CN110246508A - 一种信号调制方法、装置和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种信号调制方法、装置和存储介质，该方法包括：对音乐文件进行读取，得到多个声道信号，获取多个声道信号的信号包络线幅度，生成每个声道的载波信号，其中，每个声道的载波信号之间具有频率差，基于声道信号的信号包络线幅度对声道的载波信号进行幅度调制，得到声道的调制后载波信号，对调制后载波信号进行归一化处理，得到归一化后的载波信号，根据归一化后的载波信号，生成目标音乐文件。该方案可以提高信号调制的效率。
Description
技术领域
本申请涉及信号处理领域，具体涉及一种信号调制方法、装置和存储介质。
背景技术
由于科技水平的不断提高，人们可以通过多种渠道收听音乐，对于收听音乐的要求也在不断提高，比如，人们会对音乐提出功能多样性的要求，希望通过收听相应的音乐，达到多样化的听觉体验，因此，采用技术手段高效准确地进行信号处理是非常有必要的。
发明内容
本申请实施例提供一种信号调制方法、装置和存储介质，可以提高信号调制的效率。
本申请实施例提供一种信号调制方法，包括：
对音乐文件进行读取，得到多个声道信号；
获取所述多个声道信号的信号包络线幅度；
生成每个声道的载波信号，其中，所述每个声道的载波信号之间具有频率差；
基于所述声道信号的信号包络线幅度对所述声道的载波信号进行幅度调制，得到声道的调制后载波信号；
对所述调制后载波信号进行归一化处理，得到归一化后的载波信号；
根据所述归一化后的载波信号，生成目标音乐文件。
相应的，本申请实施例还提供一种信号调制装置，包括：
读取模块，用于对音乐文件进行读取，得到多个声道信号；
包络线幅度获取模块，用于获取所述多个声道信号的信号包络线幅度；
载波信号生成模块，用于生成每个声道的载波信号，其中，所述每个声道的载波信号之间具有频率差；
调制模块，用于基于所述声道信号的信号包络线幅度对所述声道的载波信号进行幅度调制，得到声道的调制后载波信号；
归一化模块，用于对所述调制后载波信号进行归一化处理，得到归一化后的载波信号；
文件生成模块，用于根据所述归一化后的载波信号，生成目标音乐文件。
此外，本申请实施例还提供一种存储介质，所述存储介质存储有多条指令，所述指令适于处理器进行加载，以执行本申请实施例提供的任一种信号调制方法中的步骤。
本申请实施例公开了一种信号调制方法、装置和存储介质，该方法包括：对音乐文件进行读取，得到多个声道信号，获取多个声道信号的信号包络线幅度，生成每个声道的载波信号，其中，每个声道的载波信号之间具有频率差，基于声道信号的信号包络线幅度对声道的载波信号进行幅度调制，得到声道的调制后载波信号，对调制后载波信号进行归一化处理，得到归一化后的载波信号，根据归一化后的载波信号，生成目标音乐文件。该方案可以提高信号调制的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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是本申请实施例提供的信号调制系统的场景示意图；
图2是本申请实施例提供的信号调制方法的第一流程图；
图3是本申请实施例提供的信号调制方法的第二流程图；
图4是本申请实施例提供的载波信号获取示意图；
图5是本申请实施例提供的目标音乐文件生成流程图；
图6是本申请实施例提供的推荐双耳节拍睡眠音乐的界面示意图；
图7是本申请实施例提供的今日推荐专辑的界面示意图；
图8是本申请实施例提供的今日推荐专辑以及其他音乐的界面示意图；
图9是本申请实施例提供的信号调制装置的结构示意图；
图10是本申请实施例提供的网络设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供一种信号调制方法、装置和存储介质。
本信号调制装置具体可以集成在网络设备，比如终端或服务器等设备中。
例如，参见图1，当需要进行信号调制时，网络设备可以对音乐文件进行读取，得到多个声道信号，获取多个声道信号的信号包络线幅度，生成每个声道的载波信号，其中，每个声道的载波信号之间具有频率差，基于声道信号的信号包络线幅度对声道的载波信号进行幅度调制，得到声道的调制后载波信号，对调制后载波信号进行归一化处理，得到归一化后的载波信号，根据归一化后的载波信号，生成目标音乐文件。
以下分别进行详细说明。需说明的是，以下实施例的顺序不作为对实施例优选顺序的限定。
在本实施例中，将从信号调制装置的角度进行描述，该信号调制装置具体可以集成在网络设备，比如终端或服务器等设备中。
如图2所示，该信号调制方法的具体流程可以如下：
201、对音乐文件进行读取，得到多个声道信号。
其中，音乐文件为需要进行信号调制的音乐文件。音乐文件可以为多声道的音乐文件，比如，音乐文件可以包括双声道的音乐文件。
