CN101166019A

CN101166019A - 音频再现设备

Info

Publication number: CN101166019A
Application number: CNA2007101815419A
Authority: CN
Inventors: 志村大; 仲上太郎; 大栗一敦
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2006-10-18
Filing date: 2007-10-18
Publication date: 2008-04-23
Anticipated expiration: 2027-10-18
Also published as: JP2008103880A; EP1915027B1; US20080130915A1; EP1915027A1; DE602007009461D1; US8000824B2; CN101166019B; JP4923939B2

Abstract

一种音频信号处理设备包括一个高通滤波器用于从音频信号中提取大于等于频率f0的频率分量，n个带通滤波器用于从音频信号中提取落入从f0/N到f1/N的频率范围内的频率分量，n个泛音生成器用于将n个带通滤波器的输出中的每一个的频率乘以N，第一组合单元用于组合所生成的泛音分量，电平检测器用于检测所提供的泛音分量的电平，增益控制器用于动态控制从第一组合单元提供的泛音分量，以及第二组合单元用于组合高通滤波器提取的频率分量和从增益控制器输出的泛音分量，其中N为2n(n为自然数)，f0为第一预定频率，且f1为大于f0的第二预定频率。

Description

音频再现设备

技术领域

本发明涉及音频再现(reproduce)设备。

背景技术

小扬声器用于小型元件立体声音响(minicomponent stereo set)和平板电视接收机(flat-screen television receiver)。这些应用中，扬声器的外壳(扬声器箱)相应很小。扬声器的共振频率(resonance frequency)f0高达或高于100赫兹。

具有共振频率f0或更低的音频信号可被提供给扬声器，由于频率被降低，基频分量(fundamental component)愈发降低，而失真分量(谐波分量)(harmonic component)的输出声压(sound output pressure)急剧增加。

具有小扬声器的音频设备无法充分再现低于扬声器的共振频率f0的低频分量。

每个乐器的声音由基频分量和谐波分量组成，且基频分量与谐波分量的比例决定声音的音调(tone)。心理声学上已经证明：若输出的声音不含基频分量但含有其谐波分量，则人们听起来仿佛也输出了基频分量。

可以设想一种音频设备利用人类的这种听觉特性。图13说明了这样一种音频设备。扬声器5用来改善低频音效(sound effect)。

音频信号S1在输入端子1处被提供给高通滤波器2。如图14A所示，大于等于扬声器5的共振频率f0的中高频分量被提取并提供到加法器3。端子1处的音频信号S1被提供到带通滤波器7。如图14B所示，落入频带f0/2至f0内的低频分量S7被提取并提供到变调器(pitch shifter)8。

变调器8将所提供的低频分量S7的频率加倍。如图14C所示，频带f0至2f0内的倍频(frequency multiply)分量S8，即泛音(harmonicovertone)分量S8被输出。

泛音分量S8提供到加法器3以添加到中高频分量S2上。如图14D所示，加法器3输出的音频信号S3含有作为加强的低频分量S7的泛音分量S8。音频信号S3经功率放大器4输出到扬声器5。扬声器5因而发出具有图14D的频率特性的声音，即含有作为加强的低频分量S7的泛音分量S8的声音。

低频分量S7的声音不从扬声器5输出且与基频分量相对应。相应的泛音分量S8从扬声器5输出。听众听起来好像实际上输出了低频分量S7。因此即使利用小扬声器5，也能提供低频音效。

一般来说，即使通过倍增低频分量S7而生成倍频分量S8，在低于200赫兹的泛音分量S8上人们也饱受讨厌的听觉效果(hearingimpression)之苦。

日本未经审查的专利申请公开第8-213862号揭示了这样一种技术。

发明内容

泛音分量S8类似于所述音频再现设备中低频分量S7的泛音。若泛音分量S8在数量上增加以提供低频音效，则失真度(degree of distortion)也增加。若泛音分量S8在数量上减少以降低失真度，则低频音效变得不足。低频音效和失真度之间有个折中。

