一种消除音效切换噪声的方法和音频播放设备技术

一种用于在播放音频信号中消除音效切换噪声的方法，所述音频信号由采样点构成，Ｎ个采样点构成一个滑动步长，Ｎ为自然数；其特征在于，该方法包括：　Ａ、对第一个滑动步长的音频信号进行解码，加载当前使用的音效，对解码后的这一段音频信号进行处理并 播放，并记录该段音频信号最后一个采样点的脉冲编码调制ＰＣＭ值；　Ｂ、对当前待处理的滑动步长的音频信号进行解码，对解码后的音频信号进行加载音效处理，并判断是否发生了音效切换，若是则根据已记录的上一个滑动步长的最后一个采样点的ＰＣＭ值，对 当前滑动步长的各个采样点的ＰＣＭ值进行插值处理，得到插值处理后的当前滑动步长的音频信号；否则执行步骤Ｃ；　Ｃ、播放当前滑动步长的音频信号，记录当前滑动步长最后一个采样点的ＰＣＭ值，并转至步骤Ｂ。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及音频处理
，特别涉及一种消除音效切换噪声的方法 和一种音频播放设备。
技术介绍
音效技术就是在原有音乐信号的基础上，进行空间环绕模拟、音场展宽、 动态增强等处理，使音乐效果更加丰富多彩，音乐更加讨好人的耳朵，给听 者带来更加美好的听觉享受。从波形上看，音效会使得音乐信号的波形发生 一定的改变。下面给出一个具体例子。图1所示为一段未加任何音效的原始音频信号的脉冲编码调制(PCM)波形图。图2为图1所示原始音频信号添加了一种 音效后的PCM波形图，为方便描述将该音效称为音效1;图3为图1所示 原始音频信号添加另一种音效后的PCM波形图，为方便描述将该音效称为 音效2。很显然，图2和图3的波形轮廓相对于图1的波形轮廓发生了很大 变化，并且图2与图3的波形轮廓也具有相当大的差异。目前在便携式多媒体播放器上或多或少都使用了各种不同的音效。市场 上的便携式多媒体播放器常用的音效包括最基本7种普通音效，CLASSIC (古典音乐模式)、POP (流行音乐模式)、JAZZ (爵士乐模式)、ROCK (摇滚乐模式)、NOMAL (普通模式)、SOFT (柔和模式)和BASS (重 低音模式)；此外，多家公司以及研究所也各自开发出各具特色的音效。由于音效的多种多样，在实际应用中就会出现一个不可避免的问题如 果需要在音乐播放过程中切换不同的音效，由于各个音效之间存在很大的差 异，从而导致了在切换音效的时候播放出的音乐会出现明显的跳变，极有可能会产生切换噪音，其最明显的切换噪声就是很明显的啪声。产生切换噪声的原因就是因为不同音效处理音乐的方法互不相同，从而 导致输出的音频PCM数据存在不连续的状态，换句话说就是不同音效之间 不能平滑的衔接起来，而这表现在波形图上就是在音效切换的时间点上，波 形出现明显地剧烈变化。以图l所举的声音信号为例，如果在前半段采用上述第一种音效，后半段采用上述第二种音效，则其PCM波形图如图4所示， 图中椭圓标记的地方就是音效切换处，可以看出该处波形出现了剧烈变化。 将图4中椭圓标记处的PCM波形放大后观察，如图5所示，其中圆圈标识 出的地方出现了音频PCM值直线陡变的现象，啪的噪音也就在这个时候产生 了。切换噪声的存在必然影响了使用者对音乐的欣赏，所以需要找到解决方 法来克服这个问题。现有技术中音效切换时采用的一种处理方法是两个音 效同时运行加权相加过渡。也就是说，切换时候旧的音效也做生成音频PCM 数据，然后与新音效做出来的音频PCM数据加权相加，慢慢地让旧音效的 权重减少这样就可以尽可能避免产生切换噪声。现有技术的另一种处理方法 是采用淡入淡出处理手段来绕过这个问题发生就是切换到新音效的时候， 先启动了淡出功能让音频PCM数据乘系数慢慢变小至零，然后再启动淡入 功能，让音频PCM数据乘系数慢慢由零变成正常值，这样就造成一个平緩 过渡过程，避免了音频数据剧烈变化从而也可以消除噪声发生。