CN116320903A - 基于听觉感知的虚拟低音方法、装置和扬声器系统 - Google Patents

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CN116320903A
CN116320903A CN202310601891.5A CN202310601891A CN116320903A CN 116320903 A CN116320903 A CN 116320903A CN 202310601891 A CN202310601891 A CN 202310601891A CN 116320903 A CN116320903 A CN 116320903A
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Abstract

本申请涉及一种基于听觉感知的虚拟低音方法、装置和扬声器系统，该方法包括：根据预设的扬声器截止频率将音频输入信号分离出高频信号和低频信号；根据低频信号生成含有基频信号的奇次谐波和偶次谐波；对奇次谐波和偶次谐波的幅值进行调整后相加，得到含有基频信号的多次谐波分量；将低频信号进行延迟处理后进行增益处理，并将增益处理后的信号与含有基频信号的多次谐波分量相减，将得到的多次谐波信号后进行低通滤波，得到低频谐波信号；将高频信号进行延迟处理后和低频谐波信号进行叠加，得到音频输出信号。该方法通过调整谐波之间的幅值比例，降低了计算量和复杂度，并且易于实现，能较好地在音色和响度上还原原基频信号。

Description

基于听觉感知的虚拟低音方法、装置和扬声器系统
技术领域
本申请涉及音频处理技术领域，特别是涉及一种基于听觉感知的虚拟低音方法、装置和扬声器系统。
背景技术
随着多媒体设备的小型化、轻便化，嵌入在这些设备中的扬声器在尺寸上有很严格的限制，由于扬声器的体积限制，小型扬声器的低频重放能力很差，但是音频中的低频成分在听觉感知中有着非常重要的作用，直接影响声音的洪亮度、丰满度、浑厚感和空间感。人耳能在基频缺失的情况下利用谐波组合重建信号的音调高低，尤其是主谐波2次和3次对基频信号的音调、音色和响度的还原具有重要作用。如何改善小型扬声器的低频表现是音频设计领域亟待解决的问题。
虚拟低音的原理就是利用“消失的基频”现象，通过低音信号基频的谐波序列在人耳中再现普通扬声器无法达到的低频音调。在听觉感知上就会让人觉得低音分量更足了，有效弥补了小口径扬声器重放低频不足的问题。这里采用了人耳的生理学特点来虚拟低音，人耳能够把低音基频的高频段谐波的差频声音听成原来低音基频的音调，这就给我们实现虚拟低音提供了理论基础。
现有的虚拟低音方法，计算量大、复杂度高且不易于实现。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于听觉感知的虚拟低音方法、装置和扬声器系统。
一种基于听觉感知的虚拟低音方法，所述方法包括：
根据预设的扬声器截止频率将音频输入信号分离出高频信号和低频信号。
根据所述低频信号生成含有基频信号的奇次谐波和含有基频信号的偶次谐波；
对所述含有基频信号的奇次谐波和所述含有基频信号的偶次谐波的幅值进行调整后相加，得到含有基频信号的多次谐波分量；
将所述低频信号进行延迟处理后进行增益处理，并将增益处理后的信号与所述含有基频信号的多次谐波分量相减，得到多次谐波信号；
将所述多次谐波信号进行增益处理后进行低通滤波，得到低频谐波信号；将所述高频信号进行延迟处理后和所述低频谐波信号进行叠加，得到音频输出信号。
在其中一个实施例中，根据所述低频信号生成含有基频信号的奇次谐波和含有基频信号的偶次谐波，包括：
采用整流器对所述低频信号进行处理，生成含有基频信号的偶次谐波为：
Figure SMS_1
；
Figure SMS_2
；
其中，
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为低频信号的第n帧信号，/>
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是求绝对值运算，/>
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为偶次谐波幅值调整参数，/>
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为第n帧含有基频信号的偶次谐波，/>
Figure SMS_7
为幅值调整后的第n帧含有基频信号的偶次谐波；
采用限幅器对所述低频信号进行处理，生成含有基频信号的奇次谐波。
