音頻信號處理方法

文檔序號：2830980閱讀：648來源：國知局

專利名稱：音頻信號處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種音頻信號處理方法，并且尤其一種可變速度音頻信號處理方法。
背景技術：
時間縮放(time scaling)是在不影響聲調(diào)(pitch)的情況下，改變音頻信號數(shù)據(jù)流的長度(即改變其中的數(shù)據(jù)點數(shù))，來改變其播放速度。
參照圖1,時域諧波縮放(time domain harmonic scaling, TDHS )是一種常用的時間縮放技術，具有計算量低的優(yōu)點。音頻信號數(shù)據(jù)流包括多個音頻信號區(qū)段(section),并且每一個音頻信號區(qū)段包括多個點數(shù)據(jù)。如圖l(a)所示，當以較慢速度播放時，從音頻信號區(qū)段Sl及附屬的音頻信號數(shù)據(jù)中找出一段音頻信號數(shù)據(jù)S2，銜接(splice)在音頻信號區(qū)段SI之后，以增加音頻信號區(qū)段S1的長度。如圖l(b)所示，當以較快速度播放時，可從音頻信號區(qū) 段S3與音頻信號區(qū)段S4進行部分的銜接，以縮短音頻信號區(qū)段S3、 S4的總長度。
然而，在TDHS技術中，如果銜接點與銜接區(qū)段選取得不好，則會使聲音聽起來是不連續(xù)的，或會產(chǎn)生雜音，造成聲音再現(xiàn)質(zhì)量降低。另外，當音頻信號與視頻信號一起播放時，不管是以較快速度或較慢速度播放，二者都
必須同步，才不會使聲音和圖像無法配合，但TDHS技術可能無法使音頻信號經(jīng)改變后的長度達到目標長度，如此將造成音頻信號與^L頻信號不同步。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明之目的即在提供一種音頻信號處理方法，可以快速處理，并且達到高質(zhì)量的聲音再現(xiàn)。
于是，本發(fā)明的音頻信號處理方法包含以下步驟將音頻信號數(shù)據(jù)流區(qū) 分為多個選擇區(qū)段；在該音頻信號數(shù)據(jù)流中決定目標區(qū)段，該目標區(qū)段包含銜接點用以銜接銜接區(qū)段；根據(jù)該目標區(qū)段中的至少一個參數(shù)，從該選擇區(qū)段中選擇一個區(qū)段以作為該銜接區(qū)段；以及將該目標區(qū)段與該銜接區(qū)段進行
運算以將該銜接區(qū)段銜接至該銜接點，并輸出處理區(qū)段。

圖1 (a)、 (b)是示意圖，說明TDHS技術；
圖2是流程圖，說明本發(fā)明音頻信號處理方法的優(yōu)選實施例；
圖3 (a) - (d)是示意圖，說明該優(yōu)選實施例的各個步驟；
圖4是流程圖，說明該優(yōu)選實施例的更多步驟；以及
圖5 (a)、 (b)是示意圖，說明該優(yōu)選實施例所使用的曲線擬合法。
主要元件符號說明
2卜24 步驟
30 參考點
32 銜接點
34 結(jié)束點
36 起始點
38 中間點
41-44 步驟
AS 目標區(qū)段
AD處理區(qū)段
C1 CN選擇區(qū)段
CR 銜接區(qū)段
f(x)多項式
具體實施例方式
有關本發(fā)明的前述及其他技術內(nèi)容、特點與功效，在以下配合參考圖的一個優(yōu)選實施例的詳細說明中，將可清楚地呈現(xiàn)。
參照圖2和圖3，其圖示本發(fā)明音頻信號處理方法的優(yōu)選實施例，包含以下步驟
步驟21:將音頻信號數(shù)據(jù)流區(qū)分為多個選擇區(qū)段C1 CN; 步驟22:在該音頻信號數(shù)據(jù)流中決定目標區(qū)段AS,該目標區(qū)段AS包含銜接點32用以銜接銜接區(qū),爻CR;步驟23:根據(jù)該目標區(qū)段AS中的至少一個參數(shù)，從該選擇區(qū)段C1 CN 中選擇一個區(qū)段來作為該銜接區(qū)段CR;以及
步驟24:將該目標區(qū)段AS與該銜接區(qū)段CR進行運算以將該銜接區(qū)段 CR銜接至該銜接點32,并輸出處理區(qū)段AD。
