CN110505554B - 一种基于具有dsp增强功能音响的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于具有DSP增强功能音响的方法，该方法包括以下步骤：用户设备受控发送音乐编号和音乐编号所对应的动态DSP配置文件至音响；用户设备接收用户的演唱声音信息并将演唱声音信息发送至音响；用户设备接收环境音频，并将环境音频与标准音频比对，基于比对结果生成演唱评分；用户设备根据演唱评分与满分的差值确定校准比例，基于校准比例调节动态DSP配置文件。该基于具有DSP增强功能音响的方法通过动态DSP配置文件动态调节音响中DSP配置参数，改善演唱者的演唱声音播放效果。另外，本发明还公开了一种基于具有DSP增强功能音响的系统。

Description

一种基于具有DSP增强功能音响的方法及系统

技术领域

本发明涉及音频处理领域，具体涉及到一种基于具有DSP增强功能音响的方法及系统。

背景技术

现有的卡拉OK系统中通常都是采用固定配置文件的DSP去增强声音播放效果，通过对用户声音与标准音频的比对产生评分结果。日常生活中可知，并非所有使用卡拉OK的用户都是专业歌手或专业用户，很多用户的演唱水平都是稳定在一定程度上，部分演唱水平较高的用户可能每次都能获得较高的评分，而一些演唱水平较低的用户可能每次都只能获得很低的评分。

一方面，卡拉OK通常是一个群体性的活动，部分演唱水平较低的用户可能会由于演唱水平不好对其他用户造成影响，又可能会由于演唱水平不好而不能很好的融入至集体中；另一方面，用户的演唱评分如果一直在同一水平上，会让用户对演唱评分系统失去关注，不利于演唱评分系统的持续性使用。

发明内容

为了克服现有卡拉OK系统的缺陷，本发明提供了一种基于具有DSP增强功能音响的方法及系统，该基于具有DSP增强功能音响的方法通过动态DSP配置文件动态调节音响中DSP配置参数，使用户的演唱声音在经过DSP调音后进行输出，改善演唱者的演唱声音播放效果；通过不断的学习调整动态DSP配置文件，逐步使用户的演唱声音与标准音频相接近，使演唱评分在每次演唱中都会产生变化，有利于演唱评分系统的长久使用。

相应的，本发明提供了一种基于具有DSP增强功能音响的方法，所述基于DSP增强的音响播放方法包括以下步骤：

用户设备受控发送音乐编号和所述音乐编号所对应的动态DSP配置文件至音响，所述动态DSP配置文件以使所述音响动态调整DSP参数，所述音乐编号以使所述音响经所述DSP输出与所述音乐编号对应的音乐音频；

所述用户设备接收用户的演唱声音信息并将所述演唱声音信息发送至音响，所述演唱声音信息以使所述音响基于所述DSP处理所述演唱声音后与所述音乐音频混合输出；

所述用户设备接收环境音频，并将所述环境音频与所述标准音频比对，基于比对结果生成演唱评分；

所述用户设备根据所述演唱评分与满分的差值确定校准比例，基于所述校准比例调节所述动态DSP配置文件。

可选的实施方式，所述用户设备基于唯一身份信息进入专用操作界面，所述专用操作界面所显示内容与所述唯一身份信息所对应的用户数据库关联；

所述用户数据库中包括若干条记录，所述若干条记录中的任一条记录包括与所述音乐编号、所述音乐编号所对应的音乐名称和所述音乐编号所对应的动态DSP配置文件；

所述专用操作界面中所显示内容为所述音乐名称；

所述用户设备在所述专用操作界面基于用户点击所述音乐名称触发所述用户设备发送所述音乐编号和所述音乐编号所对应的动态DSP配置文件至音响。

可选的实施方式，基于所述用户设备的前置麦克风获取所述演唱声音信息，基于所述用户设备的后置麦克风获取所述环境音频。

可选的实施方式，所述用户设备接收环境音频，并将所述环境音频与所述标准音频比对，基于比对结果生成演唱评分包括以下步骤：

校准所述环境音频与所述标准音频的时间戳，以使在同一时间戳条件下，所述环境音频与所述标准音频所对应的音频内容同步；

基于所述标准音频的频率变化将时间轴划分为若干个时间片段，分别求出所述标准音频在所述若干个时间片段中的若干个第一频率值，以及所述环境音频在所述若干个时间片段中的若干个第二频率值；

