CN103024634B - 一种音频信号的处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种音频信号的处理方法和装置。所述方法包括：按照预设频率获取模拟声像场中声像点的当前位置信息；依据所述声像点的当前位置信息，确定音频信号在环绕声各个声道的分配参数；按照所述分配参数将音频信号分配给环绕声的各个声道。本申请可以使用户可以按照自己的音效需求，将一个单声道的音频信号合成环绕声。

Description

一种音频信号的处理方法及装置

技术领域

本申请涉及交易信息处理领域，特别是涉及一种音频信号的处理方法，以及一种音频信号的处理装置。

背景技术

单声道是比较原始的声音复制形式，是把来自不同方位的音频信号混合后统一由录音器材把它记录下来，再由一只音箱进行重放。环绕声实际将音频信号分配到多个不同的声道，把原信号中各声源的方向再现，使欣赏者有一种被来自不同方向的声音包围的感觉。

目前，5.1声道环绕声已经广泛应用于各类传统影院和家庭影院。5.1声道环绕声对应有6个声道，3个前置声道：左声道(L)、右声道(R)和中置声道(C)，2个后置环绕声道：左环绕声道(SL)和右环绕声道(SR)，最后还有一个超重低音声道(SW)，通常也被称为0.1声道。在5.1声道环绕声音箱群中，每一个声道都是彼此相互独立，可以分别发出不同的声音，最后在5个全频音域声道的中央形成一个完美的立体声场。最新的7.1声道环绕声比5.1多了两个侧环绕声道，声音的展现更为完美。

环绕声对应有多个声道的音频信号，以5.1声道环绕声为例，在合成环绕声时，针对6个声道收集6个不同的单声道的音频信号，分别通过6个声道进行播放，或者将一个单声道的音频信号分别发送到6个声道进行播放。

以上现有技术中存在的问题是：若以6个不同的单声道的音频信号合成环绕声，需要去收集不同的单声道的音频信号，较为麻烦；若以同一个单声道音频信号直接在6个声道进行播放，由于各个声道的声音是一样的，整体音效并不理想。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种简单的音频信号的处理方法，使用户可以按照自己的音效需求，将一个单声道的音频信号合成环绕声。

