虚拟低音技术方案.doc

目录 1 简介简介 2 1 1 背景 2 1 2 项目的目的和意义 3 2 技术方案技术方案 如何实现如何实现 3 2 1 项目研究的内容 3 2 2 项目实现的技术方案 3 3 功能与技术指标功能与技术指标 3 3 1 功能 3 3 2 技术指标 3 4 项目实施的进度与计划项目实施的进度与计划 3 虚拟低音技术方案虚拟低音技术方案 1 简介简介 1 1 背景背景 音频是多媒体设备的重要部分 没有好的声音 再好的图像 再多的应用的多媒 体设备也是有缺陷的 然而随着目前多媒体设备 当前手持设备及其他消费电子设备 中 由于体积和外形的要求 作为发声的喇叭尺寸受到了极大限制 尺寸的限制造成 了喇叭谐振频率较高 因此不可能辐射出低于其谐振频率的信号分量 导致音频部分 低音的缺失 无法给消费者提供更高要求的享受 目前传统的播放重低音的方法有 1 低音炮音箱 缺点 成本高 功率低 无法集成到日益轻薄要求的平板电视 2 提高低音补偿 缺点 效率低 效果也比较有限 失真比较大 3 功率补偿滤波器 缺点 效率低 效果也比较有限 失真比较大 因此我们需要采用一种更好的 更低成本的方法来重放低音 虚拟低音完全可以 满足这个要求 虚拟低音的原理就是利用 消失的基频 现象 通过低音信号基频的谐波序列在 人耳中再现普通扬声器无法达到的低频音调 在听感上就会让人觉得低音分量更足了 有效弥补了小口径扬声器重放低频不足的问题 这里采用了人耳的生理学特点来虚拟 低音 人耳能够把低音基频的高频段谐波的差频声音听成原来低音基频的音调 这就 给我们实现虚拟低音提供了理论基础 市场上厂商技术现状 1 国内的品牌在数字音效处理上主要采用 DTS SRS 杜比等国外专业音频厂商的技 术 在采用他们的技术时 需要昂贵的技术授权费用 2 国外品牌 一般都有自己专利的音频处理技术 3 虚拟低音的厂商技术现状 出名的主要有以下几个厂商提供的产品 这几家厂商 一般都提供专门的芯片 价格高 增加比较大的成本 SRS 的 TruBass Philips 的 UltraBass Maxx 的 MaxxBass 1 2 项目的目的和意义项目的目的和意义 目前国内基本还没有厂商从事这一块的研究 而研究院作为 TCL 核心的研究机构 对与开展音频方面的研究是很有必要的 我们可以从虚拟低音入手 开发出可以使用 的虚拟低音技术 积累公司在音频方面的技术 为更进一步的其他音效 语音识别等 研发奠定基础 2 技术方案技术方案 如何实现如何实现 2 1 项目研究的内容项目研究的内容 对媒体播放设备的低音进行提升 从而再现小型扬声器件本身无法回放的重低音 效果 本项目研究的主要内容是 基于 MATLAB 的 PC 开发平台及 DSP 开发平台 对音 频信号的低频部分通过谐波提升 从而实时再现扬声器无法回放的重低音效果 满足 听众的试听感 2 2 项目实现的技术方案项目实现的技术方案 项目采用 DSP 平台实施方案如图 1 图 1 DSP 平台原理 图 2 虚拟低音方案原理图 本设计采用图2算法方案原理 首先音频信号左右通道合成后 通过低通滤波 得 到需处理的低音分量 低音分量经谐波处理模块 形成虚拟低音 然后分别于左右耳 通道高通信号进行合成 得到所需 低音分量经反馈高通滤波回路 输出高通滤波回 路 自动增益控制模块形成谐波及谐波的音色及音型的控制 和好的改善了低音频率 的重现 其中通过调整FB HPF 降低谐波的互调畸变 gain消除高次谐波 Hout HPF 减少直流干扰 平滑滤波保持音型 包络检测模块检测X fout的包络 用于生产控制 信号 Upwards Composer Logic模块通过生成控制信号C n 实现谐波幅度控制 以保 证响度对声压级在各次谐波处的动态平衡 3 功能与技术指标功能与技术指标 3 1 功能功能 对媒体播放设备的低音进行提升 从而再现小型扬声器件本身无法回放的重低音 效果 3 2 技术指标技术指标 1 适应不同的低音音源 爆破型 悠扬型 2 适应不同的扬声器 截止频率不同 50Hz 400Hz 3 响度满足人耳心理学特性 低音的响度 4 出色的听感 响度 音色 音型与原低音匹配 控制谐波增益 波形变化平滑 5 低音效果明显提升 能接近或优于现有技术 MAXXBASS 杜比等虚拟低音音效 6 能实时处理 Fs 48000Hz Fs 44100 Hz 4 项目实施的进度与计划项目实施的进度与计划 任务项任务项开始时间开始时间结束时间结束时间进度进度 一一任务一任务一基于基于 MatlabMatlab 的虚拟低音的虚拟低音 算法优化算法优化 2011 12 202011 12 31已完成 二二任务二任务二将将 MatlabMatlab 仿真语言转化成仿真语言转化成 DSPDSP C C C C 语言语言 2011 12 202012 4 12 1子任务购买 DSP 开发板和仿真器2011 12 202011 12 24已完成 2子任务搭建开发平台2011 12 252011 12 27已完成 3子任务熟悉开发板 熟悉 DSP 已有的 模块程序 2011 12 272012 2 29已完成 4子任务将 Matlab 仿真语言生成成 DSP C C 语言 2012 3 12012 4 12已完成 4 1 转成第一版 DSP C 程序2012 3 12012 3 15 4 2 根据实际 DSP 芯片资源修改 Matlab 程序 2012 3 162012 3 30已完成 4 3 生成第二版 DSP C 程序2012 4 12012 4 8已完成 4 4 在 DSP 上修改 优化 DSP C 程 序 2012 4 92012 4 12已完成 三三任务三任务三程序占用资源初步评估及优化程序占用资源初步评估及优化2012 4 132012 4 17 1子任务将 C 代码编译成汇编语言 初 步评估占用资源 2012 4 132012 4 15已完成 2子任务优化 C 再汇编 尽量减少占用 资源 2012 4 162012 4 17已完成 四四任务四任务四商务洽谈商务洽谈2012 1 42012 4 10 1子任务高层联系 MST 督促其立项2012 1 42012 2 4 2子任务评估其合作可行性 2 1 商务评估2012 2 52012 2 19 2 2 技术评估2012 2 52012 2 19 3子任务高层联系 MTK 督促其立项 3 1 商务评估2012 2 202012 3 15 3 2 技术评估2012 3 162012 3 22 4子任务选其中一家合作 4 1 确定合作方式2012 3 222012 4 4 4 2 实地考察合作方的技术需求2012 4 52012 4 10 五五任务五任务五将将 DSPDSP C C C C 语言转换成可植入语言转换成可植入 于于 MSTMST 芯片的汇编语言芯片的汇编语言 2012 4 172012 5 17 5 1 将 DSP C C 语言转换成可植入 于 MST 芯片的汇编语言 2012 4 172012 5 17 5 2 形成 DSP IP Intellectual Property 2012 4 172012 5 17 六六任务六任务六将将 DSPDSP IPIP 植入植入 MSTMST 芯片并调试芯片并调试2012 5 172012 6 16 七七任务七任务七联合调试 优化参数联合调试 优化参数2012 6 172012 7 16 八八任务八任务八编写并调试相关控制程序编写并调试相关控制程序2012