因此希望克服这个问题。

根据本发明的一个实施例，音频信号处理设备包括一个高通滤波器用于从音频信号中提取大于等于频率f0的频率分量，n个带通滤波器用于从音频信号中提取落入从频率f0/N到频率f1/N的频率范围内的频率分量，n个泛音生成器用于将n个带通滤波器的输出中的每一个的频率乘以N来生成具有N倍频率的泛音分量，第一组合单元用于组合n个泛音生成器所生成的泛音分量，电平检测器用于检测从第一组合单元提供的泛音分量的电平，增益控制器用于根据从电平检测器输出的检测动态控制从第一组合单元提供的泛音分量，以及第二组合单元用于组合高通滤波器提取的频率分量和从增益控制器输出的泛音分量，其中N为2n(n为自然数)，频率f0为第一预定频率，且频率f1为高于频率f0的第二预定频率。

根据本发明的实施例，若音频信号的低频分量频率低于共振频率f0，则从低频分量获得的泛音分量的声音从扬声器发出。泛音分量被输出时，其电平动态改变。因此提供了清脆(crisp)的低频音效同时降低了声音的失真度。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的音频信号处理设备的方框图；

图2A至2D说明音频信号处理设备的频率特性；

图3是音频信号处理设备的波形图；

图4说明音频信号处理设备的控制特性；

图5说明音频信号处理设备的另一个示例；

图6A至6D说明图5的音频信号处理设备的频率特性；

图7A和7B说明图5的音频信号处理设备的频率特性；

图8说明音频信号处理设备的又一个示例；

图9说明图8的音频信号处理设备的频率特性；

图10A至10C是音频信号处理设备的波形图；

图11说明音频信号处理设备中的存储器；

图12A和12B是说明图11的存储器的波形图；

图13说明音频信号处理设备；

图14A至14D说明图13的音频信号处理设备的频率特性。

具体实施方式

图1说明根据本发明的一个实施例的音频信号处理设备。小扬声器5提供改善的低频音效。令f0表示扬声器5的共振频率。共振频率f0为100赫兹或更低。令f1表示频率上限，低于该频率上限，通过对基频信号进行频率倍增(frequency multiplying)而获得的信号不引起讨厌的听觉效果。频率上限f1是通过对信号的基频进行频率倍增而获得的频率。频率上限f1大约200赫兹。此处，f0＝f1/2(或f0≤f1/2)。在双通道立体声系统或多通道立体声系统的情况下，每个通道具有图1的结构。

音频信号S1经输入端子1提供到高通滤波器2。如图2A中实线所示，大于等于扬声器5的共振频率f0的中高频分量S2被提取。然后中高频分量S2被提供到加法器3。设置具有通带频率f0至f1，即100赫兹至200赫兹的带通滤波器11。音频信号S1从输入端子1提供到带通滤波器11。如图2A中虚线所示，频率范围f0至f1中的低频分量S11因而被提取。低频分量S11经衰减器(attenuator)13提供到加法器3。

设置具有频率通带f0/2至f1/2，即50赫兹至100赫兹的带通滤波器21。音频信号S1从输入端子1提供到带通滤波器21。如图2B所示，频率范围f0/2至f1/2中的低频分量S21被提取。低频分量S21被提供到变调器22。

稍后将描述变调器22的示例。变调器22使所提供的低频分量S21加倍(frequency double)。如图2C所示，变调器22输出在频率范围f0到f1内的二倍频的泛音分量S22。二倍频的泛音分量S22被提供到稍后将讨论的增益控制器(gain controller)23。增益控制器23对泛音分量S22进行电平控制(level control)，由此输出泛音分量S23。泛音分量S23被提供到扬声器5。

如图2D所示，加法器3输出音频信号S3。音频信号S3是通过将低频分量S11和二倍频的泛音分量S22以预定比例添加到中高频分量S2来获得的。然后音频信号S3被提供到扬声器5。

