音频输出产生系统、音频通道输出方法和计算机可读介质技术方案

一种示例非暂态计算机可读介质包括指令。当由处理器执行时，所述指令使所述处理器从音频信号的低频部分去除非主频率。所述指令还使所述处理器对所述低频部分的其余部分应用非线性处理以生成多个谐波。所述指令使所述处理器将所述多个谐波插入到与所述音频信号的高频部分相对应的音频输出中。所述音频输出将被提供给音频输出设备。

Main Frequency Processing of Audio Signal

An example non-transient computer readable medium includes instructions. When executed by a processor, the instruction causes the processor to remove the non-primary frequency from the low-frequency portion of the audio signal. The instruction also enables the processor to apply non-linear processing to the rest of the low-frequency portion to generate multiple harmonics. The instruction causes the processor to insert the plurality of harmonics into the audio output corresponding to the high frequency portion of the audio signal. The audio output will be provided to the audio output device.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】音频信号的主频率处理
技术介绍
计算设备可以包括多个用户界面组件。例如，计算设备可以包括显示器以产生用户可观看的图像。计算设备可以包括鼠标、键盘、触摸屏等以允许用户提供输入。计算设备还可以包括扬声器、耳机插孔等以产生可以被用户听到的音频。用户可以用计算机收听各种类型的音频，比如音乐、与视频相关联的声音、另一个人的语音(例如，通过网络实时传输的语音)等。在一些示例中，计算设备可以是台式计算机、一体式计算机、移动设备(例如，笔记本、平板计算机、移动电话等)等。附图说明图1是用于产生音频输出的示例系统的框图，所述音频输出产生对低频分量的感知。图2是用于产生音频输出的另一示例系统的框图，所述音频输出产生对低频分量的感知。图3是用于输出产生对低频分量的感知的音频通道的示例方法的流程图。图4是用于输出产生对低频分量的感知的音频通道的另一示例方法的流程图。图5是包括使处理器产生音频输出的指令的示例计算机可读介质的框图，所述音频输出产生对低频分量的感知。图6是包括使处理器产生音频输出的指令的另一示例计算机可读介质的框图，所述音频输出产生对低频分量的感知。具体实施方式在一些示例中，计算设备可以很小以减小重量和尺寸，这可以使计算设备更易于用户运输。计算设备可以具有有限能力的扬声器。例如，扬声器可以很小以装配在计算设备内并减少扬声器所贡献的重量。但是，小型扬声器可能在低频时提供较差的频率响应。扬声器驱动器可能无法推动足够的空气量以产生合理音量的低频音调。因此，当计算设备播放音频信号时，音频信号的低频部分可能丢失。为了补偿低频的损失，可以修改音频信号以产生对存在的低频分量的感知。在示例中，可以将低频信号的谐波添加到音频信号。即使扬声器不能产生基频，谐波的包含也可以产生对于基频存在的感知。在一些示例中，可以通过对音频信号的低频部分应用非线性处理来产生谐波。然而，非线性处理可能产生添加到音频信号的互调失真。例如，可能存在多个低频分量，并且非线性处理可能产生互调产物和跳动。当谐波被添加到音频信号中时，互调失真可能导致音频信号具有较低的清晰度且听起来模糊。另外，音频信号可以包括要输出到多个扬声器的多个音频通道。可以在应用非线性处理之前组合音频通道。然而，相位差可能导致音频信号中的分量的抵消或衰减。例如，最初记录音频的多个麦克风可能与音频源的距离不同。结果，相应的谐波也可能被衰减或抵消，并且听者感知到的低频分量可能不太明显。因此，可以通过从音频信号中去除互调失真并防止由于音频通道中的相位差导致的衰减或抵消来改善从计算设备中的扬声器输出的音频的音频质量。图1是产生音频输出的示例系统100的框图，所述音频输出产生对低频分量的感知。系统100可以包括频率选择引擎110。如本文所使用的，术语“引擎”是指硬件(例如，处理器，比如集成电路或其他电路系统)、或者软件(例如，比如机器或处理器可执行指令的程序编制、命令、或比如固件、设备驱动程序、程序编制、目标代码等的代码)和硬件的组合。硬件包括没有软件元件的硬件元件，比如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等。硬件和软件的组合包括在硬件上托管(hosted)的软件(例如，存储在诸如随机存取存储器(RAM)、硬盘或固态驱动器、电阻存储器、或比如数字通用盘(DVD)的光学介质等处理器可读存储器上和/或由处理器执行或解释的软件模块)，或在硬件上托管的硬件和软件。频率选择引擎110可以选择音频信号中的主频率。例如，所述音频信号可以包括多个频率分量，并且频率选择引擎110可以选择最主要的频率分量。频率选择引擎110可以选择音频信号中小于音频信号的整个频带或长度的特定频带或时间片段中的主频率。音频信号可以是模拟或数字音频信号。系统100可以包括第一滤波器引擎120。第一滤波器引擎120可以从音频信号中提取主频率。频率选择引擎110可以向第一滤波器引擎120指示主频率。第一滤波器引擎120可以去除或衰减除主频率之外的频率，以产生包括主频率而不包括其他频率的信号。