CN106507266B - 音频处理设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种音频处理设备和方法。其中，该设备包括：信号输入模块，与有限响应滤波器相连接，用于接收音频信号；参数控制器，与有限响应滤波器相连接，用于接收用户输入的第一数据，并将第一数据传输给有限响应滤波器，以使有限响应滤波器按照第一数据对音频信号进行处理，其中，第一数据是用于表示声源相对于目标位置的角度的数据；有限响应滤波器，与信号输入模块、参数控制器、信号输出模块均相连接，用于按照第一数据对音频信号进行处理，得到处理后的音频信号；信号输出模块，与有限响应滤波器相连接，用于将处理后的音频信号进行输出。本发明解决了现有技术播放音频时某些位置音响效果不同的技术问题。

Description

音频处理设备和方法

技术领域

本发明涉及音频处理领域，具体而言，涉及一种音频处理设备和方法。

背景技术

市场上主流的电影声音制作为5.1声道或7.1声道，都是通过不同方位角的扬声器来实现回放的。

5.1声道是指中央声道，前置左、右声道、后置左、右环绕声道，及所谓的0.1声道重低音声道。一套系统总共可连接6个喇叭。中央声道喇叭，负责再生配合屏幕上的动作，大部分时间它是负责人物对白的部分；前置左、右声道喇叭，则是用来弥补在屏幕中央以外或不能从屏幕看到的动作及其他声音；后置环绕音效喇叭是负责外围及整个背景音乐，让人感觉置身于整个场景的正中央，比如万马奔腾的震撼、飞机从头顶呼啸而过的效果；而马达声、轰炸机的声音或是大鼓等震人心弦的重低音，则是由重低音喇叭完成的。这套系统的优点在于可获得更清晰的前面声音、极好的音场形象和更宽阔的音场以及真实的立体环声，从而可以聆听到前所未有的背景中的细微声音移动。

7.1声道系统的作用简单来说就是在听者的周围建立起一套前后声场相对平衡的声场，不同于5.1声道声场的是，它在原有的基础上增加了后中声场声道，同时它也不同于普通6.1声道声场，因为7.1声道有双路后中置，而这双路后中置的最大作用就是为了防止听者因为没有坐在皇帝位而在听觉上产生声场的偏差。

在不同的位置，音响效果是不同的，在一些位置(例如皇帝位)的音响效果较好，而在另外一些位置(例如，影院或剧场边缘的位置)的音响效果较差。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种音频处理设备和方法，以至少解决现有技术播放音频时某些位置音响效果不同的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种音频处理设备，包括：信号输入模块，与有限响应滤波器相连接，用于接收音频信号；参数控制器，与所述有限响应滤波器相连接，用于接收用户输入的第一数据，并将所述第一数据传输给所述有限响应滤波器，以使所述有限响应滤波器按照所述第一数据对所述音频信号进行处理，其中，所述第一数据是用于表示声源相对于目标位置的角度的数据；所述有限响应滤波器，与所述信号输入模块、所述参数控制器、信号输出模块均相连接，用于按照所述第一数据对所述音频信号进行处理，得到处理后的音频信号；所述信号输出模块，与所述有限响应滤波器相连接，用于将所述处理后的音频信号进行输出。

进一步地，所述第一数据至少包括以下之一：用于表示方位角的数据、用于表示仰角的数据。

进一步地，所述有限响应滤波器包括第一滤波器和第二滤波器，所述第一滤波器对所述音频信号进行处理，得到从左声道输出的音频信号，所述第二滤波器对所述音频信号进行处理，得到从右声道输出的音频信号。

进一步地，所述有限响应滤波器为一个多周期的滤波器。

进一步地，所述有限响应滤波器包括采样存储器，所述信号输入模块接收的音频信号以固定抽样的形式被存入所述采样存储器。

进一步地，所述有限响应滤波器包括计数器，当所述计数器计算出的采样次数等于预设数值时，所述信号输出模块将所述处理后的音频信号进行输出。

进一步地，所述有限响应滤波器包括系数存储器，所述系数存储器用于存储对应角度的滤波器系数。

进一步地，所述有限响应滤波器锁存是通过单周期脉冲表示的。

进一步地，所述参数控制器至少包括以下之一：USB参数控制器、网络参数控制器、WIFI参数控制器。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种音频处理方法，包括：接收音频信号；接收用户输入的第一数据，其中，所述第一数据是用于表示声源相对于目标位置的角度的数据；按照所述第一数据对所述音频信号进行处理，得到处理后的音频信号；将所述处理后的音频信号进行输出。