本发明的一个实施例还包括下面的元件。增益控制器23按上面描述的那样设置。从变调器22输出的泛音分量S22被提供到电平检测器71。如图3所示，泛音分量S22的一个周期(cycle)，即从由负向正的翻转(reversal)到由负向正的下一个翻转的持续时间Tx确定为一个时段(period)。一个时段Tx内检测到的峰电平(peak level)V22(绝对值)称为检测信号(detected signal)S71。检测信号S71作为增益控制信号被提供到增益控制器23。

图4说明增益控制器23的控制特性。横坐标表示提供到增益控制器23的泛音分量S22的输入电平，即信号S71被检测的一个时段Tx内带通滤波器22的峰电平V22。纵坐标表示从增益控制器23输出的泛音分量S23的输出电平V23。虚线B表示无论输入电平V22(峰电平)为多少增益总为1的特性，在图4中仅作参考。

增益控制器23的控制特性用线A表示。令VLM表示预定的上限，且VTH表示预定的阈值电平(threshold level)(VLM＞VTH)。若V22≥VLM，则V23＝VMAX成立。关系V22＜VLM成立时V23与电平V22成线性比例。若关系VTH＜V22＜VLM成立，则增益大于1。若关系V22＝VTH成立，则增益等于1。若关系V22＜VTH成立，则增益小于1。

增益控制器23根据检测信号S71和控制特性A逐个时段Tx地对泛音分量S22进行电平控制。泛音分量S23因此产生。一个时段Tx结束之前无法得知峰电平V22。为简单起见，假设一个时段Tx内的峰电平V22可在时段Tx的起点被检测。为了执行上述检测和控制，将被进行电平控制的泛音分量S22被预延迟来和相应的检测信号S71同步。

有了上述设置，变调器22响应于输入端子1处的音频信号S1生成频率为低频分量S21两倍的泛音分量S22。增益控制器23对泛音分量S22进行电平控制，由此输出泛音分量S23。加法器3将泛音分量S23和低频分量S11与高通滤波器2相加。如图2D所示，加法器3输出具有图2D的频率特性的音频信号S3。然后音频信号S3被提供到扬声器5。扬声器5输出响应于音频信号S3的声音。

虽然几乎没有低于共振频率f0的基频分量的声音从扬声器5输出，但是两倍于低频分量S21(图2B)高度的泛音分量S22被输出。听众听到的声音可能就像低于共振频率f0的声音被输出一样。即使利用小扬声器5，也能提供低频音效。

由于增益控制器23具有图4的控制特性，因此输出泛音分量S23具有图3中虚线所表示的波形。若一个时段Tx内泛音分量S22的峰电平V22低于阈值电平VTH，则泛音分量S23的输出电平V23变得小于由图4中箭头C所表示的原始幅度。若一个时段Tx内泛音分量S22的峰电平V22高于阈值电平VTH，则泛音分量S23的输出电平V23变得大于由图4中箭头D所表示的原始幅度。

如图3中虚线所示，从增益控制器23输出的泛音分量S23的输出电平V23在峰电平V22小于阈值电平VTH的整个一个时段Tx中变得更小，并且在峰电平V22大于阈值电平VTH的整个一个时段Tx变得更大。由于泛音分量S23以相同方式在电平上动态变化，因此提供了清脆的低频音效同时限制了失真效果。

如图2A和2D所示，由于音频信号S1中包含的部分低频分量S11仍被加强，因此低频音效变得很自然。

图5说明根据本发明的第二实施例的音频信号处理设备。第二实施例的音频信号处理设备旨在提供更多的低频音效。如图6A所示(同图2A)，图5的音频信号处理设备从音频信号S1中提取中高频分量S2和低频分量S11，并将所提取的分量以图1的音频信号处理设备中同样的方式提供到加法器3。

音频信号S1被提供到带通滤波器21。如图6B中虚线所示，频率范围f0/2到f1/2内的低频分量S21被提取。低频分量S21被提供到变调器22。如图6B中实线所示，落在频率范围f0至f1内的二倍频泛音分量S22被提取。

音频信号S1被提供到带通滤波器41。如图6B所示，落在频率范围f0/4到f1/4内的低频分量S41被提取。低频分量S41被提供到变调器42。如图6B中实线所示，变调器42输出落在频率范围f0至f1内的四倍频(frequency-quadrupled)泛音分量S42。