在其中一个实施例中，采用限幅器对所述低频信号进行处理，生成含有基频信号的奇次谐波为：
Figure SMS_8
；
其中，
Figure SMS_9
为低频信号的第n帧信号，/>
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为第n帧含有基频信号的奇次谐波，/>
Figure SMS_11
是求绝对值运算，/>
Figure SMS_12
为限幅器的阈值。
在其中一个实施例中，对所述含有基频信号的奇次谐波和所述含有基频信号的偶次谐波的幅值进行调整后相加，得到含有基频信号的多次谐波分量，包括：
设置奇次谐波幅值调整参数和偶次谐波幅值调整参数。
根据所述奇次谐波幅值调整参数对所述限幅器的输出信号进行幅值调整，得到幅值调整后的含有基频信号的奇次谐波为：
Figure SMS_13
；
其中，
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为幅值调整后的含有基频信号的奇次谐波，/>
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为第n帧含有基频信号的奇次谐波，/>
Figure SMS_16
为奇次谐波幅值调整参数；
根据所述偶次谐波幅值调整参数对所述含有基频信号的偶次谐波进行幅值调整，得到幅值调整后的含有基频信号的偶次谐波为：
Figure SMS_17
；
其中，
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为幅值调整后的含有基频信号的偶次谐波，/>
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为第n帧含有基频信号的偶次谐波，/>
Figure SMS_20
为偶次谐波幅值调整参数；
将幅值调整后的含有基频信号的奇次谐波和幅值调整后的含有基频信号的偶次谐波相加，得到包含基频信号的多次谐波信号。
在其中一个实施例中，所述奇次谐波幅值调整参数和所述偶次谐波幅值调整参数是根据基波幅值与2次谐波幅值的比例和基波幅值与3次谐波幅值的比例的比值进行调整的；所述基波幅值与2次谐波幅值的比例为：
Figure SMS_21
；
其中，
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为基波幅值与2次谐波幅值的比例；/>
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为2次谐波的声压级-响度扩展比率；/>
Figure SMS_24
为频率为/>
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的信号的声压级-响度扩展比率。
所述基波幅值与3次谐波幅值的比例为：
Figure SMS_26
；
其中，
Figure SMS_27
为基波幅值与3次谐波幅值的比例；/>
Figure SMS_28
为3次谐波的声压级-响度扩展比率。
一种基于听觉感知的虚拟低音装置，所述装置包括：高低频信号分离模块、第一延迟模块、谐波发生器、第一增益控制器、第二低通滤波器以及加法器。
所述高低频信号分离模块包括高通滤波器和低通滤波器，用于将接收的音频输入信号分别采用所述高通滤波器和所述低通滤波器进行滤波处理，得到高频信号和低频信号，并将所述高频信号输入至所述延迟模块，将所述低频信号输入至所述谐波发生器。
所述第一延迟模块，用于将所述高频信号进行延迟，得到延迟高频信号。
所述谐波发生器，用于根据所述低频信号生成含有基频信号的奇次谐波和含有基频信号的偶次谐波，并对所述含有基频信号的奇次谐波和所述含有基频信号的偶次谐波的幅值进行调整后相加，得到多次谐波分量，然后将所述低频信号进行延迟后进行增益处理，并将增益处理后的信号与所述多次谐波分量相减，得到多次谐波信号，并将所述多次谐波信号输入至所述第一增益控制器。
所述第一增益控制器，用于对所述多次谐波进行增益处理，并输出增益处理后的多次谐波信号至所述第二低通滤波器。
所述第二低通滤波器，用于对增益处理后的多次谐波信号进行低通滤波，并将得到的低频谐波信号输入至所述加法器。
所述加法器，用于对接收的所述延迟高频信号和所述低频谐波信号相加，得到音频输出信号。
在其中一个实施例中，所述谐波发生器包括第二延迟模块、第二增益控制器、偶次谐波发生器、奇次谐波发生器、奇偶次谐波比例控制器、第一加法器以及减法器。
所述第二延迟模块，用于对所述低频信号进行延迟，并输出延迟低频信号至所述第二增益控制器。
