拟低音信号进行抗混叠滤波,得到第四虚拟低音信号;基于第四
虚拟低音信号对第四虚拟低音信号对应的连续音频帧进行拼接,得到第二拼接信号;对第
二拼接信号进行延时,得到第二虚拟低音增强信号。
幅度谱合成扬声器截止频率以下对应的时域谐波信号合成幅度谱;基于时域谐波合成幅度
谱和时域谐波信号的相位谱生成频率响应信号;对频率响应信号进行快速傅里叶逆变换,
得到第三虚拟低音信号。
的多个音频帧;对多个音频帧进行高通滤波,得到高频音频信号,包括:对每路原始音频信
号的多个音频帧进行高通滤波,得到多路高频音频信号。
制信号确定为低频音频信号。
第二虚拟低音增强信号进行叠加,得到每路原始音频信号对应的目标虚拟低音增强信号。
于对多个音频帧进行高通滤波,得到高频音频信号,并对多个音频帧进行低通滤波,得到低
频音频信号;分离单元,用于从低频音频信号中分离出时域冲击信号和时域谐波信号;处理
单元,用于对时域冲击信号进行虚拟低音增强处理,得到第一虚拟低音增强信号,并对时域
谐波信号进行虚拟低音增强处理,得到第二虚拟低音增强信号;叠加单元,用于对高频音频
信号、第一虚拟低音增强信号和第二虚拟低音增强信号进行叠加,得到目标虚拟低音增强
信号。
设备执行本发明实施例的音频信号的增强方法。
音频信号;从低频音频信号中分离出时域冲击信号和时域谐波信号;对时域冲击信号进行
虚拟低音增强处理,得到第一虚拟低音增强信号,并对时域谐波信号进行虚拟低音增强处
理,得到第二虚拟低音增强信号;对高频音频信号、第一虚拟低音增强信号和第二虚拟低音
增强信号进行叠加,得到目标虚拟低音增强信号。也就是说,本申请对原始音频信号进行重
叠取帧,并通过高通滤波和低通滤波,得到对应的高频滤波信号和低频滤波信号,并且从低
频音频信号中分离出时域冲击信号和时域谐波信号,分别对其进行虚拟低音增强,进而将
得到的虚拟低音增强信号与高频滤波信号进行叠加,得到最终的需要输出的目标虚拟低音
增强信号,该方法简单,可以实时地对原始音频信号进行分离,并进行虚拟低音增强,提升
了虚拟低音的重放效果,从而解决了无法对音频信号进行有效地低音增强的技术问题,达
到了有效地对音频信号进行有效地低音增强的技术效果。
附图说明
具体实施方式
本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人
员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范
围。
的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或
描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆
盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于
清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品
或设备固有的其它步骤或单元。
虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示
出或描述的步骤。
输入的原始音频信号进行重叠取帧时的信号帧长(FrameL)和帧移(Framem)与原始音频信号
的采样率(fs)和计算处理资源相关。
帧进行低通滤波,得到低频音频信号。
中,高通滤波可采用有限长单位冲激响应(Finite Impulse Response,简称为FIR)滤波器,
或者采用无限脉冲响应数字滤波器(IIR Digital Filiter)的形式实现,此处不做具体限
制,所采用的滤波器的截止频率可以为扬声器的截止频率(fc)。
所使用的低通滤波器的截止频率(flow)可以在[fc,6*fc]中进行调节。
号中分离出时域冲击信号和时域谐波信号。
分离得到的时域谐波成分可以通过H(np)进行表示。
音增强信号,并对时域谐波信号进行虚拟低音增强处理,得到第二虚拟低音增强信号。
音增强信号,第一虚拟低音增强信号也即包括冲击成分的虚拟低音增强信号帧,其可以通
过x’p(n)进行表示,其中,增益处理可以对虚拟低音成分的增益进行有效控制,可以提升虚
拟低音的重放效果;对分离得到的时域谐波信号进行虚拟低音增强处理,可以是对时域谐
波信号采用一定的虚拟低音算法、升采样、拼接、延时等处理,以得到第二虚拟低音增强信
号,该第二虚拟低音增强信号也即包括谐波成分的虚拟低音增强信号帧,其可以通过x’h
(n)进行表示。
强处理,得到第二虚拟低音增强信号。
