CN117354673A - 虚拟低音增强方法、系统及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种虚拟低音增强方法、系统及电子设备，其中，虚拟低音增强方法包括：对音频信号进行第一滤波处理，得到第一信号；由所述音频信号得到目标频段谐波信号；在所述目标频段谐波信号中选取至少一种子谐波，得到目标子谐波；将所述目标子谐波加入所述第一信号，得到输出信号。本申请通过将目标子谐波加入所述第一信号，可精准复现出音频信号中低频信号的听感。

Description

虚拟低音增强方法、系统及电子设备

技术领域

本申请涉及信号处理技术领域，具体涉及一种虚拟低音增强方法、系统及电子设备。

背景技术

微型音频装置广泛应用于小型电子产品。由于微型音频装置的截止频率比较高，导致其低频响应效果不好，在听感上主要表现为声音的厚实度不够。为解决该问题通常采用虚拟低音增强方法，即选择音频信号中的低频信号生成谐波信号，通过谐波信号组合成低频信号，从而虚拟构造出低频信号的听感，以此提升低频的厚实度。

但是，现有技术中，通过谐波信号组合成低频信号的时候，容易导致无法精准复现低频信号的听感。

发明内容

鉴于此，本申请提供一种虚拟低音增强方法，以解决传统方案通过谐波信号组合成低频信号的时候，容易导致无法精准复现低频信号的听感的问题。

本申请提供的一种虚拟低音增强方法，包括：

对音频信号进行第一滤波处理，得到第一信号；

由所述音频信号得到目标频段谐波信号；

在所述目标频段谐波信号中选取至少一种子谐波，得到目标子谐波；

将所述目标子谐波加入所述第一信号，得到输出信号。

可选的，所述第一滤波处理包括高通滤波处理。

可选的，所述目标频段谐波信号至少包括低音音频信号；所述低音音频信号的频率位于音频装置的截止频率以上和/或以下的第一范围内。

可选的，所述由所述音频信号得到目标频段谐波信号，包括：对所述音频信号进行第二滤波处理，得到所述目标频段音频信号；对所述目标频段音频信号进行分帧处理得到分帧信号；根据所述分帧信号生成所述目标频段谐波信号。

可选的，所述对所述音频信号进行第二滤波处理，包括：通过带通滤波器接收所述音频信号，对所述音频信号进行带通滤波处理。

可选的，所述将所述目标子谐波加入所述第一信号，包括：动态调整所述目标子谐波之间的加权系数；根据所述加权系数组合所述目标子谐波，得到第二信号；将所述第二信号叠加至所述第一信号。

可选的，所述目标子谐波包括多种子谐波；所述加权系数的动态调整过程包括：获取所述目标频段音频信号的目标响度；根据所述目标响度调整所述加权系数，以使所述第二信号中各种子谐波的总响度与所述目标响度保持一致。

可选的，所述根据所述目标响度调整所述加权系数，包括：根据等响度曲线，调整所述各种子谐波的系数，在所述各种子谐波采用对应系数加权后的总响度等于所述目标响度时，根据所述各种子谐波当前的系数确定对应的加权系数。

可选的，所述目标子谐波包括：二次子谐波、三次子谐波和四次子谐波。

可选的，所述目标子谐波通过第一谐波模型或者第二谐波模型表征；所述第一谐波模型为：Y＝a1*x^2+b1*x^3+c1*x^4，所述第二谐波模型为：Y＝a2*x^2+b2*x^3+c2*x^4+|x|，其中a1表示第一谐波模型的二次子谐波系数，b1表示第一谐波模型的三次子谐波系数，c1表示第一谐波模型的四次子谐波系数，a2表示第二谐波模型的二次子谐波系数，b2表示第二谐波模型的三次子谐波系数，c2表示第二谐波模型的四次子谐波系数，x表示目标频段音频信号，|x|用于生成全频带的偶次子谐波。