这种处理方 法虽然避免了切换噪声，但会使听者感觉到音乐播放出现暂时的中断，影响 听者的体验。对于便携式多媒体播放器来说，要求处理方法对空间要求小，运算要简 单，能够时时处理，功耗要小。但上述现有的处理方法对空间要求都比较大， 运算也比较复杂，不便于在便携式多媒体播放器上实现。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提出 一 种消除音效切换噪声的方法，对存储空间要求极小，运算简单。本专利技术实施例提出的 一种用于在播放音频信号中消除音效切换噪声的方法，所述音频信号由采样点构成，N个采样点构成一个滑动步长，N为自然数; 该方法包才舌A、 对第一个滑动步长的音频信号进行解码，加载当前使用的音效，对 解码后的这一段音频信号进行处理并播放，并记录该段音频信号最后一个采 样点的脉冲编码调制PCM值；B、 对当前待处理的滑动步长的音频信号进行解码，对解码后的音频信 号进行加载音效处理，并判断是否发生了音效切换，若是则根据已记录的上 一个滑动步长的最后一个采样点的PCM值，对当前滑动步长的各个采样点 的PCM值进行插值处理，得到插值处理后的当前滑动步长的音频信号；否 则执行步骤C;C、 播放当前滑动步长的音频信号，记录当前滑动步长最后一个采样点 的PCM值，并转至步骤B。根据本专利技术的另一方面，本专利技术的另一目的在于提供一种音频播放设备， 该设备具有消除音效切换噪声功能，具有要求存储空间小，计算简单的特点。本专利技术实施例公开的一种音频播放设备，用于播放音频信号，所述音频信 号由采样点构成，N个采样点构成一个滑动步长，N为自然数，该设备包括用 于解码音频信号的解码装置、用于对解码装置所解码得到的音频信号进行加载 音效处理的音效处理装置，以及对音效处理装置处理后的音频信号进行播放的 播放装置，其特征在于，该设备还包括采样点记录装置，用于记录播放装置当 前所播放一个滑动步长音频信号最后一个采样点的脉沖编码调制PCM值；所述 N为自然数，表示采样点的数目；判断装置，用于判断所述音效处理装置所加载的音效是否发生了切换，若 是，则向插值处理装置发送指示信号；插值处理装置，用于当收到来自判断装置的指示信号时，根据采样点记录装置所记录的一个采样点的PCM值，对所述音效处理装置当前处理后的一个 滑动步长音频信号的各个采样点的PCM进行插值处理，并插值处理后的音频 信号发送到播放装置进行播放。从以上技术方案可以看出，记录上一个滑动步长音频信号最后一个采样 点的PCM值，当发生音效切换时，根据所记录的PCM值对当前所要播;^文的 音频信号进行插值处理，可以使得音效切换前后音频信号的PCM波形保持 平滑过渡，从而避免了音效切换噪音。并且，本专利技术方案所需计算量很小， 需要的存储空间极小，非常适用于在便携式多媒体播放器上应用。附图说明图1为一段未加任何音效的原始音频信号的PCM波形图；图2为图1所示原始音频信号使用音效1处理后的PCM波形图；图3为图1所示原始音频信号使用音效2处理后的PCM波形图；图4为对图1所示原始音频信号前半段使用音效1处理，后半段使用音效2处理后的PCM波形图；图5为图4中椭圆标记处的PCM波形放大后观察到的波形图；图6为本专利技术实施例提出的音效切换处理流程图；图7为本专利技术实施例提出的根据公式(1)进行插值处理的流程图；图8为对图1所示原始音频信号前半段使用音效1处理，后半段使用音效2处理，并采用本专利技术实施例的音效切换处理方法得到的PCM波形图； 图9为图8中椭圆标记处的PCM波形放大后观察到的波形图； 图10为本专利技术实施例提出的一种音频播放设备的框图。具体实施方式要解决音效切换噪声的核心就是要解决音效切换时候PCM数据剧烈变 化，换句话说就是要让音效切换时候PCM数据平滑化。