CN101154375B - 卡拉ok形式音频修正及处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种卡拉OK形式音频修正及处理系统，将450Hz至550Hz频率的声音强度削弱，以及将高于4000Hz频率的声音强度削弱。本发明还揭示了一种声音处理系统，包括声音采集装置、带通处理装置、混响装置、放大装置以及输出装置，还包括前述的卡拉OK形式音频修正系统，将采集的声音分别经由带通处理装置、混响装置处理和经由卡拉OK形式音频修正系统修正之后再合成输出。采用了本发明的技术方案，通过卡拉OK形式音频修正系统对声音的修正，将骨导声同样放大后传播，以使使用者能够听到的声音仍然是符合自身所熟悉的“自己的声音”的声音。

Description

卡拉OK形式音频修正及处理系统

技术领域

本发明涉及声音处理技术，更具体地说，涉及一种卡拉OK形式音频修正及处理系统。

背景技术

声音处理技术正在成为一项重要的技术，特别是随者卡拉OK这种娱乐形式的出现，如是使娱乐者能够充分享受成为一个重要的课题。卡拉OK经过多年的发展，各个厂商、机构都在其中投资了大量的资源进行研究和开发，但是直到今天，仍然没有找到一套能够全面满足使用者的要求的系统。有些机构为了追求效果采用全套的专业演唱设备以及环绕、中置等效果手段，还对话筒、音像等设备进行了专门的设计，但是真正的效果仍然不令人满意。

研究其原因，因为卡拉OK这种娱乐模式其是一种“自己唱给自己听”的模式，因此，使用者希望能够听到的是自己所熟悉的“自己的声音”。但是，由于声音传播方式上的差异，按照传统的声音处理以及放大设备处理后的声音并不是使用者自己所熟悉的“自己的声音”。这是因为每个人听到的“自己的声音”其实是来自两种声音传播途径的混合声：骨导传播，即通过人的生理组织的传播声，以及气导传播，即通过空气经反射之后的传播声。对于自身来说，通过这两种传播途径的传播声以一定的强度比例混合，成为自己所熟悉的“自己的声音”。但是对于别人来说，由于不存在骨导传播途径，因此别人所听到的是单纯的气导传播声。

在目前常用的声音处理设备，包括卡拉OK系统中，都没有考虑骨导+气导混合传播模式的存在，因此，对声音的滤波、混响、放大处理单纯地放大了气导传播声的强度，使的最终传播到使用者自己处的声音几乎全部都是气导声，与自身所熟悉的“自己的声音”不相同，由此就会使使用者出现误判，使得整个使用的体验受到影响。

于是，在本领域中就需要一种声音处理技术，专门针对这种需要听到“自己的声音”的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种卡拉OK形式音频修正及处理系统。

根据本发明的一方面，提供一种卡拉OK形式音频修正系统，将450Hz至550Hz频率的声音强度削弱，以及将高于4000Hz频率的声音强度削弱。

根据本发明的一实施例，当声音的基准强度为20dB时，所述卡拉OK形式音频修正系统将500Hz频率的声音强度削弱10dB至30dB，将高于4000Hz频率的声音强度削弱10dB至30dB。所述卡拉OK形式音频修正系统将250Hz频率的声音强度增强5dB至15dB，将2000Hz频率的声音强度增强5dB-15dB；并且250Hz至500Hz之间的声音强度逐渐削弱，500Hz至2000Hz之间的声音强度逐渐增强，2000Hz至4000Hz之间的声音强度逐渐减弱。

根据本发明的一实施例，当声音的基准强度为60dB时，所述卡拉OK形式音频修正系统将500Hz频率的声音强度削弱20dB至30dB，将高于4000Hz频率的声音强度削弱15dB至25dB。所述卡拉OK形式音频修正系统将250Hz频率的声音强度增强0dB至5dB，将2000Hz频率的声音强度增强0dB至10dB；并且250Hz至500Hz之间的声音强度逐渐削弱，500Hz至2000Hz之间的声音强度逐渐增强，2000Hz至4000Hz之间的声音强度逐渐减弱。

根据本发明的一实施例，当声音的基准强度为110dB时，所述卡拉OK形式音频修正系统将500Hz频率的声音强度削弱20dB至25dB，将高于4000Hz频率的声音强度削弱20dB至30dB。所述卡拉OK形式音频修正系统将250Hz频率的声音强度增强0dB至5dB，将2000Hz频率的声音强度增强0dB-10dB；并且250Hz至500Hz之间的声音强度逐渐削弱，500Hz至2000Hz之间的声音强度逐渐增强，2000Hz至4000Hz之间的声音强度逐渐减弱。

