CN114095828B - 音频信号的处理方法、装置、电子设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本公开实施例公开了一种音频信号的处理方法、装置、电子设备和存储介质。上述方法包括：获取目标音频数字信号，其中，上述目标音频数字信号的格式为脉冲编码格式；将上述目标音频数字信号采用至少两个预设滤波器分别进行处理，生成滤波后的至少两路音频数字信号；将滤波后的上述至少两路音频数字信号分别转换为音频模拟信号后，将至少一路上述音频模拟信号输出给动圈喇叭，将至少另一路上述音频模拟信号输出给动铁喇叭。本公开实施例可以提高音质保真度。
Description
技术领域
本公开涉及信号处理技术领域，尤其是一种音频信号的处理方法、装置、电子设备和存储介质。
背景技术
在信息时代的今天，人们越来越注重日常生活体验，对“听音”的要求也越来越高。
在消费水平和行业普及的双重影响下，用户对音频的要求不仅是以往的“能听就好”。目前，越来越多的用户使用耳机来收听音频。但由于耳机物理空间的限制，导致很多耳机在整个音频段的音色不佳。
可见，如何提高音频的保真度，是一个值得关注的技术问题。
发明内容
鉴于此，为解决上述技术问题或部分技术问题，本公开实施例提供一种音频信号的处理方法、装置、电子设备和存储介质。
第一方面，本公开实施例提供一种音频信号的处理方法，上述方法包括：
获取目标音频数字信号，其中，上述目标音频数字信号的格式为脉冲编码格式；
将上述目标音频数字信号采用至少两个预设滤波器分别进行处理，生成滤波后的至少两路音频数字信号；
将滤波后的上述至少两路音频数字信号分别转换为音频模拟信号后，将至少一路上述音频模拟信号输出给动圈喇叭，将至少另一路上述音频模拟信号输出给动铁喇叭。
可选地，在本公开任一实施例的方法中，至少有一个上述预设滤波器采用低通滤波处理或高通滤波处理，其中，上述低通滤波处理和上述高通滤波处理各自的滤波频率范围是预先设置从而确定。
可选地，在本公开任一实施例的方法中，至少有另一个上述预设滤波器采用低通滤波处理、高通滤波处理或全通滤波处理中的一种，其中，上述低通滤波处理、上述高通滤波处理和上述全通滤波处理各自的滤波频率范围是预先设置从而确定。
可选地，在本公开任一实施例的方法中，滤波后得到的上述至少两路音频数字信号的个数，与上述动铁喇叭和上述动圈喇叭的总数相等。
可选地，在本公开任一实施例的方法中，上述至少两个预设滤波器根据以下步骤进行频率范围的设置：获取一个或n个分频点的频率值；将根据上述获取的一个或n个频率值划分得到的2个或n+1个频段，选择至少一个频段对应设置为至少一个上述预设滤波器的频率范围；其中n大于1。
可选地，在本公开任一实施例的方法中，上述至少两个预设滤波器包括至少一个低通滤波器和至少一个高通滤波器，且与上述至少一个低通滤波器对应的至少一路上述音频模拟信号被输出给上述动圈喇叭，与上述至少一个高通滤波器对应的至少一路上述音频模拟信号被输出给上述动铁喇叭。
可选地，在本公开任一实施例的方法中，输出给上述动圈喇叭的上述音频模拟信号的频率范围小于输出给上述动铁喇叭的上述音频模拟信号的频率范围。
可选地，在本公开任一实施例的方法中，上述获取目标音频数字信号，包括：
在获取到非脉冲编码格式的待解析音频数字信号的情况下，将上述待解析音频数字信号解析为脉冲编码格式的目标音频数字信号；
其中，在上述解析过程中，采样率为96千赫兹。
第二方面，本公开实施例提供一种音频信号的处理装置，上述装置包括：
获取单元，被配置成获取目标音频数字信号，其中，上述目标音频数字信号的格式为脉冲编码格式；
生成单元，被配置成将上述目标音频数字信号采用至少两个预设滤波器分别进行处理，生成滤波后的至少两路音频数字信号；
转换单元，被配置成将滤波后的上述至少两路音频数字信号分别转换为音频模拟信号后，将至少一路上述音频模拟信号输出给动圈喇叭，将至少另一路上述音频模拟信号输出给动铁喇叭。
可选地，在本公开任一实施例的装置中，至少有一个上述预设滤波器采用低通滤波处理或高通滤波处理，其中，上述低通滤波处理和上述高通滤波处理各自的滤波频率范围是预先设置从而确定。
可选地，在本公开任一实施例的装置中，至少有另一个上述预设滤波器采用低通滤波处理、高通滤波处理或全通滤波处理中的一种，其中，上述低通滤波处理、上述高通滤波处理和上述全通滤波处理各自的滤波频率范围是预先设置从而确定。
可选地，在本公开任一实施例的装置中，滤波后得到的上述至少两路音频数字信号的个数，与上述动铁喇叭和上述动圈喇叭的总数相等。
可选地，在本公开任一实施例的装置中，上述至少两个预设滤波器根据以下步骤进行频率范围的设置：获取一个或n个分频点的频率值；将根据上述获取的一个或n个频率值划分得到的2个或n+1个频段，选择至少一个频段对应设置为至少一个上述预设滤波器的频率范围；其中n大于1。