本申请还提供了一种音频信号的处理装置，用以保证上述方法在实际中的应用及实现。

为了解决上述问题，本申请公开了一种音频信号的处理方法，包括：

按照预设频率获取模拟声像场中声像点的当前位置信息；

依据所述声像点的当前位置信息，确定音频信号在环绕声各个声道的分配参数；

按照所述分配参数将音频信号分配给环绕声的各个声道。

优选地，所述音频信号包括单声道音频信号或立体声，所述环绕声为5.1声道环绕声或7.1声道环绕声；

当所述音频信号为立体声时，所述声像点有两个，对应有两个位置信息和两组分配参数。

优选地，所述按照分配参数将音频信号分配给环绕声的各个声道的步骤包括：

在接收到的音频信号中，提取预设比例的音频信号分配给环绕声的低频音效声道；

将分配给低频音效声道后剩余的音频信号，按照所述分配参数分配给环绕声的其余声道。

优选地，所述音频信号包括一个或多个，所述音频信号包括多个时，将各个音频信号转化为环绕声后，所述方法还包括：

针对各个音频信号转化得到的环绕声，使用音频混合设备分别将同一声道的音频信号进行混合，对应生成一个环绕声。

优选地，所述环绕声发送到音频输出设备或VU音量表，还包括：

依据所述音频输出设备播放音效或VU音量表的输出结果，改变所述声像点的位置信息。

优选地，通过调整模拟声像场中声像点的位置，或调整模拟声像场中声像点的位置坐标，改变所述声像点的位置信息。

优选地，按照所述分配参数将音频信号分配给环绕声的各个声道的步骤为：

提取所述预设频率对应的时间周期内的音频信号，并按照所述分配参数将提取的音频信号转化为环绕声。

本申请还提供了一种音频信号的处理装置，包括：

位置信息获取模块，用于按照预设频率获取模拟声像场中声像点的位置信息；

分配参数确定模块，用于依据所述声像点的当前位置信息，确定音频信号在环绕声各个声道的分配参数；

转化模块，用于按照所述分配参数将音频信号分配给环绕声的各个声道。

优选地，所述转化模块包括：

第一分配子模块，用于在接收到的音频信号中，提取预设比例的音频信号分配给环绕声的低频音效声道；

第二分配子模块，用于将分配给低频音效声道后剩余的音频信号，按照所述分配参数分配给环绕声的其余声道。

优选地，所述音频信号包括一个或多个，所述音频信号包括多个时，所述装置还包括：

混音模块，用于针对各个音频信号转化得到的环绕声，使用音频混合设备分别将同一声道的音频信号进行混合，对应生成一个环绕声。

与现有技术相比，本申请具有以下优点：

依据本申请，用户可以在模拟声像场中对声像点位置进行调整，按照当前声像点的位置，可以确定单声道音频信号在环绕声各个声道中的分配参数，按照分配参数便可将单声道音频信号分配给环绕声的各个声道，也就形成了环绕声。一方面无需用户收集6个不同的单声道的音频信号，另一方面，由于声像点位置的调整，单声道音频信号的分配参数会随之调整，从而使用户可以按自己的需求来调整环绕声的音效。

并且，本申请在按照分配参数对音频信号进行分配时，可以将先过滤出低频的部分分配给低频音效声道，避免低频信号影响各声道。

本申请的方法同样可以用于将多个声道的立体声合成环绕声，以及将多个单声道音频信号或是多个立体声合成环绕声的情况。

附图说明

图1是本申请的一种音频信号的处理方法实施例的流程图；

图2是本申请的一种音频信号的处理装置实施例的结构框图；

图3是5.1声道环绕声的声道示意图；

图4是7.1声道环绕声的模拟声像场的示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

参考图1，示出了本申请的一种音频信号的处理方法实施例的流程图，具体可以包括以下步骤：

步骤101、按照预设频率获取模拟声像场中声像点的当前位置信息。

本申请中，所述环绕声可以是5.1声道环绕声或7.1声道环绕声。如图3所示为5.1声道环绕声的声道示意图，在5.1声道系统里采用左声道(L)、中声道(C)、右声道(R)、左后声道(LS)、右后声道(RS)五个方向的声道输出声音，五个声道相互独立，分布在用户的四周。其中，“.1”声道(LFE声道)是一个专门设计的超低音声道。7.1环绕声的声道排列相比于5.1就是多了两个侧环绕声道LSS和RSS。

本申请提供一个模拟声像场来模拟环绕声的音效，如图4所示为7.1声道环绕声的模拟声像场的示意图，最上方的三个点对应的是L、C、R这三个声道所对应的音箱的摆放位置，中间的两个点对应的是LSS和RSS这两个声道所对应的音箱的摆放位置，最下方的两个点对应的是LSR和RSR这两个声道所对应的音箱的摆放位置，中间的声像点的位置代表了所听到的各个声道的声音强弱。例如，当前声像点所在位置与L、C和LSS这三个音箱距离最近，且距离相同，与R、LRS和RSS这三个音箱距离稍远一些，距离RSR最远。

本申请中，所述环绕声可以发送到音频输出设备(例如音箱)或VU音量表，用户可以依据音频输出设备播放的音效是否符合自己的需要，或是观测VU音量表的输出结果，来决定如何调整声像点的位置信息。