根据本发明的另一方面，提供一种卡拉OK形式音频处理系统，包括声音采集装置、带通处理装置、混响装置、放大装置以及输出装置，还包括前述的卡拉OK形式音频修正系统以及电学耦合装置；其中所述声音采集装置的输出连接到所述带通处理装置和所述卡拉OK形式音频修正系统；所述带通处理装置的输出连接到所述混响装置，所述混响装置的输出反馈到所述带通处理装置的输入，还连接到所述电学耦合装置的输入；所述卡拉OK形式音频修正系统的输出连接到所述电学耦合装置的输入；所述电学耦合装置的输出连接到所述输出装置。

根据本发明的另一方面，提供一种卡拉OK形式音频处理系统，包括声音采集装置、带通处理装置、混响装置、放大装置以及输出装置，还包括前述的卡拉OK形式音频修正系统，所述输出装置包括用于输出混响声音的混响输出装置以及用于输出修正声音的修正输出装置；所述声音采集装置的输出连接到所述带通处理装置和所述卡拉OK形式音频修正系统；所述带通处理装置的输出连接到所述混响装置，所述混响装置的输出反馈到所述带通处理装置的输入，还连接到所述混响输出装置；所述卡拉OK形式音频修正系统的输出连接到所述修正输出装置。

采用了本发明的技术方案，通过卡拉OK形式音频修正系统卡拉OK形式音频修正系统对声音的修正，将骨导声同样放大后传播，以使使用者能够听到的声音仍然是符合自身所熟悉的“自己的声音”的声音。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图对实施例的描述而变得更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征、其中：

图1是本发明的卡拉OK形式音频修正系统的结构图；

图2是本发明的卡拉OK形式音频修正系统的声音修正曲线图；

图3是本发明的卡拉OK形式音频处理系统的结构图，其中采用电子线路耦合的方式；

图4是本发明的卡拉OK形式音频处理系统的结构图，其中采用声学耦合的方式；

图5是本发明的卡拉OK形式音频修正系统的一具体电路图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。

本发明提供一种卡拉OK形式音频修正系统，图1示出了其结构图，该卡拉OK形式音频修正系统100包括，用于削弱声音强度的吸收器102和用于增强声音强度的增强器104。吸收器的数量可以有一个或者多个，增强器的数量也可以有一个或者多个，它们可以被设置在特定的频率上，以对特定频率的声音进行强度削弱或者增强，它们的具体电路图可以参考图5所示。按照一个实施例，吸收器被设置成450Hz至550Hz、以及高于4000Hz。

如果针对卡拉OK的特定应用，考虑人正常歌唱时最低的声音强度大约为20dB，最高的声音强度大约为110dB，所以，本发明特地提供下述的实现方式：

当声音的基准强度为20dB时(对应于最低的声音强度)，卡拉OK形式音频修正系统将500Hz频率的声音强度削弱10-30dB，在该实施例中为20dB，即将一个吸收器设置为500Hz频率并且将其设置为削弱10-30dB，在该实施例中为20dB将高于4000Hz频率的声音强度削弱10-30dB，在该实施例中为20dB同理，将一个吸收器设置为500Hz频率并且将其设置为削弱10-30dB。通过实验数据表明，当声音的基准强度为20dB时，在一些频率处需要将声音强度增强，才能使最终的声音更加接近真实的“自己的声音”。因此，卡拉OK形式音频修正系统将250Hz频率的声音强度增强5-15dB，在该实施例中是10dB，即将一个增强器设置为250Hz频率并且将其设置为增强10dB，将2000Hz频率的声音强度增强0-10dB，在该实施例中为5dB。同理，将一个增强器设置为2000Hz频率并且将其设置为增强5dB。对于上述频率点之间的声音，250Hz至500Hz之间的声音强度逐渐削弱，500Hz至2000Hz之间的声音强度逐渐增强，2000Hz至4000Hz之间的声音强度逐渐减弱。根据应用的具体精度要求，上述的增强点和削弱点的数量可以增加。

类似的，当声音的基准强度为60dB时，卡拉OK形式音频修正系统将500Hz频率的声音强度削弱20-30dB，在该实施例中为24dB，将高于4000Hz频率的声音强度削弱20-25dB，在该实施例中为21或者22dB。即将一个吸收器设置为500Hz频率并且将其设置为削弱20-30dB，将另一个吸收器设置为高于4000Hz频率并且将其设置为削弱20-25dB。相应的，增强点的设置为：将250Hz频率的声音强度增强0-5dB，在该实施例中为3dB，将2000Hz频率的声音强度增强0-10dB，在该实施例中为5dB；即，将一个增强器设置为250Hz频率并且将其设置为增强0-5dB并将另一个增强器设置为2000Hz频率并且将其设置为增强0-10dB。同样，250Hz至500Hz之间的声音强度逐渐削弱，500Hz至2000Hz之间的声音强度逐渐增强，2000Hz至4000Hz之间的声音强度逐渐减弱。

