虛擬低音技術(shù)方案.doc

目錄 1 簡介簡介 2 1 1 背景 2 1 2 項目的目的和意義 3 2 技術(shù)方案技術(shù)方案 如何實(shí)現(xiàn)如何實(shí)現(xiàn) 3 2 1 項目研究的內(nèi)容 3 2 2 項目實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案 3 3 功能與技術(shù)指標(biāo)功能與技術(shù)指標(biāo) 3 3 1 功能 3 3 2 技術(shù)指標(biāo) 3 4 項目實(shí)施的進(jìn)度與計劃項目實(shí)施的進(jìn)度與計劃 3 虛擬低音技術(shù)方案虛擬低音技術(shù)方案 1 簡介簡介 1 1 背景背景 音頻是多媒體設(shè)備的重要部分 沒有好的聲音 再好的圖像 再多的應(yīng)用的多媒 體設(shè)備也是有缺陷的 然而隨著目前多媒體設(shè)備 當(dāng)前手持設(shè)備及其他消費(fèi)電子設(shè)備 中 由于體積和外形的要求 作為發(fā)聲的喇叭尺寸受到了極大限制 尺寸的限制造成 了喇叭諧振頻率較高 因此不可能輻射出低于其諧振頻率的信號分量 導(dǎo)致音頻部分 低音的缺失 無法給消費(fèi)者提供更高要求的享受 目前傳統(tǒng)的播放重低音的方法有 1 低音炮音箱 缺點(diǎn) 成本高 功率低 無法集成到日益輕薄要求的平板電視 2 提高低音補(bǔ)償 缺點(diǎn) 效率低 效果也比較有限 失真比較大 3 功率補(bǔ)償濾波器 缺點(diǎn) 效率低 效果也比較有限 失真比較大 因此我們需要采用一種更好的 更低成本的方法來重放低音 虛擬低音完全可以 滿足這個要求 虛擬低音的原理就是利用 消失的基頻 現(xiàn)象 通過低音信號基頻的諧波序列在 人耳中再現(xiàn)普通揚(yáng)聲器無法達(dá)到的低頻音調(diào) 在聽感上就會讓人覺得低音分量更足了 有效彌補(bǔ)了小口徑揚(yáng)聲器重放低頻不足的問題 這里采用了人耳的生理學(xué)特點(diǎn)來虛擬 低音 人耳能夠把低音基頻的高頻段諧波的差頻聲音聽成原來低音基頻的音調(diào) 這就 給我們實(shí)現(xiàn)虛擬低音提供了理論基礎(chǔ) 市場上廠商技術(shù)現(xiàn)狀 1 國內(nèi)的品牌在數(shù)字音效處理上主要采用 DTS SRS 杜比等國外專業(yè)音頻廠商的技 術(shù) 在采用他們的技術(shù)時 需要昂貴的技術(shù)授權(quán)費(fèi)用 2 國外品牌 一般都有自己專利的音頻處理技術(shù) 3 虛擬低音的廠商技術(shù)現(xiàn)狀 出名的主要有以下幾個廠商提供的產(chǎn)品 這幾家廠商 一般都提供專門的芯片 價格高 增加比較大的成本 SRS 的 TruBass Philips 的 UltraBass Maxx 的 MaxxBass 1 2 項目的目的和意義項目的目的和意義 目前國內(nèi)基本還沒有廠商從事這一塊的研究 而研究院作為 TCL 核心的研究機(jī)構(gòu) 對與開展音頻方面的研究是很有必要的 我們可以從虛擬低音入手 開發(fā)出可以使用 的虛擬低音技術(shù) 積累公司在音頻方面的技術(shù) 為更進(jìn)一步的其他音效 語音識別等 研發(fā)奠定基礎(chǔ) 2 技術(shù)方案技術(shù)方案 如何實(shí)現(xiàn)如何實(shí)現(xiàn) 2 1 項目研究的內(nèi)容項目研究的內(nèi)容 對媒體播放設(shè)備的低音進(jìn)行提升 從而再現(xiàn)小型揚(yáng)聲器件本身無法回放的重低音 效果 本項目研究的主要內(nèi)容是 基于 MATLAB 的 PC 開發(fā)平臺及 DSP 開發(fā)平臺 對音 頻信號的低頻部分通過諧波提升 從而實(shí)時再現(xiàn)揚(yáng)聲器無法回放的重低音效果 滿足 聽眾的試聽感 2 2 項目實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案項目實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案 項目采用 DSP 平臺實(shí)施方案如圖 1 圖 1 DSP 平臺原理 圖 2 虛擬低音方案原理圖 本設(shè)計采用圖2算法方案原理 首先音頻信號左右通道合成后 通過低通濾波 得 到需處理的低音分量 低音分量經(jīng)諧波處理模塊 形成虛擬低音 然后分別于左右耳 通道高通信號進(jìn)行合成 得到所需 低音分量經(jīng)反饋高通濾波回路 輸出高通濾波回 路 自動增益控制模塊形成諧波及諧波的音色及音型的控制 和好的改善了低音頻率 的重現(xiàn) 其中通過調(diào)整FB HPF 降低諧波的互調(diào)畸變 gain消除高次諧波 Hout HPF 減少直流干擾 平滑濾波保持音型 包絡(luò)檢測模塊檢測X fout的包絡(luò) 