其中，声道信号是指声音在录制或播放时在不同空间位置采集或回放的相互独立的音频信号。声道数是指声音录制时的音源数量或回放时的扬声器数量。
由于该信号调制方法需要得到多个不同声道的声道信号，因此，需要保证该音乐文件为多声道的音乐文件，也就是该音乐文件经过读取后，可以拆分成多个声道的音频。比如，音乐文件可以为双声道音乐文件，能够拆分成左声道音频和右声道音频。
在一实施例中，如果该音乐文件不是多声道的音乐文件，该信号调制方法无法执行。
为了提高该信号调制方法生成目标音乐文件的多样性，使得用户不会由于音乐文件的单调性，而产生听觉上的厌烦感，因此可以使得该音乐文件的类型多样化。比如，该音乐文件可以包括人声演唱的声乐、以及通过乐器演奏的器乐等等。
在实际应用中，多个不同声道的声道信号，可以通过对音乐文件进行读取得到。比如，可以通过对音乐文件进行读取，将音乐文件拆分为左声道音频和右声道音频。
在一实施例中，该信号调制方法可以应用于生成具有双耳节拍效应的目标音乐文件。
其中，双耳节拍效应是一种特殊的听觉效应。当两组频率差值在1-32Hz之间的正弦波分别在人的左右耳进行播放时，人的大脑会听到相同频率的声音在左右不断摇晃。医学研究表明，由于两正弦波的频率差值，恰巧可以与人的大脑在不同状态时的脑电波频率相吻合，比如，当两正弦波的频率差值在1～4Hz之间时，会使大脑放松困倦，进入睡眠；当两正弦波的频率差值为12Hz时，可以帮助大脑集中注意力；当两正弦波的频率差值为16Hz时，可以帮助大脑进入兴奋状态。因此可以利用双耳节拍效应，生成可以帮助大脑进入不同状态的目标音乐文件。
由于目前通常通过对不同频率的正弦波进行叠加，来生成具有双耳节拍效应的音频。但是通过这种方式生成的音频，音频的频率和音量都不发生变化，而仅听正弦波的声音，会给用户带来单调乏味的感觉，甚至会产生厌烦感。通过这种方式生成的音频，只是注意了双耳节拍效应的基础功能，而忽略了用户的体验维度。
因此，可以通过音乐文件的多样化，使得用户收听目标音乐文件时，不会由于音乐文件本身的单调而降低用户体验。
202、获取多个声道信号的信号包络线幅度。
其中，包络线是反映声道信号幅度变化的曲线。将一段时间长度声道信号的幅度峰值点连线，可以得到上方和下方两条声道信号包络线。
其中，信号包络线幅度为可以表征声道信号包络线幅度的信息。比如，该信号包络线幅度可以包括信号能量包络线幅度或者信号振幅包络线幅度。
其中，信号能量包络线幅度是声道信号能量变化包络线的幅度信息，比如，可以为声道信号能量变化包络线中幅度与时间之间的函数关系。
在一实施例中，比如，根据声道信号的时间-能量关系图，可以将时间-能量关系图中声道能量最高点连结起来形成的平滑曲线，作为声道信号能量变化包络线。信号能量包络线幅度为声道信号能量变化包络线中幅度与时间之间的函数关系。
在一实施例中，音乐文件包括多个不同声道的声道信号，每个声道信号可以对应一个信号包络线幅度的信息。比如，当音乐文件包括左声道音频和右声道音频时，可以对应获取左声道信号包络线幅度和右声道信号包络线幅度。
在一实施例中，当信号包络线幅度包括信号能量包络线幅度时，可以通过计算声道信号短时能量，获取信号能量包络线幅度。具体地，步骤“获取所述多个声道信号的信号包络线幅度”，可以包括：
获取所述多个声道信号中每帧声道信号的短时能量；
根据所述短时能量，获取所述信号能量包络线幅度。
其中，短时能量为声道信号中每帧声道信号的短时平均能量，比如，短时能量可以为声道信号中一帧声道信号样点值的加权平方和。
在实际应用中，比如，可以分别获取多个声道信号中每一帧声道信号的短时能量，生成声道信号的时间-能量关系图，之后根据时间-能量关系图，获取多个声道信号对应的声道信号能量变化包络线，将包络线对应的函数作为信号能量包络线幅度。
在一实施例中，比如，可以读取双声道音乐文件，得到左声道音频和右声道音频，之后以0.5秒为颗粒度，1秒为帧长，分帧地计算左右声道音频每帧音频的短时能量。短时能量可以通过计算每帧音频能量的均方根(RMS，root mean square)得到，短时能量的计算公式可以如下：
其中，N表示每帧音频采样点的数目，表示第i个采样点能量绝对值的平方。在数字音频中，音频能量的数值范围是[0～1]。
进行信号能量分帧计算后，可以得到左右声道音频的时间-能量关系图，根据该关系图，可以获取左右声道音频对应的信号能量包络线幅度。
在一实施例中，还可以通过计算信号振幅包络线幅度获取声道信号的信号包络线幅度。
其中，信号振幅包络线幅度是声道信号振幅变化包络线的幅度信息，信号振幅包络线幅度可以包括该包络线对应的函数信息等等。
在一实施例中，比如，根据声道信号的时间-振幅关系图，可以将关系图中声道振幅最高点连结起来形成的平滑曲线，作为声道信号振幅变化包络线。信号振幅包络线幅度可以为该振幅变化包络线对应的函数。