系统100可以包括谐波引擎130。谐波引擎130可以生成主频率的多个谐波。第一滤波器引擎120可以将包括主频率的信号提供给谐波引擎130。谐波引擎130可以产生包括所述多个谐波的信号。系统100可以包括插入引擎140。插入引擎140可以将所述多个谐波插入到与音频信号相对应的音频输出中。音频输出可以包括音频信号的一部分(例如，音频信号的通道、音频信号的特定频带等)、音频信号的修改版本(例如，在附加处理之后)等。插入引擎140可以通过将包括所述多个谐波的信号与音频输出组合来将所述多个谐波插入到音频输出中。可以将音频输出提供给音频输出设备(例如，扬声器、耳机等)。例如，可以在插入所述多个谐波之后将音频输出直接或间接地提供给音频输出。在一些示例中，可以存储或缓冲音频输出以供稍后由音频输出设备输出。图2是用于产生音频输出的另一示例系统200的框图，所述音频输出产生对低频分量的感知。系统200可以包括对准引擎(alignmentengine)210。对准引擎210可以对通道信号进行时间对准以产生音频信号。例如，对准引擎210可以从多个音频通道接收通道信号。对准引擎210可以对通道信号进行对准并将它们组合以产生组合音频信号。在一些示例中，可以存在单个音频通道，并且可以省略对准引擎210。对准引擎210可以包括相关性引擎212。相关性引擎212可以测量通道信号之间的相关性以确定应当如何对通道信号进行对准。在示例中，相关性引擎212可以计算通道信号之间的互相关。相关性引擎212可以基于在互相关中何时出现最大值来确定通道信号之间的偏移量。在一些示例中，对准引擎210可以包括子带滤波器引擎214以应用多个子带滤波器。所述多个子带滤波器可以将每个通道信号分成多个通道子带信号。每个子带滤波器可以包括通带，并且子带滤波器可以保持通道信号的在通带中的部分，同时去除或衰减通道信号的在通带之外的部分。可以使每个通道信号的副本通过每个子带滤波器以产生所述多个通道子带信号。所述多个子带滤波器可以具有相邻的、重叠的、或附近的通带，因此所述多个子带信号可以类似于被分成多个子带的通道信号的频谱。在包括多个子带滤波器的示例中，相关性引擎212可以确定来自所述多个通道信号的相应子带信号之间的偏移量。如果这些子带信号由具有相同或类似通带的滤波器产生，则它们可以是相应的。对准引擎210可以基于由相关性引擎212确定的偏移量来对准每组相应的子带。对准引擎210可以组合来自所有多个通道信号的所有经时间对准的子带以产生组合音频信号。例如，对准引擎210可以对经时间对准的子带进行求和以产生组合音频信号。对所述多个通道信号进行时间对准可以防止通道信号中的相位差在组合音频信号中产生抵消。不同的子带可以具有不同的相位差，因此对子带进行时间对准可以防止在组合音频信号时子带之间的相位差变化抵消一些子带而加强其他子带。系统200可以处理样本帧。在一些示例中，样本帧可以是非重叠的。在其他示例中，样本帧可以是重叠的，比如通过一次一个样本地将帧推进一帧的一小部分(例如，3/4、2/3、1/2、1/3、1/4等)。非重叠帧可以允许更快的处理，这可以防止音频变得与相关视频信号明显不同步。重叠帧可以更平滑地跟踪本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，包括：频率选择引擎，用于选择音频信号中的主频率；第一滤波器引擎，用于从所述音频信号中提取所述主频率；谐波引擎，用于生成所述主频率的多个谐波；以及插入引擎，用于将所述多个谐波插入到与所述音频信号相对应的音频输出中，所述音频输出将被提供给音频输出设备。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种系统，包括：频率选择引擎，用于选择音频信号中的主频率；第一滤波器引擎，用于从所述音频信号中提取所述主频率；谐波引擎，用于生成所述主频率的多个谐波；以及插入引擎，用于将所述多个谐波插入到与所述音频信号相对应的音频输出中，所述音频输出将被提供给音频输出设备。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一滤波器引擎应用与听觉滤波器的临界频带相对应的滤波器以提取所述主频率。3.如权利要求1所述的系统，进一步包括建模引擎，所述建模引擎用于生成所述音频信号的线性预测编码(LPC)模型，其中，所述频率选择引擎基于所述音频信号的所述LPC模型的频谱中的最大值来选择所述主频率。4.如权利要求1所述的系统，进一步包括对准模块，所述对准模块用于对来自多个音频通道的通道信号进行时间对准并组合经时间对准的通道信号以产生所述音频信号，其中，所述插入引擎用于将所述多个谐波插入到每个音频通道的音频输出中。5.如权利要求4所述的系统，其中，所述对准模块包括多个子带滤波器，所述多个子带滤波器用于将每个通道信号分成多个通道子带信号，其中，所述对准模块用于对来自所述多个音频通道的相应子带信号进行时间对准，并且其中，所述对准模块用于组合经时间对准的子带信号以产生所述音频信号。6.一种方法，包括：对来自多个通道的信号进行时间对准并加以组合以生成音频信号；基于所述音频信号的平滑频谱中的最大值来确定主频率；对所述音频信号进行滤波以提取所述主频率；基于所述主频率生成多个谐波；对所述多个谐波进行滤波以提取所述谐波的子集；对所述谐波的所述子集应用增益；将所述谐波的所述子集插入到所述多个通道中；以及将所述多个通道输出到多个音频输出设备。7.如权利要求6所述的方法，其中，确定所述主频率包括：确定来自所述音频信号的第一样本块中的第一主频率；以及确定来自所述音频信号的第二样本块中的第二主频率，并且其中，所述第一样本块和所述第二样本块不重叠。8.如权利要求7所述的方法，进一步包括：对所述主频率的确定进行平滑化以防止所述第一主频率与所述第二主频率之间的大的变化。9.如权利要求6所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·巴里塔卡，
申请(专利权)人：惠普发展公司有限责任合伙企业，
类型：发明
国别省市：美国,US