用于生產(chǎn)控制 信號 Upwards Composer Logic模塊通過生成控制信號C n 實(shí)現(xiàn)諧波幅度控制 以保 證響度對聲壓級在各次諧波處的動態(tài)平衡 3 功能與技術(shù)指標(biāo)功能與技術(shù)指標(biāo) 3 1 功能功能 對媒體播放設(shè)備的低音進(jìn)行提升 從而再現(xiàn)小型揚(yáng)聲器件本身無法回放的重低音 效果 3 2 技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo) 1 適應(yīng)不同的低音音源 爆破型 悠揚(yáng)型 2 適應(yīng)不同的揚(yáng)聲器 截止頻率不同 50Hz 400Hz 3 響度滿足人耳心理學(xué)特性 低音的響度 4 出色的聽感 響度 音色 音型與原低音匹配 控制諧波增益 波形變化平滑 5 低音效果明顯提升 能接近或優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù) MAXXBASS 杜比等虛擬低音音效 6 能實(shí)時處理 Fs 48000Hz Fs 44100 Hz 4 項目實(shí)施的進(jìn)度與計劃項目實(shí)施的進(jìn)度與計劃 任務(wù)項任務(wù)項開始時間開始時間結(jié)束時間結(jié)束時間進(jìn)度進(jìn)度 一一任務(wù)一任務(wù)一基于基于 MatlabMatlab 的虛擬低音的虛擬低音 算法優(yōu)化算法優(yōu)化 2011 12 202011 12 31已完成 二二任務(wù)二任務(wù)二將將 MatlabMatlab 仿真語言轉(zhuǎn)化成仿真語言轉(zhuǎn)化成 DSPDSP C C C C 語言語言 2011 12 202012 4 12 1子任務(wù)購買 DSP 開發(fā)板和仿真器2011 12 202011 12 24已完成 2子任務(wù)搭建開發(fā)平臺2011 12 252011 12 27已完成 3子任務(wù)熟悉開發(fā)板 熟悉 DSP 已有的 模塊程序 2011 12 272012 2 29已完成 4子任務(wù)將 Matlab 仿真語言生成成 DSP C C 語言 2012 3 12012 4 12已完成 4 1 轉(zhuǎn)成第一版 DSP C 程序2012 3 12012 3 15 4 2 根據(jù)實(shí)際 DSP 芯片資源修改 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 優(yōu)化 DSP C 程 序 2012 4 92012 4 12已完成 三三任務(wù)三任務(wù)三程序占用資源初步評估及優(yōu)化程序占用資源初步評估及優(yōu)化2012 4 132012 4 17 1子任務(wù)將 C 代碼編譯成匯編語言 初 步評估占用資源 2012 4 132012 4 15已完成 2子任務(wù)優(yōu)化 C 再匯編 盡量減少占用 資源 2012 4 162012 4 17已完成 四四任務(wù)四任務(wù)四商務(wù)洽談商務(wù)洽談2012 1 42012 4 10 1子任務(wù)高層聯(lián)系 MST 督促其立項2012 1 42012 2 4 2子任務(wù)評估其合作可行性 2 1 商務(wù)評估2012 2 52012 2 19 2 2 技術(shù)評估2012 2 52012 2 19 3子任務(wù)高層聯(lián)系 MTK 督促其立項 3 1 商務(wù)評估2012 2 202012 3 15 3 2 技術(shù)評估2012 3 162012 3 22 4子任務(wù)選其中一家合作 4 1 確定合作方式2012 3 222012 4 4 4 2 實(shí)地考察合作方的技術(shù)需求2012 4 52012 4 10 五五任務(wù)五任務(wù)五將將 DSPDSP C C C C 語言轉(zhuǎn)換成可植入語言轉(zhuǎn)換成可植入 于于 MSTMST 芯片的匯編語言芯片的匯編語言 2012 4 172012 5 17 5 1 將 DSP C C 語言轉(zhuǎn)換成可植入 于 MST 芯片的匯編語言 2012 4 172012 5 17 5 2 形成 DSP IP Intellectual Property 2012 4 172012 5 17 六六任務(wù)六任務(wù)六將將 DSPDSP IPIP 植入植入 MSTMST 芯片并調(diào)試芯片并調(diào)試2012 5 172012 6 16 七七任務(wù)七任務(wù)七聯(lián)合調(diào)試 優(yōu)化參數(shù)聯(lián)合調(diào)試 優(yōu)化參數(shù)2012 6 172012 7 16 八八任務(wù)八任務(wù)八編寫并調(diào)試相關(guān)控制程序編寫并調(diào)試相關(guān)控制程序2012