低音增强系统及其控制方法

低音增强系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及音频信号处理技术，特别涉及低音增强系统及其控制方法。
【背景技术】
[0002]根据人耳的听觉特性，从人们绘制出的等响曲线图中可以看出，音频信号频率越低，人耳就越难感觉的到。
[0003]所以研发人员一直在寻找提升低音的方法，目前提升低音的方式主要有两种:第一种是利用均衡器来提升低音；第二种是通过虚拟低音增强的方式，一般采用MaxxBass算法或VB Phase Vocoder算法，二者都是利用“基音缺失”现象来让听众在没有基音只有一系列谐波的情况下产生一种对基音的幻觉。
[0004]上述的方法中，利用均衡器是最简单的方式，用均衡器固然能提升低频，但是这样做会增加低频功耗，降低扬声器的使用寿命。利用虚拟低音增强的方法固然好，但是信号处理过程太过复杂，算法处理速度太慢，不易在数字处理芯片DSP上实现。
[0005]因而现有技术还有待改进和提尚。

【发明内容】

[0006]鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种低音增强系统及其控制方法，能增加音频信号中的低音。
[0007]为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案:
一种低音增强系统，其包括:低通滤波器、第一混音器、延时模块、增益调节模块和第二混音器，由低通滤波器不断将原音频信号中的低频音频信号分离出来送入第一混音器中，低频音频信号经延时模块延时处理后送入增益调节模块中进行衰减处理，增益调节模块将衰减处理后的低频信号返回第一混音器中，由第一混音器将低通滤波器再次分离的低频音频信号与衰减处理后的低频信号混合后送入第二混音器和延时模块中；由第二混音器将原音频信号与混合后的混合信号叠加输出。
[0008]所述的低音增强系统中，所述延时模块再次延时混合后的混合信号，并经增益调节模块中进行衰减处理后返回第一混音器中。
[0009]所述的低音增强系统中，所述低通滤波器包括运算放大器、第一电阻、第二电阻、第一电容和第二电容，所述运算放大器的正输入端通过第二电阻连接第一电阻的一端和第二电容的一端、还通过第一电容接地；所述第一电阻的另一端为原音频信号输入端，第二电容的另一端和运算放大器的负输入端连接运算放大器的输出端，运算放大器的输出端连接第一混音器。
[0010]所述的低音增强系统中，所述第一电阻和第二电阻的阻值均为1.41千欧姆。
[0011]所述的低音增强系统中，所述第一电容的容值为luF。
[0012]所述的低音增强系统中，所述第二电容的容值为2uF。
[0013]一种低音增强系统的控制方法，其包括: A、由低通滤波器不断将原音频信号中的低频音频信号分离出来送入第一混音器中；
B、第一混音器将低频音频信号送入延时模块中，经延时模块延时处理后送入增益调节模块中进行衰减处理；
C、增益调节模块将衰减处理后的低频信号送入第一混音器中；
D、由第一混音器将低通滤波器再次分离的低频音频信号与衰减处理后的低频信号混合后生成混合信号送入第二混音器和延时模块中；
E、由第二混音器将原音频信号与混合信号叠加输出。
[0014]所述的控制方法中，所述步骤D还包括:
D1、所述延时模块将混合信号处理处理后送入增益调节模块中；
D2、增益调节模块对混合信号进行衰减处理后，执行步骤C。
[0015]相较于现有技术，本发明提供的低音增强系统及其控制方法，由低通滤波器不断将原音频信号中的低频音频信号分离出来送入第一混音器中，低频音频信号经延时模块延时处理后送入增益调节模块中进行衰减处理，增益调节模块将衰减处理后的低频信号返回第一混音器中，由第一混音器将低通滤波器再次分离的低频音频信号与衰减处理后的低频信号混合后送入第二混音器和延时模块中；由第二混音器将原音频信号与混合后的混合信号叠加输出，通过这种将低频信号分离出来，再经过延时、衰减处理反复叠加到原信号中去，从而实现了低音增强的效果。
【附图说明】
[0016]图1为本发明实施例提供的低音增强系统的结构示意图。
[0017]图2为本发明实施例提供的低音增强系统的信号示意图。
[0018]图3为本发明实施例提供的低音增强系统中低通滤波器的电路图。