所述第二增益控制器，用于对所述延迟低频信号进行增益处理，并将增益处理后的延迟低频信号输入至所述减法器。
所述偶次谐波发生器，用于采用整流器对所述低频信号进行处理，输出含有基频信号的偶次谐波至所述奇偶次谐波比例控制器；
所述奇次谐波发发生器，用于采用限幅器对所述低频信号进行处理，输出含有基频信号的奇次谐波至所述奇偶次谐波比例控制器；
所述奇偶次谐波比例控制器，用于对所述奇次谐波发生器的输出信号和所述偶次谐波发生器的输出信号的幅值进行调整，输出调整后的所述奇次谐波发生器的输出信号和调整后的所述偶次谐波发生器的输出信号至所述第一加法器；
所述第一加法器，用于将调整后的所述奇次谐波发生器的输出信号和调整后的所述偶次谐波发生器的输出信号进行相加，输出相加后的信号至所述减法器；
所述减法器，用于将增益处理后的延迟低频信号与所述加法器的输出信号相减，输出多次谐波信号至第一增益控制器。
在其中一个实施例中，所述奇次谐波幅值调整参数和所述偶次谐波幅值调整参数是根据基波幅值与2次谐波幅值的比例和基波幅值与3次谐波幅值的比例的比值进行调整的；所述基波幅值与2次谐波幅值的比例为：
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；
其中，
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为基波幅值与2次谐波幅值的比例；/>
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为2次谐波的声压级-响度扩展比率；/>
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为频率为/>
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的信号的声压级-响度扩展比率。
所述基波幅值与3次谐波幅值的比例为：
Figure SMS_34
；
其中，
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为基波幅值与3次谐波幅值的比例；/>
Figure SMS_36
为3次谐波的声压级-响度扩展比率。
一种扬声器系统，所述扬声器系统包括上述任一所述的基于听觉感知的虚拟低音装置。
上述基于听觉感知的虚拟低音方法、装置和扬声器系统，所述方法包括：根据预设的扬声器截止频率将音频输入信号分离出高频信号和低频信号；根据低频信号生成含有基频信号的奇次谐波和含有基频信号的偶次谐波；对所述含有基频信号的奇次谐波和所述含有基频信号的偶次谐波的幅值进行调整后相加，得到含有基频信号的多次谐波分量；将低频信号进行延迟处理后进行增益处理，并将增益处理后的信号与含有基频信号的多次谐波分量相减，得到多次谐波信号；将多次谐波信号增益处理后进行低通滤波，得到低频谐波信号；将高频信号进行延迟处理后和低频谐波信号进行叠加，得到音频输出信号。该方法采用时域处理产生谐波的机制并通过等响曲线来调整谐波与基频之间的幅值比例，降低了计算量和复杂度，并且易于实现，能较好地在音色和响度上还原原基频信号。
附图说明
图1为一个实施例中基于听觉感知的虚拟低音方法的流程示意图；
图2为一个实施例中基于听觉感知的虚拟低音装置的结构框图；
图3为另一个实施例中谐波发生器的结构原理图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种基于听觉感知的虚拟低音方法，该方法包括以下步骤：
步骤100：根据预设的扬声器截止频率将音频输入信号分离出高频信号和低频信号。
具体的，对音频输入信号采用高通滤波器和低通滤波器进行滤波处理，从音频输入信号分离出高频信号和低频信号。
低通滤波器只允许某一频率以下的信号无衰减地通过滤波器，其分界处的频率称为低通滤波器的截止频率。
高通滤波器只允许某一频率以上的信号无衰减地通过滤波器，去掉了信号中低于该频率的不必要的成分或者说去掉了低于该频率的干扰信号，其分界处的频率称为高通滤波器的截止频率。
低通滤波器的截止频率和高通滤波器的截止频率是根据扬声器截止频率设置的。
步骤102：根据低频信号生成含有基频信号的奇次谐波和含有基频信号的偶次谐波。
具体的，采用整流器生成偶次谐波，所述整流器对输入信号
Figure SMS_38
求绝对值
Figure SMS_41
后输出，得到含有基频信号的偶次谐波；采用限幅器生成含有基频信号的奇次谐波，设置所述限幅器的阈值/>
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，当