加法器24接收来自变调器22的泛音分量S22和来自变调器42的泛音分量S42。如图6C所示，加法器24输出包含泛音分量S22和S42的泛音分量S24。泛音分量S24经增益控制器23提供到加法器3。如图6D所示，加法器3输出音频信号S3。音频信号S3是通过以预定比例将低频分量S11、二倍频泛音分量S22和四倍频泛音分量S42添加到中高频分量S2上来获得的。音频信号S3经功率放大器4提供到扬声器5。

从加法器24输出的泛音分量S24不仅被提供到增益控制器23而且被提供到电平检测器71。泛音分量S24的每个时段Tx中，峰电平V22被检测。检测信号V71作为该时段Tx中的增益控制信号被提供到增益控制器23。

具有图6D的频率特性的音频信号S3被提供到扬声器5。扬声器5几乎不输出与低于共振频率f0的基频分量相对应的声音，而是输出与二倍频泛音分量S22和四倍频泛音分量S42相对应的声音。听众听到的声音中好像低于共振频率f0的声音也被输出一样。因而即使小扬声器5也能提供低频音效。

如图3中虚线所示，从增益控制器23输出的泛音分量S23的输出电平V23在峰电平V22小于阈值电平VTH的整个一个时段Tx变得更小，并且在峰电平V22大于阈值电平VTH的整个一个时段Tx变得更大。由于泛音分量S23以相同方式在电平上动态变化，因此提供了清脆的低频音效同时限制了失真效果。

由于泛音分量S23的电平动态变化，因此提供了清脆的低频音效同时控制了失真效果。

如图7A所示若低频分量S21(S41)为35赫兹，则通过使低频分量S21的频率加倍而获得的泛音分量S22(箭头虚线所示)具有70赫兹的频率，且扬声器仍然无法再现泛音分量S22。

图5的音频信号处理设备中，具有35赫兹的频率的低频分量S21(S41)，即低频分量S41经带通滤波器41被提供到变调器42。变调器42将低频分量S41四倍频到具有140赫兹的频率的四倍频泛音分量S42(实线)。泛音分量S42被提供到加法器24。由于低频分量S21(S41)具有35赫兹的频率，因此四倍频泛音分量S42产生相应于泛音分量S21的低频声音。

如图7B所示，低频分量S41(S21)可能具有60赫兹的频率。若低频分量S41被四倍频到泛音分量S42(如虚线所示)，则产生的频率为240赫兹。所产生的240赫兹的频率高于泛音加入的频率上限f1(≈200赫兹)。若产生的泛音分量S42被提供到扬声器5，则输出声音在人耳中导致讨厌的听觉效果。

图5的设备中低频分量S41可能具有60赫兹的频率。低频分量S41，即低频分量S21经带通滤波器21提供到变调器22。变调器22将低频分量S21频率加倍到具有120赫兹频率的二倍频泛音分量S22(实线所示)。产生的泛音分量S22被提供到加法器24。即使当低频分量S41(S21)具有60赫兹的频率时，二倍频泛音分量S22也产生相应于低频分量S41的低频声音。

图8说明根据本发明第三实施例的音频信号处理设备。即使关系f0＞f1/2成立，该音频信号处理设备也能有效地提供低频音效。同图5的音频信号处理设备一样，图8的音频信号处理设备从音频信号S1中提取中高频分量S2和低频分量S11并将所提取的分量提供到加法器3。

同图5的设备一样，带通滤波器21和41、变调器22和42以及加法器24生成泛音分量S24，作为将二倍频泛音分量S22和四倍频泛音分量S42相加的结果。如图9A(与图6C相同)所示。泛音分量S24被提供到低通滤波器25。低通滤波器25具有截止频率在共振频率f0附近的图9B的频率特性F25，并且几乎是在频率上限f1处使输入信号截止的。

