專利名稱：混音處理方法、裝置及智能設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及音頻信號處理領(lǐng)域，尤其涉及一種混音處理方法、裝置及智能設(shè)備。
背景技術(shù)：
在音頻編輯、播放軟件，以及各種多媒體應(yīng)用軟件中，都會用到將兩路或者多路信號混合為一路進行輸出的情況，稱之為混音(sound mixing)。在voip中，混音也是最基本而必需的算法，但是由于應(yīng)用場景比較復(fù)雜，優(yōu)良的混音效果和快速的實現(xiàn)速度的結(jié)合仍然是一個難點?，F(xiàn)有的混音處理方法可以分為兩大類(I)直接飽和(saturation)相加；(2)相加求平均值。直接飽和相加，簡單地可以認為，是幾個聲音不加任何處理粗暴地混合在一起的過程，并進行飽和處理。如式(3. I)所示。\·(η) = satnra{io^η( Σ；=%'<(η)) M = 1,2,3(式 3· I)
其中，y(n)表示混音后輸出的采樣值。Xm(η)表示序號為m的原始音頻采樣值，M為總音頻路數(shù)。saturation( ·)表示飽和運算。此方法的優(yōu)點是實現(xiàn)簡單，計算量少，并且丟失信息量較少，在各路信號原始音量較小的情況下以及對質(zhì)量要求不高的情況下比較適用。缺點是由于對各類信息不加分析進行粗暴相加，容易導(dǎo)致溢出，從而出現(xiàn)在溢出時候飽和運算造成大面積的飽和值(如對 16bit PCM編碼音頻數(shù)據(jù)，出現(xiàn)大量連續(xù)的32767和-32768)。為了防止上述直接飽和相加產(chǎn)生的濾波器發(fā)散，相加求平均值的方法能夠防止溢出的出現(xiàn)，而避免飽和運算，如下式(3. 2)所示。V；Ii； = ::: Σ.':: >:Π1!: [H >1 = 123(式 3. 2)
其中，y(n)表示混音后輸出的采樣值。Xm(η)表示序號為m的原始音頻采樣值，M為總音頻路數(shù)。但是，此方法會降低原始每一路信號在最終信號中的貢獻值。每一路信號的最終采樣值被降低為原始值的1/M，隨著M的增大，在混合后的輸出信號中，每一路的信號聲音都變小，當(dāng)M取無窮大時，每一路的貢獻值趨近于O。同時，由于實際情況中，M路信號中當(dāng)一路在發(fā)聲時，其他幾路多處于靜音狀態(tài)，則最終產(chǎn)生發(fā)聲信號的聲音將變得很小。而如果對最終混合的聲音放大r (r>l)倍，則濾波器仍然發(fā)散，溢出產(chǎn)生。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種混音處理方法、裝置及智能設(shè)備，實現(xiàn)簡單、計算復(fù)雜度低，能有效避免波峰溢出和各路聲音減小等問題。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種混音處理方法，包括以下步驟分別用預(yù)先設(shè)定的加權(quán)系數(shù)對需進行混音處理的每一路音頻信號的采樣值進行加權(quán)處理，得到加權(quán)采樣值；
將所述加權(quán)采樣值求和，再乘以當(dāng)前衰減因子，得到合成中間值；
判斷所述合成中間值是否發(fā)生溢出
如果所述合成中間值發(fā)生溢出，則以最大采樣值或最小采樣值輸出音頻，并減小當(dāng)前衰減因子以作為下一次采樣的衰減因子；
如果所述合成中間值未發(fā)生溢出，則以所述合成中間值輸出音頻；同時如果當(dāng)前衰減因子小于1，則增大當(dāng)前衰減因子以作為下一次采樣的衰減因子。本發(fā)明還提供一種混音處理裝置，包括
加權(quán)處理單元，用于分別用預(yù)先設(shè)定的加權(quán)系數(shù)對需進行混音處理的每一路音頻信號的采樣值進行加權(quán)處理，得到加權(quán)采樣值；
合成處理單元，用于將由所述加權(quán)處理單元處理得到的加權(quán)采樣值求和，再乘以當(dāng)前衰減因子，得到合成中間值；