可选的，在将所述目标子谐波加入所述第一信号之前，所述虚拟低音增强方法还包括：对所述第一信号和所述目标子谐波的关联信号中的至少一种信号进行相位调节，以缩小所述第一信号和所述目标子谐波之间的相位差，所述关联信号包括产生所述目标子谐波的信号和根据所述目标子谐波得到的信号中的至少一种信号。

可选的，所述关联信号的相位调节过程包括：获取所述第一信号和所述关联信号的相位差；根据所述相位差调节全通滤波器的参数，通过参数调节后的所述全通滤波器对所述关联信号进行滤波处理，以缩小滤波处理后的关联信号和所述第一信号之间的相位差。

本申请还提供一种虚拟低音增强系统，包括：

滤波模块，用于对音频信号进行第一滤波处理，得到第一信号；

谐波生成模块，用于由所述音频信号得到目标频段谐波信号；

选取模块，用于在所述目标频段谐波信号中选取至少一种子谐波，得到目标子谐波；

加入模块，用于将所述目标子谐波加入所述第一信号，得到输出信号。

可选的，上述虚拟低音增强系统还包括相位调节模块；所述相位调节模块用于对所述第一信号和所述目标子谐波的关联信号中的至少一种信号进行相位调节，以缩小所述第一信号和所述目标子谐波之间的相位差，所述关联信号包括产生所述目标子谐波的信号和根据所述目标子谐波得到的信号中的至少一种信号。

可选的，所述谐波生成模块包括带通滤波器、分帧单元和谐波生成单元；所述带通滤波器用于接收所述音频信号，对所述音频信号进行第二滤波处理，得到所述目标频段音频信号；所述分帧单元，连接至所述带通滤波器，对所述目标频段音频信号进行分帧处理得到分帧信号；所述谐波生成单元，连接至所述分帧单元，根据所述分帧信号生成所述目标频段谐波信号。

本申请还提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器内存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，执行上述中任一项所述的虚拟低音增强方法。

本申请上述的虚拟低音增强方法，在音频信号中选择需要增强的部分产生目标频段谐波信号，选取目标频段谐波信号中的部分目标子谐波，该目标子谐波可以包括需要增强的目标频段的音频信号，将目标子谐波加入第一信号，可以得到目标频段被增强的完整的输出信号，使输出信号复现低频信号的听感。

进一步的，本申请动态调整目标子谐波之间的加权系数，组合目标子谐波，得到第二信号；再将第二信号叠加至第一信号，以实时调节不同目标子谐波之间的大小比例，使不同目标子谐波的组合可精准复现出音频信号中低频信号的听感，再和第一信号结合，从而得到对目标频段增强的整个音频信号，其中，目标频段信号选择为低频信号即可实现低音增强。

进一步的，通过等响度曲线实时调整各个所述目标子谐波的可变系数，使复现出来的音频和人耳的听觉对接，能够使所复原的基波听感与原始基波的听感更接近。

进一步的，选取二次子谐波、三次子谐波、四次子谐波以及偶次子谐波建立谐波模型，通过多次子谐波的组合复现出来的音频信号更真实。

减小第一信号和第二信号的相位差，优化了两者之间的相位问题，解决了增强部分和原音频信号由于相位差而清晰度的问题，在解决精准性的问题的同时提高了清晰度，从而增强了虚拟低音的效果。

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是本申请一实施例的虚拟低音增强方法的流程示意图；

图2是为本申请一实施例的虚拟低音增强方法的由所述音频信号得到目标频段谐波信号的流程示意图；

图3是本申请一实施例的虚拟低音增强方法的由所述音频信号得到目标频段谐波信号的信号转换图；

图4是本申请一实施例的目标频段的示意图；

图5是本申请一实施例的为人耳接收声音的等响度曲线；

图6是本申请一实施例的带有相位调节的虚拟低音增强方法的流程示意图；

图7是本申请另一实施例的带有相位调节的虚拟低音增强方法的流程示意图；

图8是为本申请一实施例的虚拟低音增强系统的结构示意图；

图9是为本申请另一实施例的虚拟低音增强系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。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。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。