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，则输出值为/>
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时，则输出值为/>
Figure SMS_40
。
步骤104：对含有基频信号的奇次谐波和含有基频信号的偶次谐波的幅值进行调整后相加，得到含有基频信号的多次谐波分量。
具体的，通过调整偶次和奇次谐波的幅值比例对含有基频信号的奇次谐波和含有基频信号的偶次谐波的幅值进行调整，并将幅值调整后的信号相加，得到含有基频信号的多次谐波分量，以此还原基频信号的音色。
步骤106：将低频信号进行延迟处理后进行增益处理，并将增益处理后的信号与含有基频信号的多次谐波分量相减，得到多次谐波信号。
具体的，将低频信号进行延迟处理的延迟时长为第n帧输入低频信号经过信号链路C的处理和信号链路D的处理所需的时间差。信号链路C和信号链路D如图2所示。
步骤108：将多次谐波信号增益处理后进行低通滤波，得到低频谐波信号。
具体的，将多次谐波信号采用增益控制器进行增益控制，然后对增益控制的输出信号采用低通滤波器，滤掉多次谐波信号中的高次谐波信号。
对多次谐波信号进行增益处理采用增益控制器实现，通过控制2次谐波的幅值将低于扬声器系统截止频率的基频信号在响度上进行还原并输出。
所述增益控制器1，通过控制2次谐波的幅值将低于扬声器系统截止频率的基频信号在响度上进行还原并输出。
步骤110：将高频信号进行延迟处理后和低频谐波信号进行叠加，得到音频输出信号。
具体的，高频信号进行延迟处理的延迟时长为第n帧输入信号经过信号链路A的处理和信号链路B的处理所需的时间差。信号链路A和信号链路B如图2所示。
上述基于听觉感知的虚拟低音方法中，所述方法包括：根据预设的扬声器截止频率将音频输入信号分离出高频信号和低频信号；根据低频信号生成含有基频信号的奇次谐波和含有基频信号的偶次谐波；对所述含有基频信号的奇次谐波和所述含有基频信号的偶次谐波的幅值进行调整后相加，得到含有基频信号的多次谐波分量；将低频信号进行延迟处理后进行增益处理，并将增益处理后的信号与含有基频信号的多次谐波分量相减，得到多次谐波信号；将多次谐波信号增益处理后进行低通滤波，得到低频谐波信号；将高频信号进行延迟处理后和低频谐波信号进行叠加，得到音频输出信号。该方法采用时域处理产生谐波的机制并通过等响曲线来调整谐波与基频之间的幅值比例，降低了计算量和复杂度，并且易于实现，能较好地在音色和响度上还原原基频信号。
在其中一个实施例中，步骤102包括：采用整流器对所述低频信号进行处理，生成含有基频信号的偶次谐波为：
Figure SMS_46
（1）
Figure SMS_47
（2）
其中，
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为偶次谐波幅值调整参数，/>
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为幅值调整后的第n帧含有基频信号的偶次谐波。整流器输出信号为包含原基频信号的偶次谐波。
采用限幅器对低频信号进行处理，生成含有基频信号的奇次谐波。
在其中一个实施例中，采用限幅器对低频信号进行处理，生成含有基频信号的奇次谐波为：
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（3）
其中，
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为低频信号的第n帧信号，/>
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为第n帧含有基频信号的奇次谐波，/>
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为限幅器的阈值。限幅器的输出信号为包含原基频信号的奇次谐波。
在其中一个实施例中，步骤104包括：设置奇次谐波幅值调整参数和偶次谐波幅值调整参数；根据所述奇次谐波幅值调整参数对所述含有基频信号的奇次谐波进行幅值调整，得到幅值调整后的含有基频信号的奇次谐波为：
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（4）
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为第n帧含有基频信号的偶次谐波，/>
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为偶次谐波幅值调整参数。
