[發(fā)明專利]一種音頻設(shè)備及其信號處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980153564.6
• 申請日: 2009-12-16
• 公開（公告）號: CN102272833A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: F·巴薩蘭;A·H·塞拉費蒂諾格盧;R·C·尤茲巴西奧格盧
• 申請（專利權(quán)）人: 阿塞里克股份有限公司
• 主分類號: G10L21/02
• 分類號: G10L21/02;H04R3/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王岳;蔣駿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種在處理音頻信號時利用基頻缺失(missing?fundamental)現(xiàn)象的音頻設(shè)備。

背景技術(shù)

音頻設(shè)備將具有諸如音樂和語音的內(nèi)容的電音頻信號轉(zhuǎn)換為可聽聲音。這些設(shè)備包括實現(xiàn)所述轉(zhuǎn)換的電聲換能器，諸如揚聲器。電聲換能器在特定的頻率范圍中操作并且不能將該頻率范圍之外的音頻信號轉(zhuǎn)換為聲音。當(dāng)需要產(chǎn)生特別具有低頻的低音聲音時，這種情況不利地影響聲音質(zhì)量。這是因為換能器具有特定的低截止頻率并且不能將低于該頻率的音頻信號轉(zhuǎn)換為聲音。用于克服該問題的解決方案之一是利用引起心理聲學(xué)效果的基頻缺失現(xiàn)象。所述基頻是由儀器產(chǎn)生的最低頻率。除了基頻之外，還產(chǎn)生了該基頻的諧波。根據(jù)基頻缺失現(xiàn)象，即使在產(chǎn)生的聲音中不存在音頻信號的基頻，聽眾也聽到基頻的諧波并且因此看上去像(supposedly)聽到相同的基頻。在音頻信號中存在一個以上的基頻，在該音頻信號的內(nèi)容中存在一個以上同時演奏的儀器。基頻缺失現(xiàn)象對音頻信號也有效，在該音頻信號的內(nèi)容中存在一個以上的基頻。換句話說，即使在產(chǎn)生的聲音中不存在有關(guān)的基頻，聽眾也聽到這些基頻的諧波并且感知相同的基頻。

在產(chǎn)生基頻缺失效果時，抑制存在于音頻中的并且低于電聲換能器的截止頻率的一個或多個基頻，并且增加該一個或多個基頻的諧波的幅度，并且將處理的音頻信號施加到電聲換能器。因此，將不能產(chǎn)生低于截止頻率的一個或多個基頻的電聲換能器產(chǎn)生該一個或多個基頻的諧波，并且因此以心理聲學(xué)的方式給聽眾產(chǎn)生收聽相同的一個或多個基頻的效果。在利用所述現(xiàn)象的解決方案中所廣泛使用的方法是：通過各種方法將數(shù)字音頻信號分離成包，并且分離地處理每個包。通過將這些包再次連結(jié)，以包處理的音頻信號隨后被帶到最終狀態(tài)。然而，在以電聲的方式將處理的包再次連結(jié)時，在順序的包之間可能發(fā)生一些失配。這種失配有時處于可聽水平并且擾亂聽眾。

在現(xiàn)有技術(shù)水平的美國專利文件號US6370502中，描述了一種用于消除處理的音頻信號包之間的中斷的方法。在該發(fā)明中，描述了通過使用緩存器借助于小波變換技術(shù)來消除量化引起的塊中斷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是實現(xiàn)一種提高其低音性能的音頻設(shè)備。

根據(jù)為了達(dá)到本發(fā)明的目的而實現(xiàn)的音頻設(shè)備及信號處理方法，借助于模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器將模擬音頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并且借助于處理器對其進(jìn)行處理，其中在第一權(quán)利要求及其相應(yīng)的權(quán)利要求中說明了該音頻設(shè)備及信號處理方法。作為這些過程的結(jié)果，提供了一種具有基頻缺失效果并且消除了其包之間的失配的音頻信號。

首先在處理器中將數(shù)字音頻信號分離成n個包。隨后，對這些包應(yīng)用快速傅里葉變換(FFT)。按順序確定每個包的一個或多個基頻。為了產(chǎn)生基頻缺失效果，在抑制一個或多個基頻之后，確定這些一個或多個基頻的諧波的新的幅度值。通過經(jīng)過使用對有關(guān)諧波的頻率特定的加權(quán)系數(shù)而將先前包中的有關(guān)諧波的幅度與正被處理的包中的該有關(guān)諧波的幅度關(guān)聯(lián)，確定諧波的新的幅度值。因此，消除了包之間的失配，其中根據(jù)在產(chǎn)生基頻缺失效果時一個或多個基頻的諧波幅度的增加而可能在包邊界處發(fā)生該失配。

附圖說明

在附圖中示出了為了達(dá)到本發(fā)明的目的而實現(xiàn)的音頻設(shè)備，其中：

圖1是本發(fā)明的音頻設(shè)備的示意圖。

圖2是本發(fā)明的信號處理方法的數(shù)據(jù)流程圖。

圖3是示出了原始音頻信號、其中根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)生基頻缺失效果的音頻信號、以及其中根據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生基頻缺失效果的音頻信號的幅度-時間曲線圖。

具體實施方式

在圖中所示出的元件標(biāo)號如下：

1.音頻設(shè)備

2.模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器

3.處理器。

音頻設(shè)備(1)包括模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(2)和至少一個處理器(3)，該模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(2)將模擬音頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻信號(S)，該至少一個處理器(3)將數(shù)字音頻信號(S)分離成包，對這些包應(yīng)用快速傅里葉變換(FFT)，按順序檢測每個包的一個或多個基頻；以及在抑制這些一個或多個基頻以產(chǎn)生基頻缺失效果之后，通過利用對有關(guān)諧波的頻率特定的加權(quán)系數(shù)而將先前包中的有關(guān)諧波的幅度與正被處理的包中的該有關(guān)諧波的幅度關(guān)聯(lián)，確定這些一個或多個基頻的諧波的新的幅度值(圖1)。

用于在音頻設(shè)備(1)中產(chǎn)生基頻缺失效果的音頻處理方法包括以下步驟：

-將模擬音頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻信號(S)(101)，

-將數(shù)字音頻信號(S)分離成包(102)，

-對包應(yīng)用FFT(103)，