由上述步驟可了解，本發(fā)明的音頻信號處理方法的一個實施例是先將音頻信號數(shù)據(jù)流區(qū)分為多個選擇區(qū)段C1 CN (步驟21),如圖3(a)所示；并在音頻信號數(shù)據(jù)流中找出目標區(qū)段AS以進行音頻信號處理，其中，目標區(qū)段 AS包含銜接點32用以銜接銜接區(qū)段CR (步驟22 ),如圖3(b)和3(c)所示。根據(jù)聲音心理學的遮蔽效應，銜接點32可選擇在振幅較大的參考點30之后，而根據(jù)實施例，參考點30的振幅值是大于音頻信號數(shù)據(jù)流的振幅平均值。為了在選擇區(qū)段C1 CN中找出最適當?shù)你暯訁^(qū)段CR,本發(fā)明的實施例是先計算出目標區(qū)段AS中與每個選擇區(qū)段C1 CN中的最大振幅、最小振幅及過零率(zero crossing rate),接著，再在選擇區(qū)段C1 CN中，找出最大振幅、最小振幅及過零率與目標區(qū)段AS中的最大振幅、最小振幅及過零率最接近者，以作為銜接區(qū)段CR (步驟23)。而最大振幅及最小振幅用于判斷音量，以避免目標區(qū)段AS及銜接區(qū)段CR的音量落差太大，過零率則用于判斷頻率，以避免目標區(qū)段AS是女聲而銜接區(qū)段CR是男聲，或目標區(qū)段AS是男聲而銜接區(qū)段CR是女聲，需注意者，參考最大振幅、最小振幅及過零率作為選擇根據(jù)僅為實施例，本發(fā)明不限于此，也可由其他的參數(shù)作為選擇的依據(jù)。找出銜接區(qū)段CR之后，本發(fā)明將目標區(qū)段AS的部分數(shù)據(jù)(從銜接點32到結(jié) 束點34 )與銜接區(qū)段CR的部分數(shù)據(jù)(從起始點36到中間點38 )進行線性或非線性的迭加運算(overlapandadd， OLA)以輸出處理區(qū)段AD (步驟24)，如圖3(d)所示。
參照圖4,為了使音頻信號與視頻信號同步，本發(fā)明的音頻信號處理方法的優(yōu)選實施例還包含以下步驟
步驟41:計算誤差值=目標音頻信號數(shù)據(jù)點數(shù)-處理區(qū)段AD的音頻信號數(shù)據(jù)點數(shù)，并將該誤差值以分數(shù)型式q/p來表示；
步驟42:判斷q/p的大小，如果q/p>0,則跳到步驟43，如果q/p<0,則跳到步驟44，否則結(jié)束；
步驟43:在每連續(xù)p個處理區(qū)段AD中總共增加q點音頻信號數(shù)據(jù)；以
及步驟44:在每連續(xù)p個處理區(qū)段AD中總共減少q點音頻信號數(shù)據(jù)。舉例來說，如果處理區(qū)段AD的音頻信號數(shù)據(jù)點數(shù)-258，而目標音頻信號數(shù)據(jù)點數(shù)=258.2，則誤差值=0.2，可以選取p二5、 q=l,并在每連續(xù)5個處理區(qū)段AD中，使4個處理區(qū)段AD的音頻信號數(shù)據(jù)點數(shù)-258、 1個處理區(qū)段的音頻信號數(shù)據(jù)點數(shù)=259，如此一來，這5個處理區(qū)段的平均音頻信號數(shù)據(jù) 點數(shù)=258.2。
如何在處理區(qū)段AD中增加或減少音頻信號數(shù)據(jù)的方法有二種 (l)曲線擬合法(curve fitting method )
當要在處理區(qū)段AD中增加u點音頻信號數(shù)據(jù)時，先從處理區(qū)段AD中任意選取連續(xù)的v點音頻信號數(shù)據(jù)，并求出可以表示這v點音頻信號數(shù)據(jù)的 h階多項式f(x),然后再根據(jù)此多項式f(x)求出等距的v+u點音頻信號數(shù)據(jù)，來取代這v點音頻信號數(shù)據(jù)，其中，v>u, fev。
參照圖5(a)，舉例來說，當要在處理區(qū)段AD中增加1點音頻信號數(shù)據(jù) 時，可以先從處理區(qū)段AD中任意選取連續(xù)的4點音頻信號數(shù)據(jù)，并求出可以表示這4點音頻信號數(shù)據(jù)的4階多項式f(x"b4X^b3xS+b2X^bp+b(),然后再根據(jù)此多項式f(x)求出等距的5點音頻信號數(shù)據(jù)，來取代這4點音頻信號數(shù) 據(jù)。