判斷處理單元，用于判斷所述合成中間值發(fā)生溢出時，則以最大采樣值或最小采樣值輸出音頻，并減小當(dāng)前衰減因子以作為下一次采樣的衰減因子；或判斷所述合成中間值未發(fā)生溢出時，則以所述合成中間值輸出音頻；同時如果當(dāng)前衰減因子小于1，則增大當(dāng)前衰減因子以作為下一次采樣的衰減因子。本發(fā)明還提供一種智能設(shè)備，包括混音處理裝置，所述混音處理裝置包括
加權(quán)處理單元，用于分別用預(yù)先設(shè)定的加權(quán)系數(shù)對需進行混音處理的每一路音頻信號
的采樣值進行加權(quán)處理，得到加權(quán)采樣值；
合成處理單元，用于將由所述加權(quán)處理單元處理得到的加權(quán)采樣值求和，再乘以當(dāng)前衰減因子，得到合成中間值；
判斷處理單元，用于判斷所述合成中間值發(fā)生溢出時，則以最大采樣值或最小采樣值輸出音頻，并減小當(dāng)前衰減因子以作為下一次采樣的衰減因子；或判斷所述合成中間值未發(fā)生溢出時，則以所述合成中間值輸出音頻；同時如果當(dāng)前衰減因子小于1，則增大當(dāng)前衰減因子以作為下一次采樣的衰減因子。本發(fā)明所提供的混音處理方法、裝置及智能設(shè)備，實現(xiàn)簡單，計算復(fù)雜度低，并且避免了飽和相加法帶來的大面積飽和區(qū)域缺點，也避免了相加求平均的方法帶來的音量減小的問題。在混合溢出處增加了自動調(diào)節(jié)功能，音頻信號過渡更平滑，更大程度地保持了原
有信息量。
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本發(fā)明實施例一混音處理方法的流程示意圖。圖2是本發(fā)明實施例一中對兩路音頻信號進行混音處理的流程示意圖。圖3是本發(fā)明實施例二混音處理裝置的原理框圖。
具體實施例方式下面參考附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行描述。本發(fā)明實施例在對至少兩路音頻信號進行混音處理時，引入一個可變的衰減因子，與經(jīng)加權(quán)處理的各路音頻信號采樣值的和相乘，當(dāng)乘積的合成采樣值發(fā)生溢出時，以最大采樣值或最小采樣值輸出音頻，同時適當(dāng)調(diào)小衰減因子，這樣在下一個采樣點時，新的衰減因子與經(jīng)加權(quán)處理的各路音頻信號采樣值的和相乘，可以降低溢出的可能性。另外，為了防止音頻信號被不必要地過分衰減，還可以適當(dāng)增大衰減因子。因此，本發(fā)明實施例的混音處理方法十分靈活，實現(xiàn)簡單，計算復(fù)雜度低。請參照圖I所示，本發(fā)明實施例一提供一種混音處理方法，包括以下步驟
分別用預(yù)先設(shè)定的加權(quán)系數(shù)對需進行混音處理的每一路音頻信號的采樣值進行加權(quán)
處理，得到加權(quán)采樣值；
將所述加權(quán)采樣值求和，再乘以當(dāng)前衰減因子，得到合成中間值；
判斷所述合成中間值是否發(fā)生溢出
如果所述合成中間值發(fā)生溢出，則以最大采樣值或最小采樣值輸出音頻，并減小當(dāng)前衰減因子以作為下一次采樣的衰減因子；
如果所述合成中間值未發(fā)生溢出，則以所述合成中間值輸出音頻；同時如果當(dāng)前衰減因子小于1，則增大當(dāng)前衰減因子以作為下一次采樣的衰減因子。具體的，請參照圖2所示，以對兩路音頻信號進行混音處理為例對本實施例的混音處理方法進行說明，包括
步驟SI，用加權(quán)系數(shù)Wl和W2分別對音頻信號采樣值Si (n)、s2 (η)進行加權(quán)處理，分別得到加權(quán)采樣值wl*sl (η)和w2*s2 (η)。其中，si (n)、s2 (η)為當(dāng)前采樣點的原始兩路音頻輸入信號采樣值；wl，w2分別代表加權(quán)系數(shù)，位于區(qū)間(O. 5，I]，本實施例中優(yōu)選取值O. 618或者I。應(yīng)當(dāng)注意的是，wl、w2 為預(yù)先設(shè)定，根據(jù)不同需求可以相應(yīng)設(shè)置。例如，在視頻會議中，不同的人音量大小不一，相同的人在不同時刻的音量也不一定相同，因此為了使混音中各人的音量不至于相差太大， 可以為各路音頻信號設(shè)定相應(yīng)加權(quán)系數(shù)進行調(diào)整。又如，在卡拉OK里，也可以通過設(shè)置加權(quán)系數(shù)為伴奏的音頻信號和人聲的音頻信號進行調(diào)整。步驟S2,對加權(quán)采樣值wl*sl (η)和w2*s2 (η)相加，再乘以當(dāng)前衰減因子q,得到合成中間值s (η)，即