低通滤波器25从泛音分量S24中输出不引起讨厌听觉效果的二倍频和四倍频泛音分量S25(阴影部分)。泛音分量S25不仅经增益控制器23提供到加法器3而且被提供到电平检测器71。泛音分量S25的每个时段Tx中，峰电平V22被检测。检测信号S71作为该时段Tx中的增益控制信号被提供到增益控制器23。

同图5的音频信号处理设备中一样，变调器22和42分别从低频分量S21和低频分量S41生成二倍频泛音分量S22和四倍频泛音分量S42。泛音分量S22和泛音分量S42被添加到中高频分量S2上。如上所述，听众听到的声音就好像低于扬声器5的共振频率f0的声音被输出一样。即使利用小扬声器5，也能提供低频音效。

加法器3将二倍频和四倍频泛音分量S23添加到中高频分量S2上。频率越接近频率上限f1，低通滤波器25对泛音分量S24的电平降低越多。即使泛音分量S24包含比频率上限f1更高的频率分量，泛音分量S23也不包含这样的频率分量。因此即使在f0＞f1/2的频率范围内也能提供不含任何讨厌的听觉效果的低频音效。

频率为低频分量S21两倍的泛音分量S22和频率为低频分量S41四倍的泛音分量S42如图10A-B-C所示被生成。如图11A所示，用于数模转换一个时段的正弦信号SA的数字数据DA现在存储在存储器上。每个实点符号“·”表示一个采样点，且一个采样点存储于一个相应地址。持续时间TA表示正弦信号SA的一个采样周期，且持续时间1/fc为一个采样时段。

若以与写时钟相同的时钟频率fc读取数字数据DA，则在持续时间TA内可以读取一个周期的正弦信号SA。

如图10B所示，可以与写时钟相同的时钟频率fc从每两个地址中的一个读取数字数据DA，且读操作重复两次。在持续时间TA内，获得频率为正弦信号SA两倍的两个周期的正弦信号SB。具体而言，在持续时间TA期间，获得频率为正弦信号SA两倍的泛音分量SB。

如图10C所示，可以与写时钟相同的时钟频率fc从每四个地址中的一个读取数字数据DA，且读操作重复四次。在持续时间TA内，获得频率为正弦信号SA四倍的四个周期的正弦信号SC。具体而言，在持续时间TA期间，获得频率为正弦信号SA四倍的泛音分量SC。

变调器22和42具有如图11所示的结构。图11说明具有很大数量的地址(大容量)的由环形缓冲器(ring buffer)组成的存储器22M。低频分量S21可具有图12A的波形，数字数据D21可通过对该波形进行模数转换来获得，且fc可表示采样频率(时钟频率)。

令tx表示数字数据D21(低频分量S21)的极性(polarity)从负向正翻转的定时，且Tx表示从一个tx到下一个tx的持续时间，即低频分量S21的一个时段。

如图11所示，数字数据D21经输入端子22A提供到存储器22M。如图12A所示，对于每个采样，数字数据D21被写入存储器22M的地址。图12A和12B的持续时间Tx对应于图10A的持续时间TA。图12A对应于图10A。

在数字数据D21被写入存储器22M的同时，数字数据D21被从存储器22M读出。为了便于说明，图12A和12B中，写操作的持续时间Tx等于读操作的持续时间Tx。

从存储器22M读的操作以参考图10B所描述的同样方式执行。具体而言，数字数据D21以等于写操作时钟频率的时钟频率fc从每两个地址中的一个读取。在持续时间Tx期间，读操作重复两次。对读取的数字数据D22进行数模转换，并获得频率为原始低频分量S21两倍的泛音分量S22。

类似地，低频分量S41被模数转换并写入存储器22M。然后写入的数据如图10C所示被读取。数字数据D16以等于写操作时钟频率的时钟频率fc从每四个地址中的一个读取。在持续时间Tx期间，读操作重复四次。对读取的数字数据进行数模转换，并获得频率为原始低频分量S41四倍的泛音分量S42。