在本发明实施例中，第一数据是用于表示声源相对于目标位置的角度的数据，信号输入模块接收音频信号，用户输入第一数据，参数控制器接收用户输入的第一数据，并将第一数据传输给有限响应滤波器，有限响应滤波器按照第一数据对音频信号进行处理，得到处理后的音频信号，处理完成之后，得到的音频信号无论在哪个位置播放，效果都是相同的，达到了播放音频时所有位置音响效果相同的技术效果，进而解决了现有技术播放音频时某些位置音响效果不同的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种音频处理设备的示意图；

图2是根据本发明实施例的多种输入的双耳有限响应滤波器的相关设置的示意图；

图3是根据本发明实施例的有限响应滤波器的框架图；

图4是根据本发明实施例的另一种音频处理设备的示意图；

图5是根据本发明实施例的音频处理方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种音频处理设备。

图1是根据本发明实施例的一种音频处理设备的示意图。如图1所示，该音频处理设备包括：信号输入模块10、参数控制器20、有限响应滤波器30、信号输出模块40。

信号输入模块10，与有限响应滤波器30相连接，用于接收音频信号。

参数控制器20，与有限响应滤波器30相连接，用于接收用户输入的第一数据，并将第一数据传输给有限响应滤波器30，以使有限响应滤波器30按照第一数据对音频信号进行处理，其中，第一数据是用于表示声源相对于目标位置的角度的数据。

有限响应滤波器30，与信号输入模块10、参数控制器20、信号输出模块40均相连接，用于按照第一数据对音频信号进行处理，得到处理后的音频信号。

信号输出模块40，与有限响应滤波器30相连接，用于将处理后的音频信号进行输出。

在本申请实施例中，第一数据是用于表示声源相对于目标位置的角度的数据，信号输入模块接收音频信号，用户输入第一数据，参数控制器接收用户输入的第一数据，并将第一数据传输给有限响应滤波器，有限响应滤波器按照第一数据对音频信号进行处理，得到处理后的音频信号，处理完成之后，得到的音频信号无论在哪个位置播放，效果都是相同的，达到了播放音频时所有位置音响效果相同的技术效果，解决了现有技术播放音频时某些位置音响效果不同的技术问题。使用本申请实施例所提供的音频处理设备，能够获得更清晰的声音、极好的音场形象和更宽阔的音场以及真实的立体环绕声，从而可以聆听到前所未有的背景中的细微声音移动。

可选地，第一数据至少包括以下之一：用于表示方位角的数据、用于表示仰角的数据。

用于表示方位角的数据能够表明声源相对于目标位置的方向和距离。用于表示仰角的数据能够表明声源相对于目标位置的高度。

可选地，有限响应滤波器30包括第一滤波器和第二滤波器，第一滤波器对音频信号进行处理，得到从左声道输出的音频信号，第二滤波器对音频信号进行处理，得到从右声道输出的音频信号。

图2显示了多种输入的双耳有限响应滤波器的相关设置。用户通过PC或远程终端使用GUI界面通过UART协议发送控制信息，该控制信息为输入的方位角，仰角的相关数据(即第一数据)。图2中：A表示系数存储总线；B表示系数地址总线；C表示系数数据总线。S0表示滤波器选择0；S1表示滤波器选择1；S2表示滤波器选择2；S3表示滤波器选择3；S4表示滤波器选择4；S5表示滤波器选择5；S6表示滤波器选择6；S7表示滤波器选择7。X0表示系数存储总线0左、右；X1表示系数存储总线1左、右；X2表示系数存储总线2左、右；X3表示系数存储总线3左、右；X4表示系数存储总线4左、右；X5表示系数存储总线5左、右；X6表示系数存储总线6左、右；X7表示系数存储总线7左、右。

图2中的上面一组有限响应滤波器即为第一滤波器，用于处理左耳有限响应滤波器音频流(此端最终合成为左声道音频)。图2中的下面一组有限响应滤波器即为第二滤波器，用于处理右耳有限响应滤波器音频流(此端最终合成为右声道音频)。

音频处理设备的信号输入模块接收音频信号，用户输入第一数据，参数控制器接收用户输入的第一数据，并将第一数据传输给第一滤波器和第二滤波器。第一滤波器按照第一数据对音频信号进行处理，得到处理后的音频信号，该处理后的音频信号从左声道输出。第二滤波器按照第一数据对音频信号进行处理，得到处理后的音频信号，该处理后的音频信号从右声道输出。