s (n) = q*[ wl*sl(n) + w2*s2 (η)](式 3· 3)
其中，衰減因子q位于區(qū)間(0，I]，初始值為I。本實施例設(shè)置衰減因子的目的之一是如果對步驟S2中經(jīng)加權(quán)處理得到的加權(quán)采樣值采取直接相加，得到的合成中間值仍然容易發(fā)生溢出，有必要通過衰減因子來加以限制。步驟S3，判斷合成中間值s (η)是否發(fā)生溢出，并根據(jù)判斷結(jié)果輸出相應(yīng)音頻。合成中間值是否發(fā)生溢出，是指合成中間值是否超出最大采樣值和最小采樣值的范圍，具體是將合成中間值與最大采樣值或最小采樣值進行比較。最大采樣值和最小采樣值根據(jù)采樣位數(shù)確定。采樣位數(shù)是用來衡量音頻波動變化的參數(shù)，是指將模擬音頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻信號的二進制位數(shù)。本實施例中采樣位數(shù)為16位，則由其確定的最大采樣值為32767，最小采樣值為-32768 (也可稱為負的最大采樣值)。具體的比較可參見式3. 4 式 3. 4 :
權(quán)利要求
1.一種混音處理方法，其特征在于，包括以下步驟分別用預(yù)先設(shè)定的加權(quán)系數(shù)對需進行混音處理的每一路音頻信號的采樣值進行加權(quán)處理，得到加權(quán)采樣值；將所述加權(quán)采樣值求和，再乘以當(dāng)前衰減因子，得到合成中間值；判斷所述合成中間值是否發(fā)生溢出如果所述合成中間值發(fā)生溢出，則以最大采樣值或最小采樣值輸出音頻，并減小當(dāng)前衰減因子以作為下一次采樣的衰減因子；如果所述合成中間值未發(fā)生溢出，則以所述合成中間值輸出音頻；同時如果當(dāng)前衰減因子小于1，則增大當(dāng)前衰減因子以作為下一次采樣的衰減因子。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的混音處理方法，其特征在于，所述合成中間值發(fā)生溢出包括 當(dāng)所述合成中間值大于最大采樣值時，則以所述最大采樣值輸出音頻；當(dāng)所述合成中間值小于最小采樣值時，則以所述最小采樣值輸出音頻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混音處理方法，其特征在于，所述最大采樣值和最小采樣值根據(jù)采樣位數(shù)確定。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的混音處理方法，其特征在于，所述減小當(dāng)前衰減因子具體是指將當(dāng)前衰減因子減去一個分級系數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的混音處理方法，其特征在于，所述增大當(dāng)前衰減因子具體是指將當(dāng)前衰減因子加上一個分級系數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的混音處理方法，其特征在于，所述衰減因子的取值大于零且小于等于I。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混音處理方法，其特征在于，所述衰減因子的初始值為I。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的混音處理方法，其特征在于，所述分級系數(shù)為采樣位數(shù)的倒數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的混音處理方法，其特征在于，所述加權(quán)系數(shù)取值大于O.5且小于等于I。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的混音處理方法，其特征在于，所述加權(quán)系數(shù)為O.618或I。