前帧的目标虚拟低音增强信号,并输出该目标虚拟低音增强信号。
滤波,得到低频音频信号;从低频音频信号中分离出时域冲击信号和时域谐波信号;对时域
冲击信号进行虚拟低音增强处理,得到第一虚拟低音增强信号,并对时域谐波信号进行虚
拟低音增强处理,得到第二虚拟低音增强信号;对高频音频信号、第一虚拟低音增强信号和
第二虚拟低音增强信号进行叠加,得到目标虚拟低音增强信号。也就是说,在该实施例中,
对原始音频信号进行重叠取帧,并通过高通滤波和低通滤波,得到对应的高频滤波信号和
低频滤波信号,并且从低频音频信号中分离出时域冲击信号和时域谐波信号,分别对其进
行虚拟低音增强,进而将得到的虚拟低音增强信号与高频滤波信号进行叠加,得到最终的
需要输出的目标虚拟低音增强信号,该方法简单,可以实时地对原始音频信号进行分离,并
进行虚拟低音增强,提升了虚拟低音的重放效果,从而解决了无法对音频信号进行有效地
低音增强的技术问题,达到了有效地对音频信号进行有效地低音增强的技术效果。
分离出时域冲击信号和时域谐波信号。
采样频率fs可以与低通滤波器的截止频率flow相关,需要满足fs/p>=flow。在对低频音频信
号进行降采样处理之后,可以进一步从降采样处理后的低频音频信号中分离出时域冲击信
号和时域谐波信号。
音频信号的幅度谱和相位谱;从低频音频信号的幅度谱中分离出与时域冲击信号对应的第
一幅度谱和与时域谐波信号对应的第二幅度谱;基于低频音频信号的相位谱分别对第一幅
度谱和第二幅度谱进行相位补偿;对相位补偿后的第一幅度谱进行短时傅里叶逆变换,得
到时域冲击信号,并对相位补偿后的第二幅度谱进行短时傅里叶逆变换,得到时域谐波信
号。
(STFT),从而得到低频音频信号XL(n)的幅度谱和相位谱,其中,低频音频信号的幅度谱也
即短时幅度谱,可以通过mag(f)进行表示,低频音频信号的相位谱也即短时相位谱,可以通
过phase(f)进行表示。
为FrameL/8,帧移位FrameL/16。在计算资源比较宽裕的情况下,帧移可以继续减小,以得到
一个更好的时域冲击信号和时域谐波信号的分离效果。
谐波信号对应的第二幅度谱,其中,第一幅度谱也即冲击成分的短时幅度谱,可以通过magp
(f)进行表示,第二幅度谱也即谐波成分的短时幅度谱,可以通过magh(f)进行表示。
并对相位补偿后的第一幅度谱magp(f)进行短时傅里叶逆变换(ISTFT),得到时域冲击信号
P(np),并对相位补偿后的第二幅度谱magh(f)进行短时傅里叶逆变换,得到时域谐波信号H
(np)。
一虚拟低音信号;对第一虚拟低音信号进行升采样,并对升采样后的第一虚拟低音信号进
行抗混叠滤波,得到第二虚拟低音信号;基于第二虚拟低音信号对第二虚拟低音信号对应
的连续音频帧进行拼接,得到第一拼接信号;对第一拼接信号进行增益处理,得到第一虚拟
低音增强信号。
如,采用基于非线性器件虚拟低音算法,将时域冲击信号合成为第一虚拟低音信号xp(np)。
在得到第一虚拟低音信号之后,可以对第一虚拟低音信号进行升采样,并可以通过抗混叠
滤波器对升采样后的第一虚拟低音信号进行抗混叠滤波,得到第二虚拟低音信号xp1(n),其
中,升采样的倍数可以为P,用于进行抗混叠滤波的抗混叠滤波器可以采用一个低通滤波器
进行实现,其截止频率可以为fs/p。该实施例还可以基于第二虚拟低音信号对第二虚拟低
音信号对应的连续音频帧进行拼接,得到第一拼接信号,比如,通过第二虚拟低音信号xp1
(n)对第二虚拟低音信号对应的连续帧进行拼接,得到第一拼接信号xp(n),其中,对连续帧
进行拼接的拼接技术可以采用重叠相加法、重叠保留法或者线型比例重叠相加法,此处不
做具体限制。在得到第一拼接信号之后,可以对第一拼接信号进行增益处理,得到第一虚拟
低音增强信号x’p(n),可以对第一拼接信号xp(n)通过自适应增益控制模块进行处理,从而
得到增益后的第一虚拟低音增强信号x’p(n),实现了对虚拟低音增益的有效控制。
偶次谐波信号的非线性输出结果;对非线性输出结果进行带通滤波,得到第一虚拟低音信
号。
理,得到含有冲击成分的奇次谐波信号和偶次谐波信号的非线性输出结果xp1(np),其中,非
线性函数可以为:
理,得到第一虚拟低音信号xp(np)。其中,上述带通滤波器的下限截止频率可以为扬声器的
截止频率fc,上限截止频率的取值范围可以为[3*fc,6*fc]。
信号、第一拼接信号和第二虚拟低音增强信号确定第一虚拟低音增强信号的最大虚拟低音
增益;基于预定虚拟低音增益和最大虚拟低音增益确定目标虚拟低音增益;对第一拼接信
号进行增益处理,得到第一虚拟低音增强信号,包括:按照目标虚拟低音增益对第一拼接信