相似地，當要在處理區(qū)段AD中減少u點音頻信號數(shù)據(jù)時，先從處理區(qū) 段AD中任意選取連續(xù)的v點音頻信號數(shù)據(jù)，并求出可以表示這v點音頻信號數(shù)據(jù)的h階多項式f(x)，然后再根據(jù)此多項式f(x)求出等距的v-u點音頻信號數(shù)據(jù)，來取代這v點音頻信號數(shù)據(jù)，其中，v〉u, h^v。
參照圖5(b),舉例來說，當要在處理區(qū)段AD中減少1點音頻信號數(shù)據(jù) 時，可以先從處理區(qū)段AD中任意選取連續(xù)的4點音頻信號數(shù)據(jù)，并找出可以表示這4點音頻信號數(shù)據(jù)的4階多項式f(x一b4X、b3xVb2xVtux+b(),然后再根據(jù)此多項式f(x)求出等距的3點音頻信號數(shù)據(jù)，來取代這4點音頻信號數(shù) 據(jù)。
P)TDHS法
當要在處理區(qū)段AD中增加u點音頻信號數(shù)據(jù)時，可將緊鄰銜接區(qū)段CR 之后的u點音頻信號數(shù)據(jù)加在處理區(qū)段AD的最后面，而當要在處理區(qū)段AD 中減少u點音頻信號數(shù)據(jù)時，將處理區(qū)段AD的最后u點音頻信號數(shù)據(jù)舍棄。
優(yōu)選地，在步驟43中，使前k個處理區(qū)段AD總共增加nint(kq/p)點音頻信號數(shù)據(jù)，且在步驟44中，使前k個處理區(qū)段AD總共減少lnint(kq/p)l點音頻信號數(shù)據(jù)，以使處理區(qū)段AD的平均音頻信號數(shù)據(jù)點數(shù)達到最大精確度，其中，nint(x)表示最接近x的整數(shù)，且如果最接近x的整數(shù)有二個時，則任意選取其中之一。
在本實施例中，在步驟43中，在第i個處理區(qū)段中增加的音頻信號數(shù)據(jù) 點數(shù)Wj如下所示
<formula>formula see original document page 8</formula>
并且在步驟44中，在第i個處理區(qū)段中減少的音頻信號數(shù)據(jù)點數(shù)Wi如下所示
間，/=
、i廣.、
nint乂
、p,/>1
舉例來說，當pApl/5、 2/5、 -1/5或-2/5時，在第i個處理區(qū)段中增加或
減少的音頻信號數(shù)據(jù)點數(shù)Wi如下表所示。
p/q=l/5p/q=-l/5p/q=-l/5p/q=-l/5
0000
w20101
W31010
w40101
w50000
綜上所述，本發(fā)明通過在振幅大的點(即參考點30)之后尋找銜接點32, 并且通過最大振幅、最小振幅及過零率來尋找銜接區(qū)段CR,使得處理速度較快，且聲音再現(xiàn)質(zhì)量較高，而且通過使處理區(qū)段AD的平均音頻信號數(shù)據(jù)點數(shù)達到目標音頻信號數(shù)據(jù)點數(shù)，可以使音頻信號與視頻信號達到同步。
上述內(nèi)容僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，而不能以此限定本發(fā)明的范圍，即根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求范圍及發(fā)明說明內(nèi)容所作的簡單的等效變化與修飾，都仍屬本發(fā)明的范圍內(nèi)。
8
權(quán)利要求
1.一種音頻信號處理方法，包含有將音頻信號數(shù)據(jù)區(qū)分為多個選擇區(qū)段；在該音頻信號數(shù)據(jù)中決定目標區(qū)段，該目標區(qū)段包含銜接點用以銜接銜接區(qū)段；根據(jù)該目標區(qū)段中的至少一個參數(shù)，從該選擇區(qū)段中選擇一個區(qū)段以作為該銜接區(qū)段；以及將該目標區(qū)段與該銜接區(qū)段進行運算以將該銜接區(qū)段銜接至該銜接點，并輸出處理區(qū)段。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻信號處理方法，其中，選擇該銜接區(qū)段的步驟還根據(jù)每一選擇區(qū)段中的第二參數(shù)來決定該銜接區(qū)段。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的音頻信號處理方法，其中，選擇該銜接區(qū)段的步驟尋找該選擇區(qū)段中的第二參數(shù)與該目標區(qū)段中的該參數(shù)最接近的，以決定該銜接區(qū)段。