[发明专利]基于子带滤波框架的解码器的音频均衡方法

说明书

技术领域

本发明涉及音频均衡器的实现方法，尤其涉及一种在具有子带滤波组的解码器里的音频均衡器的实现方法。

背景技术

在各种音频播放设备里，例如音频播放软件、便携式音频播放器等等，音频均衡器都是不可或缺的。它的主要作用是根据不同音频信号的特点，例如流行音乐、古典音乐、语音等，对音频信号进行滤波给听者产生更好的音乐效果。

数字音频均衡器(简称音频均衡器)的主要原理是对音频信号进行频域上的修正，以达到某种音效。例如如果想要增强人声的效果，均衡器通常会对低频分量，即人的基音频率分量进行加重，同时也相对的削减了高频分量的比重。而对于歌剧的音频信号来说，中频成分，即2000赫兹左右的分量则是需要增强以增加对背景音乐的感知度。简而言之，音频均衡器的主要作用就是修正原始音频信号的频率分量来达到需要的音效。

由于音频均衡方法的目的是改变频率分量，因此通常的方法有两类，即时域的滤波和频域的直接修正。从原理上来看，两类方法本质是一样，区别只是实现方式的不同。时域的滤波方法主要包括有限冲击响应滤波器和无限冲击响应滤波器两类主要方法，它们都是通过滤波器的设计来实现在不同频段上的不同的频率响应所达到的音频均衡效果。为了减少时域滤波的运算复杂度，很多基于滤波器组和多相滤波的方法亦被应用在音频均衡器里。频域的方法严格来说是时域方法的对偶实现，即将时域信号变换到频域里，然后修正频域系数(改变增益)，最后经过频域到时域的反变换来恢复信号。最常见的时域转换频域的方式是傅立叶变换，一些其他的变换，例如离散余弦变换，改进型离散余弦变换，小波变换等等亦可用在时域-频域转换上。

传统的音频均衡器的音频均衡方法的复杂度较高，需要耗费较多的系统资源。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种基于子带滤波框架的解码器的音频均衡方法，实现复杂度较低，消耗资源量较少。

本发明的技术方案为：本发明提出了一种基于子带滤波框架的解码器的音频均衡方法，包括：

(1)在基于子带滤波框架的解码器中，通过反量化步骤得到时间采样点，时间采样点所组成的信号的带宽限制在每一个解码器子带所对应的频率区间；

(2)于解码器的子带合成滤波之前，对反量化步骤所得到的音频均衡器所调整的频带内的时间采样点进行增益调整。

上述的基于子带滤波框架的解码器的音频均衡方法的一实施例中，音频均衡器所调整的频带包含一个或多个解码器子带，步骤(2)进一步包括：

通过以下公式进行增益调整，得到音频均衡后的信号：

其中A为音频均衡器的所调整的频带的增益，表示解码器子带中的反量化步骤得到的时间采样点，上标s表示被音频均衡器所调整的频带包含的第s个解码器子带，下标i表示解码器子带里的第i个时间采样点，N表示时间采样点的总数。

上述的基于子带滤波框架的解码器的音频均衡方法的一实施例中，步骤(2)通过对解码器子带的合成滤波器的系数进行公式中的修正来实现。

上述的基于子带滤波框架的解码器的音频均衡方法的一实施例中，步骤(2)通过对解码器子带的时间采样点所对应的反量化器的增益进行公式中的修正来实现。

上述的基于子带滤波框架的解码器的音频均衡方法的一实施例中，一个或者多个音频均衡器所调整的频带完整组成一个解码器子带，步骤(2)进一步包括：

根据音频均衡器的频带和增益构造对应的带通滤波器h_k，k＝1，2，...，K；

对解码器子带的时间采样点信号进行滤波处理再相加得到音频均衡后的信号，公式为：

其中为卷积符号，K为带通滤波器的个数，表示解码器子带中的反量化步骤得到的时间采样点，上标s表示被音频均衡器所调整的频带包含的第s个解码器子带，下标i表示解码器子带里的第i个时间采样点，N表示时间采样点的总数。

上述的基于子带滤波框架的解码器的音频均衡方法的一实施例中，对于带通滤波器h_k的构造，进一步包括：

根据音频均衡器的频带定义带通滤波器h_k的通带、过滤带、阻带；

根据音频均衡器的频带增益A_k，其中k表示第k个音频均衡器，带通滤波器须满足

上述的基于子带滤波框架的解码器的音频均衡方法的一实施例中，一个或者多个音频均衡器所调整的频带完整组成一个解码器子带，步骤(2)进一步包括：

将解码器子带的时间采样点信号进行傅立叶正变换，分析过程为：