在对应最高声音强度的110dB的情况下，当声音的基准强度为110dB时，卡拉OK形式音频修正系统将500Hz频率的声音强度削弱20-25dB，在该实施例中为21dB，将高于4000Hz频率的声音强度削弱20-30dB，在该实施例中为24dB。即将一个吸收器设置为500Hz频率并且将其设置为削弱20-25dB，将另一个吸收器设置为高于4000Hz频率并且将其设置为削弱20-30dB。同样，卡拉OK形式音频修正系统将250Hz频率的声音强度增强0-10dB，在该实施例中为5dB，将2000Hz频率的声音强度增强0-5dB，在该实施例中为2dB。即，将一个增强器设置为250Hz频率并且将其设置为增强0-10dB并将另一个增强器设置为2000Hz频率并且将其设置为增强0-5dB。250Hz至500Hz之间的声音强度逐渐削弱，500Hz至2000Hz之间的声音强度逐渐增强，2000Hz至4000Hz之间的声音强度逐渐减弱。

参考图2示出本发明的卡拉OK形式音频修正系统的声音修正曲线图，可见上述三条修正曲线。

在具有了上述的卡拉OK形式音频修正系统以后，本发明还提供一种声音处理系统200，参考图3示出了其结构，该声音处理系统200包括声音采集装置202、带通处理装置204、混响装置206、放大装置208以及输出装置210，其主要的改进点在于：

还包括前述的卡拉OK形式音频修正系统100以及电学耦合装置212。声音采集装置202的输出连接到带通处理装置204和卡拉OK形式音频修正系统100，本发明中，声音采集装置202的输出被一分为二，一部分(即输入到带通处理装置204的这一部分)经受与传统技术中近似的处理，即带通处理装置204的输出连接到混响装置206，混响装置206的输出反馈到带通处理装置204的输入，混响装置206的输出除了反馈之外，还会用于重新合成声音，由混响装置206输出的声音和传统技术中输出的声音相似，基本上是气导声。声音采集装置202的输出的另一部分被输入到卡拉OK形式音频修正系统100中，卡拉OK形式音频修正系统100根据前述的曲线对声音进行修正，其输出相当于骨导声。卡拉OK形式音频修正系统100的输出和混响装置206的输出都连接到电学耦合装置212的输入，此时，在电学耦合装置212的输入端既有骨导输入，也有气导输入，电学耦合装置212将它们重新合成成为使用者熟悉的“自己的声音”之后放大输出。电学耦合装置212的输出经放大装置208连接到输出装置210，输出装置210可以是一个或者多个扬声器。

除了上述的电学耦合方式之外，也可以采用声学耦合的方式，本发明同样提供这样的系统300，参考图4所示，其包括声音采集装置302、带通处理/混响装置306、放大装置308以及输出装置310，还包括前述的卡拉OK形式音频修正系统100，该系统中的输出装置310包括用于输出混响声音的混响输出装置310a以及用于输出修正声音的修正输出装置310b。该系统与前述的系统200相比较，区别在于，没有电学耦合装置212，两个分路的声音不直接进行混合，而是各自分别放大和输出，由输出的声音直接在空间中进行声学的混合。因此，带通处理/混响装置306的输出除反馈外还连接到混响放大装置308a和混响输出装置310a进行放大输出；卡拉OK形式音频修正系统100的输出连接到修正放大装置308b和修正输出装置310b进行放大输出。混响输出装置310a和修正输出装置310b都可以是一个或者多个扬声器。

本领域的技术人员应当可以理解，前面所述的本发明的卡拉OK形式音频修正系统可以采用多种方式来实现例如：通用处理器、数字信号处理器(DSP)或其它处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或任何以上的组合以实现在此描述的功能。通用处理器最好是微处理器，然而，处理器也可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器可以实现为计算设备的组合，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个结合DSP内核的微处理器或任何该种配置。甚至，上述的卡拉OK形式音频修正系统既可以以硬件的形式实现，也可以采用软件的形式实现，取决于整个系统所采用的特定的应用程序和设计。技术人员可以以多种方式对每个特定的应用实现描述的功能，但该种实现决定不应引起任何从本发明范围的偏离。

采用了本发明的技术方案，通过卡拉OK形式音频修正系统对声音的修正，将骨导声同样放大后传播，以使使用者能够听到的声音仍然是符合自身所熟悉的“自己的声音”的声音。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (2)

