CN106954124B - 单声道低音增强方法及装置、播放器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及声学技术领域的一种单声道低音增强装置及方法、播放器，通过将左声道数字音频和右声道数字音频的音量衰减相同的第一预设幅度，进而将衰减后的左声道数字音频和右声道数字音频相加，进一步将相加后的左声道数字音频和右声道数字音频划分为高频音路和低频音路，独立地调控高频音路和低频音路的数字音频参数，将调控后的高频音路和低频音路的音量衰减相同的第二预设幅度，再进一步将衰减后的高频音路和低频音路相加在一起形成单声道数字音频，实现低音量时具有较好的低频音感，在高音量时低频不会破音。

Description

单声道低音增强方法及装置、播放器

技术领域

本发明涉及声学技术领域，特别是涉及一种单声道低音增强方法及装置、播放器。

背景技术

传统的音乐播放器的默认设置包括左声道和右声道，在对音乐播放器的体积有紧致、便携性的要求时，会导致低频音感不足。现有的做法是通过增益的方法增强低频，在中低音量时，还可以得到很好的低频音感，但如果继续调高音量，低频部分容易破音。

发明内容

基于此，有必要针对传统上通过增益的方法增强低频，导致在高音量时容易破音的问题，提供一种单声道低音增强方法及装置、播放器。

一种单声道低音增强装置，所述装置包括：

前置衰减单元，用于将左声道数字音频和右声道数字音频的音量衰减相同的第一预设幅度；

前置加法单元，用于将衰减后的左声道数字音频和右声道数字音频相加；

划分单元，用于将相加后的左声道数字音频和右声道数字音频划分为高频音路和低频音路；

高频音路调控单元，用于调控高频音路的数字音频参数；

低频音路调控单元，用于调控低频音路的数字音频参数；

后置衰减单元，用于将调控后的高频音路和低频音路的音量衰减相同的第二预设幅度；

后置加法单元，用于将衰减后的高频音路和低频音路相加形成单声道数字音频。

在其中一个实施例中，所述第一预设幅度和所述第二预设幅度均≥50％。

在其中一个实施例中，所述装置还包括：

延时单元，用于将调控后的低频音路相对高频音路延迟预设时长。

在其中一个实施例中，所述预设时长小于或等于5ms。

在其中一个实施例中，所述装置还包括：

数模转换单元，用于将单声道数字音频转换成单声道模拟音频。

在其中一个实施例中，所述划分单元包括：

高通滤波器，用于允许相加后的左声道数字音频和右声道数字音频中的高频部分通过，形成高频音路；

低通滤波器，用于允许相加后的左声道数字音频和右声道数字音频中的低频部分通过，形成低频音路。

一种单声道低音增强方法，所述方法包括：

将左声道数字音频和右声道数字音频的音量衰减相同的第一预设幅度；

将衰减后的左声道数字音频和右声道数字音频相加；

将相加后的左声道数字音频和右声道数字音频划分为高频音路和低频音路；

独立调控高频音路和低频音路的数字音频参数；

将调控后的高频音路和低频音路的音量衰减相同的第二预设幅度；

将衰减后的高频音路和低频音路相加形成单声道数字音频。

在其中一个实施例中，所述第一预设幅度和所述第二预设幅度均≥50％。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：将调控后的低频音路相对高频音路延迟预设时长。

在其中一个实施例中，所述预设时长小于或等于5ms。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：将单声道数字音频转换成单声道模拟音频。

一种播放器，包括上述的单声道低音增强装置。

一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如上所述的方法。

一种非易失性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如上所述的方法。

本发明提供的一种单声道低音增强装置及方法、播放器，通过将左声道数字音频和右声道数字音频的音量衰减相同的第一预设幅度，进而将衰减后的左声道数字音频和右声道数字音频相加，进一步将相加后的左声道数字音频和右声道数字音频划分为高频音路和低频音路，独立地调控高频音路和低频音路的数字音频参数，将调控后的高频音路和低频音路的音量衰减相同的第二预设幅度，再进一步将衰减后的高频音路和低频音路相加在一起形成单声道数字音频，实现低频和高频分开独立调控，以达到低音量时具有较好的低频音感，在高音量时低频也不破音的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的单声道低音增强装置的功能结构框图；

