[发明专利]由计算音频信号基频增强音频信号低频分量的方法和装置

说明书

相关申请交叉引用

本申请要求2006年11月22日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2006-0116069号在35U.S.C.§119(a)下的优先权，其公开内容通过引用而被全部合并于此。

技术领域

本总的发明构思涉及一种用于增强音频信号的低频分量的方法和装置。

背景技术

对于诸如膝上型计算机和MP3播放器的便携式设备中的小尺寸扬声器而言，由于物理限制，即，小尺寸，而难以完全再现音频信号的低频分量。完全再现音频信号的低频分量的困难可能降低音频信号的声音质量。已经提出了各种方法来解决这一副作用。

图1是用于增强音频信号的低频分量的传统装置的框图。

参照图1，传统装置包括低通滤波器110、正弦函数产生模块122、余弦函数产生模块124、带通滤波器130、以及混频器140。

一旦将音频信号输入到图1的传统装置，低通滤波器110中的每一个就通过执行对于对应信道输入的音频信号的低通滤波来仅仅提取低频分量(例如，等于或小于120Hz)。

正弦函数产生模块122和余弦函数产生模块124二者通过调制低通滤波后的信号来产生谐波信号。

带通滤波器130通过分别执行使用正弦函数和余弦函数调制的信号的带通滤波来仅仅选择特定阶的谐波信号。

混频器140中的每一个通过将输入音频信号和对应的带通滤波器130所选择的谐波信号相组合，来产生其中低频分量被增强的对应信道的音频信号。

如上所述，使用谐波信号来增强低频分量的方法使用这样的声学效应，即：如果人耳听到具有基频的倍数的频率的音调，则这个人感觉到该音调，好像听到与基频相对应的音调一样。

图2是图示用于增强音频信号的低频分量的理想谐波信号的图。

参照图2，图示了220Hz的基频分量以及谐波信号。如图2所示，如果基频分量是220Hz，则具有220Hz的倍数(即440Hz、660Hz、880Hz等)的谐波信号是要用于增强音频信号的低频分量的理想谐波信号。因此，如图2所示，如果理想谐波信号的频率增大，则它们中的每一个的幅度减小。

如果一个人听到每个理想谐波信号的音调，那么这个人感觉到该音调，好像听到与220Hz相对应的音调一样。因此，使用理想谐波信号，看起来增强了具有与220Hz相对应的音调的声音的幅度。

然而，用于增强音频信号的低频分量的传统装置不能产生如图2所示的理想谐波信号。

图3是图示使用图1的传统装置产生的谐波信号的图。

图3示出了220Hz的基频分量以及450Hz、650Hz和900Hz的谐波信号，其中，调制频率为50Hz。

参照图3，由于用于产生谐波信号的调制频率被固定为预设频率(例如50Hz)，因此传统装置不能产生图2所示的440Hz、660Hz和880Hz的理想谐波信号，而是产生具有误差的谐波信号，例如450Hz、650Hz和900Hz的谐波信号。此外，与图2所示的、其幅度逐渐减小的理想谐波信号不同，图3所示的谐波信号在所有频率上保持相同的幅度。

如上所述，与理想谐波信号相比，增强音频信号的低频分量的传统方法在谐波信号的频率方面具有误差，并且导致音调的严重变化，这是因为随着谐波信号的频率增大而保持相同的谐波信号幅度，而不是减小谐波信号的幅度。

发明内容

本总的发明构思提供了一种方法和装置，用于通过计算和使用音频信号的基频而使用人类的感觉特性来增强音频信号的低频分量，而不需物理地提高低频分量的能量。

本总的发明构思的其它方面和效用将部分地在以下描述中阐述，并且部分地将根据该描述而显而易见，或者可以通过本总的发明构思的实践而得知。

可以通过提供一种增强音频信号的低频分量的方法来实现本总的发明构思的前述和/或其它方面和效用。该方法包括：使用输入音频信号以及通过将输入音频信号延迟预定量的时间而获得的延迟后的音频信号，来计算输入音频信号的基频；基于该基频而从输入音频信号产生谐波信号；以及将所述谐波信号与输入音频信号相组合。

输入音频信号的基频的计算还可以包括：执行输入音频信号的低通滤波；以及使用低通滤波后的音频信号和延迟后的音频信号之间的最大互相关值，计算输入音频信号的基频。

输入音频信号的基频的计算还可以包括：当获得低通滤波后的音频信号和延迟后的音频信号之间的最大互相关值时，计算所述延迟后的音频信号的延迟时间；以及将该延迟时间转换为频率。