请参阅图1，为本申请一实施例的虚拟低音增强方法的流程示意图。

该实施例的虚拟低音增强方法，包括：

步骤S11.对音频信号进行第一滤波处理，得到第一信号。第一滤波处理用于过滤掉所述音频信号中特定频段的信号，从而得到第一信号。

步骤S12.由所述音频信号得到目标频段谐波信号。目标频段谐波信号即为音频信号中需要增强的那部分产生的谐波信号。需要增强的那部分可选择低音信号。

步骤S13.在所述目标频段谐波信号中选取至少一种子谐波，得到目标子谐波。目标子谐波的种类可以依据目标频段谐波信号的频段等特征以及对应虚拟低音增强的目标和/或精度等因素设定。一般情况下，由音频信号产生的目标频段谐波信号有很多，例如，频率为300Hz的音频信号，产生的二次子谐波为600Hz，三次子谐波为900Hz，四次子谐波为1200Hz，五次子谐波为1500Hz，等等。由于选取的子谐波越多，计算量和处理难度越大，用全部子谐波构成目标子谐波将产生相对复杂的数据处理过程，并不现实，因此可以从中选取一部分子谐波作为目标子谐波，以使目标子谐波包括音频信号中有效的虚拟低音信息。

步骤S14.将所述目标子谐波加入所述第一信号，得到输出信号。第一信号为缺失特定频段的音频信号，目标子谐波可以包括需要增强的目标频段的音频信号，当所述特定频段和所述目标频段的频率重合的时候，将两者拼接起来，可以得到目标频段被增强的完整的输出信号。此处加入可以表示将两个不完整的信号拼接成一个完整的信号，步骤S14可以通过拼接、组合、叠加或者组合等方式将述目标子谐波加入第一信号，使得到的输出信号中目标频段被增强。

进一步的，在步骤S11中，所述第一滤波处理包括高通滤波处理。在该实施例中，在目标频段谐波信号中选取得到的目标子谐波为目标频段的低频信号。为了和目标子谐波匹配，正常情况下，第一信号应该是过滤掉该目标频段的音频信号，才可以和第二信号拼接结合成完整的输出信号。但是，小于所述目标频段的音频信号即使存在也无法被听到，因此，本实施例的第一滤波处理采用高通滤波，不仅过滤掉目标频段的音频信号，还过滤掉小于目标频段的音频信号，使第一信号中只留下频率大于目标频段的音频信号即可。一方面，在第一滤波时只需要设置滤除的信号频率上限参数即可，而非上、下限两个参数，简化了滤波的程序；另一方面，滤除小于目标频段的信号还有助于节省功耗。

进一步的，请参阅图2，由所述音频信号得到目标频段谐波信号的流程示意图。

在步骤S12中，由所述音频信号得到目标频段谐波信号的方法包括：

步骤S121.对所述音频信号进行第二滤波处理，得到所述目标频段音频信号。

步骤122.对所述目标频段音频信号进行分帧处理得到分帧信号。

步骤123.根据所述分帧信号生成所述目标频段谐波信号。

分帧处理是音频信号处理领域的公知常识，在此不做赘述。为进一步展示信号变化的过程，请参阅图3，为根据音频信号得到目标频段谐波信号的信号转换图。

请参阅图4，为在一种实施例中的目标频段的示意图。

在步骤S121中，所述目标频段谐波信号至少包括低音音频信号；所述低音音频信号的频率位于音频装置的截止频率以上和/或以下的第一范围内。第一范围可以依据对应音频装置的配置特征等因素设定。

在不同的音频装置中，由于截止频率不同，所以低音音频信号的标准也不相同。在本实施例中，截止频率以上一定范围内的音频信号可以被复现，但听感不强，所以可以对截止频率以上一定范围内的音频信号进行增强。

截止频率以下一定范围内的音频信号难以被复现，但是通过虚拟低音增强，则可能被复现出来，从而增加音频信号的厚实感。但是低于截止频率一定范围的音频信号，难以被复现，因此该频段不能作为目标频段。

