一种音频信号的处理方法和装置与流程

本发明涉及音频信号处理，具体涉及一种音频信号的处理方法和装置。

背景技术：

1、音频处理只是指对音频信号进行各种处理，以达到改善音频质量、增强音频效果、提高音频可听性等目的的过程。

2、例如公开号为cn108848435b中国专利公开的一种音频信号的处理方法和相关装置，包括：根据当前帧音频信号的采样率和时长获取当前帧音频信号在各个采样点处幅值的第一平均值；获取第一平均值对应的第一指数平滑值；根据运算参数和预置的运算公式计算当前帧音频信号的第一参考值，并通过比较第一参考值与预置的第一阈值的大小判定当前帧音频信号的第一音频状态，运算参数包括第一平均值和第一指数平滑值，第一音频状态为纯噪声状态或非纯噪声状态；根据音频状态与搜索窗长的预置第一对应关系确定第一音频状态对应的搜索窗长。解决了现有的mcra算法在减短降噪异常的持续时长的同时会对非噪声信号产生不良影响的技术问题，在实际使用过程中，依然存在以下问题。

3、以上文献在使用的过程中，采用低通滤波器进行滤波降噪，对于高低频分离的带噪信号比较有效，但是对于高频部分信号与噪声叠加的信号不能有效区分，低通滤波器太宽，会将一部分有效信号当作噪声滤掉，导致滤波信号中存在大量噪声，而且在降噪的过程中对于回声无法进行处理，导致存在较多的杂音，同时采样率和采样深度较差，导致压缩后的输出音频不够清晰，而无法对音频频段之间的均衡进行调整。

技术实现思路

1、本发明提供一种音频信号的处理方法和装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

3、一种音频信号的处理方法和装置，包括采样、去噪、均衡、压缩、混响以及输出，所述采样是将得到的音频信号转换为数字信号；

4、所述去噪是将转化的数字信号进行噪音处理，去除低频噪声和高频噪声；

5、所述均衡是调整音频信号的频率响应，用来增加音频的某些频率段、减弱某些频率段；

6、所述压缩将简单处理后的音频信号调整其音频动态范围，让音频更加稳定；

7、所述混响是针对音频信号的使用环境，来增加音频的空间感和深度；

8、所述输出是将处理后的音频信号保存为wav、mp3格式输出到设备、文件中。

9、本发明技术方案的进一步改进在于：所述在采样过程中，需要确定采样率和采样深度，所述采样率是指每秒音频处理的第钟采样的次数，采样深度是指每个采样点的位数，所述采样率和采样深度的选择会影响音频的质量和文件大小。

10、本发明技术方案的进一步改进在于：所述去噪过程中会用到回声消除，所述回声消除是使用一个自适应滤波器对未知的回声信道进行参数辨识，根据扬声器信号与其产生回声信号相关性为基础，建立数学模型，模拟回声路径，所述数学模型算法采用频域分块自适应滤波算法，使其冲击响应和真实回声路径相逼近，对音频信号进行回声消除。

11、本发明技术方案的进一步改进在于：所述去噪过程中主要通过噪声能量分布来进行抑制，采用小波阈值降噪处理带噪信号，带噪信号被分解成高频和低频部分，大部分情况下，信号集中在低频部分，噪声分布在高频部分，所述小波阈值降噪处理变换同时在时域和频域上对信号进行分析，具有自动变焦功能。

12、本发明技术方案的进一步改进在于：所述均衡在对音频信号处理时，使用三个不同规格的电容器分别负责调整高频，中频和低频，所述三个电容分别对高，中，低频率的敏感程度，调整各个电容的电流传输效率来产生均衡效果，调频时使用负增益式调节，提升一个频段同时打压其他频段，均衡调频时避免对频响上比较严重的高峰频、低谷频做过度补偿。