遍历求出位于同一时间片段中的第一频率值和第二频率值的差值，并计算所得出的若干个差值的方差；

基于预设的方差与演唱评分的对应关系得出所述环境音频的演唱评分。

可选的实施方式，所述校准所述环境音频与所述标准音频的时间戳包括以下步骤：

以所述标准音频和所述环境音频中的第一个音节作为校准音节，所述标准音频和所述环境音频在所述校准音节的结束时间戳为校准后的音频起点。

可选的实施方式，所述用户设备根据所述演唱评分与满分的差值确定校准比例包括以下步骤：

所述满分分值为100分，所述演唱评分s大于0且小于100；

所述校准比例n的计算公式为

可选的实施方式，所述基于所述校准比例调节所述动态DSP配置文件包括以下步骤：

基于所述若干个时间片段划分所述动态DSP配置文件，所述动态DSP配置文件横坐标为时间戳，纵坐标为增益或衰减值，并以所述若干个差值与所述校准比例的乘积作为增益值或衰减值。

相应的，本发明还提供了一种基于具有DSP增强功能音响的系统，所述基于具有DSP增强功能音响的系统用于执行以上任一项所述的基于具有DSP增强功能音响的方法。

可选的实施方式，所述基于具有DSP增强功能音响的系统包括用户设备和音响：

所述用户设备包括：

触控显示屏：用于显示专用操作界面；

近场通讯模块：用于与音响的近场通讯设备通讯，以使所述触控显示屏进入所述专用操作界面；

用户数据库：与唯一身份信息对应，用于储存若干条记录，所述若干条记录中的任一条记录包括与所述音乐编号、所述音乐编号所对应的音乐名称和所述音乐编号所对应的动态DSP配置文件；

前置麦克风：用于获取演唱声音信息；

后置麦克风：用于获取环境音频；

用户通讯模块：用于与音响通讯。

所述音响包括：

音响通讯设备：用于与所述用户设备通讯；

DSP：用于基于所述动态DSP配置文件实时调节配置参数，并对所接收的音频进行处理后发送至扬声器：

扬声器：用于播放所接收的音频信息；

近场通讯设备：用于与用户设备的近场通讯模块通讯，以使所述触控显示屏进入所述专用操作界面。

本发明提供了一种基于具有DSP增强功能音响的方法及系统，该基于具有DSP增强功能音响的方法通过动态DSP配置文件动态调节音响中DSP配置参数，使用户的演唱声音在经过DSP调音后进行输出，改善演唱者的演唱声音播放效果；通过不断的学习调整动态DSP配置文件，逐步使用户的演唱声音与标准音频相接近，使演唱评分在每次演唱中都会产生变化，有利于演唱评分系统的长久使用。该基于具有DSP增强功能音响的系统可应用至家庭影院，卡拉OK等使用场景，具有良好的实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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它的附图。

图1示出了本发明实施例的基于具有DSP增强功能音响的方法流程示意图；

图2示出了本发明实施例的生成演唱评分方法流程示意图；

图3示出了本发明实施例的基于具有DSP增强功能音响的系统结构示意图。

具体实施方式

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种基于具有DSP增强功能音响的方法，所述基于DSP增强的音响播放方法包括以下步骤：

S101：用户设备与一近场通讯设备通讯后进入专用操作界面；

传统的卡拉OK系统通常将操作屏固定在一个固定位置上，不利于使用者使用，因为，为了便于用户使用，用户可通过用户设备对卡拉OK系统进行选歌操作。具体的，用户设备与一近场通讯设备通讯后进入专用操作界面，选用近场通讯的目的在于，一方面，可保证用户所使用的卡拉OK系统与所述近场通讯设备相对应，避免用户错误使用其他房间的卡拉OK系统；另一方面，可避免恶意用户越权使用该卡拉OK系统，保证用户的使用安全性。

可选的，所述用户设备基于唯一身份信息进入专用操作界面，所述专用操作界面所显示内容与所述唯一身份信息所对应的用户数据库关联；

所述用户数据库中包括若干条记录，所述若干条记录中的任一条记录包括与所述音乐编号、所述音乐编号所对应的音乐名称和所述音乐编号所对应的动态DSP配置文件；

所述专用操作界面中所显示内容为所述音乐名称；

所述用户设备在所述专用操作界面基于用户点击所述音乐名称触发所述用户设备发送所述音乐编号和所述音乐编号所对应的动态DSP配置文件至音响。

S102：用户设备在所述专用操作界面受控发送音乐编号和所述音乐编号所对应的动态DSP配置文件至音响；

具体的，所述动态DSP配置文件以使所述音响动态调整DSP参数，所述音乐编号以使所述音响经所述DSP输出与所述音乐编号对应的音乐音频。

在本发明实施例中，用户设备负责将用户所选取的演唱曲目的音乐编号发送至音响；音响根据用户设备所发送的音乐编号选取相对应的音乐音频，音乐音频经过DSP后输出至扬声器播放。可选的，用户设备可直接将音乐音频发送至音响上，音响只负责通过DSP对所述音乐音频进行处理后输出至扬声器播放。