在一种实施例中，在步骤S121中，为了提高选取目标频段音频信号的便捷性，所述对所述音频信号进行第二滤波处理，包括：通过带通滤波器接收所述音频信号，对所述音频信号进行带通滤波处理，以得到目标频段音频信号，该目标频段音频信号可以包括原始的音频信号中的虚拟成分。在该实施例中，通过给带通滤波器配置合适的参数，可使带通滤波器过滤掉大于目标频段和小于目标频段的信号，从而只留下目标频段的音频信号。

在一种实施例中，在图1所示的步骤S13中，所述目标子谐波包括：二次子谐波、三次子谐波和四次子谐波。发明人通过研究发现，目标子谐波的数量小于三个时，组合出来的声音精准度还有一定的提升空间；当目标子谐波的数量大于三个时，计算量和复杂度增加。因此，选取二次子谐波、三次子谐波和四次子谐波作为目标子谐波，可以在精准度和简洁性之间找到的平衡

发明人还发现，传统方案通过谐波信号组合成低频信号的时候，各个谐波信号之间的比例是固定的，因而无法精准复现低频信号的听感。

针对上述问题，在一种实施例中，在图1所示的步骤S14中，所述将所述目标子谐波加入所述第一信号，包括：

动态调整所述目标子谐波之间的加权系数；

根据所述加权系数组合所述目标子谐波，得到第二信号；

将所述第二信号叠加至所述第一信号。

本实施例通过动态调整目标子谐波之间的加权系数，例如在目标子谐波包括多种子谐波时，动态调整各种子谐波分别对应的加权系数，可以实时调节目标子谐波中各种子谐波之间的大小比例，将各种子谐波组合得到第二信号；该第二信号可以表征目标子谐波复现出来的被增强的目标频段的音频信号，将第二信号叠加至第一信号，所得到的输出信号在目标频段得到有效增强，进而精准复现出目标频段的音频信号的听感。

可选的，根据加权系数组合目标子谐波的方式可以依据目标子谐波所包括子谐波的种类数等特征确定，例如在目标子谐波包括多种子谐波时，可以按照对应的加权系数对各种子谐波进行加权求和等等，以将多种子谐波按照比例进行叠加，达到实时调节各种子谐波之间大小比例的目的，进而可精准复现出目标频段对应的音频信号的听感。

在一个示例中，所述目标子谐波包括多种子谐波，以提高目标子谐波的有效性，从而提高后续虚拟低音增强的精度。所述加权系数的动态调整过程包括：获取所述目标频段音频信号的目标响度；根据所述目标响度调整所述加权系数，以使所述第二信号中各种子谐波的总响度与所述目标响度保持一致，从而保证所采用的加权系数的准确性。这里第二信号的总响度与目标响度一致可以包括：第二信号的总响度等于目标响度，或者第二信号的总响度在目标响度的第二范围以内；第二范围可以包括以目标响度为中心的响度范围。

在一个示例中，所述根据所述目标响度调整所述加权系数，包括：根据等响度曲线，调整所述各种子谐波的系数，在所述各种子谐波采用对应系数加权后的总响度等于所述目标响度时，根据所述各种子谐波当前的系数确定对应的加权系数，以在采用加权系数组合目标子谐波得到第二信号之后，第二信号的总响度与目标响度保持一致。

可选的，上述示例可以基于等响度曲线构建对应的调节模型，以采用调节模型实时调节各种子谐波的系数，将各种子谐波的系数调至加权系数，达到提高系数调节过程灵活性的目的。

在一种实施例中，所述目标子谐波通过第一谐波模型或者第二谐波模型表征；所述第一谐波模型为：Y＝a1*x^2+b1*x^3+c1*x^4，所述第二谐波模型为：Y＝a2*x^2+b2*x^3+c2*x^4+|x|，其中a1表示第一谐波模型的二次子谐波系数，b1表示第一谐波模型的三次子谐波系数，c1表示第一谐波模型的四次子谐波系数，a2表示第二谐波模型的二次子谐波系数，b2表示第二谐波模型的三次子谐波系数，c2表示第二谐波模型的四次子谐波系数，x表示目标频段音频信号，|x|用于表征或者生成全频带的偶次子谐波。本实施例可以通过第一谐波模型或者第二谐波模型量化各次子谐波系数，从而得到更加精准的目标子谐波。