更具体而言，用户可以通过调整模拟声像场中声像点的位置，或调整模拟声像场中声像点的位置坐标，来改变所述声像点的位置信息。

本申请中的音频信号可以包括单声道音频信号或立体声，立体声可以包括2个单声道的音频信号，分别为左声道(L)和右声道(R)。

当所述音频信号为立体声时，对应的可以有两个模拟声像场，相应的有两个声像点，分别对应左声道和右声道。对两个声像点进行调整时，可以分别对两个镜像点进行调整，也可以设置两个声像点的关系为连动调整，即对其中一个声像点进行调整时，另一个声像点会自动进行同样的调整，或镜像调整，即对其中一个声像点进行调整时，另一个声像点会自动进行左右反向的调整，例如将一个声像点向左下方调整时，另一个声像点会对应的向右下方调整。

步骤102、依据所述声像点的当前位置信息，确定音频信号在环绕声各个声道的分配参数。

声像场中的各个顶点对应的是环绕声的各个声道，当声像点距离A顶点比B顶点较近时，表示用户听到的A顶点对应的声道内的音频信号的强度会比B顶点大一些，那么，音频信号在A顶点对应的声道的分配参数也会相应的大于B顶点。

具体而言，可以根据声像点与各个声道的距离的比值，确定音频信号在各个声道的分配比例，用户改变声像点的位置时，对应的音频信号在环绕声各个声道的分配参数也就发生了改变，用户可以按自己的需求来调整环绕声的音效。

如图4所示，声像点距离LSR和RSR较远，可以认为声音信号被LSS和RSS声道吸收，音频信号在LSR和RSR声道的分配参数为0，R声道同理被C声道阻挡，音频信号在C声道的分配参数为0。

假设LFE分配了20％的音频信号，对于剩余的4个声道，L和C声道的音频信号加起来，与LSS和RSS声道的音频信号之和相等，则L和C声道的分配参数之和为(1-20％)×0.5＝0.4，LSS和RSS声道的分配参数之和为(1-20％)×0.5＝0.4。同时，由于L和C声道与声像点的距离相等，因此，L和C声道的分配参数均为为0.4×0.5＝0.2；LSS和RSS声道与声像点的水平距离比例为1∶3，分配参数比例相应为3∶1，因此，LSS的分配参数均为为0.4×3/4＝0.3，RSS声道的分配参数为为0.4×1/4＝0.1

当所述音频信号为立体声时，两个声像点对应有两个位置信息，以及两组分配参数。

步骤103、按照所述分配参数将音频信号分配给环绕声的各个声道。

按照所述分配参数将音频信号分配给环绕声的各个声道，也即是提取所述预设频率对应的时间周期内的音频信号，并按照所述分配参数将提取的音频信号转化为环绕声。例如，按照40ms的频率去获取当前的声像点的位置信息，对应的，提取当前时间往后40ms内的音频信号进行处理。

在本发明实施例中，所述步骤103可以包括：

子步骤S11、在接收到的音频信号中，提取预设比例的音频信号分配给环绕声的低频音效声道；

子步骤S12、将分配给低频音效声道后剩余的音频信号，按照所述分配参数分配给环绕声的其余声道。

环绕声包括一个超低音声道，即LFE声道，声像场中的多个声道并不包括LFE声道，因此，本申请在按照分配参数对音频信号进行分配之前，可以将先分配预设比例的部分给低频音效声道，LFE声道对分配到的音频信号进行播放的时候，可以通过软件进行滤波，保留小于预设频率的低频信号，或是通过重低音音箱对音频信号进行低频过滤，只播放低频信号，一般情况下可以将频率低于120HZ音频信号作为低频信号。

将预设比例的音频信号分配给LFE声道后，可以根据分配参数将剩余的音频信号分配到环绕声的各个声道。

当所述音频信号为单声道音频信号时，将单声道的音频信号分配给5.1环绕声的各个声道，可以参照下面的公式：

其中，I为分配给LFE声道后的剩余音频信号，A11-A55.....是依据声像点的位置信息计算出来，在剩余的五个声道的分配参数，L、R、C、LS和RS对应的是5.1环绕声的五个声道的分配结果。