可选地，有限响应滤波器30为一个多周期(固定抽样)的滤波器。可选地，有限响应滤波器30包括采样存储器，信号输入模块10接收的音频信号以固定抽样的形式被存入采样存储器。可选地，有限响应滤波器30包括计数器，当计数器计算出的采样次数等于预设数值时，信号输出模块40将处理后的音频信号进行输出。可选地，有限响应滤波器30包括系数存储器，系数存储器用于存储对应角度的滤波器系数。可选地，有限响应滤波器30锁存是通过单周期脉冲表示的。

图3是根据本发明实施例的有限响应滤波器的框架图。如图3所示，有限响应滤波器30包括采样存储器、计数器、系数存储器、乘加器。

开始计算时以脉冲形式被写入到采样存储器内，输入也以固定抽样的形式被存入采样存储器内。固定抽样输入完成之后，滤波器进行锁定，然后进行系数计算，对于运算的结果进行输出。对于固定抽样完成后，滤波器进入下一个固定抽样周期开始新的运算。

可选地，参数控制器20至少包括以下之一：USB参数控制器、网络参数控制器、WIFI参数控制器。

用户通过USB参数控制器、网络参数控制器、或者WIFI参数控制器输入第一数据。参数控制器20接收用户输入的第一数据，并将第一数据传输给有限响应滤波器30，有限响应滤波器30按照第一数据对信号输入模块10接收的音频信号进行处理，得到处理后的音频信号，信号输出模块40将处理后的音频信号进行输出。

第一数据是用于表示声源相对于目标位置的角度的数据，第一数据可以包括用于表示方位角的数据、用于表示仰角的数据。当有限响应滤波器30接收到第一数据之后，能够确定出对应于第一数据的相应参数，然后根据相应参数对音频信号进行处理，能够达到用户根据输入的数据控制有限响应滤波器的技术效果，方便了用户的操作，且能够实现不同的音响效果。

如表1所示，有限响应滤波器运算流程如下：开始计算时以电平或脉冲形式启动当前固定抽样周期，系数存储器依据方位角和仰角信息存入滤波器系数值，采样存储器以固定抽样的形式存入输入数据，系数存储器和采样存储器中的值依据采样点数做乘加运算，当采样点数等于128后，固定抽样完成，运算结果输出，滤波器进入下一个固定抽样周期开始新的运算。

表1

实施例2

图4是根据本发明实施例的另一种音频处理设备的示意图。如图4所示，该音频处理设备包括：信号输入模块、USB参数控制器、网络参数控制器、WIFI参数控制器、处理参数控制器、双耳有限响应滤波器、信号输出模块。

信号输入模块可以是实施例1中的信号输入模块10。

信号输出模块可以是实施例1中的信号输出模块40。

双耳有限响应滤波器可以是实施例1中的有限响应滤波器30。

双耳有限响应滤波器与信号输入模块、处理参数控制器、信号输出模块均相连接。

处理参数控制器与USB参数控制器、网络参数控制器、WIFI参数控制器均相连接。

信号输入模块用于接收音频信号。用户通过USB，或以太网络、WIFI接口，可以控制双耳有限响应滤波器的相应参数。双耳有限响应滤波器对应的参数可以理解为参数坐标，这些参数坐标用方位角、仰角(单位为度)来表示(方位角、仰角即为第一数据)。处理参数控制器接收用户输入的第一数据，并将第一数据传输给双耳有限响应滤波器。双耳有限响应滤波器按照第一数据对音频信号进行处理，得到处理后的音频信号。信号输出模块将处理后的音频信号进行输出。

实施例3

根据本发明实施例，提供了一种音频处理方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图5是根据本发明实施例的音频处理方法的流程图，如图5所示，该方法包括如下步骤：

步骤S502，接收音频信号。

步骤S504，接收用户输入的第一数据，其中，第一数据是用于表示声源相对于目标位置的角度的数据。

步骤S506，按照第一数据对音频信号进行处理，得到处理后的音频信号。

步骤S508，将处理后的音频信号进行输出。

在本申请实施例中，第一数据是用于表示声源相对于目标位置的角度的数据，信号输入模块接收音频信号，用户输入第一数据，参数控制器接收用户输入的第一数据，并将第一数据传输给有限响应滤波器，有限响应滤波器按照第一数据对音频信号进行处理，得到处理后的音频信号，处理完成之后，得到的音频信号无论在哪个位置播放，效果都是相同的，解决了现有技术播放音频时某些位置音响效果不同的技术问题，达到了播放音频时所有位置音响效果相同的技术效果，使用本申请实施例所提供的音频处理设备，能够获得更清晰的前面声音、极好的音场形象和更宽阔的音场以及真实的立体环绕声，从而可以聆听到前所未有的背景中的细微声音移动。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种音频处理设备，其特征在于，包括：