在发送音乐编号的同时，用户设备还将所述音乐编号所对应的动态DSP配置文件发送至音响；具体的，动态DSP配置文件与音乐音频相对应，动态DSP配置文件包括若干个时间戳，每个时间戳分别对应有相应的DSP配置文件；动态DSP配置文件的时间轴与音乐音频的时间轴相匹配，音响根据所述动态DSP配置文件实时调整DSP的配置参数，相对应的，音乐音频实时通过所述DSP进行处理后输出至扬声器播放。

S103：所述用户设备接收用户的演唱声音信息并将所述演唱声音信息发送至音响；

在本发明实施例中，用户可以以用户设备作为麦克风进行演唱，可选的，常见的用户设备为手机，手机具有前置麦克风和后置麦克风；在本发明实施例中，用户可对着用户设备的前置麦克风进行歌曲演唱。具体的，前置麦克风所获取的音频信息主体为演唱者的歌唱声音，具体实施中，可通过去噪处理得到较为纯净的演唱者的歌唱声音。

然后，用户设备将接收到的演唱声音信息发送至音响进行播放，可选的，所述演唱声音信息在所述音响内部基于所述DSP处理后，与所述音乐音频混合输出至扬声器进行播放。

S104：所述用户设备接收环境音频，并将所述环境音频与所述标准音频比对，基于比对结果生成演唱评分；

在本发明实施例中，并不直接以用户演唱声音信息作为演唱评分对象，而是以环境音频作为演唱评分对象。具体的，所述用户设备可通过后置麦克风接收环境音频，所述用户设备记录所述环境音频，且在演唱完毕后，将所述环境音频与所述标准音频进行比对，基于比对结果生成演唱评分。

图2示出了本发明实施例的生成演唱评分方法流程示意图，可选的，可通过以下方式生成演唱评分：

S201：校准所述环境音频与所述标准音频的时间戳，以使在同一时间戳条件下，所述环境音频与所述标准音频所对应的音频内容同步；

在比对所述环境音频与所述标准音频前，首先需要校准环境音频与所述标准音频的时间戳，使所述环境音频与所述标准音频的时间戳同步。可选的，以所述标准音频和所述环境音频中的第一个音节作为校准音节，所述标准音频和所述环境音频在所述校准音节的结束时间戳为校准后的音频起点。

人声演唱的曲目通常在曲目在播放初期阶段通常为乐器声音，乐器声音具有较为稳定的频率特性，因此，本发明实施例以音节为校准参照对象，校准所述环境音频与所述标准音频的时间戳。具体的，本发明实施例所述的音节为音乐中频率持续相同的一段音频曲线，本发明实施例以第一个音节作为参照，可在较短的时间内实现所述环境音频与所述标准音频的时间戳同步。

S202：基于所述标准音频的频率变化将时间轴划分为若干个时间片段，分别求出所述标准音频在所述若干个时间片段中的若干个第一频率值，以及所述环境音频在所述若干个时间片段中的若干个第二频率值；

具体的，频率影响声调的高低，而日常演唱中，对于大众判定标准而言，是否走音是评价演唱者演唱水平的重要指标之一。因此，本发明实施例以频率变化作为单元的划分标准，通过频率变化将标准音频的时间轴划分为若干个时间片段，每一个时间片段中的频率相同。

相应的，通过对标准音频时间轴的划分，由于环境音频的时间戳经过步骤S201的执行后已经与标准音频的时间戳统一，因此，按照环境音频的划分时间，将所述环境音频划分为相对应的若干个片段。

为了便于区分，其中，标准音频中每一个时间片段中的频率值命名为为第一频率值，环境音频中每一个时间片段中的频率值命名为第二频率值。

具体实施中可知，由于环境音频与标准音频并非是绝对相同的，因此，根据标准音频的时间片段的时间戳对环境音频进行划分后，环境音频中的每一个时间片段中的频率并不完全是相同的，因此，第二频率值需要通过计算得出。

