一种具有高灵敏度的音频系统及其调节方法技术方案

本发明专利技术公开了一种具有高灵敏度的音频系统及其调节方法，所述调节方法的主要流程为：A/D转换单元将输入的当前帧音频信号转化为数字信号；自动增益单元比较当前帧音频信号的能量值、增益启动阈值和增益目标阈值，根据比较结果，对当前帧音频信号进行衰减或放大；EQ单元对自动增益单元处理后的当前帧音频信号进行增益处理；D/A转换单元将EQ单元处理后的当前帧音频信号转化为模拟信号；功放单元接收D/A转化单元输出的模拟信号并进行放大，驱动扬声器播放声音；本发明专利技术提供的具有高灵敏度的音频系统及其调节方法，所述的音频系统中，EQ单元的前端设置有自动增益单元，有效地控制了输入至EQ单元的音频信号的能量值，提高了音频系统的灵敏度。

An audio system with high sensitivity and its adjustment method

【技术实现步骤摘要】
一种具有高灵敏度的音频系统及其调节方法
本专利技术涉及音频处理
，特别涉及一种具有高灵敏度的音频系统及其调节方法。
技术介绍
EQ(Equalizer,均衡器)是一种可以调节各频段信号放大量的电子设备，广泛应用于各行各业的音频系统中；典型的设备音响管理器、数字音频处理器通常采用两种EQ，分别为图示EQ和全参量EQ。FIR(有限长单位冲激响应滤波器)，又称为非递归型滤波器，是数字信号处理系统中最基本的元件，它可以在保证任意幅频特性的同时具有严格的线性相频特性，同时其单位抽样响应是有限长的，因而滤波器是稳定的系统，常用于音频的各个系统中。音频系统EQ调节的原理为：音频信号先由EQ单元进行处理，改变音频信号各频段的增益，然后经D/A转换单元转换为模拟信号，最后，经过功放单元将音频信号放大，驱动扬声器播放出声音。现有的音频系统EQ调节的原理存在如下缺陷：1、输入至EQ单元的音频信号的能量值或高或低，影响EQ单元的处理效率，降低音频系统的灵敏度；2、无保护功能：若大幅度地调高EQ单元对应某频段的增益，会使某频段的能量超过功放单元的承载能力，导致扬声器所播放的声音失真；3、无自动均衡校正功能：当采用麦克风进行人声信号输入时，若某频段的能量不足，会导致扬声器输出的声音在听觉上感觉不舒服；4、无相位校准功能：每个功能模块都需要处理时间，即信号源头输入与最终的扬声器输出的信号存在相位的偏移；在一些高级别的音响系统中，输入信号与输出信号之间存在的相位偏移会严重影响听觉效果。<br>
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种具有高灵敏度的音频系统及其调节方法，在EQ单元前设置自动增益单元，有效地控制输入至EQ单元的音频信号的能量值，提高音频系统的灵敏度。为了达到上述目的，本专利技术采取了以下技术方案：一种具有高灵敏度的音频系统的调节方法，包括以下步骤：S100、A/D转换单元将输入的当前帧音频信号转化为数字信号；S200、自动增益单元将当前帧音频信号的能量值分别与预先设定的增益启动阈值和增益目标阈值比较，若当前帧音频信号的能量值大于增益目标阈值，自动增益单元根据预先设定的增益比率对当前帧音频信号进行衰减；若当前帧音频信号的能量值小于增益目标阈值且大于增益启动阈值，自动增益单元根据增益比率对当前帧音频信号进行放大；S300、EQ单元对自动增益单元处理后的当前帧音频信号进行增益处理；S400、D/A转换单元将EQ单元处理后的当前帧音频信号转化为模拟信号；S500、功放单元接收D/A转化单元输出的模拟信号并进行放大，驱动扬声器播放声音。所述的具有高灵敏度的音频系统的调节方法中，还包括步骤：S310、压缩单元接收EQ单元输出的当前帧音频信号，若当前帧音频信号的能量大于设定的压缩启动阈值，则执行步骤S311，反之，执行步骤S312；S311、压缩单元根据设定的压缩比率对当前帧音频信号的能量进行压缩；S312、压缩单元停止工作。所述的具有高灵敏度的音频系统的调节方法中，还包括步骤：S320、自动调节单元接收经压缩单元处理后的当前帧音频信号；S321、自动调节单元根据当前帧音频信号，计算得到当前帧音频信号的频谱及各个频段的能量值；S322、自动调节单元根据所述当前帧音频信号各个频段的能量值以及与所述各个频段对应的增益参数，得到EQ调节参数；S323、自动调节单元将所述EQ调节参数反馈至EQ单元，EQ单元根据所述EQ调节参数对下一帧音频信号进行增益处理。所述的具有高灵敏度的音频系统的调节方法中，还包括步骤：S600、拾音器拾取扬声器输出的音频信号；S700、FIR计算单元获取A/D转换单元的第一音频信号和拾音器所获取的第二音频信号，根据第一音频信号和第二音频信号计算相位偏移参数，并反馈至相位单元；S800、相位单元根据所接收的相位偏移参数对下一帧音频信号进行相位补偿校正。