可选地，在本公开任一实施例的装置中，上述至少两个预设滤波器包括至少一个低通滤波器和至少一个高通滤波器，且与上述至少一个低通滤波器对应的至少一路上述音频模拟信号被输出给上述动圈喇叭，与上述至少一个高通滤波器对应的至少一路上述音频模拟信号被输出给上述动铁喇叭。
可选地，在本公开任一实施例的装置中，输出给上述动圈喇叭的上述音频模拟信号的频率范围小于输出给上述动铁喇叭的上述音频模拟信号的频率范围。
可选地，在本公开任一实施例的装置中，上述获取目标音频数字信号，包括：
在获取到非脉冲编码格式的待解析音频数字信号的情况下，将上述待解析音频数字信号解析为脉冲编码格式的目标音频数字信号；
其中，在上述解析过程中，采样率为96千赫兹。
第三方面，本公开实施例提供一种电子设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中存储的计算机程序，且所述计算机程序被执行时，实现本公开上述第一方面的音频信号的处理方法中任一实施例的方法。
第四方面，本公开实施例提供一种计算机可读介质，该计算机程序被处理器执行时，实现如上述第一方面的音频信号的处理方法中任一实施例的方法。
第五方面，本公开实施例提供一种计算机程序，该计算机程序包括计算机可读代码，当该计算机可读代码在设备上运行时，使得该设备中的处理器执行用于实现如上述第一方面的音频信号的处理方法中任一实施例的方法中各步骤的指令。
本公开上述实施例提供的音频信号的处理方法中，可以首先获取目标音频数字信号，其中，上述目标音频数字信号的格式为脉冲编码格式，之后，将上述目标音频数字信号采用至少两个预设滤波器分别进行处理，生成滤波后的至少两路音频数字信号，最后，将滤波后的上述至少两路音频数字信号分别转换为音频模拟信号后，将至少一路上述音频模拟信号输出给动圈喇叭，将至少另一路上述音频模拟信号输出给动铁喇叭。由此，本公开实施例通过数字分频减少甚至克服了无源分频中电阻电容(RC)电路的插入损耗，可以改善现有的RC分频斜率不够陡，不能有效的分割高低音，造成高低单元声音干涉的问题，能够自由精准控制分频的频率，改善RC误差引起的分频频率误差以及产品一致性问题，改善RC插入引起的相移的问题，并且有助于单独对动圈或动铁调节均衡器(EQ，Equalizer)等等，从而通过多种方式提高了音质保真度。
下面通过附图和实施例，对本公开的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本公开实施例提供的一种音频信号的处理方法或音频信号的处理装置的示例性系统架构图；
图2是本公开实施例提供的一种音频信号的处理方法的流程图；
图3是针对图2的实施例的一个应用场景的示意图；
图4A是本公开实施例提供的另一种音频信号的处理方法的流程图；
图4B是本公开实施例提供的一种音频信号的处理方法中的蓝牙耳机的处理过程示意图；
图4C是本公开实施例提供的一种音频信号的处理方法中的蓝牙耳机的另一处理过程示意图；
图5是本公开实施例提供的一种音频信号的处理装置的结构示意图；
图6是本公开实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值并不限制本公开的范围。
本领域技术人员可以理解，本公开实施例中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同步骤、设备或模块等对象，既不代表任何特定技术含义，也不表示它们之间的逻辑顺序。
还应理解，在本公开实施例中，“多个”可以指两个或两个以上，“至少一个”可以指一个、两个或两个以上。
还应理解，对于本公开实施例中提及的任一部件、数据或结构，在没有明确限定或者在前后文给出相反启示的情况下，一般可以理解为一个或多个。
另外，本公开中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本公开中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
还应理解，本公开对各个实施例的描述着重强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以相互参考，为了简洁，不再一一赘述。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
图1是本公开实施例提供的一种音频信号的处理方法或音频信号的处理装置的示例性系统架构图。
如图1所示，系统架构100可以包括耳机101。可选的，系统架构100还可以包括网络103和电子设备102(例如智能终端或服务端)，网络103可以在耳机101和电子设备102之间提供通信链路的介质。网络103可以包括各种连接类型，例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。