图2是本发明又一实施例的单声道低音增强装置的功能结构框图；

图3是本发明实施例的单声道低音增强方法的流程图；

图4是本发明实施例提供的一种执行单声道低音增强方法的电子设备的硬件结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本发明实施例提供了一种单声道低音增强装置10，该单声道低音增强装置10包括：前置衰减单元11、前置加法单元12、划分单元13、高频音路调控单元14、低频音路调控单元15、后置衰减单元16和后置加法单元17。

其中，前置衰减单元11用于将左声道数字音频和右声道数字音频的音量衰减相同的第一预设幅度。例如，第一预设幅度≥50％，也就是说衰减后的左声道数字音频的音量小于或等于其衰减前音量的一半，衰减后的右声道数字音频的音量小于或等于其衰减前音量的一半；如此，衰减后的左声道数字音频与衰减后的右声道音频相加后音量不会超过衰减前一个声道的音量，从而不会发生破音；较优的，第一预设幅度等于50％，衰减后的左声道数字音频与衰减后的右声道音频相加后音量等于衰减前一个声道的音量。

前置加法单元12用于将衰减后的左声道数字音频和右声道数字音频相加。在本发明实施例中，前置加法单元12可以采用数字音频加法器，以实现将衰减相同幅度后的左声道数字音频和右声道数字音频相加。

划分单元13用于将相加后的左声道数字音频和右声道数字音频划分为高频音路和低频音路。通常来讲，人耳对音频的听觉范围大致为20Hz～20KHz，划分高频音路和低频音路的分界点可以根据实际需要进行设定和调整，例如，划分高频音路和低频音路的分界点为2KHz，20Hz～2KHz为低频音路，2KHz～20KHz为高频音路。在本发明实施例中，划分单元13可以包括高通滤波器和低通滤波器，高通滤波器允许相加后的左声道数字音频和右声道数字音频中的高频部分通过，形成高频音路；低通滤波器允许相加后的左声道数字音频和右声道数字音频中的低频部分通过，形成低频音路。

高频音路调控单元14用于调控高频音路的数字音频参数；低频音路调控单元15用于调控低频音路的数字音频参数。由于对高频音路的数字音频参数的调控以及对低频音路的数字音频参数的调控是分开独立进行的，即对高频音路的数字音频参数的调控和对低频音路的数字音频参数的调控之间互不影响。因为低频在较高音量时继续随着音量增大提高增益容易发生破音，因此将高频音路的数字音频参数的调控和对低频音路的数字音频参数的调控分开，可以在低频发生破音之前控制低频的增益，即使继续调高音量也不再提高低频的增益，避免低频发生破音，从而实现在低音量时具有较好的低频音感，在高音量时低频不会破音。在本发明实施例中，调控高频音路的数字音频参数可以包括调控高频音路的频率响应参数和动态范围参数，调控低频音路的数字音频参数可以包括调控低频音路的频率响应参数和动态范围参数。通过对低频音路的频率响应参数和动态范围参数的独立调控，有利于对低音的增强和过幅度保护。也就是说，当继续增大音量会导致低频部分破音时，可以独立调高高频音量的数字音频参数，而不再调高低频音路的数字音频参数，从而避免低频发生破音。

后置衰减单元16用于将调控后的高频音路和低频音路的音量衰减相同的第二预设幅度。例如，第二预设幅度≥50％，也就是说衰减后的左声道数字音频的音量小于或等于其衰减前音量的一半，衰减后的右声道数字音频的音量小于或等于其衰减前音量的一半，如此，衰减后的左声道数字音频与衰减后的右声道音频相加后音量不会超过衰减前一个声道的音量，从而不会发生破音；较优的，第二预设幅度等于50％。

后置加法单元17用于将衰减后的高频音路和低频音路相加在一起形成单声道数字音频。在本发明实施例中，后置加法单元17可以采用数字音频加法器，以实现将衰减后的高频音路和低频音路相加在一起形成单声道数字音频。