11.一種混音處理裝置，其特征在于，包括加權(quán)處理單元，用于分別用預(yù)先設(shè)定的加權(quán)系數(shù)對需進行混音處理的每一路音頻信號的采樣值進行加權(quán)處理，得到加權(quán)采樣值；合成處理單元，用于將由所述加權(quán)處理單元處理得到的加權(quán)采樣值求和，再乘以當(dāng)前衰減因子，得到合成中間值；判斷處理單元，用于判斷所述合成中間值發(fā)生溢出時，則以最大采樣值或最小采樣值輸出音頻，并減小當(dāng)前衰減因子以作為下一次采樣的衰減因子；或判斷所述合成中間值未發(fā)生溢出時，則以所述合成中間值輸出音頻；同時如果當(dāng)前衰減因子小于1，則增大當(dāng)前衰減因子以作為下一次采樣的衰減因子。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的混音處理裝置，其特征在于，所述判斷處理單元進一步包括比較單元，用于將所述合成中間值與所述最大采樣值或最小采樣值進行比較；調(diào)整單元，用于根據(jù)比較單元的比較結(jié)果，增大或減小衰減因子，并作為下一次采樣的衰減因子；輸出單元，用于根據(jù)比較單元的比較結(jié)果，輸出相應(yīng)音頻。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的混音處理裝置，其特征在于，所述比較單元判斷合成中間值大于最大采樣值或小于最小采樣值時，所述調(diào)整單元則減小衰減因子，并作為下一次采樣的衰減因子；當(dāng)所述比較單元判斷出合成中間值大于最大采樣值時，所述輸出單元以最大采樣值輸出音頻；當(dāng)所述比較單元判斷出合成中間值小于最大采樣值時，所述輸出單元以最小采樣值輸出音頻。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的混音處理裝置，其特征在于，所述比較單元判斷合成中間值大于等于最小采樣值，并小于等于最大采樣值時，所述輸出單元以合成中間值輸出音頻； 所述比較單元還比較當(dāng)前衰減因子是否小于1，如果是，則所述調(diào)整單元將增大衰減因子并作為下一次采樣的衰減因子。
15.一種智能設(shè)備，其特征在于，包括混音處理裝置，所述混音處理裝置包括加權(quán)處理單元，用于分別用預(yù)先設(shè)定的加權(quán)系數(shù)對需進行混音處理的每一路音頻信號的采樣值進行加權(quán)處理，得到加權(quán)采樣值；合成處理單元，用于將由所述加權(quán)處理單元處理得到的加權(quán)采樣值求和，再乘以當(dāng)前衰減因子，得到合成中間值；判斷處理單元，用于判斷所述合成中間值發(fā)生溢出時，則以最大采樣值或最小采樣值輸出音頻，并減小當(dāng)前衰減因子以作為下一次采樣的衰減因子；或判斷所述合成中間值未發(fā)生溢出時，則以所述合成中間值輸出音頻；同時如果當(dāng)前衰減因子小于1，則增大當(dāng)前衰減因子以作為下一次采樣的衰減因子。
全文摘要
本發(fā)明提供一種混音處理方法、裝置及智能設(shè)備，其中混音處理方法包括以下步驟分別用預(yù)先設(shè)定的加權(quán)系數(shù)對需進行混音處理的每一路音頻信號的采樣值進行加權(quán)處理，得到加權(quán)采樣值；將所述加權(quán)采樣值求和，再乘以當(dāng)前衰減因子，得到合成中間值；判斷所述合成中間值是否發(fā)生溢出如果所述合成中間值發(fā)生溢出，則以最大采樣值或最小采樣值輸出音頻，并減小當(dāng)前衰減因子以作為下一次采樣的衰減因子；如果所述合成中間值未發(fā)生溢出，則以所述合成中間值輸出音頻；同時如果當(dāng)前衰減因子小于1，則增大當(dāng)前衰減因子以作為下一次采樣的衰減因子。本發(fā)明實現(xiàn)簡單，計算復(fù)雜度低，音頻信號過渡更平滑，更大程度地保持了原有信息量。
文檔編號G10L21/00GK102610235SQ20111043441
公開日2012年7月25日 申請日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者趙偉峰 申請人:深圳市萬興軟件有限公司