耳机101和电子设备102之间可以通过网络103进行交互，以接收或发送数据等。这里，耳机101和电子设备102中的至少一者可以作为本公开的实施例中所描述的音频信号的处理方法中各步骤的执行主体。例如，本公开的实施例中所描述的音频信号的处理方法可以由耳机101来执行，也可以由耳机101和电子设备102(例如具有滤波功能的电子设备(如包含滤波器的电子设备)、具有信号传输功能的电子设备等)彼此配合来执行。
需要说明的是，本公开的实施例所提供的音频信号的处理方法的执行主体可以是硬件，也可以是软件，在此不做具体限定。
应该理解，图1中的耳机101、电子设备102和网络103的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的耳机101、电子设备102和网络103。此外，在本公开的实施例所提供的音频信号的处理方法的执行主体不需要与其他电子设备进行交互时，上述统架构100可以仅包括音频信号的处理方法的执行主体，而不包括除此之外的其他电子设备和网络。例如，上述统架构100可以仅包括耳机101。
图2示出了本公开实施例提供的一种音频信号的处理方法的流程200。该音频信号的处理方法，包括以下步骤：
步骤201，获取目标音频数字信号。
在本实施例中，音频信号的处理方法的执行主体(例如图1所示的耳机101、音箱等音频设备)可以获取目标音频数字信号。
其中，上述目标音频数字信号的格式为脉冲编码(Pulse Code Modulation，PCM)格式。
在本实施例的一些可选的实现的方式中，上述执行主体可以采用如下方式，来执行上述步骤201：
在获取到非脉冲编码格式的待解析音频数字信号的情况下，将上述待解析音频数字信号解析为脉冲编码格式的目标音频数字信号。其中，在上述解析过程中，采样率为96千赫兹。
在这里，上述非脉冲编码格式，可以是各种除脉冲编码格式之外的格式。作为示例，非脉冲编码格式可以是蓝牙编码格式，也可以是其它音频编码格式。此外，非脉冲编码格式的待解析音频数字信号，可以是经压缩的音频数字信号，也可以是未经压缩的音频数字信号。
可选的，在上述解析过程中，比特率可以是24比特。
可以理解，上述可选的实现的方式中，采样率为96千赫兹，可以更为真实地还原原来的声音，真实的重现于现场。
可选的，在一些情况下，采样率还可以低于96千赫兹。例如，采样率也可以是48千赫兹。
实践中，可以在耳机上的解码器来设置采样率，并且，可以通过与该耳机通信连接的手机来更改采样率。
步骤202，将上述目标音频数字信号采用至少两个预设滤波器分别进行处理，生成滤波后的至少两路音频数字信号。
在本实施例中，上述执行主体可以将上述目标音频数字信号采用至少两个预设滤波器分别进行处理，生成滤波后的至少两路音频数字信号。
其中，上述预设滤波处理包括低通滤波处理和高通滤波处理中的至少一项。上述低通滤波处理和上述高通滤波处理的滤波率预先确定。可选的，上述预设滤波处理也可以包括全通滤波处理。
作为示例，上述至少两个预设滤波器可以包括一个低通滤波器和一个全通滤波器，或者，上述至少两个预设滤波器可以包括一个高通滤波器和一个全通滤波器。其中，上述全通滤波器为不实质性做滤波处理的滤波器。
作为又一示例，上述至少两个预设滤波器可以包括一个低通滤波器和一个高通滤波器。
作为再一个示例，上述至少两个预设滤波器可以为N个滤波器，每个滤波器可以对应一个喇叭(例如动铁喇叭或动圈喇叭)。其中，N个滤波器中至少包括：一个低通滤波器，或者，一个高通滤波。N为大于或等于2的整数。
在本实施例的一些可选的实现的方式中，至少有一个上述预设滤波器采用低通滤波处理或高通滤波处理。其中，上述低通滤波处理和上述高通滤波处理各自的滤波频率范围是预先设置从而确定。
在上述可选的实现的方式中的一些应用场景下，至少有另一个上述预设滤波器采用低通滤波处理、高通滤波处理或全通滤波处理中的一种，其中，上述低通滤波处理、上述高通滤波处理和上述全通滤波处理各自的滤波频率范围是预先设置从而确定。
这里，可以采用低通滤波器(low-pass filter)，对上述目标音频数字信号进行低通滤波处理。低通滤波器是容许低于截止频率的信号通过，但高于截止频率的信号不能通过的电子滤波装置。此外，可以采用高通滤波器(high-pass filter)，对上述目标音频数字信号进行高通滤波处理。高通滤波器，又称低截止滤波器、低阻滤波器，其允许高于某一截止频率的频率通过，而大大衰减较低频率的一种滤波器。它去掉了信号中不必要的低频成分或者说去掉了低频干扰。
可以理解，上述可选的实现方式中，可以仅对目标音频数字信号进行低通滤波处理，或者，仅对目标音频数字信号进行高通滤波处理，从而得到滤波后的至少两路音频数字信号。
在本实施例的一些可选的实现方式中，滤波后得到的上述至少两路音频数字信号的个数，与上述动铁喇叭和上述动圈喇叭的总数相等。