在一实施例中，当信号包络线幅度包括信号振幅包络线幅度时，可以通过低通滤波计算声道信号振幅，获取信号振幅包络线幅度。具体地，步骤“获取所述多个声道信号的信号包络线幅度”，可以包括：
获取所述多个声道信号中采样点的信号振幅；
根据所述信号振幅生成信号振幅包络线幅度。
在实际应用中，比如，可以分别获取多个不同的声道信号中采样点的信号振幅，得到声道信号的时间-振幅关系图，之后根据时间-振幅关系图，获取声道信号对应的声道信号振幅变化包络线，根据该包络线可以得到信号振幅包络线幅度。
在一实施例中，可以通过低通滤波的方式，获取声道信号中采样点的信号振幅。具体地，步骤“获取所述多个声道信号中采样点的信号振幅”，可以包括：
获取所述多个声道信号中采样点的输入信号；
对所述输入信号进行低通滤波处理，生成所述信号振幅。
其中，低通滤波是一种过滤方式，低通滤波中低频信号可以正常通过，但是超过设定临界值的高频信号会被阻隔、减弱。被阻隔、减弱的幅度会根据频率以及滤波程序的不同而改变。
在实际应用中，比如，可以首先获取多个不同的声道信号中采样点的输入信号，之后对该输入信号进行低通滤波处理，得到多个不同的声道信号中采样点的信号振幅。
在一实施例中，比如，可以首先获取左声道音频和右声道音频中采样点的输入信号x[n]，之后对该输入信号进行低通滤波处理，得到左声道音频中采样点的信号振幅、以及右声道音频中采样点的信号振幅y[n]，y[n]的计算公式可以如下：
y[n]＝p·y[n-1]+(1-p)·x[n]
其中，可以采用y[n]表示信号振幅，采用x[n]表示输入信号，采用y[n-1]表示信号的以一个采样点为单位的延迟信号，采用p表示权重。通过这种方法获取信号振幅包络线幅度，由于减小了计算压力和计算耗时，因此可以实时系统中进行应用。
203、生成每个声道的载波信号。
其中，每个声道的载波信号之间具有频率差，该频率差可以称为预设频率差值。
其中，载波信号就是把普通信号加载到一定频率的高频信号上，将该普通信号称为载波信号。没有加载载波信号时，高频信号的波幅是固定的，加载载波信号之后，高频信号的波幅会随着载波信号的变化而变化。载波信号通常为正弦波，一般要求正弦载波的频率远高于调制信号的带宽，否则会发生混叠，导致信号传输失真。
其中，由于双耳节拍是一种可以被人耳感知的声音效果。双耳节拍是一种差频现象，当双耳分别收听到频率有轻微不同的声音时，人耳听到的不是一种单一的连续的音调，而是一种跳动的音调。双耳节拍可以使大脑产生一种新的频率，这种频率的大小是两耳听到音频的差值，比如，当左耳听到频率为420Hz的声音，右耳听到频率为410Hz的声音时，大脑中将产生10Hz的频率。因此，生成带有双耳节拍音效的音乐，需要音乐的左右声道音频之间具有一定的频率差，也就是预设频率差值。
在实际应用中，为了通过信号调制获取带有双耳节拍音效的音乐，可以生成每个声道的载波信号，每个声道的载波信号之间具有频率差。比如，如图4所述，可以通过正弦波生成器，生成具有预设频率差值的左声道正弦波和右声道正弦波。
在一实施例中，由于脑电波具有许多频段，分别对应了大脑不同的状态，因此，该预设频率差值可以根据场景的不同，进行灵活性调节。比如，由于大脑睡眠时候的脑电波频率为2Hz，因此为了生成能够助眠的音乐，该预设频率差值可以为2Hz，还可以将预设频率差值设置为12Hz，以帮助大脑集中注意力；还可以将预设频率差值设置为30Hz，以帮助大脑进入兴奋状态，等等。根据调整后的预设频率差值，可以生成对应不同大脑状态的音乐。
在一实施例中，由于预设频率差值需要在合适的范围内，才会起到相应的效果，如果载波信号之间的预设频率差值太大，人耳会辨别出左右声道音频之间的差异，而起不到双耳节拍效应，甚至可能起到其他不良影响。因此，还可以对预设频率差值的范围进行限制，将预设频率差值限制在预设范围内，比如，将预设频率差值设置在60Hz之内，从而保证生成的目标音乐文件具有双耳节拍效应。
在一实施例中，可以根据信号频率以及预设载波信号参数，生成每个声道的载波信号。具体地，步骤“生成每个声道的载波信号”，可以包括：
确定参考载波信号的参考频率，所述参考载波信号为声道的载波信号中的任一个；
根据所述参考频率、以及预设频率差值，确定每个声道的载波信号的信号频率；
根据所述信号频率、以及预设载波信号参数生成每个声道的载波信号。
其中，预设频率差值为每个声道的载波信号之间的频率差。比如，可以为左声道音频频率和右声道音频频率之间的频率差。
其中，预设载波信号参数为载波信号中所必要的参数信息，比如，当载波信号为正弦波形式时，预设载波信号参数可以包括正弦波函数A·sin(2·f·t)，以及A的数值。
在实际应用中，可以将载波信号中的任一个作为参考载波信号，并确定出参考载波信号的参考频率，之后根据参考频率以及预设频率差值，确定出每个声道的载波信号的信号频率，并根据信号频率以及预设载波信号参数生成每个声道的载波信号。