即使当低频分量S21频率低于扬声器5的共振频率f0时，变调器22也将低频分量S21转换成频率高于扬声器5的共振频率f0的泛音分量S22。泛音分量S22被添加到中高频分量S2上，且产生的分量被提供到扬声器5。即使小扬声器5也能提供低频音效。

由于泛音分量S22如图3所示在电平上动态变化，因此提供了清脆的低频音效同时限制了失真效果。

低频分量S21被二倍频或四倍频以便产生的泛音分量落入从扬声器5的共振频率f0到频率上限f1的频率范围。结果，不产生讨厌的听觉效果。

例如，由于具有的频率为基频分量三倍的泛音分量与基频分量不具有八度音阶关系，因此对听众产生讨厌的听觉效果。频率为基频的两倍或四倍的泛音分量比基频高一个八度音阶或两个八度音阶，因而不会对听众产生讨厌的听觉效果。

上述实施例中，电平检测器71在一个时段Tx内检测峰电平V22，并在一个时段Tx内控制增益。或者，可在一个时段Tx内检测平均电平(mean level)，并在一个时段Tx内控制增益。或者，对于每个采样，检测提供到检测器71的泛音分量的电平，换言之，泛音分量的包络(envelope)被检测并用于控制增益。或者，增益的控制可以考虑扬声器5诸如起音时间(attack time)和释放时间(release time)之类的特性。

图4的增益控制器23的控制特性可以被颠倒。具体而言，关系V22＞VTH成立时增益设为小于1，关系V22＝VTH成立时增益设为1。关系V22＜VTH成立时增益可设为大于1。这种情况下，自动增益控制(automatic gain control，AGC)同样起作用，且低频音效因此被提供。

从音频信号S1中获得中间信号和产生的音频信号S3的过程可以是由数字信号处理器或其他专用硬件执行的数字处理。这种情况下，例如变调器22和增益控制器23可以共享存储器。

上面的讨论中，如图10A-10C所示，变调器22在数字数据D21的每个时段中对输入数字数据D21(S21)的频率进行频率倍增。或者，可在每个预定的持续时间对数字数据D21进行频率加倍。这种情况下，一个时段的终点和下一个时段的起点可用平滑的方式连接。

共振频率f0是扬声器5的共振频率。但是，实际产品中，考虑到期望的低频音效所处的频率，另一个频率可设为频率f0。致密盘(compactdisk，CD)和高级音频CD(SACD)能够记录低得多的频率分量。为了从来自这些媒体的低频分量中获得低频音效，除了二倍频和四倍频泛音分量，还可添加频率为低频分量的8倍、16倍或32倍的泛音分量。换言之，频率不高于频率上限f1且为低频分量的N倍的打算进行低频音效处理的泛音分量被添加(N＝2ⁿ，n为落入范围1到6的整数)。