为了便于驱动扬声器发出声音，单声道低音增强装置10还可以包括数模转换单元18，该数模转换单元18用于将单声道数字音频转换成单声道模拟音频。

本发明实施例提供的一种单声道低音增强装置10，通过前置衰减单元11将左声道数字音频和右声道数字音频的音量衰减相同的第一预设幅度，前置加法单元12将衰减后的左声道数字音频和右声道数字音频相加，划分单元13将相加后的左声道数字音频和右声道数字音频划分为高频音路和低频音路，高频音路调控单元14和低频音路调控单元15分别独立地调控高频音路和低频音路的数字音频参数，后置衰减单元16将调控后的高频音路和低频音路的音量衰减相同的第二预设幅度，后置加法单元17将衰减后的高频音路和低频音路相加在一起形成单声道数字音频，实现低音量时具有较好的低频音感，在高音量时低频不会破音。

如图2所示，本发明实施例还提供了一种单声道低音增强装置20，该单声道低音增强装置20包括：前置衰减单元21、加法单元22、划分单元23、高频音路调控单元24、低频音路调控单元25、后置衰减单元26、后置加法单元27和延时单元28。

其中，前置衰减单元21用于将左声道数字音频和右声道数字音频的音量衰减相同的第一预设幅度。

加法单元22用于将衰减后的左声道数字音频和右声道数字音频相加。

划分单元23用于将相加后的左声道数字音频和右声道数字音频划分为高频音路和低频音路。

高频音路调控单元24用于调控高频音路的数字音频参数，低频音路调控单元25用于调控低频音路的数字音频参数。

后置衰减单元26用于将调控后的高频音路和低频音路的音量衰减相同的第二预设幅度。

后置加法单元27用于将衰减后的高频音路和低频音路相加在一起形成单声道数字音频。

在本发明实施例中，对前置衰减单元21、加法单元22、划分单元23、高频音路调控单元24、低频音路调控单元25、后置衰减单元26以及后置加法单元27的解释说明请参考上述对前置衰减单元11、前置加法单元12、划分单元13、高频音路调控单元14、低频音路调控单元15、后置衰减单元16以及后置加法单元17的解释说明，在此不再赘述。

延时单元28用于将调控后的低频音路相对高频音路延迟预设时长。在本发明实施例中，可以只对低频音路延迟预设时长，而不对高频音路进行延迟。在其他实施例中，可以同时对高频音路和低频音路进行延迟，对低频音路进行延迟的时长大于对高频音路进行延迟的时长，对低频音路进行延迟的时长减去对高频音路进行延迟的时长等于预设时长。例如，预设时长小于或等于5ms。通过将调控后的低频音路相对高频音路延迟预设时长，能够进一步提升低频音感。

如图3所示，本发明实施例提供了一种单声道低音增强方法，该方法包括：步骤S31、步骤S32、步骤S33、步骤S34、步骤S35和步骤S36。

其中，步骤S31包括：将左声道数字音频和右声道数字音频的音量衰减相同的第一预设幅度，例如，第一预设幅度≥50％，也就是说衰减后的左声道数字音频的音量小于或等于其衰减前音量的一半，衰减后的右声道数字音频的音量小于或等于其衰减前音量的一半；如此，衰减后的左声道数字音频与衰减后的右声道音频相加后音量不会超过衰减前一个声道的音量，从而不会发生破音；较优的，第一预设幅度等于50％，衰减后的左声道数字音频与衰减后的右声道音频相加后音量等于衰减前一个声道的音量。

步骤S32包括：将衰减后的幅度的左声道数字音频和右声道数字音频相加。在本发明实施例中，可以采用数字音频加法器将衰减相同幅度后的左声道数字音频和右声道数字音频相加。

步骤S33包括：将相加后的左声道数字音频和右声道数字音频划分为高频音路和低频音路。通常来讲，人耳对音频的听觉范围大致为20Hz～20KHz，划分高频音路和低频音路的分界点可以根据实际需要进行设定和调整，例如，划分高频音路和低频音路的分界点为2KHz，20Hz～2KHz为低频音路，2KHz～20KHz为高频音路。在本发明实施例中，可以采用高通滤波器和低通滤波器，其中高通滤波器允许相加后的左声道数字音频和右声道数字音频中的高频部分通过，形成高频音路；低通滤波器允许相加后的左声道数字音频和右声道数字音频中的低频部分通过，形成低频音路。