在一实施例中，比如，当载波信号为正弦波时，可以首先确定左声道正弦波的参考频率，之后根据已知的参考频率以及预设频率差值，确定出右声道正弦波的频率，并根据正弦波函数，生成左声道的载波信号和右声道的载波信号。
在一实施例中，比如，由于大脑睡眠时候的脑电波频率为2Hz，因此为了生成能够助眠的音乐，该预设频率差值可以为2Hz。当载波信号为正弦波时，可以首先确定左声道正弦波为140Hz，之后根据已知的左声道正弦波的频率以及预设频率差值，确定出右声道正弦波为142Hz，并根据正弦波函数A·sin(2·f·t)，生成左声道的载波信号和右声道的载波信号。
为了提高音乐的完整性以及用户的听感体验，还可以在载波信号的端部添加信号渐变过程，使得双耳节拍的效果可以渐变式进入与退出，音乐的播放效果更加自然。
在一实施例中，步骤“生成每个声道的载波信号”之后，还可以包括：
在所述载波信号的端部添加信号渐变过程，生成包括渐变过程的载波信号；
所述基于所述声道信号的信号包络线幅度对所述声道的载波信号进行幅度调制，得到声道的调制后载波信号的步骤包括：
基于所述声道信号的信号包络线幅度对所述包括渐变过程的载波信号进行幅度调制，得到声道的调制后载波信号。
在实际应用中，比如，当载波信号为正弦波信号时，可以在载波信号的开头和结尾部分，添加淡入和淡出的信号渐变过程，即将正弦波信号开头部分的幅值由0开始，慢慢增加到应有数值，并将正弦波信号结尾部分的幅值，缓慢减少至0。
在一实施例中，还可以根据实际情况，对信号渐变过程的时长进行限制，比如，信号渐变时长还可以根据实际情况设置为0.5秒、1秒、2秒，等等。
通过添加信号渐变过程，可以使得生成的目标音乐文件在听感上达到双耳节拍慢慢进入和慢慢消失的自然效果。在确保整体音乐听感舒适的同时，还可以保留双耳节拍原本的听觉感知效应。
在一实施例中，载波信号的端部也可以只包括载波信号的开头部分或者载波信号的结尾部分，添加的信号渐变过程还可以仅添加在载波信号的开头部分或者载波信号的结尾部分。
该信号调制方法通过对信号渐变过程的添加，使得生成的音乐文件既有高度可听性、舒适性，又保留了双耳节拍的听觉特性，并且可以通过算法，自动地生成音乐文件，提高了信号调制的效率。
204、基于声道信号的信号包络线幅度对声道的载波信号进行幅度调制，得到声道的调制后载波信号。
其中，调制技术是将一个或多个周期性的载波混入希望传送信号的技术。
在实际应用中，可以基于声道信号的信号包络线幅度对声道的载波信号进行幅度调制，得到声道的调制后载波信号。比如，当信号包络线幅度包括信号能量包络线幅度时，可以基于声道信号能量变化包络线的幅度，对载波信号的幅度进行幅度调制。
在一实施例中，可以通过将包络线幅度加到载波信号幅度上的形式，进行信号的幅度调制。具体地，步骤“基于声道信号的信号包络线幅度对声道的载波信号进行幅度调制，得到声道的调制后载波信号”，可以包括：
根据所述载波信号获取载波信号的幅度；
将所述信号包络线幅度加到所述载波信号的幅度上，得到声道的调制后载波信号。
在实际应用中，比如，当载波信号为正弦波信号，信号包络线幅度为信号能量包络线幅度时，可以将信号包络线幅度加到载波信号的幅度上，将音频每一帧能量的大小乘以正弦波的幅度，得到的调制后载波信号会随着音频声音变大而变大、变小而变小。
205、对调制后载波信号进行归一化处理，得到归一化后的载波信号。
其中，归一化是指将需要进行处理的数据经过处理后，限制在需要范围内的数据处理方法，比如，归一化可以为将信号的最大值和最小值控制在1和0之间的信号处理方法。
由于音乐文件中添加了双耳节拍效应后，会产生采样点数值大于1的情况，这种情况可能导致音频的声波削减，而产生失真。因此，还需要进行进一步的处理，才能保证音质的完整度。
在实际应用中，可以对调制后载波信号进行归一化处理，得到归一化后的载波信号，之后将归一化后的载波信号进行信号融合，生成目标音乐文件，以保证音质的完整度，归一化处理的公式可以如下：
其中，xmin指信号最小值，xmax指信号最大值，为归一化后的载波信号，xi为调制后载波信号。
通过归一化处理，可以保证目标音乐文件的音质完整度，使得每首目标音乐的听感对齐。另外，归一化处理还可以保证所有输出音乐的动态是统一的。由于实际上每首音乐的音量可能存在差别，因此在播放设备音量一致的情况下，播放不同的音频，依然会播放出不同音量的音乐。而进行归一化处理后，可以保证每首音乐在听感上音量统一，不需要用户根据音频声音的大小不断地调节音量，而打断用户持续聆听音乐。
206、根据归一化后的载波信号，生成目标音乐文件。
在一实施例中，可以根据归一化后的载波信号，生成目标音乐文件。比如，将调制后载波信号进行归一化处理后，得到归一化后的载波信号，然后可以将该归一化后的载波信号转化为用户可以进行收听的目标音乐文件。由于单纯具有双耳节拍效应的音频会令人感知乏味，而不经过动态调整、处理的音乐与正弦波的叠加，会使人感觉双耳节拍的存在太明显，而失去对音乐本身的兴趣。因此，本信号调制方法通过音乐文件的多样化，信号渐变过程的添加等处理，提高了用户体验。
