【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于音頻，特別涉及一種基于動(dòng)態(tài)頻率增益調(diào)整的智能音效優(yōu)化系統(tǒng)
技術(shù)介紹
1、智能音效優(yōu)化系統(tǒng)通過整合聲音處理、音效設(shè)計(jì)和人工智能技術(shù)，不僅提升了用戶的聽覺體驗(yàn)，還為未來(lái)音頻技術(shù)的發(fā)展開辟了新的可能性。
2、目前智能音效優(yōu)化系統(tǒng)主要由智能音箱和加速傳感單元構(gòu)成，智能音箱利用獨(dú)立控制的聲音信號(hào)發(fā)送單元和接收單元，通過發(fā)送調(diào)音原始信號(hào)并接收反射回來(lái)的調(diào)音反饋信號(hào)，獲取空間位置參數(shù)，從而進(jìn)行音效補(bǔ)償，空間位置參數(shù)包括角度參數(shù)和幅度參數(shù)，這種方法能夠根據(jù)不同的房間邊界進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，確保音質(zhì)達(dá)到最佳效果，加速傳感單元能夠檢測(cè)設(shè)備的移動(dòng)情況，在設(shè)備移動(dòng)后，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)量的加速力重新獲取音效補(bǔ)償參數(shù)，對(duì)音效進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，這種動(dòng)態(tài)調(diào)整能力使得音效優(yōu)化更加靈活和精準(zhǔn)。
3、然而，上述音效調(diào)整方式雖能在一般家庭環(huán)境中表現(xiàn)出色，但在復(fù)雜的聲學(xué)環(huán)境中（如大禮堂或戶外場(chǎng)所），其性能可能會(huì)受到限制，從而影響復(fù)雜環(huán)境下對(duì)音效優(yōu)化的效果，因此我們需要提出一種基于動(dòng)態(tài)頻率增益調(diào)整的智能音效優(yōu)化系統(tǒng)來(lái)解決上述存在的問題，使其能夠根據(jù)不同聲學(xué)環(huán)境和音頻信號(hào)特性進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，確保在任何環(huán)境下都能提供最佳的音效體驗(yàn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)上述問題，本專利技術(shù)提供了一種基于動(dòng)態(tài)頻率增益調(diào)整的智能音效優(yōu)化系統(tǒng)，包括：音頻信號(hào)處理模塊，所述音頻信號(hào)處理模塊用于接收原始音頻信號(hào)，并進(jìn)行初步的處理和分析；
2、環(huán)境噪聲抑制模塊，所述環(huán)境噪聲抑制模塊用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境噪聲水平，并相應(yīng)
3、動(dòng)態(tài)頻率增益調(diào)整模塊，所述動(dòng)態(tài)頻率增益調(diào)整模塊通過分析音頻信號(hào)的頻率分布，自動(dòng)調(diào)整不同頻段的增益值，以確保音質(zhì)的均衡和清晰度；
4、用戶交互界面模塊，所述用戶交互界面模塊提供用戶交互平臺(tái)，允許用戶根據(jù)個(gè)人偏好調(diào)整音效設(shè)置；
5、智能學(xué)習(xí)模塊，所述智能學(xué)習(xí)模塊通過收集用戶的聽音數(shù)據(jù)，分析用戶的偏好和行為模式，不斷優(yōu)化音效參數(shù)，實(shí)現(xiàn)智能化音效調(diào)節(jié)；
6、所述音頻信號(hào)處理模塊與環(huán)境噪聲抑制模塊連接，所述環(huán)境噪聲抑制模塊與動(dòng)態(tài)頻率增益調(diào)整模塊連接，所述動(dòng)態(tài)頻率增益調(diào)整模塊分別與用戶交互界面模塊和智能學(xué)習(xí)模塊連接，且所述用戶交互界面模塊與智能學(xué)習(xí)模塊連接。
7、進(jìn)一步的，所述音頻信號(hào)處理模塊包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字信號(hào)處理器和編碼器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將連續(xù)的模擬原始音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，所述數(shù)字信號(hào)處理器用于對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行特征提取，所述編碼器用于將提取的特征進(jìn)行編碼，使編碼后的數(shù)據(jù)格式適用于環(huán)境噪聲抑制模塊的處理格式。
8、進(jìn)一步的，所述數(shù)字信號(hào)處理器設(shè)置為dsp處理器，所述數(shù)字信號(hào)處理器進(jìn)行特征提取的流程如下：
9、a1、將轉(zhuǎn)換后數(shù)字信號(hào)中長(zhǎng)時(shí)間序列的音頻信號(hào)切割成短幀音頻信號(hào)，每個(gè)短幀音頻信號(hào)包含有數(shù)百致數(shù)千樣本點(diǎn)，相鄰兩個(gè)短幀音頻信號(hào)之間會(huì)有重疊；
10、a2、對(duì)每個(gè)短幀音頻信號(hào)進(jìn)行加窗處理，根據(jù)信號(hào)特性和分析需求選擇合適的窗函數(shù)，窗函數(shù)包括漢明窗和漢寧窗；
11、a3、根據(jù)選擇的窗函數(shù)確定窗口長(zhǎng)度；
12、a4、將選定的窗函數(shù)應(yīng)用于每一幀信號(hào)，將窗函數(shù)與原始信號(hào)相乘，從而改變信號(hào)的形狀；
13、a5、對(duì)加窗后的信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換，得到頻域表示；
14、a6、從頻譜圖中提取所需的特征或參數(shù)，該參數(shù)包括峰值和帶寬；
15、a7、根據(jù)分析結(jié)果調(diào)整窗函數(shù)的參數(shù)。
16、進(jìn)一步的，所述環(huán)境噪聲抑制模塊對(duì)環(huán)境噪聲水平監(jiān)測(cè)的流程如下：
