低音增强方法及装置、声音控制设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种低音增强方法及装置和声音控制设备，低音增强方法包括以下步骤：提取音频信号中的低音信号；将低音信号进行N次时间压缩处理和时域延拓处理，生成N个低音信号的M次谐波信号；根据M次谐波信号对应的增益系数将该M次谐波信号调整到预设幅度；将调整幅度后的N个M次谐波信号相加，得到总谐波信号。本发明专利技术提出的低音增强方法因为是对每个M次谐波信号单独进行调节幅度，从而克服了现有技术中因将所有的谐波信号一起调节幅度从而不容易控制的缺点。

【技术实现步骤摘要】
低音增强方法及装置、声音控制设备
本专利技术涉及音频处理
，尤其涉及一种低音增强方法及装置和声音控制设备。
技术介绍
目前消费电子设备日趋小型化，尤其是轻薄化的趋势越来越明显，要求扬声器越来越小以适应电子设备的外观越来越小的需求，然而扬声器的体积越小，其低频截止频率就越高，就越难产生出足够多的低音信号，从而导致人耳对低音感知的缺失，从而降低声音质量。目前针对这一问题现有技术的解决方法是利用心理声学现象“消失的基频”来增强低音感知。它的原理是：即使基频不存在，基频也可以通过它的谐波来被感知，因此这种方法也叫做“虚拟低音”或者“残留音调”。现有技术公开了一种“虚拟低音”的谐波产生方法，通过利用整形积分或者反馈乘法环路来产生低音信号的所有谐波信号，该方法的好处是实现结构简单，其不足之处是谐波信号的幅度不容易控制，同时会产生高次谐波信号，因五次谐波信号以后的高次谐波信号会改变用户听觉上的音色，从而引起声音失真。现有技术还公开了一种基于多项式的谐波产生方法。这种方法虽然可以任意控制所生成谐波信号的次数和幅度，但是由于乘法运算必然产生与输入信号频率成分分布有关的交调失真。同时乘法运算量较前面的方法有所增多，需要消耗更多的CPU资源和能量来完成运算，这对于电池容量有限的消费电子设备来说是致命的缺点。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种谐波信号幅度容易控制且不会产生交调失真的低音增强方法及装置和声音控制设备。为了达到上述目的，本专利技术提出一种低音增强方法，包括以下步骤：提取音频信号中的低音信号；将所述低音信号进行N次时间压缩处理和时域延拓处理，生成N个所述低音信号的M次谐波信号；根据所述M次谐波信号对应的增益系数将所述M次谐波信号调整到预设幅度；将调整幅度后的N个所述M次谐波信号相加，得到总谐波信号；其中，N和M为整数，且N大于1。优选地，所述将低音信号进行N次时间压缩处理和时域延拓处理，以生成所述低音信号的M次谐波信号的步骤具体包括：将低音信号进行N次时间压缩处理，以生成N个M次谐波信号；将N个所述M次谐波信号分别在时域上延拓为M个周期，得到与压缩前的所述低音信号长度相同的M次谐波信号。优选地，所述将低音信号进行N次时间压缩处理和时域延拓处理，以生成所述低音信号的M次谐波信号的步骤具体包括：将所述低音信号进行时域延拓处理；将延拓后的所述低音信号进行N次时间压缩处理，得到N个与延拓前的所述低音信号长度相同的M次谐波信号。优选地，所述M次谐波信号对应的增益系数gM通过以下公式得出：，其中，g0=1，HM为各次谐波幅度。本专利技术进一步提出一种低音增强装置，包括：低通滤波器，用于提取音频信号中的低音信号；谐波生成模块，用于将所述低音信号进行N次时间压缩处理和时域延拓处理，以生成N个所述低音信号的M次谐波信号；幅度调整模块，用于根据所述M次谐波信号对应的增益系数将所述M次谐波信号调整到预设幅度；加法器，用于将调整幅度后的N个所述M次谐波信号相加，得到总谐波信号；其中，N和M为正整数，且N大于1。