可以理解，每一路音频数字信号，可以输出给至少一个(例如1个、2个或者更多个)动铁喇叭，或者，每一路音频数字信号，可以输出给至少一个(例如1个、2个或者更多个)动圈喇叭，或者，至少一路(例如1路、2路或者更多路)音频数字信号，可以输出给一个动铁喇叭，或者，至少一路(例如1路、2路或者更多路)音频数字信号，可以输出给一个动圈喇叭。
在上述可选的实现方式中的一些应用场景下，上述至少两个预设滤波器包括至少一个低通滤波器和至少一个高通滤波器，且与上述至少一个低通滤波器对应的至少一路上述音频模拟信号被输出给上述动圈喇叭，与上述至少一个高通滤波器对应的至少一路上述音频模拟信号被输出给上述动铁喇叭。
在本实施例的一些可选的实现的方式中，上述执行主体也可以采用如下方式，来执行上述步骤202：
对上述目标音频数字信号进行低通滤波处理得到第一处理信号，对上述目标音频数字信号进行高通滤波处理得到第二处理信号，以及将上述第一处理信号和上述第二处理信号一起打包发送给动圈喇叭和动铁喇叭。其中，上述低通滤波处理和上述高通滤波处理的滤波频率预先设置从而确定。
这里，可以对目标音频数字信号进行两路存储(每路数据分别均为目标音频数字信号)，两路数据分别做算法处理，一路做低通滤波处理得到第一处理信号，另一路做高通滤波处理得到第二处理信号，然后再将上述第一处理信号和上述第二处理信号进行打包处理，得到滤波后的至少两路音频数字信号。
其中，上述打包方式可以依实际需要而定，例如，对于每帧音频数据，可以按照预定的顺序，对与该音频数据相对应的第一处理信号和第二处理信号进行打包，从而得到滤波后的至少两路音频数字信号(也即第一处理信号和第二处理信号)。
可以理解，上述可选的实现的方式中，通过对目标音频数字信号分别进行低通滤波处理和高通滤波处理，之后将所得到的第一处理信号和第二处理信号进行打包，来得到滤波后的至少两路音频数字信号，这样，可以去掉了低频干扰和高频干扰，从而降低音频数据的信噪比。
在上述可选的实现的方式中的一些应用场景下，上述执行主体可以采用如下方式，将上述第一处理信号和上述第二处理信号进行打包，得到滤波后的至少两路音频数字信号：
首先，将上述第一处理信号和上述第二处理信号进行打包，得到打包后音频数字信号。
这里，对第一处理信号和第二处理信号进行打包的方式，可以参考以上描述，在此不再赘述。
之后，对上述打包后音频数字信号进行分频，得到低频音频数字信号和高频音频数字信号，将上述低频音频数字信号和上述高频音频数字信号分别作为滤波后的至少两路音频数字信号。
其中，可以采用分频器(Crossover)，对上述打包后音频数字信号进行分频。分频器，可以用于把立体声分成左右声道输出低频(也即上述低频音频数字信号)与高频(也即上述高频音频数字信号)。
可以理解，上述可选的实现方式中，通过分频，将不同频段的声音信号区分开来，区分后的声音信号用于推动不同的单元(例如动圈喇叭和动铁喇叭)，这样，可以使得各单元扬长避短，发挥出各自应有的潜能，使各频段的频响变得平滑、声像相位准确，才能使高中低音播放出来的音乐层次分明、明朗、宽广、自然，进而提高音频的音质。
在上述可选的实现的方式中的情况中，上述执行主体还可以执行如下步骤：
将上述低频音频数字信号转化的音频模拟信号，作为用于推动耳机的动圈喇叭的信号。
将上述高频音频数字信号转化的音频模拟信号，作为用于推动耳机的动铁喇叭的信号。
可以理解，上述情况中，通过将上述低频音频数字信号转化的音频模拟信号，作为用于推动耳机的动圈喇叭的信号，以及将上述高频音频数字信号转化的音频模拟信号，作为用于推动耳机的动铁喇叭的信号，从而利用动铁喇叭声音瞬态响应好、解析力优秀和清晰的线条感，同时使用动圈喇叭，利用其先天拥有的出色低频表现，以及随之而来的优秀氛围感，进而结合二者的优势，提高了音频的音质。
在上述情况中的一些示例中，上述第一音频数字信号的格式为蓝牙编码格式，上述耳机为蓝牙耳机。
可以理解，上述示例中，可以提高蓝牙耳机的音频信号的保真度。
步骤203，将滤波后的上述至少两路音频数字信号分别转换为音频模拟信号后，将至少一路上述音频模拟信号输出给动圈喇叭，将至少另一路上述音频模拟信号输出给动铁喇叭。
在本实施例中，上述执行主体可以将滤波后的上述至少两路音频数字信号分别转换为音频模拟信号后，将至少一路上述音频模拟信号输出给动圈喇叭，将至少另一路上述音频模拟信号输出给动铁喇叭。
这里，可以采用数模转换器(例如高保真字转模拟模块)，从而将滤波后的上述至少两路音频数字信号分别转换为音频模拟信号后，将至少一路上述音频模拟信号输出给动圈喇叭，将至少另一路上述音频模拟信号输出给动铁喇叭。
在本实施例的一些可选的实现方式中，输出给上述动圈喇叭的上述音频模拟信号的频率范围小于输出给上述动铁喇叭的上述音频模拟信号的频率范围。
继续参见图3，图3是根据本实施例的音频信号的处理方法的应用场景的一个示意图。在图3中，耳机310首先获取目标音频数字信号301。其中，上述目标音频数字信号301的格式为脉冲编码格式。之后，耳机310将上述目标音频数字信号采用至少两个预设滤波器分别进行处理，生成滤波后的至少两路音频数字信号302，最后，耳机310将滤波后的上述至少两路音频数字信号302分别转换为音频模拟信号303后，将至少一路上述音频模拟信号303输出给耳机310中的动圈喇叭，将至少另一路上述音频模拟信号303输出给耳机310中的动铁喇叭。