将幅值调整后的含有基频信号的奇次谐波和幅值调整后的含有基频信号的偶次谐波相加，得到包含基频信号的多次谐波信号。
在其中一个实施例中，所述奇次谐波幅值调整参数和所述偶次谐波幅值调整参数是根据基波幅值与2次谐波幅值的比例和基波幅值与3次谐波幅值的比例的比值进行调整的；所述基波幅值与2次谐波幅值的比例为：
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（6）
其中，
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为基波幅值与2次谐波幅值的比例；/>
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为2次谐波的声压级-响度扩展比率；/>
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的信号的声压级-响度扩展比率。
所述基波幅值与3次谐波幅值的比例为：
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（7）
其中，
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为基波幅值与3次谐波幅值的比例；/>
Figure SMS_73
为3次谐波的声压级-响度扩展比率。
具体的，在等响曲线图上，相同的声压，不同的频率，响度不同。在频率为20~700Hz响度为20~80方的范围内，声压级-响度扩展比率可近似为：
Figure SMS_74
（8）
其中，
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为信号频率，/>
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为频率为/>
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的信号的声压级-响度扩展比率。基波的幅度与谐波的幅度的比例应该为：
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（9）
其中，N为谐波的次数，
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是一个与谐波次数N和基频频率/>
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相关的变量，计算量大且实现复杂度高。这里，我们将/>
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设为扬声器系统的低频截止频率/>
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来简化计算。所述奇偶次谐波比例控制器，根据3次和2次谐波幅值比例/>
Figure SMS_83
调整参数
Figure SMS_84
和/>
Figure SMS_85
。
应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种基于听觉感知的虚拟低音装置，该装置包括：高低频信号分离模块20、第一延迟模块30、谐波发生器40、第一增益控制器50、第二低通滤波器60以及加法器70。
高低频信号分离模块20包括高通滤波器201和低通滤波器202，用于将接收的音频输入信号分别采用高通滤波器201和低通滤波器202进行滤波处理，得到高频信号和低频信号，并将高频信号输入至第一延迟模块30，将低频信号输入至谐波发生器40。低通滤波器202的截止频率为扬声器系统的低频截止频率，将频率低于扬声器系统低频截止频率的音频信号输出给谐波发生器40。
第一延迟模块30，用于将高频信号进行延迟，得到延迟高频信号。延迟模块30的延迟时长为第n帧输入信号经过信号链路A的处理和信号链路B的处理所需的时间差。
谐波发生器40，用于根据低频信号生成含有基频信号的奇次谐波和含有基频信号的偶次谐波，并对含有基频信号的奇次谐波和含有基频信号的偶次谐波的幅值进行调整后相加，得到含有基频信号的多次谐波分量，然后将低频信号进行延迟后增益处理，并将增益处理后的信号与含有基频信号的多次谐波分量相减，得到多次谐波信号，并将多次谐波信号输入至第一增益控制器50。谐波发生器40，通过控制谐波的分量将低于扬声器系统截止频率的信号在音色上进行还原并输出。