1.一种卡拉OK形式音频处理系统，包括声音采集装置、带通处理装置、混响装置、放大装置以及输出装置，其特征在于，还包括卡拉OK形式音频修正系统以及电学耦合装置；其中

所述声音采集装置的输出连接到所述带通处理装置和所述卡拉OK形式音频修正系统；

所述带通处理装置的输出连接到所述混响装置，所述混响装置的输出反馈到所述带通处理装置的输入，还连接到所述电学耦合装置的输入；

所述卡拉OK形式音频修正系统的输出连接到所述电学耦合装置的输入；

所述电学耦合装置的输出连接到所述输出装置；其中该卡拉OK形式音频修正系统将450Hz至550Hz频率的声音强度削弱，以及将高于4000Hz频率的声音强度削弱；

当声音的基准强度为20dB时，该卡拉OK形式音频修正系统将500Hz频率的声音强度削弱10dB至30dB，将高于4000Hz频率的声音强度削弱10dB至30dB；将250Hz频率的声音强度增强5至15dB，将2000Hz频率的声音强度增强5至15dB；并且250Hz至500Hz之间的声音强度逐渐削弱，500Hz至2000Hz之间的声音强度逐渐增强，2000Hz至4000Hz之间的声音强度逐渐减弱；

当声音的基准强度为60dB时，该卡拉OK形式音频修正系统将500Hz频率的声音强度削弱20dB至30dB，将高于4000Hz频率的声音强度削弱15dB至25dB；将250Hz频率的声音强度增强0dB至5dB，将2000Hz频率的声音强度增强0dB至10dB；并且250Hz至500Hz之间的声音强度逐渐削弱，500Hz至2000Hz之间的声音强度逐渐增强，2000Hz至4000Hz之间的声音强度逐渐减弱；

当声音的基准强度为110dB时，该卡拉OK形式音频修正系统将500Hz频率的声音强度削弱20dB至25dB，将高于4000Hz频率的声音强度削弱20dB至30dB；将250Hz频率的声音强度增强0dB至10dB，将2000Hz频率的声音强度增强0dB至5dB；并且250Hz至500Hz之间的声音强度逐渐削弱，500Hz至2000Hz之间的声音强度逐渐增强，2000Hz至4000Hz之间的声音强度逐渐减弱。

2.一种卡拉OK形式音频处理系统，包括声音采集装置、带通处理装置、混响装置、放大装置以及输出装置，其特征在于，还包括卡拉OK形式音频修正系统，所述输出装置包括用于输出混响声音的混响输出装置以及用于输出修正声音的修正输出装置；

所述声音采集装置的输出连接到所述带通处理装置和所述卡拉OK形式音频修正系统；

所述带通处理装置的输出连接到所述混响装置，所述混响装置的输出反馈到所述带通处理装置的输入，还连接到所述混响输出装置；

所述卡拉OK形式音频修正系统的输出连接到所述修正输出装置；

其中该卡拉OK形式音频修正系统将450Hz至550Hz频率的声音强度削弱，以及将高于4000Hz频率的声音强度削弱；

当声音的基准强度为20dB时，该卡拉OK形式音频修正系统将500Hz频率的声音强度削弱10dB至30dB，将高于4000Hz频率的声音强度削弱10dB至30dB；将250Hz频率的声音强度增强5至15dB，将2000Hz频率的声音强度增强5至15dB；并且250Hz至500Hz之间的声音强度逐渐削弱，500Hz至2000Hz之间的声音强度逐渐增强，2000Hz至4000Hz之间的声音强度逐渐减弱；

当声音的基准强度为60dB时，该卡拉OK形式音频修正系统将500Hz频率的声音强度削弱20dB至30dB，将高于4000Hz频率的声音强度削弱15dB至25dB；将250Hz频率的声音强度增强0dB至5dB，将2000Hz频率的声音强度增强0dB至10dB；并且250Hz至500Hz之间的声音强度逐渐削弱，500Hz至2000Hz之间的声音强度逐渐增强，2000Hz至4000Hz之间的声音强度逐渐减弱；

当声音的基准强度为110dB时，该卡拉OK形式音频修正系统将500Hz频率的声音强度削弱20dB至25dB，将高于4000Hz频率的声音强度削弱20dB至30dB；将250Hz频率的声音强度增强0dB至10dB，将2000Hz频率的声音强度增强0dB至5dB；并且250Hz至500Hz之间的声音强度逐渐削弱，500Hz至2000Hz之间的声音强度逐渐增强，2000Hz至4000Hz之间的声音强度逐渐减弱。

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