步骤S34包括：独立调控高频音路和低频音路的数字音频参数。由于对高频音路的数字音频参数的调控以及对低频音路的数字音频参数的调控是独立进行的，即对高频音路的数字音频参数的调控和对低频音路的数字音频参数的调控之间互不影响，从而实现在低音量时具有较好的低频音感，在高音量时低频不会破音。在本发明实施例中，调控高频音路的数字音频参数可以包括调控高频音路的频率响应和动态范围，调控低频音路的数字音频参数可以包括调控低频音路的频率响应参数和动态范围参数。通过对低频音路的频率响应参数和动态范围参数的独立调控，有利于对低音的增强和过幅度保护。

步骤S35包括：将调控后的高频音路和低频音路的音量衰减相同的第二预设幅度。例如，第二预设幅度≥50％，也就是说衰减后的左声道数字音频的音量小于或等于其衰减前音量的一半，衰减后的右声道数字音频的音量小于或等于其衰减前音量的一半；较优的，第二预设幅度等于50％。

步骤S36包括：将衰减后的高频音路和低频音路相加形成单声道数字音频。在本发明实施例中，可以采用数字音频加法器将衰减后的高频音路和低频音路相加在一起形成单声道数字音频。

在一可选实施例中，为了便于驱动扬声器发出声音，单声道低音增强方法还可以包括将单声道数字音频转换成单声道模拟音频的步骤。

在一可选实施例中，单声道低音增强方法还可以包括将调控后的低频音路相对高频音路延迟预设时长的步骤。在本发明实施例中，可以只对低频音路延迟预设时长，而不对高频音路进行延迟。在该实施例中，可以同时对高频音路和低频音路进行延迟，对低频音路进行延迟的时长大于对高频音路进行延迟的时长，对低频音路进行延迟的时长减去对高频音路进行延迟的时长等于预设时长。例如，预设时长小于或等于5ms。通过将调控后的低频音路相对高频音路延迟预设时长，能够进一步提升低频音感。

本发明实施例提供的一种单声道低音增强方法，通过将左声道数字音频和右声道数字音频的音量衰减相同的第一预设幅度，进而将衰减后的左声道数字音频和右声道数字音频相加，进一步将相加后的左声道数字音频和右声道数字音频划分为高频音路和低频音路，独立地调控高频音路和低频音路的数字音频参数，将调控后的高频音路和低频音路的音量衰减相同的第二预设幅度，再进一步将衰减后的高频音路和低频音路相加在一起形成单声道数字音频，实现低音量时具有较好的低频音感，在高音量时低频不会破音。

本发明实施例还提供了一种播放器，该播放器包括单声道低音增强装置10或单声道低音增强装置20。

图4是本发明实施例提供的一种单声道低音增强方法的电子设备40的硬件结构示意图。如图4所示，该电子设备40包括：

一个或多个处理器41以及存储器42，图4中以一个处理器41为例。

处理器41和存储器42可以通过总线或者其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。

存储器42作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及单元，如本发明实施例中的单声道低音增强方法对应的程序指令/单元(例如，附图1所示的前置衰减单元11、前置加法单元12、划分单元13、高频音路调控单元14、低频音路调控单元15、后置衰减单元16和后置加法单元17，附图2所示的前置衰减单元21、加法单元22、划分单元23、高频音路调控单元24、低频音路调控单元25、后置衰减单元26、后置加法单元27和延时单元28)。处理器41通过运行存储在存储器42中的非易失性软件程序、指令以及单元，从而执行处理器41的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例单声道低音增强方法。

存储器42可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据单声道低音增强装置的使用所创建的数据等。此外，存储器42可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器42可选包括相对于处理器41远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至上述电子设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

所述一个或者多个单元存储在所述存储器42中，当被所述一个或者多个处理器41执行时，执行上述任意方法实施例中的单声道低音增强方法，例如，执行以上描述的图3中的方法步骤S31、步骤S32、步骤S33、步骤S34、步骤S35和步骤S36，实现图1中的前置衰减单元11、前置加法单元12、划分单元13、高频音路调控单元14、低频音路调控单元15、后置衰减单元16和后置加法单元17，图2中的前置衰减单元21、加法单元22、划分单元23、高频音路调控单元24、低频音路调控单元25、后置衰减单元26、后置加法单元27和延时单元28的功能。

