虛擬低音技術(shù)方案.doc

目錄 1 簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 2 1 1 背景 2 1 2 項(xiàng)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(xiàng)目研究的內(nèi)容 3 2 2 項(xiàng)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(xiàng)目實(shí)施的進(jìn)度與計(jì)劃項(xiàng)目實(shí)施的進(jìn)度與計(jì)劃 3 虛擬低音技術(shù)方案虛擬低音技術(shù)方案 1 簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 1 1 背景背景 音頻是多媒體設(shè)備的重要部分 沒(méi)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(hào)分量 導(dǎo)致音頻部分 低音的缺失 無(wú)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(wú)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(lái)重放低音 虛擬低音完全可以 滿足這個(gè)要求 虛擬低音的原理就是利用 消失的基頻 現(xiàn)象 通過(guò)低音信號(hào)基頻的諧波序列在 人耳中再現(xiàn)普通揚(yáng)聲器無(wú)法達(dá)到的低頻音調(diào) 在聽(tīng)感上就會(huì)讓人覺(jué)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(wèn)題 這里采用了人耳的生理學(xué)特點(diǎn)來(lái)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(tīng)成原來(lái)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(chǎng)上廠商技術(shù)現(xiàn)狀 1 國(guó)內(nèi)的品牌在數(shù)字音效處理上主要采用 DTS SRS 杜比等國(guó)外專業(yè)音頻廠商的技 術(shù) 在采用他們的技術(shù)時(shí) 需要昂貴的技術(shù)授權(quán)費(fèi)用 2 國(guó)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(gè)廠商提供的產(chǎn)品 這幾家廠商 一般都提供專門的芯片 價(jià)格高 增加比較大的成本 SRS 的 TruBass Philips 的 UltraBass Maxx 的 MaxxBass 1 2 項(xiàng)目的目的和意義項(xiàng)目的目的和意義 目前國(guó)內(nèi)基本還沒(méi)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(duì)與開(kāi)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(kāi)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(yǔ)音識(shí)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(xiàng)目研究的內(nèi)容項(xiàng)目研究的內(nèi)容 對(duì)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(wú)法回放的重低音 效果 本項(xiàng)目研究的主要內(nèi)容是 基于 MATLAB 的 PC 開(kāi)發(fā)平臺(tái)及 DSP 開(kāi)發(fā)平臺(tái) 對(duì)音 頻信號(hào)的低頻部分通過(guò)諧波提升 從而實(shí)時(shí)再現(xiàn)揚(yáng)聲器無(wú)法回放的重低音效果 滿足 聽(tīng)眾的試聽(tīng)感 2 2 項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案 項(xiàng)目采用 DSP 平臺(tái)實(shí)施方案如圖 1 圖 1 DSP 平臺(tái)原理 圖 2 虛擬低音方案原理圖 本設(shè)計(jì)采用圖2算法方案原理 首先音頻信號(hào)左右通道合成后 通過(guò)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(hào)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(dòng)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(guò)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(cè)模塊檢測(cè)X fout的包絡(luò) 用于生產(chǎn)控制 信號(hào) Upwards Composer Logic模塊通過(guò)生成控制信號(hào)C n 實(shí)現(xiàn)諧波幅度控制 以保 證響度對(duì)聲壓級(jí)在各次諧波處的動(dòng)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(duì)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(wú)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(tīng)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(shí)處理 Fs 48000Hz Fs 44100 Hz 4 項(xiàng)目實(shí)施的進(jìn)度與計(jì)劃項(xiàng)目實(shí)施的進(jìn)度與計(jì)劃 任務(wù)項(xiàng)任務(wù)項(xiàng)開(kāi)始時(shí)間開(kāi)始時(shí)間結(jié)束時(shí)間結(jié)束時(shí)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(yǔ)言轉(zhuǎn)化成仿真語(yǔ)言轉(zhuǎn)化成 DSPDSP C C C C 語(yǔ)言語(yǔ)言 2011 12 202012 4 12 1子任務(wù)購(gòu)買 DSP 開(kāi)發(fā)板和仿真器2011 12 202011 12 24已完成 2子任務(wù)搭建開(kāi)發(fā)平臺(tái)2011 12 252011 12 27已完成 3子任務(wù)熟悉開(kāi)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(yǔ)言生成成 DSP C C 語(yǔ)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(píng)估及優(yōu)化程序占用資源初步評(píng)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(yǔ)言 初 步評(píng)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(xiàng)2012 1 42012 2 4 2子任務(wù)評(píng)估其合作可行性 2 1 商務(wù)評(píng)估2012 2 52012 2 19 2 2 技術(shù)評(píng)估2012 2 52012 2 19 3子任務(wù)高層聯(lián)系 MTK 督促其立項(xiàng) 3 1 商務(wù)評(píng)估2012 2 202012 3 15 3 2 技術(shù)評(píng)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(yǔ)言轉(zhuǎn)換成可植入語(yǔ)言轉(zhuǎn)換成可植入 于于 MSTMST 芯片的匯編語(yǔ)言芯片的匯編語(yǔ)言 2012 4 172012 5 17 5 1 將 DSP C C 語(yǔ)言轉(zhuǎn)換成可植入 于 MST 芯片的匯編語(yǔ)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