号进行增益处理,得到第一虚拟低音增强信号。
因此该实施例需要对其增益进行适当控制。该实施例提出了一种自适应的增益控制方法,
以能够减小因冲击成分的第一虚拟低音信号的增益过大而导致的失真。
定义的冲击成分的虚拟低音增益Gu,还可以由用户定义最终输出的音频信号最大归一化增
益Glimit,其中,Glimit最大可以设置为0dBFS。该实施例可以由已经生成的高频音频信号xhp
(n)、第二虚拟低音增强信号x’h(n)、包含冲击成分的第一拼接信号xp(n)实时计算第一虚拟
低音增强信号的最大虚拟低音增益,该最大虚拟低音增益可以通过Gm(n)进行表示,进而基
于预定虚拟低音增益和最大虚拟低音增益确定目标虚拟低音增益,该目标虚拟低音增益为
最终的虚拟低音增益,其实现算法可以为:
得到第一虚拟低音增强信号。
拟低音信号进行升采样,并对升采样后的第三虚拟低音信号进行抗混叠滤波,得到第四虚
拟低音信号;基于第四虚拟低音信号对第四虚拟低音信号对应的连续音频帧进行拼接,得
到第二拼接信号;对第二拼接信号进行延时,得到第二虚拟低音增强信号。
低音信号,其也可以称为虚拟低音增强帧,可以通过xh(np)进行表示。在对时域谐波信号进
行谐波控制,得到第三虚拟低音信号之后,可以对第三虚拟低音信号进行升采样,并通过抗
混叠滤波器对升采样后的第三虚拟低音信号进行抗混叠滤波,得到第四虚拟低音信号,其
可以通过xh1(n)进行表示,其中,升采样的倍数可以为P,抗混叠滤波器可以采用一个低通滤
波器进行实现,截止频率可以为fs/p。在得到第四虚拟低音信号之后,基于第四虚拟低音信
号xh1(n)对第四虚拟低音信号xh1(n)对应的连续音频帧进行拼接,得到第二拼接信号,其
中,对连续帧进行拼接的拼接技术可以采用重叠相加法、重叠保留法或者线型比例重叠相
加法,此处不做具体限制。在得到第二拼接信号之后,可以对第二拼接信号进行延时,得到
第二虚拟低音增强信号x’h(n),其中,延时的点数可以为帧长的一半,也即,x’h(n)为
FrameL/2。
于时域谐波信号的幅度谱合成扬声器截止频率以下对应的时域谐波合成幅度谱;基于时域
谐波合成幅度谱和时域谐波信号的相位谱生成频率响应信号;对频率响应信号进行快速傅
里叶逆变换,得到第三虚拟低音信号。
和相位谱,其中,时域谐波信号的幅度谱也即时域谐波信号频域的幅度谱,可以通过H(f)进
行表示,时域谐波信号的相位谱也即时域谐波信号频域的相位谱,可以通过angle(H(f))进
行表示,其中,傅里叶变换的点数也即为时域谐波信号的长度。
知的音色的变化,在每个高次谐波的±5%的频段内搜索峰值,并将该峰值对应的频率点作
为谐波频率,从而完成峰值匹配。根据心理声学原理,调解每个谐波的权重,使得谐波的总
响度和基频的响度一致,得到时域谐波信号的合成幅度谱,也可以称为时域谐波合成幅度
谱。
率响应信号进行快速傅里叶逆变换(IFFT),得到第三虚拟低音信号,该第三虚拟低音信号
为包含谐波成分的虚拟低音增强帧xh(np)。
行拼接,得到高频音频信号。
率可以为扬声器的截止频率fc,进而对高通滤波后的多个音频帧中的连续音频帧进行拼
接,得到高频音频信号,其中,所使用到的拼接技术可以采用重叠相加法、重叠保留法或者
线型比例重叠相加法,此处不做具体限制。
度,也可以按照下面的方法进行。
帧,得到每路原始音频信号的多个音频帧;步骤S104,对多个音频帧进行高通滤波,得到高
频音频信号,包括:对每路原始音频信号的多个音频帧进行高通滤波,得到多路高频音频信
号。
号分别进行重叠取帧,得到每路原始音频信号的多个音频帧,然后对每路原始音频信号的
多个音频帧进行高通滤波,得到多路高频音频信号。
得到增益控制信号;将增益控制信号确定为低频音频信号。
益控制,从而得到增益控制信号,其中,增益gain=‑20log10(N)dB,进而可以将增益控制信
号按照上述实施例中的低频音频信号处理的方式进行虚拟低音增强处理。
号、第一虚拟低音增强信号和第二虚拟低音增强信号进行叠加,得到每路原始音频信号对
应的目标虚拟低音增强信号。
增强信号进行处理时,可以是将每路高频音频信号、第一虚拟低音增强信号和第二虚拟低
音增强信号进行叠加,也即,将各路高频音频信号分别与包括冲击成分的虚拟低音增强信
号帧和包括谐波成分的虚拟低音增强信号帧进行叠加,得到每路原始音频信号对应的目标
虚拟低音增强信号,从而得到各路对应的目标虚拟低音增强信号,该目标虚拟低音增强信
号为虚拟低音增强信号帧。
谐波信号,分别对其进行虚拟低音增强,进而将得到的虚拟低音增强信号与高频滤波信号
