[發(fā)明專利]基于聽(tīng)覺(jué)感知的虛擬低音方法、裝置和揚(yáng)聲器系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310601891.5
• 申請(qǐng)日: 2023-05-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116320903B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁雙喜;苗楠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州至盛半導(dǎo)體科技有限公司
• 主分類號(hào): H04R3/00
• 分類號(hào): H04R3/00
• 代理公司: 長(zhǎng)沙國(guó)科天河知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 43225
• 代理人: 唐品利

本申請(qǐng)涉及一種基于聽(tīng)覺(jué)感知的虛擬低音方法、裝置和揚(yáng)聲器系統(tǒng)，該方法包括：根據(jù)預(yù)設(shè)的揚(yáng)聲器截止頻率將音頻輸入信號(hào)分離出高頻信號(hào)和低頻信號(hào)；根據(jù)低頻信號(hào)生成含有基頻信號(hào)的奇次諧波和偶次諧波；對(duì)奇次諧波和偶次諧波的幅值進(jìn)行調(diào)整后相加，得到含有基頻信號(hào)的多次諧波分量；將低頻信號(hào)進(jìn)行延遲處理后進(jìn)行增益處理，并將增益處理后的信號(hào)與含有基頻信號(hào)的多次諧波分量相減，將得到的多次諧波信號(hào)后進(jìn)行低通濾波，得到低頻諧波信號(hào)；將高頻信號(hào)進(jìn)行延遲處理后和低頻諧波信號(hào)進(jìn)行疊加，得到音頻輸出信號(hào)。該方法通過(guò)調(diào)整諧波之間的幅值比例，降低了計(jì)算量和復(fù)雜度，并且易于實(shí)現(xiàn)，能較好地在音色和響度上還原原基頻信號(hào)。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及音頻處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于聽(tīng)覺(jué)感知的虛擬低音方法、裝置和揚(yáng)聲器系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著多媒體設(shè)備的小型化、輕便化，嵌入在這些設(shè)備中的揚(yáng)聲器在尺寸上有很嚴(yán)格的限制，由于揚(yáng)聲器的體積限制，小型揚(yáng)聲器的低頻重放能力很差，但是音頻中的低頻成分在聽(tīng)覺(jué)感知中有著非常重要的作用，直接影響聲音的洪亮度、豐滿度、渾厚感和空間感。人耳能在基頻缺失的情況下利用諧波組合重建信號(hào)的音調(diào)高低，尤其是主諧波2次和3次對(duì)基頻信號(hào)的音調(diào)、音色和響度的還原具有重要作用。如何改善小型揚(yáng)聲器的低頻表現(xiàn)是音頻設(shè)計(jì)領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。

虛擬低音的原理就是利用“消失的基頻”現(xiàn)象，通過(guò)低音信號(hào)基頻的諧波序列在人耳中再現(xiàn)普通揚(yáng)聲器無(wú)法達(dá)到的低頻音調(diào)。在聽(tīng)覺(jué)感知上就會(huì)讓人覺(jué)得低音分量更足了，有效彌補(bǔ)了小口徑揚(yáng)聲器重放低頻不足的問(wèn)題。這里采用了人耳的生理學(xué)特點(diǎn)來(lái)虛擬低音，人耳能夠把低音基頻的高頻段諧波的差頻聲音聽(tīng)成原來(lái)低音基頻的音調(diào)，這就給我們實(shí)現(xiàn)虛擬低音提供了理論基礎(chǔ)。

現(xiàn)有的虛擬低音方法，計(jì)算量大、復(fù)雜度高且不易于實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種基于聽(tīng)覺(jué)感知的虛擬低音方法、裝置和揚(yáng)聲器系統(tǒng)。

一種基于聽(tīng)覺(jué)感知的虛擬低音方法，所述方法包括：

根據(jù)預(yù)設(shè)的揚(yáng)聲器截止頻率將音頻輸入信號(hào)分離出高頻信號(hào)和低頻信號(hào)。

根據(jù)所述低頻信號(hào)生成含有基頻信號(hào)的奇次諧波和含有基頻信號(hào)的偶次諧波；

對(duì)所述含有基頻信號(hào)的奇次諧波和所述含有基頻信號(hào)的偶次諧波的幅值進(jìn)行調(diào)整后相加，得到含有基頻信號(hào)的多次諧波分量；

將所述低頻信號(hào)進(jìn)行延遲處理后進(jìn)行增益處理，并將增益處理后的信號(hào)與所述含有基頻信號(hào)的多次諧波分量相減，得到多次諧波信號(hào)；

將所述多次諧波信號(hào)進(jìn)行增益處理后進(jìn)行低通濾波，得到低頻諧波信號(hào)；將所述高頻信號(hào)進(jìn)行延遲處理后和所述低頻諧波信號(hào)進(jìn)行疊加，得到音頻輸出信號(hào)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)所述低頻信號(hào)生成含有基頻信號(hào)的奇次諧波和含有基頻信號(hào)的偶次諧波，包括：

采用整流器對(duì)所述低頻信號(hào)進(jìn)行處理，生成含有基頻信號(hào)的偶次諧波為：

，

，

其中，為低頻信號(hào)的第n幀信號(hào)，是求絕對(duì)值運(yùn)算，為偶次諧波幅值調(diào)整參數(shù)，為第 n幀含有基頻信號(hào)的偶次諧波，為幅值調(diào)整后的第 n幀含有基頻信號(hào)的偶次諧波；

采用限幅器對(duì)所述低頻信號(hào)進(jìn)行處理，生成含有基頻信號(hào)的奇次諧波。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，采用限幅器對(duì)所述低頻信號(hào)進(jìn)行處理，生成含有基頻信號(hào)的奇次諧波為：

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