虚拟低音技术方案

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1、目录1.简介21.1.背景21.2.项目的目的和意义32.技术方案(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33.1.功能33.2.技术指标34.项目实施的进度与计划3虚拟低音技术方案1.简介1.1.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

2、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，

3、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TruBas

4、s；Philips的UltraBass；Maxx的MaxxBass；1.1.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。1.技术方案(如何实现)1.1.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

5、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。1.2.项目实现的技术方案项目采用DSP平台实施方案如图1图1DSP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-HP

6、F，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，UpwardsComposerLogic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。1.功能与技术指标1.1.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。1.2. 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

7、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=Hz1.项目实施的进度与计划　任务项开始时间结束时间进度一任务一基于Matlab的虚拟低音算法优化2011.12.202011.12.31已完成二任务二将Matlab仿真语言转化成DSPC/C++语言2011.12.202012.4.121子任务购买DSP开发板和仿真器2011.12.20201

8、1.12.24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DSPC/C++语言2012.3.12012.4.12已完成　4.1转成第一版DSPC程序2012.3.12012.3.15　4.2根据实际DSP芯片资源修改Ma