由于目前对于具有双耳节拍效应的音乐文件生成过程为人工进行处理，通过人工处理会导致无法批量、高效地生成大量音乐文件，从而无法满足拥有大量用户音乐应用的需求。因此，该信号调制方法通过自动化的算法处理生成目标音乐文件，使用python语言实现，可以将每首音乐文件的处理时间控制在1～4秒以内，而使用C语言，会使处理时间大幅缩短，从而完全满足实际应用需求，大大提高音乐文件生成的效率以及音乐文件的可复用性。
在一实施例中，如图5所示，可以读取音乐文件，得到左声道音频和右声道音频，之后计算左右声道音频中每帧音频的短时能量，获取信号能量包络线幅度。通过正弦波生成器生成左声道载波信号和右声道载波信号，并在载波信号的开始和结束加入淡入淡出过程。之后根据信号能量包络线幅度对载波信号进行幅度调制，对调制后载波信号进行归一化处理，得到目标音乐文件。
由上可知，本申请实施例对音乐文件进行读取，得到多个声道信号，获取多个声道信号的信号包络线幅度，生成每个声道的载波信号，其中，每个声道的载波信号之间具有频率差，基于声道信号的信号包络线幅度对声道的载波信号进行幅度调制，得到声道的调制后载波信号，对调制后载波信号进行归一化处理，得到归一化后的载波信号，根据归一化后的载波信号，生成目标音乐文件。该方案根据信号包络线幅度对载波信号进行幅度调制，实现了双耳节拍效应的生成，之后通过添加信号渐变过程，提高目标音乐文件的可听性和舒适性，完全通过算法进行自动化完成，提高了信号调制的效率。
下面将在上述实施例描述的方法基础上，对本申请的信号调制方法做进一步介绍。参考图3，该信号调制方法可以包括：
301、网络设备对音乐文件进行读取，得到左声道音频和右声道音频。
比如，网络设备可以将双声道音乐文件进行拆分，拆分成左声道音频和右声道音频。当音乐文件不是双声道音乐文件，停止该信号调制方法。
为了提高目标音乐文件的可听性，不会由于音乐文件的单调性，使得用户产生厌烦感，因此，音乐文件可以包括专辑中的歌曲、自然声音等等。
302、网络设备获取左声道音频的信号能量包络线幅度、以及右声道音频的信号能量包络线幅度。
比如，网络设备以0.5秒为颗粒度，1秒为帧长，分帧计算左右声道音频每一帧音频的短时能量。该短时能量可以通过计算每一帧音频的能量均方根得到，短时能量的计算公式可以如下：
其中，N表示每帧音频采样点的数目，表示第i个采样点能量绝对值的平方。在数字音频中，音频能量的数值范围是[0～1]。
获取到每帧音频的短时能量后，可以根据短时能量与每一帧音频之间的对应关系，得到左右声道的时间-能量关系图，并将关系图中声道能量最高点连接起来形成的平滑曲线，作为左右声道信号的信号能量变化包络线，并得到信号能量包络线幅度。
303、网络设备生成左声道正弦波、以及右声道正弦波。
其中，左右声道正弦波之间的频率差值为预设频率差值。
其中，由于双耳节拍是一种可以被人耳感知的声音效果。双耳节拍是一种差频现象，当双耳分别收听到频率有轻微不同的声音时，人耳听到的不是一种单一的连续的音调，而是一种跳动的音调。双耳节拍可以使大脑产生一种新的频率，这种频率的大小是两耳听到音频的差值，比如，当左耳听到频率为420Hz的声音，右耳听到频率为410Hz的声音时，大脑中将产生10Hz的频率。因此，生成带有双耳节拍音效的音乐，需要音乐的左右声道音频产生一定的预设频率差值。
比如，由于大脑睡眠时候的脑电波频率为2Hz，因此为了生成能够助眠的音乐，该预设频率差值可以为2Hz，通过正弦波生成器，生成左右声道正弦波，两正弦波之间预设频率差值为2Hz。
还可以根据不同实际情况，针对希望帮助大脑进入的状态，将预设频率差值进行调整，比如，还可以将预设频率差值设置为12Hz，以帮助大脑集中注意力；还可以将预设频率差值设置为30Hz，以帮助大脑进入兴奋状态，等等。
比如，为了生成能够助眠的音乐，可以将预设频率差值设置为2Hz，并首先确定左声道正弦波的频率为140Hz，然后可以确定出右声道正弦波的频率为142Hz，并根据正弦波函数A·sin(2·f·t)，生成左声道正弦波和右声道正弦波。
为了提高音乐的完整性以及用户的听感体验，还可以在正弦波的端部添加信号渐变过程，使得双耳节拍的效果可以渐变式进入与退出，音乐的播放效果更加自然。
比如，可以在正弦波的开头和结尾部分，增加淡入和淡出的信号渐变过程，在正弦波的开头部分，将正弦波的幅值由0开始，经过0.5秒缓慢增加到应有数值，在正弦波的结尾部分，将正弦波的幅值经过0.5秒缓慢减少至0。
304、网络设备基于信号能量包络线幅度对左声道正弦波和右声道正弦波进行幅度调制，得到调制后载波信号。
比如，可以根据信号能量包络线幅度获取左右声道音频每一帧音频能量的幅值大小，并将能量幅值大小乘以相应声道正弦波的幅度，得到的信号可以随着左右声道音频声音变大而变大、变小而变小。