具体的，第一谐波模型和第二谐波模型中，各次子谐波系数的大小代表在合成的第二信号的过程中，对应的各种子谐波的多少，各次子谐波系数的“系数”表示各种子谐波可以被量化，因此具有被精准调控的基础。上述各次子谐波系数也可以称为可变系数，其中“可变”表示对应子谐波可以被改变。在总数不变的情况下，各个子谐波的多少可以为对应的比例。

具体的，第二谐波模型中，|x|表征用于生成全频带的偶次子谐波。采用|x|生成全频带的偶次子谐波，可对合成的第二信号进行润色，使生成的谐波成分更柔和，更加厚实，从而使后续得到的输出信号具有更好的听感。可选的，通过二次子谐波和三次子谐波作为目标子谐波来进行示例性的说明：只通过二次子谐波和三次子谐波来结合得到第二信号时。二次子谐波有1份，三次子谐波放4份，则二次子谐波的比例为20％，三次子谐波的比例为80％。对应可变系数的可变性体现在二次子谐波可以变化为1.5份，三次子谐波放3.5份。可以理解的是，上述的比例仅作为示例性说明，而并非是对方案的限制。可选的，可变系数可通过多种方式来调节，例如预先设置随时间而变化的系数，以简化对应的调节过程；又例如采用基于等响度曲线构建对应的调节模型进行调节，以提高调节过程的灵活性和复现精准度等等。

在一个示例中，请参阅图5，为采用的人耳接收声音的等响度曲线。在该实施例中，描述响度相等的条件下声压级与频率的关系曲线称为等响度曲线，是重要的听觉特征之一。等响度曲线是一个统计曲线，考虑了人群的听觉特征。请参阅图5，图中每条曲线上每个点对应的频率和声压级是不相同的，但人耳感觉到的响应却是一样，每条曲线上注有一个数字，为响度单位。在响度相同的情况下，输入一个频率值，即可得到一个相应的声压级，本实施例中，声压级对应的数值即为可变系数。

例如：目标频段音频信号的频率为300，声压级为29dB时，响度为20方。在响度为20方的情况下，输入二次子谐波的频率为600Hz，则输出声压级为23dB；输入三次子谐波的频率为900Hz，则输出声压级为20dB；输入四次子谐波的频率为1200Hz，则输出声压级为21dB。因此二次子谐波、三次子谐波和四次子谐波的对应的可变系数分别为23、20、21。

在某一个时刻，目标频段音频信号的频率仍然为300，声压级为46dB时，响度为40方。在响度为40方的情况下，输入二次子谐波的频率为600Hz，则输出声压级为41dB；输入三次子谐波的频率为900Hz，则输出声压级为40dB；输入四次子谐波的频率为1200Hz，则输出声压级为41dB。因此二次子谐波、三次子谐波和四次子谐波的对应的可变系数分别变化为41、40、41。

本示例将音频信号和人的听觉进行对接，使包括多种子谐波的标子谐波能够更精准的复现出符合人耳听觉的目标频段的音频信号。

上述的实施例通过改变目标子谐波中各种子谐波之间的比例，从而增强了目标子谐波生成第二信号的精准性。但是，由于输出信号是由第一信号和第二信号结合而成，而第一信号和第二信号都至少经过了滤波处理，在滤波过程中，两者之间会出现相位差，相位差的存在会使结合出来的输出信号产生清晰度的问题。