本领域技术人员应该理解，取决于设计要求和其他因素可以想到各种修改、组合、子组合和变更，只要它们在所附权利要求或其等同物的范围内。

本发明包含涉及2006年10月18日向日本专利局提出的JP 2006-283533号日本专利申请的主题，其全部内容通过引用结合于此。

Claims

1.一种音频信号处理设备包括：

高通滤波器，所述高通滤波器用于从音频信号中提取大于等于频率f0的频率分量；

n个带通滤波器，所述带通滤波器用于从所述音频信号中提取落入从所述频率f0/N到频率f1/N的频率范围内的频率分量；

n个泛音生成器，所述泛音生成器用于将所述n个带通滤波器的输出中的每一个的频率乘以N，来生成具有N倍频率的泛音分量；

第一组合单元，所述第一组合单元用于组合所述n个泛音生成器生成的泛音分量；

电平检测器，所述电平检测器用于检测从所述第一组合单元提供的泛音分量的电平；

增益控制器，所述增益控制器用于根据从所述电平检测器输出的检测动态控制从所述第一组合单元提供的泛音分量；以及

第二组合单元，所述第二组合单元用于组合所述高通滤波器提取的频率分量和从所述增益控制器输出的泛音分量，

其中N为2n(n为自然数)，

所述频率f0为第一预定频率，且

所述频率f1为大于所述频率f0的第二预定频率。

2.根据权利要求1所述的音频信号处理设备，其中所述频率f0是扬声器的共振频率，而且

其中所述频率f1是频率上限，低于所述频率上限，通过对基频信号进行频率倍增获得的信号不引起讨厌的听觉效果。

3.根据权利要求1所述的音频信号处理设备，其中关系f0≤f1/2成立。

4.根据权利要求3所述的音频信号处理设备，其中关系n＝1成立。

5.根据权利要求1所述的音频信号处理设备，还包括第一低通滤波器，所述第一低通滤波器用于限制所述第一组合单元的输出中大于等于所述频率f1的频率分量。

6.根据权利要求1所述的音频信号处理设备，还包括第二低通滤波器，所述第二低通滤波器用于从所述音频信号中提取小于等于所述频率f1的频率分量，

其中所述第二组合单元将来自所述第二低通滤波器的输出以预定比例与所述高通滤波器提取的频率分量和所述从增益控制器输出的泛音分量进行组合。

7.根据权利要求1所述的音频信号处理设备，其中所述电平检测器响应于一个持续时间来确定一个周期，并在所述一个周期内检测所述泛音分量的电平，其中在所述持续时间内，所述第一组合单元的输出中所包含的泛音分量极性翻转。

8.根据权利要求7所述的音频信号处理设备，其中所述一个周期是从所述泛音分量的电平极性由负向正翻转到所述电平极性下一次由负向正翻转的时段。

9.根据权利要求7所述的音频信号处理设备，其中所述电平检测器检测所述一个周期中的峰电平。

10.根据权利要求7所述的音频信号处理设备，其中所述电平检测器检测整个所述一个周期中的平均电平。

11.一种音频信号处理方法，包括以下步骤：

从音频信号中提取大于等于频率f0的频率分量；

从所述音频信号中提取落入从所述频率f0/N到频率f1/N的频率范围内的频率分量；

将n个带通滤波器的输出中的每一个的频率乘以N，来生成具有N倍频率的泛音分量；

第一组合所述生成的泛音分量；

检测所述第一组合泛音分量的步骤中提供的泛音分量的电平；

根据所述检测电平的步骤中输出的检测动态控制所述第一组合泛音分量的步骤中提供的泛音分量；以及

第二组合提取的所述大于等于频率f0的频率分量和所述动态控制泛音分量的步骤中输出的泛音分量，

其中N表示2n(n为自然数)，

所述频率f0为第一预定频率，且

所述频率f1为大于所述频率f0的第二预定频率。

12.根据权利要求11所述的音频信号处理方法，其中所述频率f0是扬声器的共振频率，而且

13.根据权利要求11所述的音频信号处理方法，其中关系f0≤f1/2成立。

14.根据权利要求13所述的音频信号处理方法，其中关系n＝1成立。

15.根据权利要求11所述的音频信号处理方法，还包括限制所述第一组合步骤中输出的大于等于所述频率f1的频率分量。

16.根据权利要求11所述的音频信号处理方法，还包括从所述音频信号中提取小于等于所述频率f1的频率分量，

其中所述第二组合步骤包括将提取的所述小于等于频率f1的频率分量以预定比例与提取的所述大于等于频率f0的频率分量和所述动态控制泛音分量的步骤中输出的泛音分量进行组合。

17.根据权利要求11所述的音频信号处理方法，其中所述检测电平的步骤还包括响应于一个持续时间来确定一个周期，并在所述一个周期内检测所述泛音分量的电平，其中在所述持续时间内所述第一组合步骤中的输出中所包含的泛音分量极性翻转。

18.根据权利要求17所述的音频信号处理方法，其中所述一个周期是从所述泛音分量的电平极性由负向正翻转到所述电平极性下一次由负向正翻转的时段。

19.根据权利要求17所述的音频信号处理方法，其中所述检测电平步骤包括检测所述一个周期中的峰电平。

20.根据权利要求17所述的音频信号处理方法，其中所述检测电平步骤包括检测整个所述一个周期中的平均电平。