305、网络设备对调制后载波信号进行归一化处理，得到归一化后的载波信号。
由于音乐文件中添加了双耳节拍效应后，会产生采样点数值大于1的情况，这种情况可能导致音频的声波削减，而产生失真。因此，还需要进行归一化的处理，才能保证音质的完整度。
比如，对调制后载波信号进行归一化处理，得到归一化后的载波信号，归一化处理的公式可以如下：
其中，xmin指信号最小值，xmax指信号最大值，为归一化后的载波信号，xi为调制后载波信号。
通过归一化处理，可以保证目标音乐文件的音质完整度，使得每首目标音乐的听感对齐。另外，归一化处理还可以保证所有输出音乐的动态是统一的。由于实际上每首音乐的音量可能存在差别，因此在播放设备音量一致的情况下，播放不同的音频，依然会播放出不同音量的音乐。而进行归一化处理后，可以保证每首音乐在听感上音量统一，不需要用户根据音频声音的大小不断地调节音量，而打断用户持续聆听音乐。
306、网络设备根据归一化后的载波信号，生成目标音乐文件。
比如，网络设备可以将归一化后的载波信号进行信号融合，转化成用户可以进行收听的目标音乐文件。由于目前对于具有双耳节拍效应的音乐文件生成过程为人工进行处理，通过人工处理会导致无法批量、高效地生成大量音乐文件，从而无法满足拥有大量用户音乐应用的需求。因此，该信号调制方法通过自动化的算法处理生成目标音乐文件，使用python语言实现，可以将每首音乐文件的处理时间控制在1～4秒以内，而使用C语言，会使处理时间大幅缩短，从而完全满足实际应用需求，大大提高音乐文件生成的效率以及音乐文件的可复用性。
该信号调制方法可以应用在音乐推荐上，比如，可以将经过该信号调制方法生成的目标音乐文件推荐给用户终端。
如图6所示，可以通过双耳节拍睡眠音乐的推荐，将经过该信号调制方法获取的助眠音乐推荐给用户。如图7所示，可以通过每天都推荐音乐专辑，使得用户可以收听添加了双耳节拍效应的专辑。如图8所示，用户可以通过选择推荐的今日推荐专辑或者其他自然妙音，收听可以助眠的音乐，通过选择的多样化，用户可以根据喜好，选择音乐进行收听。
由上可知，本申请实施例通过网络设备对音乐文件进行读取，得到多个不同声道的声道信号，获取声道信号的信号包络线幅度，生成每个声道的载波信号，其中，每个声道的载波信号之间具有频率差，基于声道信号的信号包络线幅度对声道的载波信号进行幅度调制，得到声道的调制后载波信号，对调制后载波信号进行归一化处理，得到归一化后的载波信号，根据归一化后的载波信号，生成目标音乐文件。该方案根据信号包络线幅度对载波信号进行幅度调制，实现了双耳节拍效应的生成，之后通过添加信号渐变过程，提高目标音乐文件的可听性和舒适性，完全通过算法进行自动化完成，提高了信号调制的效率。
为了更好地实施以上方法，本申请实施例还可以提供一种信号调制装置，该信号调制装置具体可以集成在网络设备中，该网络设备可以包括：终端、服务器等。
例如，如图9所示，该信号调制装置可以包括读取模块91、包络线幅度获取模块92、载波信号生成模块93、调制模块94、归一化模块95和文件生成模块96，如下：
读取模块91，用于对音乐文件进行读取，得到多个声道信号；
包络线幅度获取模块92，用于获取所述多个声道信号的信号包络线幅度；
载波信号生成模块93，用于生成每个声道的载波信号，其中，所述每个声道的载波信号之间具有频率差；
调制模块94，用于基于所述声道信号的信号包络线幅度对所述声道的载波信号进行幅度调制，得到声道的调制后载波信号；
归一化模块95，用于对所述调制后载波信号进行归一化处理，得到归一化后的载波信号；
文件生成模块96，用于根据所述归一化后的载波信号，生成目标音乐文件。
在一实施例中，包络线幅度获取模块92可以具体用于：
获取所述多个声道信号中每帧声道信号的短时能量；
根据所述短时能量，获取所述信号能量包络线幅度。
在一实施例中，载波信号生成模块93可以具体用于：
确定参考载波信号的参考频率，所述参考载波信号为声道的载波信号中的任一个；
根据所述参考频率、以及预设频率差值，确定每个声道的载波信号的信号频率；
根据所述信号频率、以及预设载波信号参数生成每个声道的载波信号。
在一实施例中，信号调制装置还可以包括信号生成模块95和信号调制模块96，如下：
信号生成模块95，用于在所述载波信号的端部添加信号渐变过程，生成包括渐变过程的载波信号；
信号调制模块96，用于基于所述声道信号的信号包络线幅度对所述包括渐变过程的载波信号进行幅度调制，得到声道的调制后载波信号。
在一实施例中，包络线幅度获取模块92可以包括获取子模块921和生成子模块922，如下：
获取子模块921，用于获取所述多个声道信号中采样点的信号振幅；
生成子模块922，用于根据所述信号振幅生成信号振幅包络线幅度。
在一实施例中，获取子模块921可以具体用于：
获取所述多个声道信号中采样点的输入信号；
对所述输入信号进行低通滤波处理，生成所述信号振幅。