进行叠加,得到最终的需要输出的目标虚拟低音增强信号,该方法减少了算法的复杂度,能
够实时的对信号进行虚拟低音增强,并且还能够有效的控制虚拟低音成分的增益,减小了
信号的失真,特别是是对于多通道声重放场景,过去的虚拟低音增强算法容易造成声像的
模糊,而该实施例通过上述方法避免了声像的模糊。
声音的丰满度和厚重感等听感。因而,对小型扬声器的低音重放效果的改善一直是个热门
的研究课题。
果,但是增益幅度很难控制,容易对喇叭造成不可逆的损伤,并且会降低喇叭的使用寿命;
其二,是利用心理声学上“基音缺失”原理对音频信号进行虚拟低音增强,这类方法通过重
放合成的低音基频的谐波成分,在保证小型扬声器正常工作的同时,能够有效地提高倾听
者的低音感知。
波,再将其转换为时域。
成分以及幅度,但是其瞬态效果差。
种低音增强技术的优点。但是,由于其计算复杂度和效率的限制,还主要应用在音频的离线
处理上,而没有音频的实时处理方法,并且还缺乏对虚拟低音增益的有效控制,不合理的虚
拟低音增益将会导致音频信号的可感知的音色的畸变。
拟低音的重放效果。
选汉宁(hanning)窗对取得的帧进行加窗处理。
fc。最后,对连续帧进行拼接,得到合成的高频信号Xhp(n),其中,拼接技术可以采用重叠相
加法、重叠保留法或者线型比例重叠相加法,此处不做具体限制。
足fs/p>=flow。
虚拟低音信号xh1(n)和xp1(n),其中,升采样的倍数可以为P,抗混叠滤波器可以采用一个低
通滤波器进行实现,截止频率为fs/p。
叠加,从而得到当前帧的虚拟低音增强信号,并将其输出。
移位可以为FrameL/16。在计算资源比较宽裕的情况下,帧移可以继续减小,从而能够得到
一个更好的成分分离效果。
成分H(np)。
高次谐波的±5%的频段内搜索峰值,并将该峰值对应的频率点作为谐波频率,完成峰值匹
配。
性函数得到:
带通滤波器的下限截止频率可以为扬声器的截止频率fc,上限截止频率取值范围可以为
[3*fc,6*fc]。
得到冲击成分的虚拟低音的增益却是灵活的。在进行低音重放的过程中,过大的增益会引
起信号的失真,因此需要对其增益做适当控制。该实施例提出了一种自适应的增益控制方
法,能够减小因冲击成分的虚拟低音增益过大导致的失真。S211,对xp(n)通过自适应增益
控制模块进行处理,得到增益后的x’p(n)的步骤可以为:由用户定义冲击成分的虚拟低音
增益为Gu以及最终输出的音频信号最大归一化增益Glimit,其中,Glimit最大可以设置为
0dBFS;由已经生成的高频帧信号xhp(n)和谐波成分的虚拟低音帧信号xp(n)确定冲击成分
的虚拟低音xp(n)的最大增益Gm(n):
了减小计算复杂度,也可以按照下面的简化方案进行。
得到各个通路对应的虚拟低音增强信号帧。
重放场景,过去的虚拟低音增强算法容易造成声像的模糊,而该实施例的上述方法可以避
免造成声像的模糊的问题出现。
单元75。
离出时域冲击信号和时域谐波信号,分别对其进行虚拟低音增强,进而将得到的虚拟低音
增强信号与高频滤波信号进行叠加,得到最终的需要输出的目标虚拟低音增强信号,该方
法简单,可以实时地对原始音频信号进行分离,并进行虚拟低音增强,提升了虚拟低音的重
放效果,从而解决了无法对音频信号进行有效地低音增强的技术问题,达到了有效地对音
频信号进行有效地低音增强的技术效果。
发明实施例1的音频信号的增强方法。
一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或
者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互
之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,单元或模型的间接耦合或通信连
接,可以是电性或其它的形式。
单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式
体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机
设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或
部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、只读存储器(ROM,Read‑Only Memory)、随机存取存
储器(RAM,Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的
介质。
视为本发明的保护范围。