当所述音频信号为单声道音频信号时，将单声道的音频信号分配给7.1环绕声的各个声道，可以参照下面的公式：

其中，I为分配给LFE声道后的剩余音频信号，A11-A77.....是依据声像点的位置信息计算出来，在剩余的五个声道的分配参数，L、R、C、LSR、RSR、LSS和RSS对应的是7.1环绕声的七个声道的分配结果。

当所述音频信号为立体声时，将立体声分配给5.1环绕声的各个声道，可以参照下面的公式：

其中，为分配给LFE声道后的剩余音频信号，A11-A25.....是依据两个声像点的位置信息计算出来，在其余五个声道的分配参数，L、R、C、LS和RS对应的是5.1环绕声的五个声道的分配结果。

当所述音频信号为立体声时，将立体声分配给7.1环绕声的各个声道，可以参照下面的公式：

其中，为分配给LFE声道后的剩余音频信号，A11-A27.....是依据两个声像点的位置信息计算出来，在其余七个声道的分配参数，L、R、C、LSR、RSR、LSS和RSS对应的是5.1环绕声的七个声道的分配结果。

进一步，所述音频信号包括有一个或多个，所述音频信号包括多个时，将各个音频信号转化为环绕声后，所述方法还包括：

针对各个音频信号转化得到的环绕声，使用音频混合设备分别将同一声道的音频信号进行混合，对应生成一个环绕声。

音频信号包括多个时，针对每个音频信号都可以得到一个对应的环绕声，音频混合设备(例如，AudioMixer)通过将各个环绕声的同一声道的声音进行混合，就可以将多个环绕声混合成一个环绕声。

综上所述，依据本申请，用户可以在模拟声像场中对声像点位置进行调整，按照当前声像点的位置，可以确定单声道音频信号在环绕声各个声道中的分配参数，按照分配参数便可将单声道音频信号分配给环绕声的各个声道，也就形成了环绕声。一方面无需用户收集6个不同的单声道的音频信号，另一方面，由于声像点位置的调整，单声道音频信号的分配参数会随之调整，从而使用户可以按自己的需求来调整环绕声的音效。

并且，本申请在按照分配参数对音频信号进行分配时，可以将先过滤出低频的部分分配给低频音效声道，避免低频信号影响各声道。

本申请的方法同样可以用于将多个声道的立体声合成环绕声，以及将多个单声道音频信号或是多个立体声合成环绕声的情况。

对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

参考图2，示出了本申请的一种音频信号的处理装置实施例的结构框图，具体可以包括以下模块：

位置信息获取模块201，用于按照预设频率获取模拟声像场中声像点的位置信息；

分配参数确定模块202，用于依据所述声像点的当前位置信息，确定音频信号在环绕声各个声道的分配参数；

转化模块203，用于按照所述分配参数将音频信号分配给环绕声的各个声道。

在本申请的一种优选实施例中，所述音频信号可以包括单声道音频信号或立体声，所述环绕声可以为5.1声道环绕声或7.1声道环绕声；

当所述音频信号为立体声时，所述声像点可以有两个，对应可以有两个位置信息和两组分配参数。

在本申请的一种优选实施例中，所述音频信号可以包括一个或多个，所述音频信号包括多个时，所述装置还可以包括：

混音模块，用于针对各个音频信号转化得到的环绕声，使用音频混合设备分别将同一声道的音频信号进行混合，对应生成一个环绕声。

在本申请的一种优选实施例中，所述环绕声可以发送到音频输出设备或VU音量表，所述声像点的位置信息依据所述音频输出设备播放音效或VU音量表的输出结果进行改变。

在本申请的一种优选实施例中，所述位置信息获取模块可以包括：

调整子模块，用于通过调整模拟声像场中声像点的位置，或调整模拟声像场中声像点的位置坐标，改变所述声像点的位置信息。

在本申请的一种优选实施例中，所述转化模块为：

提取的所述预设频率对应的时间周期内的音频信号，并按照所述分配参数将提取的音频信号转化为环绕声。

在本申请的一种优选实施例中，所述转化模块可以包括：

第一分配子模块，用于在接收到的音频信号中，提取预设比例的音频信号分配给环绕声的低频音效声道；

第二分配子模块，用于将分配给低频音效声道后剩余的音频信号，按照所述分配参数分配给环绕声的其余声道。

由于所述装置实施例基本相应于前述图1所示的方法实施例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此就不赘述了。