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻信號處理方法，其中，該參數(shù)為該目標區(qū) 段的最大振幅、最小振幅與過零率中的至少一個。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻信號處理方法，其中，該銜接點位于參考點之后，并且該參考點的振幅值大于該音頻信號數(shù)據(jù)流的振幅平均值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻信號處理方法，其中，將該目標區(qū)段與該銜接區(qū)段進行運算為將該目標區(qū)段與該銜接區(qū)段進行迭加運算。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻信號處理方法，還包含以下步驟計算誤差值，該誤差值為目標音頻信號數(shù)據(jù)點數(shù)減去該處理區(qū)段的音頻信號數(shù)據(jù)點數(shù)，并將該誤差值以分數(shù)型式q/p來表示；當q/p〉0時，在每連續(xù)p個處理區(qū)段中總共增加q點音頻信號數(shù)據(jù)；以及當q/p<0時，在每連續(xù)p個處理區(qū)段中總共減少q點音頻信號數(shù)據(jù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的音頻信號處理方法，其中，使用曲線擬合法來改變該處理區(qū)段的音頻信號數(shù)據(jù)點數(shù)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的音頻信號處理方法，其中，在該處理區(qū)段中增加u點音頻信號數(shù)據(jù)的方式是從該處理區(qū)段中選取連續(xù)的v點音頻信號數(shù)據(jù)；求出可以表示該v點音頻信號數(shù)據(jù)的h階多項式；以及根據(jù)該多項式求出等距的v+u點音頻信號數(shù)據(jù)，以取代該v點音頻信號數(shù)據(jù)；其中，v>u, h>v。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的音頻信號處理方法，其中，在該處理區(qū)段中減少u點音頻信號數(shù)據(jù)的方式是從該處理區(qū)段中選取連續(xù)的v點音頻信號數(shù)據(jù)；求出可以表示該v點音頻信號數(shù)據(jù)的h階多項式；以及根據(jù)該多項式求出等距的v-u點音頻信號數(shù)據(jù)，以取代該v點音頻信號數(shù)據(jù)；其中，v>u, h^v。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的音頻信號處理方法，其中，在該處理區(qū)段中增加u點音頻信號數(shù)據(jù)的方式是將緊鄰該銜接區(qū)段之后的u點音頻信號數(shù) 據(jù)加在該處理區(qū)段的最后面。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的音頻信號處理方法，其中，在該處理區(qū)段中減少u點音頻信號數(shù)據(jù)的方式是將該處理區(qū)段的最后u點音頻信號數(shù)據(jù)舍
全文摘要
一種音頻信號處理方法，包含以下步驟將音頻信號數(shù)據(jù)流區(qū)分為多個選擇區(qū)段；在該音頻信號數(shù)據(jù)流中決定目標區(qū)段，該目標區(qū)段包含銜接點用以銜接銜接區(qū)段；根據(jù)該目標區(qū)段中的至少一個參數(shù)，從該些選擇區(qū)段中選擇一個區(qū)段以作為該銜接區(qū)段；以及將該目標區(qū)段與該銜接區(qū)段進行運算以將該銜接區(qū)段銜接至該銜接點，并輸出處理區(qū)段。本發(fā)明可以快速處理，且達到高重量的聲音再現(xiàn)。
文檔編號G10L21/04GK101615397SQ20081012903
公開日2009年12月30日申請日期2008年6月24日優(yōu)先權(quán)日2008年6月24日
發(fā)明者周開祥, 林怡君, 王文浩申請人:瑞昱半導體股份有限公司

完整全部詳細技術資料下載