一种音频信号变调的处理方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种音频信号变调的处理方法及其装置，该方法包括以下步骤：将音频信号分成多个等长度的数据帧；判断所述各等长度数据帧的声音音调；当所述声音音调为升调时，在数据帧中选择插入点，并插入相应数量的数据；或当所述声音音调为降调时，在数据帧中选择删除点，并删除相应数量的数据；该装置包括：划分模块、判断模块和处理模块。根据本发明专利技术，能够确保变调前后的音频信号播放时间等长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及音频信号处理技术，尤其涉及一种音频信号变调的处理方法及其装置。
技术介绍
音频变调是针对音频信号的音调进行改变，在音频变调时，升调会使数据输出的频率变高，降调则会是数据频率降低，从而造成音频信号变调前后播放时间不等长。如果需要做到播放前后等长，则需要对数据做一定的处理。音频变调的处理方法分为硬件实现和软件实现两种方法：硬件处理方法的算法很少有厂商公开，比如雅马哈公司的大规模集成电路YSS222D和YS216B，其算法从未对外公开过；软件处理的方法主要是频域处理法，但是这种方法移植到硬件上很困难，需要相对应的硬件资源和性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新的音频变调处理方法，适合在硬件和软件上实现，对硬件的资源和性能要求不高。为了实现上述目的，一方面，本专利技术提供了一种音频信号变调的处理方法，该方法步骤包括：将音频信号分成多个等长度的数据帧；判断各等长度数据帧的声音音调；当声音音调为升调时，在数据帧中选择插入点，并插入相应数量的数据；或当声音音调为降调时，在数据帧中选择删除点，并删除相应数量的数据。进一步地，在升调时，通过以下计算公式计算在每一帧中插入相应数量的数据：Frame_Addnum=frame_length*（2n/12-1），其中，Frame_Addnum为在帧中插入数据的数量，frame_length为数据帧长度，n=1、2、3、4、5。>进一步地：上述插入点通过以下步骤确定：计算i和i+Frame_Addnum位置对应数据的差的平方，i=1、2、3、…、frame_length-Frame_Addnum，其中，Frame_Addnum为在帧中插入数据的数量，frame_length为数据帧长度；根据整帧范围内差的平方的最小值对应的位置确定要插入数据的插入点。进一步地，为了得到良好的效果,对升调时插入的数据内容进行滤波，将插入的数据乘以滤波系数，该滤波系数公式为：Filter(m)=(1-alpha)+alpha*(1-sin(pi*m/Frame_Addnum))，其中，0<alpha<1,可调，pi=3.1415926，m=1,2,3，…Frame_Addnum；Frame_Addnum为在帧中插入数据的数量。进一步地，在降调时，通过以下计算公式计算在每一帧中需要删除相应数量的数据：Frame_Delete_num=frame_length*(1-2n/12)，其中，Frame_Delete_num为降调时要删除的数据量，frame_length为数据帧长度，n=-1、-2、-3、-4、-5。进一步地，上述删除点通过以下步骤确定：计算i和i+Frame_Delete_num+1位置对应数据的差的平方，i=1、2、3、…、frame_length-Frame_Delete_num，其中，Frame_Delete_num为降调时要删除的数据量，frame_length为数据帧长度；根据整帧范围内差的平方的最小值确定删除数据的起点。另一方面，本专利技术提供了一种音频信号变调的处理装置，该装置包括：划分模块，用于将音频信号分成多个等长度的数据帧；判断模块，用于判断所述各等长度数据帧的声音音调；处理模块，当所述声音音调为升调时，在数据帧中选择插入点，并插入相应数量的数据；或当所述声音音调为降调时，在数据帧中选择删除点，并删除相应数量的数据。根据本专利技术，能够确保变调前后的音频信号播放时间等长。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种音频信号变调的处理方法；图2为数据插入示意图；图3为数据删除示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种音频信号变调的处理装置。具体实施方式通过以下结合附图以举例方式对本专利技术的实施方式进行详细描述后，本专利技术的其他特征、特点和优点将会更加明显。图1为本专利技术实施例提供的一种音频信号变调的处理方法，该方法包括步骤100-103：在步骤100，将音频信号分成多个等长度的数据帧。在步骤101，判断各等长度数据帧的声音音调，当当前数据帧的声音音调为升调时，执行步骤102；当当前数据帧的声音音调为降调时，执行步骤103。在步骤102，当声音音调为升调时，在数据帧中选择插入点，并插入相应数量的数据。具体地，所插入的数据来源于当前数据帧，其插入点选择依据为：计算i和i+Frame_Addnum位置对应数据的差的平方，i=1,2,3，…frame_length-Frame_Addnum。