[0019]图4为本发明实施例提供的低音增强系统的控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0020]本发明提供一种低音增强系统及其控制方法，使低频信号在作用于扬声器的时候，能够作用一次后，隔段时间再次作用，直到低频信号衰减到没有，而不是作用一次后就没有了，能过反复叠加的方法，增强低音，使人们能够感觉到低音的效果。
[0021]为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0022]请参阅图1和图2，其分别为本发明低音增强系统的结构示意图和信号示意图。本发明提供的低音增强系统，包括:低通滤波器10、第一混音器20、延时模块30、增益调节模块40和第二混音器50，所述低通滤波器10的输入端连接音频信号输入端，低通滤波器10的输出端连接第一混音器20的第一输入端，第一混音器20的输出端连接第二混音器50的第一输入端、还依次通过延时模块30、增益调节模块40连接第一混音器20的第二输入端，第二混音器50的第二输入端连接音频信号输入端，第二混音器50的输出端用于输出混合的音频信号。
[0023]本发明由低通滤波器10不断将原音频信号中的低频音频信号分离出来送入第一混音器20中，低频音频信号经延时模块30延时处理后送入增益调节模块40中进行衰减处理，增益调节模块40将衰减处理后的低频信号返回第一混音器20中，由第一混音器20将低通滤波器10再次分离的低频音频信号与衰减处理后的低频信号混合后送入第二混音器50和延时模块30中；由第二混音器50将原音频信号与混合后的混合信号叠加输出，通过这种将低频信号分离出来，再经过延时、衰减处理反复叠加到原信号中去，从而实现了低音增强的效果。
[0024]本发明的低音增强系统通过先用低通滤波器10把低频信号分离出来，再把低频信号延时一段时间后反复叠加到原音频信号中，来实现低音增强的效果。另外，在信号分离与混合的过程中，所述延时模块30再次对混合后的混合信号进行延时处理后送入增益调节模块40中，经增益调节模块40中进行衰减处理后返回第一混音器20中。
[0025]本发明实施例中，所述第一混合器混合之后的增益系数小于I，起到逐步衰减叠加低频信号的作用。
[0026]请一并参阅图3，所述低通滤波器10包括运算放大器Al、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容Cl和第二电容C2，所述运算放大器Al的正输入端通过第 二电阻R2连接第一电阻Rl的一端和第二电容C2的一端、还通过第一电容Cl接地；所述第一电阻Rl的另一端为原音频信号输入端，第二电容C2的另一端和运算放大器Al的负输入端连接运算放大器Al的输出端，运算放大器Al的输出端连接第一混音器20。
[0027]在所述低通滤波器10中，通过调节第一电阻Rl和第二电阻R2的阻值可以调整运算放大器Al的增益，通过调节第一电容Cl和第二电容C2的容值可以调整滤波处理的信号的幅度范围。具体实施时，所述第一电阻Rl和第二电阻R2的阻值均为1.41千欧姆，所述第一电容Cl的容值为luF，所述第二电容C2的容值为2uF，只根据需要设置两个电容容值，
使原音频信号中的低频音频信号滤出来。
[0028]本发明的低音增强系统中，低通滤波器10、第一混音器20、延时模块30、增益调节模块40和第二混音器50可以通过硬件，也可以通过软件实现，如果使用软件，可基于ADI公司的VisualDSP++和VisualAud1软件平台及SHARC DSP处理器硬件平台完成。为了更好的理解本发明，以下结合图1和图2对本发明的低音增强系统进行详细说明:
首先，原音频输入信号I经过低通滤波器10把低频音频信号2滤出来，再经过第一混音器20由第一混音器20的输出信号3，此时，由于经过第一混音器20只有低频音频信号2，因此第一混音器20输出的还是低频音频信号2。后续再次反复混合后的信号为混合信号3。
[0029]之后，信号3经过延时模块30延时一定时间后变成信号4，再经过增益调节模块40把这个延时后的信号4进行衰减进行变成低频信号5，再反馈送到第一混音器20中与低频音频信号2进行混合。
[0030]之后，将第一混音器的输出信号3和原输入信号I在第二混音器50进行混合叠加成信号6输出。经过这样的处理后，输出信号6里面就既包含了原音频信号1，同时也包含了低频信号5。本发明的最巧妙之处在于，低频音频信号2经过反馈回路能够反复叠加到输出信号6中。
[0031]本发明相应提供一种低音增强系统的控制方法，请参阅图4，其包括如下步骤: S100、由低通滤波器不断将原音频信号中的低频音频信号分离出来送入第一混音器中；