本公开的上述实施例提供的音频信号的处理方法，可以首先获取目标音频数字信号，其中，上述目标音频数字信号的格式为脉冲编码格式，之后，将上述目标音频数字信号采用至少两个预设滤波器分别进行处理，生成滤波后的至少两路音频数字信号，最后，将滤波后的上述至少两路音频数字信号分别转换为音频模拟信号后，将至少一路上述音频模拟信号输出给动圈喇叭，将至少另一路上述音频模拟信号输出给动铁喇叭。由此，本公开实施例通过数字分频减少甚至克服了无源分频中RC电路的插入损耗，可以改善现有的RC分频斜率不够陡，不能有效的分割高低音，造成高低单元声音干涉的问题，能够自由精准控制分频的频率，改善RC误差引起的分频频率误差以及产品一致性问题，改善RC插入引起的相移的问题，并且有助于单独对动圈或动铁调节EQ等等，从而通过多种方式提高了音质保真度。
进一步参考图4A，图4A示出了音频信号的处理方法的又一个实施例的流程。该音频信号的处理方法的流程，包括以下步骤：
步骤401，获取一个或n个分频点的频率值。其中n大于1。
步骤402，将根据上述获取的一个或n个频率值划分得到的2个或n+1个频段，选择至少一个频段对应设置为至少一个上述预设滤波器的频率范围。
步骤403，获取目标音频数字信号。其中，上述目标音频数字信号的格式为脉冲编码格式。
步骤404，将上述目标音频数字信号采用至少两个预设滤波器分别进行处理，生成滤波后的至少两路音频数字信号。
步骤405，将滤波后的上述至少两路音频数字信号分别转换为音频模拟信号后，将至少一路上述音频模拟信号输出给动圈喇叭，将至少另一路上述音频模拟信号输出给动铁喇叭。
作为示例，这里以音频信号的处理方法的执行主体为蓝牙耳机为例，对该音频信号的处理方法的流程进行如下说明：
这里可以首先参考图4B，图4B是本公开实施例提供的一种音频信号的处理方法中的蓝牙耳机的处理过程示意图。该蓝牙耳机可以包括解码器(Decoder)、分频器(Crossover)、高音质数字转模拟器(HQ DAC)、动铁喇叭和动圈喇叭。
其中，解码器可以将蓝牙编码格式的音频数字信号(该音频数字信号可以经过压缩等处理)解析为脉冲编码格式的音频数字信号。其中，在解析过程中，可以采用96K/24bit进行高解析，解析过程可以包括包头解析、数据帧算法解析，从而得到脉冲编码格式的音频数字信号。
在获得脉冲编码格式的音频数字信号之后，可以进行以下处理：对脉冲编码格式的音频数字信号进行两路存储，两路数据分别做算法处理，一路做低通滤波处理，另一路做高通滤波处理，区分低频段和高频段的分频点可自定义。低通滤波处理和高通滤波处理可以都采用四阶滤波。然后再把两路数据的处理结果进行打包。其中，第一路数据和第二路数据是相同的解码后的数据，其可以通过对脉冲编码格式的音频数字信号进行复制而得到。然后，将两路数据分别输出给不同滤波器(也即低通滤波器和高通滤波器)处理。这里，第二路数据是中高频音频数字信号，将上述中高频音频数字信号转化的音频模拟信号，作为用于推动耳机的动铁喇叭的信号。第一路数据是低频音频数字信号，将上述低频音频数字信号转化的音频模拟信号，作为用于推动耳机的动圈喇叭的信号。分频点的自定义是指，在采用中高频音频数字信号转化的音频模拟信号来推动耳机的动铁喇叭时，整个频响是20-20K赫兹。可以在该区间内，任意选取一个频率(例如2K赫兹分频点，即2K赫兹到20K赫兹推动动铁喇叭，此外，分频点还可以选取为3K，4K、5K等等)。此外，自定义分频点可以由用户通过安装在智能终端上的应用程序来设定，然后同步给耳机等音频终端。其中，分频点可设置多个，例如分频点可设置2至10个，优选地，分频点可设置2至5个。这里，n个分频点对应n+1个频段，对应设置n+1个喇叭(例如动铁喇叭或动圈喇叭)和数模转换器(一个喇叭对应一个数模转换器)。
此外，在一些情况下，还可以不进行分频处理。此时，可以将脉冲编码格式的音频数字信号全频转化的音频模拟信号，来推动耳机的动圈喇叭。例如图4C所示。
在这里，上述将音频数字信号转化为音频模拟信号的过程，可以经由HIFI(高保真)数字转模拟模块(HQDAC)来实现。具体而言，经由分频器处理好的数据(即音频数字信号)，可以输出到高音质的数字转模拟模块(解析最高达384Khz/32bit)，把格式为脉冲编码格式的音频数字信号高音质解析出来，采用信噪比(Signal-Noise Ratio，S/N)高达128分贝，总谐波为-109分贝的数字转模拟模块，提高了声音的现场还原。
此外，上述步骤401-步骤403的具体实现方式，还可以参考上述图2的相关描述，在此不在赘述。