整帧范围内差的平方的最小值对应的i+Frame_Addnum/2即为要插入数据的插入点，命名此位置为up_index。Frame_Addnum为升调时要复制的数据的数量，其计算依据为：Frame_Addnum=frame_length*（2n/12-1），其中n=1、2、3、4、5；frame_length为帧长。升调时在当前数据帧所插入的数据内容步骤为：从up_index处插入Frame_Addnum个数据，将up_index-Frame_Addnum/2至index位置对应的数据内容命名为C1，up_index至up_index+Frame_Addnum/2位置对应的数据内容命名为C2，则插入的数据为C2C1，即将索引处前后各Frame_Addnum/2数据交叉，插入到up_index处。根据第一条索引值的寻找方法，在up_index-Frame_Addnum/2处和up_index+Frame_Addnum/2处对应值的差的平方是整个帧范围内最小值，所以，索引处插入的数据C2C1，在连接处也是最平滑的，不会产生大的跳变。为了得到良好的效果，对插入的数据内容进行滤波处理，其步骤是将插入的数据乘以滤波系数。滤波系数公式为：Filter(m)=(1-alpha)+alpha*(1-sin(pi*m/Frame_Addnum))。其中，0<alpha<1,可调；pi=3.1415926；m=1,2,3，…Frame_Addnum。升调时的数据插入步骤如图2所示。在步骤103，当声音音调为降调时，在数据帧中选择删除点，并删除相应数量的数据。具体地，当声音音调为降调时，需要在当前帧删除Frame_Delete_num个数据，在当前数据帧中的删除点的选择步骤为：计算i和i+Frame_Delete_num+1位置对应数据的差的平方，i=1,2,3，…f本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种音频信号变调的处理方法，其特征在于：将音频信号分成多个等长度的数据帧；判断所述各等长度数据帧的声音音调；当所述声音音调为升调时，在数据帧中选择插入点，并插入相应数量的数据；或当所述声音音调为降调时，在数据帧中选择删除点，并删除相应数量的数据。

【技术特征摘要】
1.一种音频信号变调的处理方法，其特征在于：
将音频信号分成多个等长度的数据帧；
判断所述各等长度数据帧的声音音调；
当所述声音音调为升调时，在数据帧中选择插入点，并插入相应数量
的数据；或
当所述声音音调为降调时，在数据帧中选择删除点，并删除相应数量
的数据。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：在升调时，通过以
下计算公式计算在每一帧中插入相应数量的数据：
Frame_Addnum=frame_length*（2n/12-1），其中，Frame_Addnum为在
帧中插入数据的数量，frame_length为数据帧长度，n=1、2、3、4、5。
3.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于：所述插入点通
过以下步骤确定：
计算i和i+Frame_Addnum位置对应数据的差的平方，i=1、2、3、…、
frame_length-Frame_Addnum，其中，Frame_Addnum为在帧中插入数据的数
量，frame_length为数据帧长度；
根据整帧范围内差的平方的最小值对应的位置确定要插入数据的插入
点。
4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：对升调时插入的数
据内容进行滤波，将插入的数据乘以滤波系数，所述滤波系数公式为：
Filter(m)=(1-alpha)+alpha*(1-sin(pi*m/Frame_Addnum))，其中，
0<alpha<1,可调，pi=3.1415926，m=1,2,3，…Frame_Addnum；Frame_Addnum
为在帧中插入数据的数量。
5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：在降调时，通过以
下计算公式计算在每一帧中需要删除相应数量的数据：
Frame_Delete_num=frame_length*(1-2n/12)，其中，Frame_Delete_num
为降调时要删除的数据量，frame_length为数据帧长度，n=-1、-2、-3、-4、-5。
6.根据权利要求1或5所述处理方法，其特征在于：所述删除点通过

\t以下步骤确定：
计算i和i+Frame_Delete_num+1位置对应数据的差的平方，i=1、2、3、…、
frame_length-Frame_Delete_num，其中，Frame_Delete_num为降调时要删除
的数据量，frame_length为数据帧长度；
根据整帧范围内差的平方的最小值确定删除数据的起点。
7.一种音频信号变调的处理装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯明明，陈卫卫，刘明，
申请(专利权)人：京微雅格北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11