第一增益控制器50，用于对多次谐波进行增益处理，并输出增益处理后的多次谐波信号至第二低通滤波器60。第一增益控制器50，通过控制2次谐波的幅值将低于扬声器系统截止频率的基频信号在响度上进行还原并输出。基频信号的幅值与2次谐波的幅值比等于
Figure SMS_86
。
第二低通滤波器60，用于对增益处理后的多次谐波信号进行低通滤波，并将得到的低频谐波信号输入至加法器70。
加法器70，用于对接收的延迟高频信号和低频谐波信号相加，得到音频输出信号。
在其中一个实施例中，如图3所示，谐波发生器40包括第二延迟模块401、第二增益控制器402、偶次谐波发生器403、奇次谐波发生器404、奇偶次谐波比例控制器405、第一加法器406以及减法器407。
第二延迟模块401，用于对低频信号进行延迟，并输出延迟低频信号至第二增益控制器402。
第二增益控制器402，用于对延迟低频信号进行增益处理，并将增益处理的延迟低频信号输入至减法器407。
偶次谐波发生器403，用于采用整流器对低频信号进行处理，输出含有基频信号的偶次谐波至奇偶次谐波比例控制器406。具体的，采用整流器实现对低频信号进行处理生成偶次谐波。偶次谐波如式（2）所示。通过调整
Figure SMS_87
值，可以调整所述偶次谐波发生器输出信号的幅值。
奇次谐波发生器404，用于采用限幅器对低频信号进行处理，输出含有基频信号的奇次谐波至奇偶次谐波比例控制器406。具体的，奇次谐波发发生器404采用限幅器对低频信号进行处理来生成含有基频信号的奇次谐波，具体包括：如果
Figure SMS_90
，则
Figure SMS_92
；如果/>
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，则/>
Figure SMS_91
；如果/>
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，则/>
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。其中，/>
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为低频信号的第/>
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帧信号，/>
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为限幅器输出的第/>
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帧信号，/>
Figure SMS_100
是求绝对值运算，/>
Figure SMS_88
为限幅器的阈值。通过调整/>
Figure SMS_94
值，可以调整所述奇次谐波发生器输出的奇次谐波的幅值。
奇偶次谐波比例控制器406，用于对含有基频信号的奇次谐波和含有基频信号的偶次谐波的幅值进行调整，输出幅值调整后的所述奇次谐波发生器的输出和幅值调整后的所述偶次谐波发生器的输出至第一加法器406。
第一加法器406，用于将幅值调整后的所述奇次谐波发生器的输出和幅值调整后的所述偶次谐波发生器的输出进行相加，输出含有基频信号的多次谐波分量至减法器407。
减法器407，用于将增益处理后的延迟低频信号与含有基频信号的多次谐波分量相减，输出多次谐波信号至第一增益控制器50。
在其中一个实施例中，奇偶次谐波比例控制器406，还用于设置奇次谐波幅值调整参数和偶次谐波幅值调整参数；根据奇次谐波幅值调整参数和偶次谐波幅值调整参数分别对含有基频信号的奇次谐波和含有基频信号的偶次谐波进行幅值调整，得到幅值调整后的所述奇次谐波发生器的输出和幅值调整后的所述偶次谐波发生器的输出，并将幅值调整后的所述奇次谐波发生器的输出和幅值调整后的所述偶次谐波发生器的输出相加，得到含有基频信号的多次谐波分量。
具体的，奇偶次谐波比例控制器406，对偶次谐波发生器403和奇次谐波发生器404的输出进行处理并输出。幅值调整后的奇次谐波分量和偶次谐波分量如式（4）、式（5）所示。奇偶次谐波比例控制器通过调整
Figure SMS_101
和/>
Figure SMS_102
来调整2次和3次谐波的幅值比例，以此还原基频信号的音色。
在其中一个实施例中，奇次谐波幅值调整参数和偶次谐波幅值调整参数是根据基波幅值与2次谐波幅值的比例和基波幅值与3次谐波幅值的比例的比值进行调整的；所述基波幅值与2次谐波幅值的比例为：
Figure SMS_103
（6）
其中，
Figure SMS_104
为基波幅值与2次谐波幅值的比例；/>
Figure SMS_105