信号输入模块，与有限响应滤波器相连接，用于接收音频信号；

参数控制器，与所述有限响应滤波器相连接，用于接收用户输入的第一数据，并将所述第一数据传输给所述有限响应滤波器，以使所述有限响应滤波器按照所述第一数据对所述音频信号进行处理，其中，所述第一数据是用于表示声源相对于目标位置的角度的数据；

所述有限响应滤波器，与所述信号输入模块、所述参数控制器、信号输出模块均相连接，用于按照所述第一数据对所述音频信号进行处理，得到处理后的音频信号；

所述信号输出模块，与所述有限响应滤波器相连接，用于将所述处理后的音频信号进行输出；

其中，所述第一数据至少包括以下之一：用于表示方位角的数据、用于表示仰角的数据，用于表示方位角的数据表明声源相对于目标位置的方向和距离，用于表示仰角的数据表明声源相对于目标位置的高度，用于表示方位角的数据、用于表示仰角的数据用于确定有限响应滤波器的滤波器系数值，所述处理后的音频在播放时所有位置音响效果都相同；

其中，所述有限响应滤波器处理音频的步骤如下：开始计算时以电平或脉冲形式启动当前固定抽样周期，系数存储器依据方位角和仰角信息存入滤波器系数值，采样存储器以固定抽样的形式存入输入数据，系数存储器和采样存储器中的值依据采样点数做乘加运算，当采样点数等于128后，固定抽样完成，运算结果输出，滤波器进入下一个固定抽样周期开始新的运算。

2.根据权利要求1所述的音频处理设备，其特征在于，所述有限响应滤波器包括第一滤波器和第二滤波器，所述第一滤波器对所述音频信号进行处理，得到从左声道输出的音频信号，所述第二滤波器对所述音频信号进行处理，得到从右声道输出的音频信号。

3.根据权利要求1所述的音频处理设备，其特征在于，所述有限响应滤波器为一个多周期的滤波器。

4.根据权利要求1所述的音频处理设备，其特征在于，所述有限响应滤波器包括采样存储器，所述信号输入模块接收的音频信号以固定抽样的形式被存入所述采样存储器。

5.根据权利要求1所述的音频处理设备，其特征在于，所述有限响应滤波器包括计数器，当所述计数器计算出的采样次数等于预设数值时，所述信号输出模块将所述处理后的音频信号进行输出。

6.根据权利要求5所述的音频处理设备，其特征在于，所述有限响应滤波器包括系数存储器，所述系数存储器用于存储对应角度的滤波器系数。

7.根据权利要求1所述的音频处理设备，其特征在于，所述有限响应滤波器锁存是通过单周期脉冲表示的。

8.根据权利要求1所述的音频处理设备，其特征在于，所述参数控制器至少包括以下之一：

USB参数控制器、网络参数控制器、WIFI参数控制器。

9.一种音频处理方法，其特征在于，包括：

接收音频信号；

接收用户输入的第一数据，其中，所述第一数据是用于表示声源相对于目标位置的角度的数据；

按照所述第一数据对所述音频信号进行处理，得到处理后的音频信号；

将所述处理后的音频信号进行输出；

其中，所述第一数据至少包括以下之一：用于表示方位角的数据、用于表示仰角的数据，用于表示方位角的数据表明声源相对于目标位置的方向和距离，用于表示仰角的数据表明声源相对于目标位置的高度，用于表示方位角的数据、用于表示仰角的数据用于确定有限响应滤波器的滤波器系数值，所述处理后的音频在播放时所有位置音响效果都相同；

其中，所述有限响应滤波器处理音频的步骤如下：开始计算时以电平或脉冲形式启动当前固定抽样周期，系数存储器依据方位角和仰角信息存入滤波器系数值，采样存储器以固定抽样的形式存入输入数据，系数存储器和采样存储器中的值依据采样点数做乘加运算，当采样点数等于128后，固定抽样完成，运算结果输出，滤波器进入下一个固定抽样周期开始新的运算。