具体实施时，以上各个单元可以作为独立的实体来实现，也可以进行任意组合，作为同一或若干个实体来实现，以上各个单元的具体实施可参见前面的方法实施例，在此不再赘述。
由上可知，本申请实施例通过读取模块91对音乐文件进行读取，得到多个不同声道的声道信号，通过包络线幅度获取模块92获取声道信号的信号包络线幅度，通过载波信号生成模块93生成每个声道的载波信号，其中，每个声道的载波信号之间具有频率差，通过调制模块94基于声道信号的信号包络线幅度对声道的载波信号进行幅度调制，得到声道的调制后载波信号，通过归一化模块95对调制后载波信号进行归一化处理，得到归一化后的载波信号，通过文件生成模块96根据归一化后的载波信号，生成目标音乐文件。该方案根据信号包络线幅度对载波信号进行幅度调制，实现了双耳节拍效应的生成，之后通过添加信号渐变过程，提高目标音乐文件的可听性和舒适性，完全通过算法进行自动化完成，提高了信号调制的效率。
本申请实施例还提供一种网络设备，该网络设备可以为服务器或终端等设备，其集成了本申请实施例所提供的任一种信号调制装置。如图10所示，图10是本申请实施例提供的网络设备的结构示意图，具体来讲：
该网络设备可以包括一个或者一个以上处理核心的处理器101、一个或一个以上计算机可读存储介质的存储器102、电源103和输入单元104等部件。本领域技术人员可以理解，图10中示出的网络设备结构并不构成对网络设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。其中：
处理器101是该网络设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个网络设备的各个部分，通过运行或执行存储在存储器102内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器102内的数据，执行网络设备的各种功能和处理数据，从而对网络设备进行整体监控。可选的，处理器101可包括一个或多个处理核心；优选的，处理器101可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器101中。
存储器102可用于存储软件程序以及模块，处理器101通过运行存储在存储器102的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。存储器102可主要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、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据网络设备的使用所创建的数据等。此外，存储器102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、或其他易失性固态存储器件。相应地，存储器102还可以包括存储器控制器，以提供处理器101对存储器102的访问。
网络设备还包括给各个部件供电的电源103，优选的，电源103可以通过电源管理系统与处理器101逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源103还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电系统、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。
该网络设备还可包括输入单元104，该输入单元104可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与用户设置以及功能控制有关的键盘、鼠标、操作杆、光学或者轨迹球信号输入。
尽管未示出，网络设备还可以包括显示单元等，在此不再赘述。具体在本实施例中，网络设备中的处理器101会按照如下的指令，将一个或一个以上的应用程序的进程对应的可执行文件加载到存储器102中，并由处理器101来运行存储在存储器102中的应用程序，从而实现各种功能，如下：
对音乐文件进行读取，得到多个声道信号，获取多个声道信号的信号包络线幅度，生成每个声道的载波信号，其中，每个声道的载波信号之间具有频率差，基于声道信号的信号包络线幅度对声道的载波信号进行幅度调制，得到声道的调制后载波信号，对调制后载波信号进行归一化处理，得到归一化后的载波信号，根据归一化后的载波信号，生成目标音乐文件。
以上各个操作的具体实施可参见前面的实施例，在此不再赘述。
由上可知，本申请实施例对音乐文件进行读取，得到多个声道信号，获取多个声道信号的信号包络线幅度，生成每个声道的载波信号，其中，每个声道的载波信号之间具有频率差，基于声道信号的信号包络线幅度对声道的载波信号进行幅度调制，得到声道的调制后载波信号，对调制后载波信号进行归一化处理，得到归一化后的载波信号，根据归一化后的载波信号，生成目标音乐文件。该方案根据信号包络线幅度对载波信号进行幅度调制，实现了双耳节拍效应的生成，之后通过添加信号渐变过程，提高目标音乐文件的可听性和舒适性，完全通过算法进行自动化完成，提高了信号调制的效率。