17、b1、對(duì)收集到的噪聲樣本進(jìn)行時(shí)域和頻域分析，識(shí)別噪聲類型、強(qiáng)度和頻率分布，噪聲類別包括白噪聲和有色噪聲；
18、b2、使用傅里葉變換將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換到頻域，然后計(jì)算每個(gè)頻率分量的能量，估計(jì)功率譜密度；
19、b3、根據(jù)功率譜密度估計(jì)結(jié)果，確定噪聲水平；
20、b4、根據(jù)噪聲水平評(píng)估的結(jié)果，動(dòng)態(tài)調(diào)整音頻處理參數(shù)；
21、b5、持續(xù)監(jiān)控環(huán)境噪聲變化，并相應(yīng)地更新噪聲模型和處理策略；
22、b6、建立一個(gè)噪聲抑制反饋系統(tǒng)，根據(jù)處理后的信號(hào)質(zhì)量不斷調(diào)整噪聲抑制策略；
23、b7、將經(jīng)過噪聲抑制處理的信號(hào)輸出到動(dòng)態(tài)頻率增益調(diào)整模塊處理；
24、b8、定期評(píng)估環(huán)境噪聲抑制模塊的性能；
25、b9、根據(jù)性能評(píng)估的結(jié)果，不斷優(yōu)化噪聲抑制算法和參數(shù)設(shè)置。
26、進(jìn)一步的，所述動(dòng)態(tài)頻率增益調(diào)整模塊自動(dòng)調(diào)整不同頻段增益值的流程如下：
27、c1、對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，得到信號(hào)的頻域表示，即頻譜圖；
28、c2、根據(jù)頻譜圖分析結(jié)果，計(jì)算不同頻段的增益值；
29、c3、將計(jì)算出的增益值應(yīng)用于相應(yīng)的頻段，然后通過逆傅里葉變換將信號(hào)轉(zhuǎn)換回時(shí)域，得到處理后的音頻信號(hào)；
30、c4、持續(xù)監(jiān)控音頻信號(hào)的頻率分布變化，并根據(jù)需要更新增益值，使增益值保持在目標(biāo)電平；
31、c5、建立一個(gè)增益反饋系統(tǒng)，根據(jù)處理后的信號(hào)質(zhì)量不斷調(diào)整增益策略；
32、c6、定期評(píng)估動(dòng)態(tài)頻率增益調(diào)整模塊的性能，確保其在不同環(huán)境下都能有效地優(yōu)化音頻信號(hào)的頻率響應(yīng)；
33、c7、根據(jù)性能評(píng)估的結(jié)果，不斷優(yōu)化增益調(diào)整算法和參數(shù)設(shè)置。
34、進(jìn)一步的，步驟c1中，傅里葉變換的流程如下：
35、c11、設(shè)定時(shí)域信號(hào)為，采樣點(diǎn)數(shù)為n；
36、c12、對(duì)于每個(gè)頻率達(dá)能引k，計(jì)算相應(yīng)的頻域信號(hào)x（k)，計(jì)算公式為：，其中，為頻域信號(hào)的第k個(gè)頻率分量，為時(shí)域信號(hào)的第個(gè)樣本，n為采樣點(diǎn)數(shù)，k為頻率索引，e為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)，j為虛數(shù)單位，用來(lái)表示復(fù)數(shù)；
37、c13、將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào)，得到頻譜圖。
38、進(jìn)一步的，步驟c2中，增益值的計(jì)算流程如下：
39、c21、使用頻譜分析測(cè)量當(dāng)前信號(hào)電平dn；
40、c22、根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景和需求設(shè)定一個(gè)目標(biāo)電平dm；
41、c23、使用增益計(jì)算公式計(jì)算增益值g，增益計(jì)算公式如下：
42、，其中，dm為目標(biāo)電平，為當(dāng)前信號(hào)電平的平均值；
43、c24、若當(dāng)前電平dn低于目標(biāo)電平dm，則增益值為正值，增益放大；若當(dāng)前電平dn高于目標(biāo)電平dm，則增益值為負(fù)值，增益衰減。
44、進(jìn)一步的，所述用戶交互界面模塊包括負(fù)責(zé)接收用戶輸入的輸入單元、將用戶輸入封裝成事件對(duì)象的事件處理單元、根據(jù)接收到事件執(zhí)行相應(yīng)操作的ui組件、允許用戶選擇預(yù)設(shè)或調(diào)整參數(shù)的參數(shù)調(diào)整單元以及根據(jù)用戶設(shè)置參數(shù)調(diào)整音頻信號(hào)的音效處理單元。
45、進(jìn)一步的，所述智能學(xué)習(xí)模塊分析用戶偏好和行為模式的流程如下：
46、e1、從用戶交互界面模塊中收集用戶的聽音數(shù)據(jù)，聽音數(shù)據(jù)包括用戶的播放歷史、音樂選擇、音量調(diào)節(jié)和音效設(shè)置；
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于動(dòng)態(tài)頻率增益調(diào)整的智能音效優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：包括：音頻信號(hào)處理模塊，所述音頻信號(hào)處理模塊用于接收原始音頻信號(hào)，并進(jìn)行初步的處理和分析；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于動(dòng)態(tài)頻率增益調(diào)整的智能音效優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：所述音頻信號(hào)處理模塊包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字信號(hào)處理器和編碼器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將連續(xù)的模擬原始音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，所述數(shù)字信號(hào)處理器用于對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行特征提取，所述編碼器用于將提取的特征進(jìn)行編碼，使編碼后的數(shù)據(jù)格式適用于環(huán)境噪聲抑制模塊的處理格式。