所以，为了进一步提高虚拟低音增强的效果，在增强了第二信号的精准性的基础上，再进行相位调节，以缩小所述第二信号和所述第一信号之间的相位差，进一步提高后续所得输出信号的质量和对应的播放效果。

请参阅图6，为本发明另一实施例的带有相位调节的虚拟低音增强方法的流程示意图。其中S21、S22、S23、S24分别对应于S11、S12、S13、S14。在此不做赘述。

该实施例中，在将所述目标子谐波加入所述第一信号之前，所述虚拟低音增强方法还包括：步骤S25，对所述第一信号和所述目标子谐波的关联信号中的至少一种信号进行相位调节，以缩小所述第一信号和所述目标子谐波之间的相位差，所述关联信号包括产生所述目标子谐波的信号和根据所述目标子谐波得到的信号中的至少一种信号，例如关联信号可以包括目标频段音频信号、分帧信号、目标频段谐波信号、第二信号中的至少一种信号。

可选的，对所述第一信号和所述目标子谐波的关联信号中的至少一种信号进行相位调，包括：对第一信号进行相位调节；对目标子谐波的关联信号中的至少一种信号进行相位调节；或者同时对第一信号和关联信号进行相位调节。

具体的，第一信号的相位调节过程可以包括：分别检测所述第一信号和所述第二信号的相位；根据所述第一信号和所述第二信号之间的相位差，调节全通滤波器的参数，通过所述全通滤波器过滤所述第一信号，以缩小所述第二信号和所述第一信号之间的相位差。

具体的，关联信号的相位调节过程包括：获取所述第一信号和所述关联信号的相位差；根据所述相位差调节全通滤波器的参数，通过参数调节后的所述全通滤波器对所述关联信号进行滤波处理，以缩小滤波处理后的关联信号和所述第一信号之间的相位差。

请参阅图7，为本申请另一实施例的带有相位调节的虚拟低音增强方法的流程示意图。其中，其中S31、S32、S33、S34分别对应于图1中的S11、S12、S13、S14。并且，S32包括S321、S322、S323，分别对应于图2中所述的S121、S122、S123。在此不做赘述。

该实施例中，所述虚拟低音增强方法还包括步骤S35，选择所述目标频段音频信号、所述分帧信号、所述目标频段谐波信号、所述第二信号中的至少一种信号作为目标子谐波的关联信号，也可以称为待调节信号，对所述待调节信号进行相位调节，以缩小所述第二信号和所述第一信号之间的相位差。

在该实施例中，在四种可作为待调节信号的信号中，直接调节第二信号的相位的效果最优，而调节目标频段音频信号、所述分帧信号或所述目标频段谐波信号，是为了间接调节第二信号的相位，最终目的都是为了缩小第二信号和第一信号之间的相位差。

可以理解的是，也可以同时选择两种、三种或四种信号作为待调节信号，对每一种信号都进行相位调节，从而最终缩小第二信号和第一信号之间的相位差。此实施方法显然也在本方案的保护范围之内。

具体的，对所述待调节信号进行相位调节的方法包括：分别检测所述第一信号和所述待调节信号的相位；根据所述第一信号和所述待调节信号之间的相位差，调节全通滤波器的参数，通过所述全通滤波器过滤所述待调节信号，以缩小所述第二信号和所述第一信号之间的相位差。

在该实施例中，检测所述第一信号和所述待调节信号的相位为本领域的公知常识，在此不做赘述。全通滤波器具有调节相位的功能，这是其本身功能决定的，故不做赘述。本实施方法期望达到的理想效果是消除所述第一信号和所述待调节信号的相位差，从而提高输出信号的清晰度。

在上述方法实施例的基础上，请参阅图8，为本申请一实施例的虚拟低音增强系统的结构示意图。上述虚拟低音增强系统包括滤波模块41、谐波生成模块42、选取模块43和加入模块44。