本领域普通技术人员可以理解，上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤可以通过指令来完成，或通过指令控制相关的硬件来完成，该指令可以存储于一计算机可读存储介质中，并由处理器进行加载和执行。
为此，本申请实施例提供一种存储介质，其中存储有多条指令，该指令能够被处理器进行加载，以执行本申请实施例所提供的任一种信号调制方法中的步骤。例如，该指令可以执行如下步骤：
对音乐文件进行读取，得到多个声道信号，获取多个声道信号的信号包络线幅度，生成每个声道的载波信号，其中，每个声道的载波信号之间具有频率差，基于声道信号的信号包络线幅度对声道的载波信号进行幅度调制，得到声道的调制后载波信号，对调制后载波信号进行归一化处理，得到归一化后的载波信号，根据归一化后的载波信号，生成目标音乐文件。
以上各个操作的具体实施可参见前面的实施例，在此不再赘述。
其中，该存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取记忆体(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。
由于该存储介质中所存储的指令，可以执行本申请实施例所提供的任一种信号调制方法中的步骤，因此，可以实现本申请实施例所提供的任一种信号调制方法所能实现的有益效果，详见前面的实施例，在此不再赘述。
以上对本申请实施例所提供的一种信号调制方法、装置及存储介质进行了详细介绍，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 (8)
1.一种信号调制方法，其特征在于，包括：
对音乐文件进行读取，得到多个声道信号；
获取所述多个声道信号的信号包络线幅度；
生成每个声道的载波信号，其中，所述每个声道的载波信号之间具有频率差；
基于所述声道信号的信号包络线幅度对所述声道的载波信号进行幅度调制，得到声道的调制后载波信号；
对所述调制后载波信号进行归一化处理，得到归一化后的载波信号；
根据所述归一化后的载波信号，生成目标音乐文件。
2.根据权利要求1所述的信号调制方法，其特征在于，所述信号包络线幅度包括信号能量包络线幅度；
获取所述多个声道信号的信号包络线幅度，包括：
获取所述多个声道信号中每帧声道信号的短时能量；
根据所述短时能量，获取所述信号能量包络线幅度。
3.根据权利要求1所述的信号调制方法，其特征在于，生成每个声道的载波信号，包括：
确定参考载波信号的参考频率，所述参考载波信号为声道的载波信号中的任一个；
根据所述参考频率、以及预设频率差值，确定每个声道的载波信号的信号频率；
根据所述信号频率、以及预设载波信号参数生成每个声道的载波信号。
4.根据权利要求3所述的信号调制方法，其特征在于，生成每个声道的载波信号之后，还包括：
在所述载波信号的端部添加信号渐变过程，生成包括渐变过程的载波信号；
所述基于所述声道信号的信号包络线幅度对所述声道的载波信号进行幅度调制，得到声道的调制后载波信号的步骤包括：
基于所述声道信号的信号包络线幅度对所述包括渐变过程的载波信号进行幅度调制，得到声道的调制后载波信号。
5.根据权利要求1所述的信号调制方法，其特征在于，所述信号包络线幅度包括信号振幅包络线幅度；
获取所述多个声道信号的信号包络线幅度，包括：
获取所述多个声道信号中采样点的信号振幅；
根据所述信号振幅生成信号振幅包络线幅度。
6.根据权利要求5所述的信号调制方法，其特征在于，获取所述多个声道信号中采样点的信号振幅，包括：
获取所述多个声道信号中采样点的输入信号；
对所述输入信号进行低通滤波处理，生成所述信号振幅。
7.一种信号调制装置，其特征在于，包括：
读取模块，用于对音乐文件进行读取，得到多个声道信号；
包络线幅度获取模块，用于获取所述多个声道信号的信号包络线幅度；
载波信号生成模块，用于生成每个声道的载波信号，其中，所述每个声道的载波信号之间具有频率差；
调制模块，用于基于所述声道信号的信号包络线幅度对所述声道的载波信号进行幅度调制，得到声道的调制后载波信号；
归一化模块，用于对所述调制后载波信号进行归一化处理，得到归一化后的载波信号；
文件生成模块，用于根据所述归一化后的载波信号，生成目标音乐文件。
8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有多条指令，所述指令适于处理器进行加载，以执行权利要求1至6任一项所述的信号调制方法中的步骤。
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