所述的具有高灵敏度的音频系统的调节方法中，所述步骤S323中，所述EQ单元根据所接收的EQ调节参数，调整当前帧信号的频谱的增益G和品质因数Q，并重新计算全参数均衡PEQ的滤波器系数COEFF；当下一帧音频信号输入时，EQ单元采用计算后的滤波器系数COEFF对输入的下一帧音频信号进行调节。所述的具有高灵敏度的音频系统的调节方法中，所述步骤S700中，所述FIR单元分别存储第一音频信号和第二音频信号的1024个样本，通过相关分析法计算两者之间的相位差，再分别对第一音频信号和第二音频信号的1024个样本进行快速傅里叶变换，寻找主频段，采用FIR滤波器对主频段进行处理，计算得到相位差偏移参数。本专利技术还相应提供了一种具有高灵敏度的音频系统，包括：A/D转换单元，所述A/D转换单元用于接收当前帧音频信号并转换为数字信号；自动增益单元，所述自动增益单元用于接收转换成数字信号的当前帧音频信号，比较当前帧音频信号的能量值、增益启动阈值和增益目标阈值，根据比较结果对当前帧音频信号进行放大或衰减；EQ单元，所述EQ单元用于接收自动增益单元处理后的当前帧音频信号，并对当前帧音频信号进行增益处理；D/A转换单元，所述D/A转换单元用于接收EQ单元处理后的当前帧音频信号，并转换为模拟信号；功放单元，所述功放单元用于接收D/A转换单元所输出的模拟信号，进行放大，并驱动扬声器播放声音。所述具有高灵敏度的音频系统中，还包括压缩单元，所述压缩单元用于接收EQ单元处理后的当前帧音频信号，比较当前帧音频信号的能量值和设定的能量阈值，判断是否需要进行压缩处理；所述D/A转换单元接收压缩单元处理后的当前帧音频信号，并转换为模拟信号。所述具有高灵敏度的音频系统中，还包括自动调节单元，所述自动调节单元用于接收压缩单元处理后的当前帧音频信号，根据当前帧音频信号计算其各个频段的能量值，并根据所述各个频段的能量值及各个频段对应的增益参数，得到EQ调节参数，并反馈至EQ单元。所述具有高灵敏度的音频系统中，还包括：拾音器，所述拾音器用于获取扬声器所输出的音频信号；FIR计算单元，所述FIR计算单元用于获取拾音器所拾取的第一音频信号和A/D转换单元所获取的第二音频信号并计算相位偏移参数；相位单元，所述相位单元用于接收FIR计算单元所输出的相位偏移参数并对下一帧音频信号进行相位补偿校正。有益效果：本专利技术提供了一种具有高灵敏度的音频系统及其调节方法，其具有以下优点：(1)所述音频系统在EQ单元的前端设置有自动增益单元，可对输入的音频信号进行放大或衰减，有效地控制输入至EQ单元的音频信号的能量值，提高EQ单元的响应速度并提高音频系统的灵敏度；(2)所述音频系统中，EQ单元和功放单元之间设置有压缩单元，压缩单元对能量值大于设定的压缩启动阈值的音频信号进行压缩，输出正常的音频信号以保护后端的功放单元，防止功本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有高灵敏度的音频系统的调节方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS100、A/D转换单元将输入的当前帧音频信号转化为数字信号；/nS200、自动增益单元将当前帧音频信号的能量值分别与预先设定的增益启动阈值和增益目标阈值比较，若当前帧音频信号的能量值大于增益目标阈值，自动增益单元根据预先设定的增益比率对当前帧音频信号进行衰减；若当前帧音频信号的能量值小于增益目标阈值且大于增益启动阈值，自动增益单元根据增益比率对当前帧音频信号进行放大；/nS300、EQ单元对自动增益单元处理后的当前帧音频信号进行增益处理；/nS400、D/A转换单元将EQ单元处理后的当前帧音频信号转化为模拟信号；/nS500、功放单元接收D/A转化单元输出的模拟信号并进行放大，驱动扬声器播放声音。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有高灵敏度的音频系统的调节方法，其特征在于，包括以下步骤：
S100、A/D转换单元将输入的当前帧音频信号转化为数字信号；
S200、自动增益单元将当前帧音频信号的能量值分别与预先设定的增益启动阈值和增益目标阈值比较，若当前帧音频信号的能量值大于增益目标阈值，自动增益单元根据预先设定的增益比率对当前帧音频信号进行衰减；若当前帧音频信号的能量值小于增益目标阈值且大于增益启动阈值，自动增益单元根据增益比率对当前帧音频信号进行放大；
S300、EQ单元对自动增益单元处理后的当前帧音频信号进行增益处理；
S400、D/A转换单元将EQ单元处理后的当前帧音频信号转化为模拟信号；
S500、功放单元接收D/A转化单元输出的模拟信号并进行放大，驱动扬声器播放声音。