为2次谐波的声压级-响度扩展比率；/>
Figure SMS_106
为频率为/>
Figure SMS_107
的信号的声压级-响度扩展比率。
所述基波幅值与3次谐波幅值的比例为：
Figure SMS_108
（7）
其中，
Figure SMS_109
为基波幅值与3次谐波幅值的比例；/>
Figure SMS_110
为3次谐波的声压级-响度扩展比率。
在一个实施例中，提供了一种扬声器系统，扬声器系统包括上述任一基于听觉感知的虚拟低音装置。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于听觉感知的虚拟低音方法，其特征在于，所述方法包括：
根据预设的扬声器截止频率将音频输入信号分离出高频信号和低频信号；
根据所述低频信号生成含有基频信号的奇次谐波和含有基频信号的偶次谐波；
对所述含有基频信号的奇次谐波和所述含有基频信号的偶次谐波的幅值进行调整后相加，得到含有基频信号的多次谐波分量；
将所述低频信号进行延迟处理后进行增益处理，并将增益处理后的信号与所述含有基频信号的多次谐波分量相减，得到多次谐波信号；
将所述多次谐波信号进行增益处理后进行低通滤波，得到低频谐波信号；
将所述高频信号进行延迟处理后和所述低频谐波信号进行叠加，得到音频输出信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述低频信号生成含有基频信号的奇次谐波和含有基频信号的偶次谐波，包括：
采用整流器对所述低频信号进行处理，生成含有基频信号的偶次谐波为：
Figure QLYQS_1
；
Figure QLYQS_2
；
其中，
Figure QLYQS_3
为低频信号的第n帧信号，/>
Figure QLYQS_4
是求绝对值运算，/>
Figure QLYQS_5
为偶次谐波幅值调整参数，/>
Figure QLYQS_6
为第n帧含有基频信号的偶次谐波，/>
Figure QLYQS_7
为幅值调整后的第n帧含有基频信号的偶次谐波；
采用限幅器对所述低频信号进行处理，生成含有基频信号的奇次谐波。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采用限幅器对所述低频信号进行处理，生成含有基频信号的奇次谐波为：
Figure QLYQS_8
；
其中，
Figure QLYQS_9
为低频信号的第n帧信号，/>
Figure QLYQS_10
为第n帧含有基频信号的奇次谐波，
Figure QLYQS_11
是求绝对值运算，/>
Figure QLYQS_12
为限幅器的阈值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述含有基频信号的奇次谐波和所述含有基频信号的偶次谐波的幅值进行调整后相加，得到含有基频信号的多次谐波分量，包括：
设置奇次谐波幅值调整参数和偶次谐波幅值调整参数；
根据所述奇次谐波幅值调整参数对所述含有基频信号的奇次谐波进行幅值调整，得到幅值调整后的含有基频信号的奇次谐波为：
Figure QLYQS_13
；
其中，
Figure QLYQS_14
为幅值调整后的含有基频信号的奇次谐波，/>
Figure QLYQS_15
为第n帧含有基频信号的奇次谐波，/>
Figure QLYQS_16
为奇次谐波幅值调整参数；
根据所述偶次谐波幅值调整参数对所述含有基频信号的偶次谐波进行幅值调整，得到幅值调整后的含有基频信号的偶次谐波为：
Figure QLYQS_17
；
其中，
Figure QLYQS_18
为幅值调整后的含有基频信号的偶次谐波，/>
Figure QLYQS_19
为第n帧含有基频信号的偶次谐波，/>
Figure QLYQS_20
为偶次谐波幅值调整参数；
将幅值调整后的含有基频信号的奇次谐波和幅值调整后的含有基频信号的偶次谐波相加，得到包含基频信号的多次谐波信号。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述奇次谐波幅值调整参数和所述偶次谐波幅值调整参数是根据基波幅值与2次谐波幅值的比例和基波幅值与3次谐波幅值的比例的比值进行调整的；所述基波幅值与2次谐波幅值的比例为：
Figure QLYQS_21
；
其中，
Figure QLYQS_22
为基波幅值与2次谐波幅值的比例；/>
Figure QLYQS_23
为2次谐波的声压级-响度扩展比率；/>
Figure QLYQS_24
为频率为/>
Figure QLYQS_25
的信号的声压级-响度扩展比率；