上述电子设备可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能单元和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。

本发明实施例的电子设备以多种形式存在，包括但不限于:

(1)移动通信设备:这类设备的特点是具备移动通信功能，并且以提供话音、数据通信为主要目标。这类终端包括:智能手机(例如iPhone)、多媒体手机、功能性手机，以及低端手机等。

(2)超移动个人计算机设备:这类设备属于个人计算机的范畴，有计算和处理功能，一般也具备移动上网特性。这类终端包括:PDA、MID和UMPC设备等，例如iPad。

(3)便携式娱乐设备:这类设备可以显示和播放多媒体内容。该类设备包括:音频、视频播放器(例如iPod)，耳机、音箱、掌上游戏机，电子书，以及智能玩具和便携式车载导航设备。

(4)其他具有音频播放功能的电子装置。

本发明实施例提供了一种非易失性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，例如图4中的一个处理器41，可使得上述一个或多个处理器可执行上述任意方法实施例中的单声道低音增强方法，例如，执行以上描述的图3中的方法步骤S31、步骤S32、步骤S33、步骤S34、步骤S35和步骤S36，实现图1中的前置衰减单元11、前置加法单元12、划分单元13、高频音路调控单元14、低频音路调控单元15、后置衰减单元16和后置加法单元17，图2中的前置衰减单元21、加法单元22、划分单元23、高频音路调控单元24、低频音路调控单元25、后置衰减单元26、后置加法单元27和延时单元28的功能。

通过以上的实施方式的描述，本领域普通技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory,RAM)等。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种单声道低音增强装置，其特征在于，所述装置包括：

前置衰减单元，用于将左声道数字音频和右声道数字音频的音量衰减相同的第一预设幅度；

前置加法单元，用于将衰减后的左声道数字音频和右声道数字音频相加；

划分单元，用于将相加后的左声道数字音频和右声道数字音频划分为高频音路和低频音路；

高频音路调控单元，用于调控高频音路的数字音频参数；调控高频音路的数字音频参数包括调控高频音路的频率响应参数和动态范围参数；

低频音路调控单元，用于调控低频音路的数字音频参数，以及当继续增大音量将导致所述低频音路破音时，停止调高所述低频音路的数字音频参数；调控低频音路的数字音频参数包括调控低频音路的频率响应参数和动态范围参数；

后置衰减单元，用于将调控后的高频音路和低频音路的音量衰减相同的第二预设幅度；所述第一预设幅度和所述第二预设幅度均≥50%；

后置加法单元，用于将衰减后的高频音路和低频音路相加形成单声道数字音频。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

延时单元，用于将调控后的低频音路相对高频音路延迟预设时长。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

数模转换单元，用于将单声道数字音频转换成单声道模拟音频。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述划分单元包括：

高通滤波器，用于允许相加后的左声道数字音频和右声道数字音频中的高频部分通过，形成高频音路；

低通滤波器，用于允许相加后的左声道数字音频和右声道数字音频中的低频部分通过，形成低频音路。

5.一种单声道低音增强方法，其特征在于，所述方法包括：

将左声道数字音频和右声道数字音频的音量衰减相同的第一预设幅度；

将衰减后的左声道数字音频和右声道数字音频相加；

将相加后的左声道数字音频和右声道数字音频划分为高频音路和低频音路；

独立调控高频音路和低频音路的数字音频参数，以及当继续增大音量将导致所述低频音路破音时，停止调高所述低频音路的数字音频参数；调控高频音路的数字音频参数包括调控高频音路的频率响应参数和动态范围参数；调控低频音路的数字音频参数包括调控低频音路的频率响应参数和动态范围参数；

将调控后的高频音路和低频音路的音量衰减相同的第二预设幅度；所述第一预设幅度和所述第二预设幅度均≥50%；

将衰减后的高频音路和低频音路相加形成单声道数字音频。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将调控后的低频音路相对高频音路延迟预设时长。

7.根据权利要求5或6中任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将单声道数字音频转换成单声道模拟音频。

8.一种播放器，其特征在于，包括权利要求1-4中任一所述的单声道低音增强装置。

9.一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求5-7中任一所述的方法。

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