本专利技术实施例提出一 种占用空间少，实现简单的音效切换噪声消除方法。它的基本原理是当音效发生切换时候，根据记录的切换前第一音效处理后的音频数据块最后的一个音频PCM值，与切换后第二音效处理的音频PCM值做平滑处理，重新得到 新的音频PCM值，这样处理后，切换音效时候就可以完全避免数据的剧烈变 化而出现啪的噪声，而在空间使用上也仅仅需要一个数据空间，用于记录切 换前第一音效的最后一个音频值。如果音频信号包括左右双声道，则分别对 每个声道都进行上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在播放音频信号中消除音效切换噪声的方法，所述音频信号由采样点构成，Ｎ个采样点构成一个滑动步长，Ｎ为自然数；其特征在于，该方法包括：　Ａ、对第一个滑动步长的音频信号进行解码，加载当前使用的音效，对解码后的这一段音频信号进行处理并播放，并记录该段音频信号最后一个采样点的脉冲编码调制ＰＣＭ值；　Ｂ、对当前待处理的滑动步长的音频信号进行解码，对解码后的音频信号进行加载音效处理，并判断是否发生了音效切换，若是则根据已记录的上一个滑动步长的最后一个采样点的ＰＣＭ值，对当前滑动步长的各个采样点的ＰＣＭ值进行插值处理，得到插值处理后的当前滑动步长的音频信号；否则执行步骤Ｃ；　Ｃ、播放当前滑动步长的音频信号，记录当前滑动步长最后一个采样点的ＰＣＭ值，并转至步骤Ｂ。

【技术特征摘要】
1、一种用于在播放音频信号中消除音效切换噪声的方法，所述音频信号由采样点构成，N个采样点构成一个滑动步长，N为自然数；其特征在于，该方法包括A、对第一个滑动步长的音频信号进行解码，加载当前使用的音效，对解码后的这一段音频信号进行处理并播放，并记录该段音频信号最后一个采样点的脉冲编码调制PCM值；B、对当前待处理的滑动步长的音频信号进行解码，对解码后的音频信号进行加载音效处理，并判断是否发生了音效切换，若是则根据已记录的上一个滑动步长的最后一个采样点的PCM值，对当前滑动步长的各个采样点的PCM值进行插值处理，得到插值处理后的当前滑动步长的音频信号；否则执行步骤C；C、播放当前滑动步长的音频信号，记录当前滑动步长最后一个采样点的PCM值，并转至步骤B。2、 根据权利要求1所述的消除音效切换噪声的方法，其特征在于，所 述滑动步长N为PCM编码的音频数据帧的长度。3、 根据权利要求1所述的消除音效切换噪声的方法，其特征在于，所 述根据已记录的上一个滑动步长的最后一个采样点的PCM值，对当前滑动 步长的各个采样点的PCM值进行插值处理，得到插值处理后的当前滑动步 长的音频信号的步骤包括根据公式;c'(n) = [1 - ()].;c(n) + a().y计算得到插值处理后的当前滑动步长 的第n个釆样点的PCM值jc'(n);其中；c(n)是当前滑动步长的加载了切换后 音效的音频信号的第n个采样点的PCM值，n是序号，变化范围从1到N; a(/7)是平滑系数，取值范围是[O,l],平滑系数c^)变化方式随n的增加从1 变化到0 。4、 根据权利要求3所述的消除音效切换噪声的方法，其特征在于，所述根据公式x'() = [1 - c^)]() + 计算得到插值处理后的当前滑动步长的第n个采样点的PCM值x'O)的步骤包括a、 将变量n和变量a初始化，设置n-O, = 1;b、 取当前滑动步长的第n个采样点的PCM值x()，根据公式 x'(n) = [l-补;c(n) + avy计算得到插值处理后的第n个采样点的PCM值x'(n);c、 将变量n的值累加l，并计算当前n值对应的变量a的值；d、 判断当前n的值是否大于N，...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢湘勇，陈展，
申请(专利权)人：炬力集成电路设计有限公司，
类型：发明
国别省市：44