13、为解决上述技术问题，本发明还采用另一种技术方案：

14、一种音频信号的处理装置，该音频信号处理装置包括：

15、音频信号接收模块：用于采集至少一个音频信号；

16、滤波器：用以对未知的回声信道进行参数辨识，将麦克风接收到的信号减去估计值实现回声消除功能；

17、其中，滤波器将带噪音频信号被分解成高频和低频部分，有效区分信号中的突变部分和噪声，从而实现了信号的去噪；

18、eq均衡器：利用电容器的容抗现象来调整声音的音色，所谓容抗是电容器物理现象，对于不同规格的电容，其对不同频率交流电信号有减弱或提升的现象；

19、音频信号压缩器：用于基础处理后的数字音频信号流，运用适当的数字信号处理技术，在不损失有用信息量，压缩其码率；

20、其中两个重要的参数分别是建立时间和释放时间，建立时间：当输入信号超过阈值后压缩器由启动到正常压缩状态所用的时间；

21、释放时间：当输入信号下降到阈值之下后压缩器由压缩状态恢复到不工作状态所需要的时间；

22、混响器：可以用来增加音频信号的空间感和深度感；

23、合成器：用于多个音频信号合并成一个信号，可以用来制作音乐、配乐；

24、解码器：用于压缩格式的音频文件解压缩为数字信号的过程，在可以用来还原音频文件的原有质量；

25、音频输出模块：用来保存处理后的音频文件，或者将处理后的音频信号输出到扬声器、耳机等设备中。

26、本发明技术方案的进一步改进在于：所述音频信号接收模块将时间、幅值都连续的模拟信号，在采样脉冲作用下，使时间转化为有固定间隔的数值，而幅值仍连续的离散模拟信号，所述音频信号接收模块的取样频率大于等于信号中所包含的最高频率的两倍，才能根据取样恢复出原始信号，所述音频信号接收模块的音频采样率为44.1khz。

27、本发明技术方案的进一步改进在于：所述音频信号接收模块在取样的时候，已经将连续的时间离散化，称做量化，所述量化的部分则是要将连续的幅值用一组规定的电平数值来表达，转化为二进制，所述电平数值表达的幅值是近似值，与真实信号存在误差，这一误差则是音频信号的噪音，所述量化程度越高，越差越小，那么二进制的位数也就越多。

28、本发明技术方案的进一步改进在于：所述音频信号接收模块在量化后对音频信号进行编码，所述编码是使用一组二进制码组来表达每一个固定电平的量化值，以此读取出该编码所表达的声音，即可将模拟信号转化为数字信号。

29、由于采用了上述技术方案，本发明相对现有技术来说，取得的技术进步是：

30、1、本发明提供一种音频信号的处理方法和装置，通过使用一个自适应滤波器对未知的回声信道进行参数辨识，根据音频信号与其产生回声信号相关性为基础，建立数学模型，模拟回声路径，通过自适应算法调整，使其冲击响应和真实回声路径相逼近，然后将麦克风接收到的信号减去估计值，即可实现回声消除功能，来让音频信号的更加的清晰，不会存在过多的杂音。

31、2、本发明提供一种音频信号的处理方法和装置，通过采用小波阈值降噪处理带噪信号，带噪信号被分解成高频和低频部分，小波阈值变换同时在时域和频域上对信号进行分析，具有自动变焦功能，在低频时小波变换的时间分辨率较低，高频部分时间分辨率较高，有效区分了信号中的突变部分和噪声，从而实现了信号的去噪。

32、3、本发明提供一种音频信号的处理方法和装置，通过将音频信号转换为数字信号，在采样过程中需要通过取样、量化、编码操作，过程中确定采样率和采样深度，从而让取样得到的音频信号更加接近原生输入的音频信号，让压缩输出后的音频更加清晰。

33、4、本发明提供一种音频信号的处理方法和装置，通过使用三个不同规格的电容器分别负责调整高频，中频和低频，通过调整各个电容的电流传输效率来产生均衡效果，调频时使用负增益式调节，提升一个频段同时打压其他频段，均衡调频时避免对频响上比较严重的高峰频、低谷频做过度补偿，通过加强或削弱某些频段的音量，让输出的音频更加明亮、清晰、丰富。