本申请可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。

本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的一种音频信号的处理方法，以及，一种音频信号的处理装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (6)

1.一种音频信号的处理方法，其特征在于，包括：

按照预设频率获取模拟声像场中声像点的当前位置信息；

依据所述声像点的当前位置信息，确定音频信号在环绕声各个声道的分配参数；

按照所述分配参数将音频信号分配给环绕声的各个声道；

所述音频信号包括一个或多个，当所述音频信号包括多个时，将各个音频信号转化为环绕声后，针对各个音频信号转化得到的环绕声，使用音频混合设备分别将同一声道的音频信号进行混合，对应生成一个环绕声；

在所述环绕声发送到音频输出设备或VU音量表后，还包括：

依据所述音频输出设备播放音效或VU音量表的输出结果，通过调整模拟声像场中声像点的位置，或调整模拟声像场中声像点的位置坐标，改变所述声像点的位置信息；

当所述音频信号为立体声时，所述声像点有两个，对应有两个位置信息，所述通过调整模拟声像场中声像点的位置，或调整模拟声像场中声像点的位置坐标，改变所述声像点的位置信息包括分别对两个声像点进行镜像点调整或者根据两个声像点的关系连动调整。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述音频信号包括单声道音频信号或立体声，所述环绕声为5.1声道环绕声或7.1声道环绕声；

当所述音频信号为立体声时，所述声像点有两个，对应有两个位置信息和两组分配参数。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照分配参数将音频信号分配给环绕声的各个声道的步骤包括：

在接收到的音频信号中，提取预设比例的音频信号分配给环绕声的低频音效声道；

将分配给低频音效声道后剩余的音频信号，按照所述分配参数分配给环绕声的其余声道。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按照所述分配参数将音频信号分配给环绕声的各个声道的步骤为：

提取所述预设频率对应的时间周期内的音频信号，并按照所述分配参数将提取的音频信号转化为环绕声。

5.一种音频信号的处理装置，其特征在于，包括：

位置信息获取模块，用于按照预设频率获取模拟声像场中声像点的位置信息；

分配参数确定模块，用于依据所述声像点的当前位置信息，确定音频信号在环绕声各个声道的分配参数；

转化模块，用于按照所述分配参数将音频信号分配给环绕声的各个声道；

混音模块，用于当所述音频信号包括多个时，针对各个音频信号转化得到的环绕声，使用音频混合设备分别将同一声道的音频信号进行混合，对应生成一个环绕声；

所述环绕声可以发送到音频输出设备或VU音量表，所述声像点的位置信息依据所述音频输出设备播放音效或VU音量表的输出结果进行改变，所述位置信息获取模块包括：

调整子模块，用于通过调整模拟声像场中声像点的位置，或调整模拟声像场中声像点的位置坐标，改变所述声像点的位置信息；

当所述音频信号为立体声时，所述声像点有两个，对应有两个位置信息，所述通过调整模拟声像场中声像点的位置，或调整模拟声像场中声像点的位置坐标，改变所述声像点的位置信息包括分别对两个声像点进行镜像点调整或者根据两个声像点的关系连动调整。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述转化模块包括：

第一分配子模块，用于在接收到的音频信号中，提取预设比例的音频信号分配给环绕声的低频音效声道；

第二分配子模块，用于将分配给低频音效声道后剩余的音频信号，按照所述分配参数分配给环绕声的其余声道。