虚拟低音技术方案

1、目录1. 简介简介.21.1.背景.21.2.项目的目的和意义.32. 技术方案技术方案(如何实现如何实现).32.1.项目研究的内容.32.2.项目实现的技术方案.33. 功能与技术指标功能与技术指标.33.1. 功能.33.2.技术指标.34. 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

2、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

3、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

4、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

5、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 Com

6、poser 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 400Hz3、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

7、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1子任务购买 DSP 开发板和仿真器已完成2子任务搭建开发平台已完成3子任务熟悉开发板（熟悉 DSP 已有的模块程序）已完成4子任务将 Matlab 仿真语言生成成 DSP C/C+语言已完成4.1 转成第一版 DSP C 程序4.2 根据实际 DSP 芯片资源修改Matlab 程序已完成4

8、.3 生成第二版 DSP C 程序已完成4.4 在 DSP 上修改、优化 DSP C 程序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1子任务将 C 代码编译成汇编语言，初步评估占用资源已完成2子任务优化 C，再汇编，尽量减少占用资源已完成四四任务四任务四商务洽谈商务洽谈1子任务高层联系 MST，督促其立项2子任务评估其合作可行性2.1 商务评估2.2 技术评估3子任务高层联系 MTK，督促其立项3.1 商务评估3.2 技术评估4子任务选其中一家合作4.1 确定合作方式4.2 实地考察合作方的技术需求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5.1 将 DSP C/C+语言转换成可植入于 MST 芯片的汇编语言5.2 形成 DSP IP(Intellectual Property)六六任务六任务六将将 DSPDSP IPIP 植入植入 MSTMST 芯片并调试芯