S200、第一混音器将低频音频信号送入延时模块中，经延时模块延时处理后送入增益调节模块中进行衰减处理；
S300、增益调节模块将衰减处理后的低频信号送入第一混音器中；
S400、由第一混音器将低通滤波器再次分离的低频音频信号与衰减处理后的低频信号混合后生成混合信号送入第二混音器和延时模块中；
S500、由第二混音器将原音频信号与混合信号叠加输出。
[0032]本发明通过上述将低频信号分离出来，再经过延时、衰减处理反复叠加到原信号中去，从而实现了低音增强的效果。具体请参阅上述实施例。
[0033]进一步的，所述步骤S400还包括:S401、所述延时模块将混合信号处理处理后送入增益调节模块中；S402、增益调节模块对混合信号进行衰减处理后，执行步骤S300。
[0034]综上所述，本发明提供的低音增强系统及其控制方法，仅需要一个低通滤波器模块，一个延时模块，一个增益调节模块和两个混音器，不需要很多的数据运算，便可以实现低音增强的效果。而且这些模块可以用数字处理芯片DSP很容易实现，不需耗费多大的DSP占用率，也不需占用多大的内存空间，处理速度快。在低成本的前提下，通过将低频信号分离出来，再经过延时、衰减处理反复叠加到原信号中去，从而实现了低音增强的效果。
[0035]可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种低音增强系统，其特征在于，包括:低通滤波器、第一混音器、延时模块、增益调节模块和第二混音器，由低通滤波器不断将原音频信号中的低频音频信号分离出来送入第一混音器中，低频音频信号经延时模块延时处理后送入增益调节模块中进行衰减处理，增益调节模块将衰减处理后的低频信号返回第一混音器中，由第一混音器将低通滤波器再次分离的低频音频信号与衰减处理后的低频信号混合后送入第二混音器和延时模块中；由第二混音器将原音频信号与混合后的混合信号叠加输出。2.根据权利要求1所述的低音增强系统，其特征在于，所述延时模块再次延时混合后的混合信号，并经增益调节模块中进行衰减处理后返回第一混音器中。3.根据权利要求1所述的低音增强系统，其特征在于，所述低通滤波器包括运算放大器、第一电阻、第二电阻、第一电容和第二电容，所述运算放大器的正输入端通过第二电阻连接第一电阻的一端和第二电容的一端、还通过第一电容接地；所述第一电阻的另一端为原音频信号输入端，第二电容的另一端和运算放大器的负输入端连接运算放大器的输出端，运算放大器的输出端连接第一混音器。4.根据权利要求3所述的低音增强系统，其特征在于，所述第一电阻和第二电阻的阻值均为1.41千欧姆。5.根据权利要求4所述的低音增强系统，其特征在于，所述第一电容的容值为luF。6.根据权利要求2-5任意一项所述的低音增强系统，其特征在于，所述第二电容的容值为2uF。7.一种低音增强系统的控制方法，其特征在于，包括: A、由低通滤波器不断将原音频信号中的低频音频信号分离出来送入第一混音器中； B、第一混音器将低频音频信号送入延时模块中，经延时模块延时处理后送入增益调节模块中进行衰减处理； C、增益调节模块将衰减处理后的低频信号送入第一混音器中； D、由第一混音器将低通滤波器再次分离的低频音频信号与衰减处理后的低频信号混合后生成混合信号送入第二混音器和延时模块中； E、由第二混音器将原音频信号与混合信号叠加输出。8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述步骤D还包括: D1、所述延时模块将混合信号处理处理后送入增益调节模块中； D2、增益调节模块对混合信号进行衰减处理后，执行步骤C。
【专利摘要】本发明公开了低音增强系统及其控制方法，由低通滤波器不断将原音频信号中的低频音频信号分离出来送入第一混音器中，低频音频信号经延时模块延时处理后送入增益调节模块中进行衰减处理，增益调节模块将衰减处理后的低频信号返回第一混音器中，由第一混音器将低通滤波器再次分离的低频音频信号与衰减处理后的低频信号混合后送入第二混音器和延时模块中；由第二混音器将原音频信号与混合后的混合信号叠加输出，通过这种将低频信号分离出来，再经过延时、衰减处理反复叠加到原信号中去，从而实现了低音增强的效果。
【IPC分类】H04R3/00
【公开号】CN104883643
【申请号】CN201510146923
【发明人】李晖, 吴学龙
【申请人】广州乐畅声学科技有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年3月31日