2.根据权利要求1所述的一种具有高灵敏度的音频系统的调节方法，其特征在于，还包括步骤：
S310、压缩单元接收EQ单元输出的当前帧音频信号，若当前帧音频信号的能量大于设定的压缩启动阈值，则执行步骤S311，反之，执行步骤S312；
S311、压缩单元根据设定的压缩比率对当前帧音频信号的能量进行压缩；
S312、压缩单元停止工作。


3.根据权利要求2所述的一种具有高灵敏度的音频系统的调节方法，其特征在于，还包括步骤：
S320、自动调节单元接收经压缩单元处理后的当前帧音频信号；
S321、自动调节单元根据当前帧音频信号，计算得到当前帧音频信号的频谱及各个频段的能量值；
S322、自动调节单元根据所述当前帧音频信号各个频段的能量值以及与所述各个频段对应的增益参数，得到EQ调节参数；
S323、自动调节单元将所述EQ调节参数反馈至EQ单元，EQ单元根据所述EQ调节参数对下一帧音频信号进行增益处理。


4.根据权利要求1所述的一种具有高灵敏度的音频系统的调节方法，其特征在于，还包括步骤：
S600、拾音器拾取扬声器输出的音频信号；
S700、FIR计算单元获取A/D转换单元的第一音频信号和拾音器所获取的第二音频信号，根据第一音频信号和第二音频信号计算相位偏移参数，并反馈至相位单元；
S800、相位单元根据所接收的相位偏移参数对下一帧音频信号进行相位补偿校正。


5.根据权利要求3所述的一种具有高灵敏度的音频系统的调节方法，其特征在于，所述步骤S323中，所述EQ单元根据所接收的EQ调节参数，调整当前帧信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐晓明，吴悠，吴锋，
申请(专利权)人：九江慧明电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36