上述实施例通过高解析的解码器，全音频链路的96Khz/24bit解码，还原原来的声音，可以真实的重现现场。此外，分频器可以将不同频段的声音信号区分开来，对音质的好坏至关重要。通过分频器能有效地修饰喇叭单元的不同特性，使得各单元(例如动铁喇叭和动圈喇叭)扬长避短，发挥出各自应有的潜能，使各频段的频响变得平滑、声像相位准确，使高中低音播放出来的音乐层次分明、明朗、宽广、自然。并且使得中频人声部分对比普通不做任何处理的音频信号更加平滑。
进一步参考图5，作为对上述各图所示方法的实现，本公开提供了一种音频信号的处理装置的一个实施例，该装置实施例与上述方法实施例相对应，除下面所记载的特征外，该装置实施例还可以包括与上述方法实施例相同或相应的特征，以及产生与上述方法实施例相同或相应的效果。该装置具体可以应用于各种电子设备中。
如图5所示，本实施例的音频信号的处理装置500包括：获取单元501、生成单元502和转换单元503。其中，获取单元501，被配置成获取目标音频数字信号，其中，上述目标音频数字信号的格式为脉冲编码格式；生成单元502，被配置成将上述目标音频数字信号采用至少两个预设滤波器分别进行处理，生成滤波后的至少两路音频数字信号；转换单元503，被配置成将滤波后的上述至少两路音频数字信号分别转换为音频模拟信号后，将至少一路上述音频模拟信号输出给动圈喇叭，将至少另一路上述音频模拟信号输出给动铁喇叭。
在本实施例中，音频信号的处理装置500的获取单元501可以获取目标音频数字信号，其中，上述目标音频数字信号的格式为脉冲编码格式。
在本实施例中，生成单元502可以将上述目标音频数字信号采用至少两个预设滤波器分别进行处理，生成滤波后的至少两路音频数字信号。
在本实施例中，转换单元503可以将滤波后的上述至少两路音频数字信号分别转换为音频模拟信号后，将至少一路上述音频模拟信号输出给动圈喇叭，将至少另一路上述音频模拟信号输出给动铁喇叭。
在本实施例的一些可选的实现方式中，至少有一个上述预设滤波器采用低通滤波处理或高通滤波处理，其中，上述低通滤波处理和上述高通滤波处理各自的滤波频率范围是预先设置从而确定。
在本实施例的一些可选的实现方式中，至少有另一个上述预设滤波器采用低通滤波处理、高通滤波处理或全通滤波处理中的一种，其中，上述低通滤波处理、上述高通滤波处理和上述全通滤波处理各自的滤波频率范围是预先设置从而确定。
在本实施例的一些可选的实现方式中，滤波后得到的上述至少两路音频数字信号的个数，与上述动铁喇叭和上述动圈喇叭的总数相等。
在本实施例的一些可选的实现方式中，上述至少两个预设滤波器根据以下步骤进行频率范围的设置：获取一个或n个分频点的频率值；将根据上述获取的一个或n个频率值划分得到的2个或n+1个频段，选择至少一个频段对应设置为至少一个上述预设滤波器的频率范围；其中n大于1。
在本实施例的一些可选的实现方式中，上述至少两个预设滤波器包括至少一个低通滤波器和至少一个高通滤波器，且与上述至少一个低通滤波器对应的至少一路上述音频模拟信号被输出给上述动圈喇叭，与上述至少一个高通滤波器对应的至少一路上述音频模拟信号被输出给上述动铁喇叭。
在本实施例的一些可选的实现方式中，输出给上述动圈喇叭的上述音频模拟信号的频率范围小于输出给上述动铁喇叭的上述音频模拟信号的频率范围。
在本实施例的一些可选的实现方式中，上述获取目标音频数字信号，包括：
在获取到非脉冲编码格式的待解析音频数字信号的情况下，将上述待解析音频数字信号解析为脉冲编码格式的目标音频数字信号；
其中，在上述解析过程中，采样率为96千赫兹。
本公开的上述实施例提供的装置500中，获取单元501可以获取目标音频数字信号，其中，上述目标音频数字信号的格式为脉冲编码格式，之后，生成单元502可以将上述目标音频数字信号采用至少两个预设滤波器分别进行处理，生成滤波后的至少两路音频数字信号，最后，转换单元503可以将滤波后的上述至少两路音频数字信号分别转换为音频模拟信号后，将至少一路上述音频模拟信号输出给动圈喇叭，将至少另一路上述音频模拟信号输出给动铁喇叭。由此，本公开实施例通过数字分频减少甚至克服了无源分频中RC电路的插入损耗，可以改善现有的RC分频斜率不够陡，不能有效的分割高低音，造成高低单元声音干涉的问题，能够自由精准控制分频的频率，改善RC误差引起的分频频率误差以及产品一致性问题，改善RC插入引起的相移的问题，并且有助于单独对动圈或动铁调节EQ等等，从而通过多种方式提高了音质保真度。
图6为本公开实施例提供的一种电子设备的结构示意图，图6所示的电子设备600包括：至少一个处理器601、存储器602和至少一个网络接口604和其他用户接口603。电子设备600中的各个组件通过总线系统605耦合在一起。可理解，总线系统605用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统605除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图6中将各种总线都标为总线系统605。
