[发明专利]一种低音信号增强的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及音频信号处理技术，尤其涉及一种低音信号增强的方法及装置。

背景技术

音频是多媒体设备的重要组成部分，没有好的声音，再好的图像，再多应用的多媒体设备也不完善。随着多媒体设备的发展，在消费类电子产品中，尤其是手持电子设备、平板电视，由于体积和外形的限制，扬声器的尺寸受限造成了扬声器谐振频率较高，无法辐射出低于其谐振频率的信号分量，导致音频部分中低音的缺失。

现有技术实现低音播放的方法包括：直接使用低音炮音箱、提高低音补偿和采用功率补偿滤波器。低音炮音箱功率低，成本较高，无法集成到有日益轻薄需求的手持电子设备、平板电视中；提高低音补偿和采用功率补偿滤波器的方法效率低，失真较大，效果有限。因此，都无法实现在中小尺寸扬声器上准确还原低音，不能给消费者提供更高要求的享受。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明为解决现有技术缺陷和不足，提出一种低音信号增强技术来实现在中小尺寸扬声器上低音的播放，通过低音信号基频的谐波序列在人耳中再现普通中小尺寸扬声器无法达到的低音音调。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下： 

一种低音信号增强装置，用于对左、右输入声道信号进行滤波处理以产生低音信号输出至扬声器，该装置包括低通滤波器、谐波产生模块、带通滤波器、谐波控制模块和反馈模块；所述低通滤波器的输入端与左、右声道电连接，输出端与所述谐波产生模块的第一输入端电连接；所述谐波产生模块的输出端与所述带通滤波器的输入端电连接；所述带通滤波器的输出端与所述谐波控制模块的输入端、所述反馈模块的第一输入端电连接；所述反馈模块的输出端与所述谐波产生模块的第二输入端电连接；所述谐波控制模块的第一输出端与所述反馈模块的第二输入端连接；所述谐波控制模块的第二输出端输出滤波处理后的低音信号至扬声器。 

所述谐波控制模块包括计算谐波包络模块、谐波等响度控制模块和平滑滤波模块，所述计算谐波包络模块的输入端与所述带通滤波器的输出端电连接，所述计算包络模块的输出端与所述谐波等响度控制模块的输入端电连接，所述谐波等响度控制模块的输出端与所述平滑滤波模块的输入端电连接，所述平滑滤波模块的输出端与所述谐波控制模块的第一、二输出端电连接。

进一步的，该装置还包括左、右声道高通滤波器，输入端分别接收左、右输入声道信号；左、右声道高通滤波器的输出端分别与所述谐波控制模块的第二输出端产生的低音信号合成输出包含低音信号的声音信号。 

所述谐波产生模块采用反馈乘法回路来产生各次谐波信号。

所述低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器采用无限脉冲响应滤波器。

本发明还提供一种低音信号增强的方法，基于上述低音信号增强系统来实现，包括如下步骤：

将所述左、右输入声道信号经合成后输入低通滤波器进行低通滤波提取低频带信号输入谐波产生模块；

所述谐波产生模块接收低通滤波器的低频带信号的各基频信号产生各次谐波信号送入带通滤波器；

所述带通滤波器控制所述谐波产生模块的各次谐波信号，控制高次谐波信号和互调畸变，再将各次谐波信号输入所述谐波控制模块和所述反馈模块；

所述谐波控制模块根据所述带通滤波器输入的各次谐波信号进行谐波幅度控制及各次谐波信号比例的调整，并通过第一输出端输出低音信号，及通过第二输出端输出各次谐波信号至所述反馈模块；

所述反馈模块根据所述带通滤波器和所述谐波控制模块输入的各次谐波信号合成后反馈给所述谐波产生模块。

进一步的，所述谐波产生模块采用反馈乘法回路来产生各次谐波信号。

所述谐波控制模块根据所述带通滤波器输入的各次谐波信号进行谐波幅度控制及各次谐波信号比例的调整是通过所述计算谐波包络模块和谐波等响度控制模块完成的。

在所述谐波控制模块根据所述带通滤波器输入的各次谐波信号进行谐波幅度控制及各次谐波信号比例的调整后还包括通过所述平滑滤波模块对调整后的各次谐波信号进行平滑滤波并进行增益控制输出低音信号。

进一步的，本发明方法进一步设置左、右声道高通滤波器分别接收左、右输入声道信号进行高通滤波提取高频带信号分别与所述谐波控制输出的低音信号合成后输出声音信号。