滤波模块41，用于对音频信号进行第一滤波处理，得到第一信号；

谐波生成模块42，用于由所述音频信号得到目标频段谐波信号；

选取模块43，用于在所述目标频段谐波信号中选取至少一种子谐波，得到目标子谐波；

加入模块44，用于将所述目标子谐波加入所述第一信号，得到输出信号。

关于虚拟低音增强系统的具体限定可以参见上文中对于虚拟低音增强方法的限定，在此不再赘述。上述虚拟低音增强系统中的各个单元可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各单元可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的运算模块中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于运算模块调用执行以上各个单元对应的操作。

其中，请参阅图9，为本申请另一实施例的虚拟低音增强系统的结构示意图。上述虚拟低音增强系统还包括相位调节模块45，所述相位调节模块45用于对所述第一信号和所述目标子谐波的关联信号中的至少一种信号进行相位调节，以缩小所述第一信号和所述目标子谐波之间的相位差，所述关联信号包括产生所述目标子谐波的信号和根据所述目标子谐波得到的信号中的至少一种信号。

所述相位调节模块45可以连接于所述加入模块44，将相位调节后的信号输出到加入模块44，以提高后续输出信号的清晰度。

可选的，所述谐波生成模块包括带通滤波器、分帧单元和谐波生成单元；

所述带通滤波器用于接收所述音频信号，对所述音频信号进行第二滤波处理，得到所述目标频段音频信号；

所述分帧单元，连接至所述带通滤波器，对所述目标频段音频信号进行分帧处理得到分帧信号；

所述谐波生成单元，连接至所述分帧单元，根据所述分帧信号生成所述目标频段谐波信号。

本申请还提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器内存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，执行上述的虚拟低音增强方法的中步骤。

本电子设备可对低频的音频信号进行增强，同时，可使增强的低频音频信号更加精准和清晰，从而优化了本电子设备的音频处理功能。

尽管已经相对于一个或多个实现方式示出并描述了本申请，但是本领域技术人员基于对本说明书和附图的阅读和理解将会想到等价变型和修改。本申请包括所有这样的修改和变型，并且仅由所附权利要求的范围限制。特别地关于由上述组件执行的各种功能，用于描述这样的组件的术语旨在对应于执行所述组件的指定功能(例如其在功能上是等价的)的任意组件(除非另外指示)，即使在结构上与执行本文所示的本说明书的示范性实现方式中的功能的公开结构不等同。

即，以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

另外，在本申请的描述中，需要理解的是，对于特性相同或相似的结构元件，本申请可采用相同或者不相同的标号进行标识。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，“示例性”一词是用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何一个实施例不一定被解释为比其它实施例更加优选或更加具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本申请，本申请给出了以上描述。在以上描述中，为了解释的目的而列出了各个细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本申请。在其它实施例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本申请的描述变得晦涩。因此，本申请并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

Claims (16)

1.一种虚拟低音增强方法，其特征在于，包括：

对音频信号进行第一滤波处理，得到第一信号；

由所述音频信号得到目标频段谐波信号；

在所述目标频段谐波信号中选取至少一种子谐波，得到目标子谐波；

将所述目标子谐波加入所述第一信号，得到输出信号。

2.根据权利要求1所述的虚拟低音增强方法，其特征在于，所述第一滤波处理包括高通滤波处理。

3.根据权利要求1所述的虚拟低音增强方法，其特征在于，所述目标频段谐波信号至少包括低音音频信号；

所述低音音频信号的频率位于音频装置的截止频率以上和/或以下的第一范围内。

4.根据权利要求1所述的虚拟低音增强方法，其特征在于，所述由所述音频信号得到目标频段谐波信号，包括：

对所述音频信号进行第二滤波处理，得到所述目标频段音频信号；

对所述目标频段音频信号进行分帧处理得到分帧信号；

根据所述分帧信号生成所述目标频段谐波信号。

5.根据权利要求4所述的虚拟低音增强方法，其特征在于，所述对所述音频信号进行第二滤波处理，包括：通过带通滤波器接收所述音频信号，对所述音频信号进行带通滤波处理。

6.根据权利要求1所述的虚拟低音增强方法，其特征在于，所述将所述目标子谐波加入所述第一信号，包括：

动态调整所述目标子谐波之间的加权系数；

根据所述加权系数组合所述目标子谐波，得到第二信号；

将所述第二信号叠加至所述第一信号。

7.根据权利要求6所述的虚拟低音增强方法，其特征在于，所述目标子谐波包括多种子谐波；

所述加权系数的动态调整过程包括：获取所述目标频段音频信号的目标响度；根据所述目标响度调整所述加权系数，以使所述第二信号中各种子谐波的总响度与所述目标响度保持一致。