可选的，针对环境音频中若干个时间片段中的其中一个时间片段而言，以所述时间片段中的频率均值作为第二频率值。

通过该步骤，标准音频和环境音频中的若干个时间片段一一对应，且所述对应的时间片段中的第一频率值和第二频率值为定值。

S203:遍历求出位于同一时间片段中的第一频率值和第二频率值的差值，并计算所得出的若干个差值的方差；

具体的，本发明实施例首先求出每一个时间片段中，第一频率值与第二频率值的差值，需要说明的是，此处为非绝对值差值，为带符号差值。此外，本发明实施例以各个时间片段的差值计算方差的形式作为评价演唱水平的原因为：走音是影响音乐听感的其中一种重要因素，因此，通过频率差值，可以很好的判断出演唱者的走音程度，但是，并非所有的走音都是有害的；假如演唱者的走音程度(即频率差值)较为稳定，则演唱者可能是整首曲目都提高音阶或降低音阶在演唱，因此，该种情况下演唱评分应该为高分；因此，本发明实施例通过各个时间片段的差值计算方差的形式作为评价演唱水平的横梁指标。如果方差值较大，表明演唱者在各个时间片段中的走音程度不均衡；如果方差值较小，表明演唱者在各个时间片段中的走音程度均衡。

S204:基于预设的方差与演唱评分的对应关系得出所述环境音频的演唱评分。

根据上述逻辑，通过预设的对应关系，构建方差值-演唱评分对应关系表，通过方差值匹配出相应的演唱评分。

S105：所述用户设备根据所述演唱评分与满分的差值确定校准比例，基于所述校准比例调节所述动态DSP配置文件。

可选的，所述满分分值为100分，所述演唱评分s大于0且小于100；

所述校准比例n的计算公式为

基于所述若干个时间片段划分所述动态DSP配置文件，所述动态DSP配置文件横坐标为时间戳，纵坐标为增益或衰减值，并以所述若干个差值与所述校准比例的乘积作为增益值或衰减值。

所述动态DSP配置文件经过调整后，重新储存在用户数据库中，将原有所对应的动态DSP配置文件替换掉，通过演唱者多次演唱，动态DSP配置文件不断更新，通过动态DSP配置文件调节后，音响所播放的音乐(包括人声部分)逐渐与标准音频相接近。

相应的，本发明还提供了一种基于具有DSP增强功能音响的系统，所述基于具有DSP增强功能音响的系统用于执行上述任一项所述的基于具有DSP增强功能音响的方法。

图3示出了本发明实施例的基于具有DSP增强功能音响的系统结构示意图。可选的，所述基于具有DSP增强功能音响的系统包括用户设备和音响：

所述用户设备包括：

触控显示屏：用于显示专用操作界面；

近场通讯模块：用于与音响的近场通讯设备通讯，以使所述触控显示屏进入所述专用操作界面；

用户数据库：与唯一身份信息对应，用于储存若干条记录，所述若干条记录中的任一条记录包括与所述音乐编号、所述音乐编号所对应的音乐名称和所述音乐编号所对应的动态DSP配置文件；

前置麦克风：用于获取演唱声音信息；

后置麦克风：用于获取环境音频；

用户通讯模块：用于与音响通讯。

所述音响包括：

音响通讯设备：用于与所述用户设备通讯；

DSP：用于基于所述动态DSP配置文件实时调节配置参数，并对所接收的音频进行处理后发送至扬声器：

扬声器：用于播放所接收的音频信息；

近场通讯设备：用于与用户设备的近场通讯模块通讯，以使所述触控显示屏进入所述专用操作界面。

综上，本发明实施例提供了一种基于具有DSP增强功能音响的方法及系统，该基于具有DSP增强功能音响的方法通过动态DSP配置文件动态调节音响中DSP配置参数，使用户的演唱声音在经过DSP调音后进行输出，改善演唱者的演唱声音播放效果；通过不断的学习调整动态DSP配置文件，逐步使用户的演唱声音与标准音频相接近，使演唱评分在每次演唱中都会产生变化，有利于演唱评分系统的长久使用。该基于具有DSP增强功能音响的系统可应用至家庭影院，卡拉OK等使用场景，具有良好的实用性。

以上对本发明实施例所提供的一种基于具有DSP增强功能音响的方法及系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明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发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，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发明的限制。

Claims (9)

1.一种基于具有DSP增强功能音响的方法，其特征在于，所述基于DSP增强的音响播放方法包括以下步骤：

用户设备受控发送音乐编号和所述音乐编号所对应的动态DSP配置文件至音响，所述动态DSP配置文件以使所述音响动态调整DSP参数，所述音乐编号以使所述音响经所述DSP输出与所述音乐编号对应的音乐音频，所述动态DSP配置文件与音乐音频相对应，所述动态DSP配置文件包括若干个时间戳，每个时间戳分别对应有相应的DSP配置文件；所述动态DSP配置文件的时间轴与音乐音频的时间轴相匹配，所述音响根据所述动态DSP配置文件实时调整DSP的配置参数，音乐音频实时通过所述DSP进行处理后输出至扬声器播放；

