本申請涉及數(shù)字音頻領域，特別涉及虛擬低音增強方法、系統(tǒng)、設備及存儲介質(zhì)

背景技術(shù)：

1、微型揚聲器由于體積小、功率有限，其低頻響應能力普遍較弱，導致在播放含有大量低頻成分的音頻時，聲音顯得單薄、缺乏力度。傳統(tǒng)的解決方案包括使用外部音箱或增強低音效果的音頻處理軟件，但這些方法要么增加了設備的體積和重量，要么難以達到理想的低音增強效果。

2、虛擬低音技術(shù)作為一種新興的音頻處理技術(shù)，通過模擬低音效果而非實際產(chǎn)生低音，能夠在不改變硬件結(jié)構(gòu)的前提下顯著提升音頻的低頻表現(xiàn)。目前，市場上已存在多種虛擬低音算法，但大多存在處理復雜度高、低音還原效果不佳或成本較高等問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請實施例提供了虛擬低音增強方法、系統(tǒng)、設備及存儲介質(zhì)，可以解決市場上已存在多種虛擬低音算法，但大多存在處理復雜度高、低音還原效果不佳或成本較高的問題。

2、根據(jù)本公開的一個方面，提供了一種虛擬低音增強方法，包括：

3、對輸入的音頻信號進行預處理，所述預處理包括采樣率轉(zhuǎn)換、去噪處理和音量標準化；

4、通過低通濾波器提取輸入音頻信號中的低頻成分；

5、對提取的低頻成分進行時域分析，并利用諧波生成算法生成低頻成分的奇次諧波和偶次諧波；

6、使用支持向量機模型對預處理后的音頻信號進行低頻成分識別，以區(qū)分出需要增強的低頻部分；

7、通過高通濾波器提取輸入音頻信號中的高頻成分；

8、將生成的諧波信號、識別出的低頻成分以及提取的高頻成分按照預設比例進行疊加合成，得到增強低頻的音頻輸出信號。

9、可選地，其中所述諧波包括至少一次諧波、二次諧波、三次諧波和四次諧波。

10、可選地，所述諧波生成算法根據(jù)低頻成分的時域波形特征，計算各次諧波的比例系數(shù)和相位信息，以生成對應的諧波信號。

11、可選地，所述支持向量機模型在訓練過程中，使用包含低頻信號樣本和非低頻信號樣本的數(shù)據(jù)集進行訓練，以實現(xiàn)對音頻信號中低頻成分的準確識別。

12、可選地，信號疊加步驟包括相位校準和幅度平衡，以確保最終輸出信號的自然性和無失真。

13、根據(jù)本申請的另一方面，提供了一種虛擬低音增強系統(tǒng)，包括：

14、信號預處理模塊，用于對輸入的音頻信號進行預處理；

15、低頻成分提取與諧波生成模塊，用于提取低頻成分并生成對應的諧波信號；

16、低頻成分識別模塊，使用支持向量機模型對預處理后的音頻信號進行低頻成分識別；

17、高頻成分提取模塊，用于提取音頻信號中的高頻成分；

18、信號合成模塊，用于將生成的諧波信號、識別出的低頻成分以及提取的高頻成分進行疊加合成，得到增強低頻的音頻輸出信號。

19、可選地，所述低頻成分提取與諧波生成模塊進一步包括時域分析單元和諧波生成單元，時域分析單元用于分析低頻成分的時域波形特征，諧波生成單元根據(jù)分析結(jié)果生成對應的諧波信號。

20、根據(jù)本申請的另一方面，提供了一種電子設備，包括處理器和存儲器，存儲器中存儲有計算機程序，處理器執(zhí)行該程序時實現(xiàn)前述實施例中任一項所述的虛擬低音增強方法。

21、根據(jù)本申請的另一方面，提供了一種存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)前述實施例中任一項所述的虛擬低音增強方法。

22、本申請實施例提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果：

23、通過低通濾波器精確提取音頻信號中的低頻成分，并利用諧波生成算法生成其諧波，有效彌補了微型揚聲器在低頻段的不足。同時，支持向量機模型的引入使得系統(tǒng)能夠智能識別并增強真正需要增強的低頻部分，避免了不必要的處理，從而顯著提升了音頻信號在低頻段的音質(zhì)表現(xiàn)。用戶能夠感受到更加飽滿、深沉的低音效果，提升了整體聽覺體驗。

24、在增強低頻的同時，系統(tǒng)通過高通濾波器提取并保留了音頻信號中的高頻成分，確保高頻部分的音質(zhì)不受影響。這種處理方式避免了傳統(tǒng)低音增強方法中可能出現(xiàn)的高頻失真問題。音頻信號的高頻部分依然保持清晰、明亮，與增強的低頻部分相得益彰，整體音質(zhì)更加均衡。

25、由于算法基于信號處理的基本原理設計，不依賴于特定的硬件平臺或音頻格式，因此具有很強的適應性和廣泛的應用范圍。無論是手機、平板等便攜式設備，還是汽車音響、家庭影院等大尺寸音響系統(tǒng)，都可以采用本技術(shù)方案進行低音增強。技術(shù)方案的通用性和靈活性使得其能夠滿足不同場景下的音質(zhì)提升需求，具有廣闊的市場前景。

26、應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本申請。

技術(shù)特征：

1.一種虛擬低音增強方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述諧波包括至少一次諧波、二次諧波、三次諧波和四次諧波。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述諧波生成算法根據(jù)低頻成分的時域波形特征，計算各次諧波的比例系數(shù)和相位信息，以生成對應的諧波信號。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述支持向量機模型在訓練過程中，使用包含低頻信號樣本和非低頻信號樣本的數(shù)據(jù)集進行訓練，以實現(xiàn)對音頻信號中低頻成分的準確識別。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，信號疊加步驟包括相位校準和幅度平衡，以確保最終輸出信號的自然性和無失真。

6.一種虛擬低音增強系統(tǒng)，其特征在于，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的虛擬低音增強系統(tǒng)，其特征在于，所述低頻成分提取與諧波生成模塊進一步包括時域分析單元和諧波生成單元，時域分析單元用于分析低頻成分的時域波形特征，諧波生成單元根據(jù)分析結(jié)果生成對應的諧波信號。

8.一種電子設備，包括處理器和存儲器，存儲器中存儲有計算機程序，處理器執(zhí)行該程序時實現(xiàn)如權(quán)利要求1至5中任一項所述的虛擬低音增強方法。

9.一種存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求1至5中任一項所述的虛擬低音增強方法。

技術(shù)總結(jié)
本申請是關于一種虛擬低音增強方法，包括：對輸入的音頻信號進行預處理，所述預處理包括采樣率轉(zhuǎn)換、去噪處理和音量標準化；通過低通濾波器提取輸入音頻信號中的低頻成分；對提取的低頻成分進行時域分析，并利用諧波生成算法生成低頻成分的奇次諧波和偶次諧波；使用支持向量機模型對預處理后的音頻信號進行低頻成分識別，以區(qū)分出需要增強的低頻部分；通過高通濾波器提取輸入音頻信號中的高頻成分；將生成的諧波信號、識別出的低頻成分以及提取的高頻成分按照預設比例進行疊加合成，得到增強低頻的音頻輸出信號?？梢越鉀Q市場上已存在多種虛擬低音算法，但大多存在處理復雜度高、低音還原效果不佳或成本較高的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：陳修凱,姚利,虞志雄,戴忠偉
受保護的技術(shù)使用者：廣芯電子技術(shù)（上海）股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6