其中，用户接口603可以包括显示器、键盘或者点击设备(例如，鼠标，轨迹球(trackball)、触感板或者触摸屏等。
可以理解，本公开实施例中的存储器602可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(Static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data RateSDRAM，DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synch link DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(DirectRambus RAM，DRRAM)。本文描述的存储器602旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
在一些实施方式中，存储器602存储了如下的元素，可执行单元或者数据结构，或者他们的子集，或者他们的扩展集：操作系统6021和应用程序6022。
其中，操作系统6021，包含各种系统程序，例如框架层、核心库层、驱动层等，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。应用程序6022，包含各种应用程序，例如媒体播放器(Media Player)、浏览器(Browser)等，用于实现各种应用业务。实现本公开实施例方法的程序可以包含在应用程序6022中。
在本公开实施例中，通过调用存储器602存储的程序或指令，具体的，可以是应用程序6022中存储的程序或指令，处理器601用于执行各方法实施例所提供的方法步骤，例如包括：获取第一音频数字信号；将上述第一音频数字信号解析为脉冲编码格式的目标音频数字信号；将上述目标音频数字信号采用至少两个预设滤波器分别进行处理，生成滤波后的至少两路音频数字信号；将滤波后的上述至少两路音频数字信号分别转换为音频模拟信号后，将至少一路上述音频模拟信号输出给动圈喇叭，将至少另一路上述音频模拟信号输出给动铁喇叭。
上述本公开实施例揭示的方法可以应用于处理器601中，或者由处理器601实现。处理器601可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器601中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器601可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本公开实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本公开实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件单元组合执行完成。软件单元可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器602，处理器601读取存储器602中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
可以理解的是，本文描述的这些实施例可以用硬件、软件、固件、中间件、微码或其组合来实现。对于硬件实现，处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuits，ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、数字信号处理设备(DSPDevice，DSPD)、可编程逻辑设备(Programmable LogicDevice，PLD)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、通用处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本申请所述功能的其它电子单元或其组合中。
对于软件实现，可通过执行本文所述功能的单元来实现本文所述的技术。软件代码可存储在存储器中并通过处理器执行。存储器可以在处理器中或在处理器外部实现。
本实施例提供的电子设备可以是如图6中所示的电子设备，可执行如图2中音频信号的处理方法的所有步骤，进而实现图2所示音频信号的处理方法的技术效果，具体请参照图2相关描述，为简洁描述，在此不作赘述。
本公开实施例还提供了一种存储介质(计算机可读存储介质)。这里的存储介质存储有一个或者多个程序。其中，存储介质可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器；存储器也可以包括非易失性存储器，例如只读存储器、快闪存储器、硬盘或固态硬盘；存储器还可以包括上述种类的存储器的组合。