所述用户设备接收用户的演唱声音信息并将所述演唱声音信息发送至音响，所述演唱声音信息以使所述音响基于所述DSP处理所述演唱声音后与所述音乐音频混合输出；

所述用户设备接收环境音频，并将所述环境音频与标准音频比对，基于比对结果生成演唱评分；

所述用户设备根据所述演唱评分与满分的差值确定校准比例，基于所述校准比例调节所述动态DSP配置文件；

所述动态DSP配置文件经过调整后，重新储存在用户数据库中，将原有所对应的动态DSP配置文件替换掉。

2.如权利要求1所述的基于具有DSP增强功能音响的方法，其特征在于，所述用户设备基于唯一身份信息进入专用操作界面，所述专用操作界面所显示内容与所述唯一身份信息所对应的用户数据库关联；

所述用户数据库中包括若干条记录，所述若干条记录中的任一条记录包括与所述音乐编号、所述音乐编号所对应的音乐名称和所述音乐编号所对应的动态DSP配置文件；

所述专用操作界面中所显示内容为所述音乐名称；

所述用户设备在所述专用操作界面基于用户点击所述音乐名称触发所述用户设备发送所述音乐编号和所述音乐编号所对应的动态DSP配置文件至音响。

3.如权利要求1所述的基于具有DSP增强功能音响的方法，其特征在于，基于所述用户设备的前置麦克风获取所述演唱声音信息，基于所述用户设备的后置麦克风获取所述环境音频。

4.如权利要求1所述的基于具有DSP增强功能音响的方法，其特征在于，所述用户设备接收环境音频，并将所述环境音频与标准音频比对，基于比对结果生成演唱评分包括以下步骤：

校准所述环境音频与所述标准音频的时间戳，以使在同一时间戳条件下，所述环境音频与所述标准音频所对应的音频内容同步；

基于所述标准音频的频率变化将时间轴划分为若干个时间片段，分别求出所述标准音频在所述若干个时间片段中的若干个第一频率值，以及所述环境音频在所述若干个时间片段中的若干个第二频率值；

遍历求出位于同一时间片段中的第一频率值和第二频率值的差值，并计算所得出的若干个差值的方差；

基于预设的方差与演唱评分的对应关系得出所述环境音频的演唱评分。

5.如权利要求4所述的基于具有DSP增强功能音响的方法，其特征在于，所述校准所述环境音频与所述标准音频的时间戳包括以下步骤：

以所述标准音频和所述环境音频中的第一个音节作为校准音节，所述标准音频和所述环境音频在所述校准音节的结束时间戳为校准后的音频起点。

6.如权利要求5所述的基于具有DSP增强功能音响的方法，其特征在于，所述用户设备根据所述演唱评分与满分的差值确定校准比例包括以下步骤：

所述满分分值为100分，所述演唱评分s大于0且小于100；

所述校准比例n的计算公式为

7.如权利要求6所述的基于具有DSP增强功能音响的方法，其特征在于，所述基于所述校准比例调节所述动态DSP配置文件包括以下步骤：

基于所述若干个时间片段划分所述动态DSP配置文件，所述动态DSP配置文件横坐标为时间戳，纵坐标为增益或衰减值，并以所述若干个差值与所述校准比例的乘积作为增益值或衰减值。

8.一种基于具有DSP增强功能音响的系统，其特征在于，所述基于具有DSP增强功能音响的系统用于执行权利要求1至7任一项所述的基于具有DSP增强功能音响的方法。

9.如权利要求8所述的基于具有DSP增强功能音响的系统，其特征在于，所述基于具有DSP增强功能音响的系统包括用户设备和音响：

所述用户设备包括：

触控显示屏：用于显示专用操作界面；

近场通讯模块：用于与音响的近场通讯设备通讯，以使所述触控显示屏进入所述专用操作界面；

用户数据库：与唯一身份信息对应，用于储存若干条记录，所述若干条记录中的任一条记录包括与所述音乐编号、所述音乐编号所对应的音乐名称和所述音乐编号所对应的动态DSP配置文件；

前置麦克风：用于获取演唱声音信息；

后置麦克风：用于获取环境音频；

用户通讯模块：用于与音响通讯；

所述音响包括：

音响通讯设备：用于与所述用户设备通讯；

DSP：用于基于所述动态DSP配置文件实时调节配置参数，并对所接收的音频进行处理后发送至扬声器：

扬声器：用于播放所接收的音频信息；

近场通讯设备：用于与用户设备的近场通讯模块通讯，以使所述触控显示屏进入所述专用操作界面。

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