优选地，所述谐波生成模块具体用于将低音信号进行N次时间压缩处理，以生成N个M次谐波信号，然后将N个所述M次谐波信号分别在时域上延拓为M个周期，得到与压缩前的所述低音信号长度相同的M次谐波信号。优选地，所述谐波生成模块具体用于将所述低音信号进行时域延拓处理；然后将延拓后的所述低音信号进行N次时间压缩处理，得到N个与延拓前的所述低音信号长度相同的M次谐波信号。本专利技术进一步还提出一种声音控制设备，包括低音增强装置，还包括与所述低音增强装置依次连接的滤波参数计算器、人机交互接口和低音控制器；其中，所述低音增强装置，包括：低通滤波器，用于提取音频信号中的低音信号；谐波生成模块，用于将所述低音信号进行N次时间压缩处理和时域延拓处理，生成N个所述低音信号的M次谐波信号；幅度调整模块，用于根据所述M次谐波信号对应的增益系数将所述M次谐波信号调整到预设幅度；加法器，用于将调整幅度后的N个所述M次谐波信号相加，得到总谐波信号；所述低音控制器，用于供用户输入相关的低音控制参数；所述人机交互接口，用于接收所述低音控制参数并发送至所述滤波参数计算器；所述滤波参数计算器，用于根据接收到的所述低音控制参数计算出M次谐波信号对应的增益系数。优选地，所述低音控制参数包括扬声器的低频截止频率fc和高次谐波衰减系数n，当M次谐波信号对应的增益系数为gM，音频信号采样率为fs，其中，fc、n和gM满足以下关系式：;。优选地，所述低音控制参数包括各次谐波幅度HM，HM和所述M次谐波信号对应的增益系数gM满足以下关系式：，其中，g0=1。本专利技术提出的低音增强方法，通过将音频信号中的低音信号提取出来，然后将低音信号进行N次时间压缩处理和时域延拓处理，以生成N个低音信号的M次谐波信号，然后将M次谐波信号调整到预设幅度并将调整幅度后的N个M次谐波信号相加，得到总谐波信号。本专利技术提出的低音增强方法因为是对M次谐波信号单独进行调节幅度，克服了现有技术中因将所有的谐波信号一起调节幅度从而不容易控制的缺点，使各谐波信号幅度更容易控制，同时本专利技术提出的生成谐波的方法运算量小，只用时间压缩处理和时域延拓处理即可生成低音信号的M次谐波信号，因运算量小，故相应的低音增强装置耗电量也较小。另外，将各个谐波信号单独处理，避免了现有技术中因乘法运算而产生的交调失真现象。应用本专利技术提出的低音增强方法，可满足体积越来越轻薄化的扬声器的扩音需求，特别适用于轻薄化的电子设备。附图说明图1为本专利技术低音增强方法的优选实施例的流程示意图；图2为本专利技术低音增强方法的优选实施例中生成低音信号的M次谐波信号的一种流程示意图；图3为本专利技术低音增强方法的优选实施例中生成低音信号的M次谐波信号的另一种流程示意图；图4为50Hz单频音调频谱的典型图样；图5为采用本专利技术低音增强方法50Hz单频音调的生成谐波频谱的典型图样；图6为50Hz和70Hz复合音调频谱的典型图样；图7为采用本专利技术低音增强方法50Hz和70Hz复合音调的生成谐波频谱的典型图样；图8为本专利技术低音增强装置的优选实施例的结构示意图；图9为本专利技术声音控制设备的优选实施例的结构示意图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面结合附图及具体实施例就本专利技术的技术方案做进一步的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术通过将音频信号中的低音信号提取出来，然后将低音信号进行N次时间压缩处理和时域延拓处理，以生成N个低音信号的M次谐波信号，然后将M次谐波信号调整到预设幅度并将调整幅度后的N个M次谐波信号相加，得到总谐波信号。本专利技术提出的方法因为是对M次谐波信号单独进行调节幅度，克服了现有技术中因将所有的谐波信号一起调节幅度从而不容易控制的缺点，使各谐波信号幅度更容易控制，同时本专利技术提出的生成谐波的方法运算量小，只用时间压缩处理和时域延拓处理即可生成低音信号的M次谐波信号。