8.根据权利要求7所述的虚拟低音增强方法，其特征在于，所述根据所述目标响度调整所述加权系数，包括：根据等响度曲线，调整所述各种子谐波的系数，在所述各种子谐波采用对应系数加权后的总响度等于所述目标响度时，根据所述各种子谐波当前的系数确定对应的加权系数。

9.根据权利要求8所述的虚拟低音增强方法，其特征在于，所述目标子谐波包括：二次子谐波、三次子谐波和四次子谐波。

10.根据权利要求7所述的虚拟低音增强方法，其特征在于，所述目标子谐波通过第一谐波模型或者第二谐波模型表征；

所述第一谐波模型为：Y＝a1*x^2+b1*x^3+c1*x^4，所述第二谐波模型为：Y＝a2*x^2+b2*x^3+c2*x^4+|x|，其中a1表示第一谐波模型的二次子谐波系数，b1表示第一谐波模型的三次子谐波系数，c1表示第一谐波模型的四次子谐波系数，a2表示第二谐波模型的二次子谐波系数，b2表示第二谐波模型的三次子谐波系数，c2表示第二谐波模型的四次子谐波系数，x表示目标频段音频信号，|x|用于生成全频带的偶次子谐波。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的虚拟低音增强方法，其特征在于，在将所述目标子谐波加入所述第一信号之前，所述虚拟低音增强方法还包括：

对所述第一信号和所述目标子谐波的关联信号中的至少一种信号进行相位调节，以缩小所述第一信号和所述目标子谐波之间的相位差，所述关联信号包括产生所述目标子谐波的信号和根据所述目标子谐波得到的信号中的至少一种信号。

12.根据权利要求11所述的虚拟低音增强方法，其特征在于，所述关联信号的相位调节过程包括：

获取所述第一信号和所述关联信号的相位差；

根据所述相位差调节全通滤波器的参数，通过参数调节后的所述全通滤波器对所述关联信号进行滤波处理，以缩小滤波处理后的关联信号和所述第一信号之间的相位差。

13.一种虚拟低音增强系统，其特征在于，包括：

滤波模块，用于对音频信号进行第一滤波处理，得到第一信号；

谐波生成模块，用于由所述音频信号得到目标频段谐波信号；

选取模块，用于在所述目标频段谐波信号中选取至少一种子谐波，得到目标子谐波；

加入模块，用于将所述目标子谐波加入所述第一信号，得到输出信号。

14.根据权利要求13所述的虚拟低音增强系统，其特征在于，还包括相位调节模块；

所述相位调节模块用于对所述第一信号和所述目标子谐波的关联信号中的至少一种信号进行相位调节，以缩小所述第一信号和所述目标子谐波之间的相位差，所述关联信号包括产生所述目标子谐波的信号和根据所述目标子谐波得到的信号中的至少一种信号。

15.根据权利要求13所述的虚拟低音增强系统，其特征在于，所述谐波生成模块包括带通滤波器、分帧单元和谐波生成单元；

所述带通滤波器用于接收所述音频信号，对所述音频信号进行第二滤波处理，得到所述目标频段音频信号；

所述分帧单元，连接至所述带通滤波器，对所述目标频段音频信号进行分帧处理得到分帧信号；

所述谐波生成单元，连接至所述分帧单元，根据所述分帧信号生成所述目标频段谐波信号。

16.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器内存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，执行如权利要求1至12中任一项所述的虚拟低音增强方法。