当存储介质中一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述在电子设备侧执行的音频信号的处理方法。
所述处理器用于执行存储器中存储的通信程序，以实现以下在电子设备侧执行的音频信号的处理方法的步骤：获取第一音频数字信号；将上述第一音频数字信号解析为脉冲编码格式的目标音频数字信号；将上述目标音频数字信号采用至少两个预设滤波器分别进行处理，生成滤波后的至少两路音频数字信号；将滤波后的上述至少两路音频数字信号分别转换为音频模拟信号后，将至少一路上述音频模拟信号输出给动圈喇叭，将至少另一路上述音频模拟信号输出给动铁喇叭。
专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本公开的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上所述的具体实施方式，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施方式而已，并不用于限定本公开的保护范围，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种音频信号的处理方法，其特征在于，所述方法包括：
获取目标音频数字信号，其中，所述目标音频数字信号的格式为脉冲编码格式；
复制所述脉冲编码格式的所述目标音频数字信号，得到第一路数据和第二路数据，其中，所述第一路数据和所述第二路数据是相同的解码后的数据；对所述第一路数据做低通滤波处理，以及对所述第二路数据做高通滤波处理，以生成所述第一路数据的处理结果和所述第二路数据的处理结果，其中，所述低通滤波处理和所述高通滤波处理都采用四阶滤波，所述第一路数据的滤波结果是低频音频数字信号，所述第二路数据的滤波结果是中高频音频数字信号；
采用高保真数字转模拟模块，将所述低频音频数字信号和所述中高频音频数字信号分别转换为音频模拟信号；将所述中高频音频数字信号转换得到的所述音频模拟信号输出给动铁喇叭；将所述低频音频数字信号转换得到的所述音频模拟信号输出给动圈喇叭；
其中，复制和滤波后得到的音频数字信号的个数，与所述动铁喇叭和所述动圈喇叭的总数相等。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低通滤波处理和所述高通滤波处理各自的滤波频率范围是预先设置从而确定。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低通滤波处理和所述高通滤波处理根据以下步骤进行频率范围的设置：获取一个或n个分频点的频率值；将根据所获取的一个或n个频率值划分得到的2个或n+1个频段，选择至少一个频段对应设置为所述低通滤波处理和所述高通滤波处理的频率范围；其中n大于1。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，输出给所述动圈喇叭的所述音频模拟信号的频率范围小于输出给所述动铁喇叭的所述音频模拟信号的频率范围。
5.根据权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，所述获取目标音频数字信号，包括：
在获取到非脉冲编码格式的待解析音频数字信号的情况下，将所述待解析音频数字信号解析为脉冲编码格式的目标音频数字信号；
其中，在所述待解析音频数字信号解析为脉冲编码格式的目标音频数字信号的过程中，采样率为96千赫兹。
6.一种音频信号的处理装置，其特征在于，所述装置包括：
获取单元，被配置成获取目标音频数字信号，其中，所述目标音频数字信号的格式为脉冲编码格式；
生成单元，被配置成复制所述脉冲编码格式的所述目标音频数字信号，得到第一路数据和第二路数据，其中，所述第一路数据和所述第二路数据是相同的解码后的数据；对所述第一路数据做低通滤波处理，以及对所述第二路数据做高通滤波处理，以生成所述第一路数据的处理结果和所述第二路数据的处理结果，其中，所述低通滤波处理和所述高通滤波处理都采用四阶滤波，所述第一路数据的滤波结果是低频音频数字信号，所述第二路数据的滤波结果是中高频音频数字信号；
转换单元，被配置成采用高保真数字转模拟模块，将所述低频音频数字信号和所述中高频音频数字信号分别转换为音频模拟信号；将所述中高频音频数字信号转换得到的所述音频模拟信号输出给动铁喇叭；将所述低频音频数字信号转换得到的所述音频模拟信号输出给动圈喇叭；
其中，复制和滤波后得到的音频数字信号的个数，与所述动铁喇叭和所述动圈喇叭的总数相等。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中存储的所述计算机程序，且所述计算机程序被执行时，实现上述权利要求1-5任一所述的方法。
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