另外，将各个谐波信号单独处理，从而避免了现有技术中因乘法运算而产生的交调失真现象。参照图1，图1为本专利技术低音增强方法一实施例的流程示意图。本实施例中，一种低音增强方法，包括：步骤S10，提取音频信号中的低音信号；具体地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低音增强方法，其特征在于，包括以下步骤：提取音频信号中的低音信号；将所述低音信号进行N次时间压缩处理和时域延拓处理，生成N个所述低音信号的M次谐波信号；根据所述M次谐波信号对应的增益系数将所述M次谐波信号调整到预设幅度；将调整幅度后的N个所述M次谐波信号相加，得到总谐波信号；其中，N和M为正整数，且N大于1。

【技术特征摘要】
1.一种低音增强方法，其特征在于，包括以下步骤：提取音频信号中的低音信号；将所述低音信号进行N次时间压缩处理和时域延拓处理，生成N个所述低音信号的M次谐波信号；根据所述M次谐波信号对应的增益系数将所述M次谐波信号调整到预设幅度；将调整幅度后的N个所述M次谐波信号相加，得到总谐波信号；其中，N和M为正整数，且N大于1；其中，低音控制参数具体包括：扬声器的低频截止频率fc与高次谐波衰减系数n，具体地，低音控制参数fc和n可由用户手动输入，当M次谐波信号对应的增益系数为gM，音频信号采样率为fs时，fc、n和gM满足以下关系式：。2.如权利要求1所述的低音增强方法，其特征在于，所述将低音信号进行N次时间压缩处理和时域延拓处理，以生成所述低音信号的M次谐波信号的步骤具体包括：将低音信号进行N次时间压缩处理，以生成N个M次谐波信号；将N个所述M次谐波信号分别在时域上延拓为M个周期，得到与压缩前的所述低音信号长度相同的M次谐波信号。3.如权利要求1所述的低音增强方法，其特征在于，所述将低音信号进行N次时间压缩处理和时域延拓处理，以生成所述低音信号的M次谐波信号的步骤具体包括：将所述低音信号进行时域延拓处理；将延拓后的所述低音信号进行N次时间压缩处理，得到N个与延拓前的所述低音信号长度相同的M次谐波信号。4.一种低音增强方法，其特征在于，包括以下步骤：提取音频信号中的低音信号；将所述低音信号进行N次时间压缩处理和时域延拓处理，生成N个所述低音信号的M次谐波信号；根据所述M次谐波信号对应的增益系数将所述M次谐波信号调整到预设幅度；将调整幅度后的N个所述M次谐波信号相加，得到总谐波信号；其中，N和M为正整数，且N大于1；其中，低音控制参数包括各次谐波幅度HM，HM可由用户手动输入设定，此时，HM与M次谐波信号对应的增益系数gM满足以下关系式：g0＝1。5.如权利要求4所述的低音增强方法，其特征在于，所述将低音信号进行N次时间压缩处理和时域延拓处理，以生成所述低音信号的M次谐波信号的步骤具体包括：将低音信号进行N次时间压缩处理，以生成N个M次谐波信号；将N个所述M次谐波信号分别在时域上延拓为M个周期，得到与压缩前的所述低音信号长度相同的M次谐波信号。6.如权利要求4所述的低音增强方法，其特征在于，所述将低音信号进行N次时间压缩处理和时域延拓处理，以生成所述低音信号的M次谐波信号的步骤具体包括：将所述低音信号进行时域延拓处理；将延拓后的所述低音信号进行N次时间压缩处理，得到N个与延拓前的所述低音信号长度相同的M次谐波信号。7.一种低音增强装置，其特征在于，包括：低通滤波器，用于提取音频信号中的低音信号；谐波生成模块，用于将所述低...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘飞祥，高伟标，何文辉，
申请(专利权)人：深圳TCL新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：