所述基波幅值与3次谐波幅值的比例为：
Figure QLYQS_26
；
其中，
Figure QLYQS_27
为基波幅值与3次谐波幅值的比例；/>
Figure QLYQS_28
为3次谐波的声压级-响度扩展比率。
6.一种基于听觉感知的虚拟低音装置，其特征在于，所述装置包括：高低频信号分离模块、第一延迟模块、谐波发生器、第一增益控制器、第二低通滤波器以及加法器；
所述高低频信号分离模块包括高通滤波器和低通滤波器，用于将接收的音频输入信号分别采用所述高通滤波器和所述低通滤波器进行滤波处理，得到高频信号和低频信号，并将所述高频信号输入至所述延迟模块，将所述低频信号输入至所述谐波发生器；
所述第一延迟模块，用于将所述高频信号进行延迟，得到延迟高频信号；
所述谐波发生器，用于根据所述低频信号生成含有基频信号的奇次谐波和含有基频信号的偶次谐波，并对所述含有基频信号的奇次谐波和所述含有基频信号的偶次谐波的幅值进行调整后相加，得到多次谐波分量，然后将所述低频信号进行延迟后进行增益处理，并将增益处理后的信号与所述多次谐波分量相减，得到多次谐波信号，并将所述多次谐波信号输入至所述第一增益控制器；
所述第一增益控制器，用于对所述多次谐波进行增益处理，并输出增益处理后的多次谐波信号至所述第二低通滤波器；
所述第二低通滤波器，用于对增益处理后的多次谐波信号进行低通滤波，并将得到的低频谐波信号输入至所述加法器；
所述加法器，用于对接收的所述延迟高频信号和所述低频谐波信号相加，得到音频输出信号。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述谐波发生器包括第二延迟模块、第二增益控制器、偶次谐波发生器、奇次谐波发生器、奇偶次谐波比例控制器、第一加法器以及减法器；
所述第二延迟模块，用于对所述低频信号进行延迟，并输出延迟低频信号至所述第二增益控制器；
所述第二增益控制器，用于对所述延迟低频信号进行增益处理，并将增益处理后的延迟低频信号输入至所述减法器；
所述偶次谐波发生器，用于采用整流器对所述低频信号进行处理，输出含有基频信号的偶次谐波至所述奇偶次谐波比例控制器；
所述奇次谐波发发生器，用于采用限幅器对所述低频信号进行处理，输出含有基频信号的奇次谐波至所述奇偶次谐波比例控制器；
所述奇偶次谐波比例控制器，用于对所述奇次谐波发生器的输出信号和所述偶次谐波发生器的输出信号的幅值进行调整，输出调整后的所述奇次谐波发生器的输出信号和调整后的所述偶次谐波发生器的输出信号至所述第一加法器；
所述第一加法器，用于将调整后的所述奇次谐波发生器的输出信号和调整后的所述偶次谐波发生器的输出信号进行相加，输出相加后的信号至所述减法器；
所述减法器，用于将增益处理后的延迟低频信号与所述加法器的输出信号相减，输出多次谐波信号至第一增益控制器。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述奇偶次谐波比例控制器，还用于设置奇次谐波幅值调整参数和偶次谐波幅值调整参数；根据所述奇次谐波幅值调整参数和所述偶次谐波幅值调整参数分别对所述奇次谐波发生器的输出信号和所述偶次谐波发生器的输出信号进行幅值调整，得到幅值调整后的所述奇次谐波发生器的输出信号和幅值调整后的所述偶次谐波发生器的输出信号，并将幅值调整后的所述奇次谐波发生器的输出信号和幅值调整后的所述偶次谐波发生器的输出信号相加，并将相加后的信号与增益处理后的延时低频信号相减，得到多次谐波分量。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述奇次谐波幅值调整参数和所述偶次谐波幅值调整参数是根据基波幅值与2次谐波幅值的比例和基波幅值与3次谐波幅值的比例的比值进行调整的；所述基波幅值与2次谐波幅值的比例为：
Figure QLYQS_29
；
其中，
Figure QLYQS_30
为基波幅值与2次谐波幅值的比例；/>
Figure QLYQS_31
为2次谐波的声压级-响度扩展比率；/>
Figure QLYQS_32
为频率为/>
Figure QLYQS_33
的信号的声压级-响度扩展比率；
所述基波幅值与3次谐波幅值的比例为：
Figure QLYQS_34
；
其中，
Figure QLYQS_35
为基波幅值与3次谐波幅值的比例；/>
Figure QLYQS_36
为3次谐波的声压级-响度扩展比率。
10.一种扬声器系统，其特征在于，所述扬声器系统包括如权利要求6-9任一项所述的基于听觉感知的虚拟低音装置。
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