[发明专利]一种定向声音虚拟低频增强方法、系统、介质和设备

说明书

本发明提出一种定向声音虚拟低频增强方法、系统、介质和设备，包括：将音频信号进行分路处理，分别得到所述音频信号的高频信号和低频信号；对所述低频信号进行降采样；根据降采样得到的采样点计算低频信号的幅度谱和相位谱；根据所述幅度谱计算响应谐频幅度与基频幅度的比例因子；利用所述比例因子对各次谐频进行指数衰减，得到衰减谐频幅度；根据所述衰减谐频幅度和对应的所述相位谱，得到谐频时域信号；对所述谐频时域信号进行升采样，得到虚拟低频信号；将所述虚拟低频信号与所述高频信号进行叠加，得到输出音频信号；本发明可以有效增强低频声音信号。

技术领域

本发明涉及音频处理技术领域，尤其涉及一种定向声音虚拟低频增强方法、系统、介质和设备。

背景技术

音频中的低频成分对听音感受起着至关重要的作用，直接影响到声音的丰满的、浑厚感和空间感。超声波定向声音的低频部分是超声波搭载技术的最难点。传统的低频增强方法采用音频均衡器直接增强低频能量，这种方法容易造成重放信号畸变，严重时甚至可能损坏音频系统。相比而言，虚拟低音增强技术具有较优的效果。虚拟低音技术形成于心理声学理论，人感知重低音时，并不主要依靠低音的基频，而更多地是依靠该基频的各次谐频，即使低音信号的基频被抑制，只要其各次谐频以及这些谐频的关系依然存在，那么对于人耳而言，仍然能够感觉到低音效果。现有的虚拟低音增强算法在处理音频信号时，大多将音频信号分为瞬态信号和稳态信号。针对瞬态信号和稳态信号分别采用不同的运算方法得到谐频，最后产生的虚拟低音信号包含大量的失真，不能很好的还原真实音质。

发明内容

鉴于以上现有技术存在的问题，本发明提出一种定向声音虚拟低频增强方法、系统、介质和设备，主要解决现有技术低频信号处理效果差的问题。

为了实现上述目的及其他目的，本发明采用的技术方案如下。

一种定向声音虚拟低频增强方法，包括：

将音频信号进行分路处理，分别得到所述音频信号的高频信号和低频信号；对所述低频信号进行降采样；

根据降采样得到的采样点计算低频信号的幅度谱和相位谱；

根据所述幅度谱计算响应谐频幅度与基频幅度的比例因子；

利用所述比例因子对各次谐频进行指数衰减，得到衰减谐频幅度；

根据所述衰减谐频幅度和对应的所述相位谱，得到谐频时域信号；

对所述谐频时域信号进行升采样，得到虚拟低频信号；

将所述虚拟低频信号与所述高频信号进行叠加，得到输出音频信号。

可选地，所述将音频信号进行分路处理之前，还包括：

每次读取一帧信号，设置一帧信号包含N个点；

设置信号读取间隔为N/2。

可选地，所述对低频信号进行降采样，至少包括：

设置采样间隔、窗函数以及窗函数滑动间距，依据采样间隔得到采样点，对所述采样点进行加窗处理。

可选地，所述计算低频信号的幅度谱和相位谱的实现方式还包括：对降采样得到的采样点进行傅里叶变换以得到低频信号的幅度谱和相位谱。

可选地，所述计算响应谐频幅度与基频幅度的比例因子，至少包括：

设置待构造的谐频频率范围；

根据所述频率范围结合傅里叶变换得到的傅里叶级数，计算低频信号多阶谐频点处的幅度，得到构造的谐频幅度；

根据所述谐频幅度的幅值利用声压级计算公式，计算频谱范围内的频率点对应的声压级；