[发明专利]音频信号的处理

说明书

技术领域

本发明关于音频信号的处理，以达到增强声音的输出。

背景技术

在扩音器设计中，用于产生声音频率的低音用扩音器的能力被标记为其尺寸和功率。随着不断追求小扬声器设计，该类扩音器系统的低音分离频率变得较高。该失落的基频效应被已知。大脑通过相对基频的较高的谐波的比率且不被基频本身所调解来感觉音调高度。因此，如果耳朵察觉一系列不包含基础频率自身的谐波频率，大脑将仍然感觉将要出现的基础频率。通常超过扩音器低音分离点频率的高的谐波是困难的，当复调多音被演奏时。因此需要一种技术通过八度音阶来音调变化音频，以此产生第一个谐波，然后产生额外的更高顺序的谐波。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种处理音频信号的方法，以当由音频输出设备播放时，增强被感觉到的所述音频信号的低频满足度。该方法包括的步骤为：接收音频输入信号；滤波所述音频输入信号以产生高频信号和低频信号；通过自所述低频信号产生较高频谐波以生成增强信号，包括自卷积处理；且结合所述高频信号和所增强信号以产生输出信号。

附图说明

图1显示的是根据本发明实施例的音频处理系统内所包含的部件的实例；

图2显示的是根据本发明实施例的处理过程的总体图；

图3显示的是步骤205的扩展；

图4显示是F1和F2缓冲器；

图5显示的是权重值；

图6实例的是自卷积方法；

图7显示的是F1的自卷积工作实例；

图8显示的是F2的自卷积；

图9显示的是环形调制；

图10显示的是增强信号的产生。

具体实施方式

图1

根据本发明的实施例的包含在音频处理系统内部件如图1所示。提供有中央处理器101，和随机存取存储器102，后者被提供用于存储程序和操作由中央处理器101执行的数据。

存储程序和操作数据也由硬盘驱动器103提供，尽管其他形式的存储是可行的，例如固态闪存。输入/输出接口104提供用于接收自例如鼠标，键盘或者其他输入装置的输入命令，并用于提供输出到输出装置，其可以是音频输出装置，例如扩音器105，耳机或者其他类型的输出装置。网卡106提供连接到网络的便利且新的程序和数据可以通过次网络被载入，或者真正自便携存储设备，例如盘107，通过DVD驱动器108。各部件的通讯通过系统总线109。

图2

根据本发明的实施例的处理总体显示为图2。为了增强声音的输出，一系列的处理被执行在输入信号上。

音频输入信号被接收在201，且滤波被适用在202。本发明的一个实施例，所述音频输入信号被描述成数字样本，且因此所述滤波步骤在数字领域被执行。

在一个优选的实例中，信号滤波器可以被采用，例如高通滤波器。当被配置以用于提高扩音器的性能，高通滤波器的响应适宜的匹配了扩音器的该低频操作。被滤波的信号可自原始信号的拷贝中减去，以生成仅具有低频表现的第二信号。在可选择的实施例中，可采用两个独立的滤波器，一个是低通滤波器且第二个时高通滤波器。该可选择的实施例可以通过采用陷波滤波器(notch filters)和/或者带通滤波器来实现。处于202的该滤波工序将低频(如203所示)自高频(如204所示)处分离开。低频然后在205处被处理，如将在图3中详细描述。

上述处理的结果是206处所示的增强信号产生。该增强信号已经自低频所产生，但其自身处于较高频率。该增强信号206然后同高频204在207处结合。因此，在208处作为结果的输出信号被具有相对高频量而产生。然而，由于发生在205处的处理，该输出信号由于心理声学作用而听起来类似于输入信号。详细的，被包含在输入信号的低频对于耳朵而言仍然存在于输出信号中。

采取的处理是通过一引入声频样本的窗操作(借助类似于汉(Hann)功能)，并通过将该窗操作的样本同原始音频样本卷积来被执行的。这可以被看做是自卷积。该处理将通过图3进一步描述。因此，在时/频率域中，所述音频在一个方向上向前一个样本接一个样本，同时脉冲响应在相反方向上进入一个样本接一个样本。这形成完美八度音阶的复调线性音调转换。

数字技术通常相对容易产生单顺序谐波，这类谐波通常听起来被变形且不被需要的。被认为是所需的变形类型通常是双顺序谐波，其很难数字产生。本发明提供一种设备以产生完全双顺序谐波列，其通过采用经过上述处理而生成的第二谐波，并通过执行再处理以产生第四，等等。更进一步的双顺序谐波可以按此法产生。