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于動(dòng)態(tài)頻率增益調(diào)整的智能音效優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)字信號(hào)處理器設(shè)置為DSP處理器，所述數(shù)字信號(hào)處理器進(jìn)行特征提取的流程如下：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于動(dòng)態(tài)頻率增益調(diào)整的智能音效優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：所述環(huán)境噪聲抑制模塊對(duì)環(huán)境噪聲水平監(jiān)測(cè)的流程如下：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于動(dòng)態(tài)頻率增益調(diào)整的智能音效優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：所述動(dòng)態(tài)頻率增益調(diào)整模塊自動(dòng)調(diào)整不同頻段增益值的流程如下：
6.根
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于動(dòng)態(tài)頻率增益調(diào)整的智能音效優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：步驟C2中，增益值的計(jì)算流程如下：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于動(dòng)態(tài)頻率增益調(diào)整的智能音效優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：所述用戶交互界面模塊包括負(fù)責(zé)接收用戶輸入的輸入單元、將用戶輸入封裝成事件對(duì)象的事件處理單元、根據(jù)接收到事件執(zhí)行相應(yīng)操作的UI組件、允許用戶選擇預(yù)設(shè)或調(diào)整參數(shù)的參數(shù)調(diào)整單元以及根據(jù)用戶設(shè)置參數(shù)調(diào)整音頻信號(hào)的音效處理單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于動(dòng)態(tài)頻率增益調(diào)整的智能音效優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：所述智能學(xué)習(xí)模塊分析用戶偏好和行為模式的流程如下：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種基于動(dòng)態(tài)頻率增益調(diào)整的智能音效優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：步驟E5中，利用深度學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷學(xué)習(xí)和優(yōu)化其算法的具體操作如下：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于動(dòng)態(tài)頻率增益調(diào)整的智能音效優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：包括：音頻信號(hào)處理模塊，所述音頻信號(hào)處理模塊用于接收原始音頻信號(hào)，并進(jìn)行初步的處理和分析；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于動(dòng)態(tài)頻率增益調(diào)整的智能音效優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：所述音頻信號(hào)處理模塊包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字信號(hào)處理器和編碼器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將連續(xù)的模擬原始音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，所述數(shù)字信號(hào)處理器用于對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行特征提取，所述編碼器用于將提取的特征進(jìn)行編碼，使編碼后的數(shù)據(jù)格式適用于環(huán)境噪聲抑制模塊的處理格式。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于動(dòng)態(tài)頻率增益調(diào)整的智能音效優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)字信號(hào)處理器設(shè)置為dsp處理器，所述數(shù)字信號(hào)處理器進(jìn)行特征提取的流程如下：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于動(dòng)態(tài)頻率增益調(diào)整的智能音效優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：所述環(huán)境噪聲抑制模塊對(duì)環(huán)境噪聲水平監(jiān)測(cè)的流程如下：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于動(dòng)態(tài)頻率增益調(diào)整的智能音效優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：所述動(dòng)態(tài)頻率...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳紅霞，段永勝，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：彼賽芬科技深圳有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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