音频设备的音效调节方法、音频设备及可读存储介质与流程

本发明涉及音频技术领域，尤其涉及一种音频设备的音效调节方法、音频设备及计算机可读存储介质。

背景技术：

混响在现实世界中是真实存在的，但一首歌曲的录制，往往是在隔音或吸声效果比较强的“录音棚”中完成的，这样，缺少了真实环境中的声反射，若直接听录音，则会缺少临场感。因此，为了能够增强一首歌曲的主观听感，现有音频设备会对歌曲加上混响的效果，通过对比较“干”的原声进行再加工，可以增加空间感，从而提高声音的丰满度。

虽然现有音频设备可以增加歌曲的混响效果，但均未考虑用户多样的听音环境，而听音环境本身就存在较大的混响，此时，若再在播放效果上加混响，就会导致整体混响太多，降低了听者的听音感受。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种音频设备的音效调节方法、音频设备及计算机可读存储介质，旨在根据用户所处听音环境的混响状态，针对性提高混响效果，以提高听者的听音体验。

为实现上述目的，本发明提供一种音频设备的音效调节方法，所述音频设备的音效调节方法包括以下步骤：

获取检测信号测量环境空间的初始混响时间；

根据所述初始混响时间对所述检测信号施加第一目标模型，得到基于所述第一目标模型生成的第一测试信号，以及获取所述第一测试信号的对应测量环境空间的测试混响时间；

在接收到预设的目标混响时间时，对所述测试混响时间进行调整，得到第二目标模型，以及基于所述第二目标模型生成的第二测试信号；

获取所述第二测试信号测量环境空间的当前混响时间；

在所述当前混响时间与所述目标混响时间的差值满足预设范围时，输出所述第二目标模型，以进行音效播放。

优选地，所述在接收到目标混响时间时，对所述测试混响时间进行调整的步骤包括：

在接收到目标混响时间时，获取所述第一目标模型的类型；

在所述第一目标模型的类型为基本混响单元模型时，调整延迟因子和/或衰减因子参数；

在所述第一目标模型的类型为开放界面混响模型时，调整早反时间和/或干湿比参数；

根据调整后的测试混响时间，得到与所述调整后的测试混响时间对应的第二目标模型。

优选地，所述音频设备包括喇叭和麦克风，所述获取检测信号测量环境空间的初始混响时间的步骤包括：

获取经所述喇叭播放的基于所述检测信号的输入函数，以及经所述环境空间产生混响后收集至所述麦克风的输出函数；

根据所述输入函数和所述输出函数计算得到传递函数；

对所述传递函数作拉普拉斯反变换，得到脉冲响应函数；

根据所述脉冲响应函数推算出所述初始混响时间。

优选地，所述根据所述脉冲响应函数推算出所述初始混响时间的步骤包括：

根据所述脉冲响应函数，得到能量衰减曲线；

获取所述检测信号衰减预定分贝范围内预定数量的衰减分贝与衰减时间之间的对应关系；

根据所述预定数量的衰减分贝与衰减时间之间的对应关系，计算所述能量衰减曲线的斜率；

根据所述斜率推算出所述检测信号衰减60分贝对应的衰减时间，得到所述初始混响时间。

优选地，所述获取所述第二测试信号测量环境空间的当前混响时间的步骤之后还包括：

在所述当前混响时间与所述目标混响时间的差值不满足预设范围时，重新执行对所述测试混响时间进行调整的步骤。

优选地，所述预设范围为：-25ms～25ms。

优选地，所述检测信号为扫频信号、稳态噪声信号或脉冲信号中任一种。

为实现上述目的，本发明还提供一种音频设备，所述音频设备包括处理器以及存储在所述处理器内并可在所述处理器上运行的音频设备的音效调节程序，其中，所述音频设备的音效调节程序被所述处理器执行时实现如上所述的音频设备的音效调节方法的步骤。

优选地，所述音频设备包括喇叭和麦克风。

本发明提供的音频设备的音效调节方法、音频设备及计算机可读存储介质，通过获取检测信号测量环境空间的初始混响时间，然后根据所述初始混响时间对所述检测信号施加第一目标模型，得到基于所述第一目标模型生成的第一测试信号以及获取所述第一测试信号的对应测量环境空间的测试混响时间，再在接收到预设的目标混响时间时，对所述测试混响时间进行调整，得到第二目标模型，以及基于所述第二目标模型生成的第二测试信号，进一步获取所述第二测试信号测量环境空间的当前混响时间，最后在所述当前混响时间与所述目标混响时间的差值满足预设范围时，输出所述第二目标模型，以进行音效播放。这样，通过对用户当前的听音房间进行测试获取对应的初始混响时间，然后对该参数进行优化，可以针对性提高混响效果，从而提高听者的听音体验。

附图说明

图1为本发明实施例方案涉及的音频设备一实施例的的功能模块示意图；

图2为本发明音频设备的音效调节方法第一实施例的流程示意图；

图3为音频设备如智能音箱播放时产生房间混响的示意图；

图4为图2中步骤s3的细化流程示意图；

图5为图2中步骤s1的细化流程示意图；

图6为图5中步骤s14的细化流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明的音频设备包括：处理器1001，例如cpu，用户接口1002，存储器1003，通信总线1004，喇叭1005，麦克风1006以及蓝牙模块1007。其中，通信总线1004用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1002可以包括输入单元。喇叭1005用于播放所述检测信号，麦克风1006收集所述环境空间产生的混响信号。

存储器1003可以是高速ram存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatilememory)，例如磁盘存储器。存储器1003可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。用于存储各种场合的环境信息。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的音频设备并不构成对音频设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

作为一种计算机存储介质的存储器1003中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及音频设备的音效调节程序。

用户接口1002主要用于接收用户通过输入单元输入指令触发用户指令；处理器1001用于调用存储器1003中存储的音频设备的音效调节程序，并执行以下操作：

获取检测信号测量环境空间的初始混响时间；

根据所述初始混响时间对所述检测信号施加第一目标模型，得到基于所述第一目标模型生成的第一测试信号，以及获取所述第一测试信号的对应测量环境空间的测试混响时间；

在接收到预设的目标混响时间时，对所述测试混响时间进行调整，得到第二目标模型，以及基于所述第二目标模型生成的第二测试信号；

获取所述第二测试信号测量环境空间的当前混响时间；

在所述当前混响时间与所述目标混响时间的差值满足预设范围时，输出所述第二目标模型，以进行音效播放。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1003中存储的音频设备的音效调节程序，还执行以下操作：

在接收到目标混响时间时，获取所述第一目标模型的类型；

在所述第一目标模型的类型为基本混响单元模型时，调整延迟因子和/或衰减因子参数；

在所述第一目标模型的类型为开放界面混响模型时，调整早反时间和/或干湿比参数；

根据调整后的测试混响时间，得到与所述调整后的测试混响时间对应的第二目标模型。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1003中存储的音频设备的音效调节程序，还执行以下操作：

获取经所述喇叭播放的基于所述检测信号的输入函数，以及经所述环境空间产生混响后收集至所述麦克风的输出函数；

根据所述输入函数和所述输出函数计算得到传递函数；

对所述传递函数作拉普拉斯反变换，得到脉冲响应函数；

根据所述脉冲响应函数推算出所述初始混响时间。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1003中存储的音频设备的音效调节程序，还执行以下操作：

根据所述脉冲响应函数，得到能量衰减曲线；

获取所述检测信号衰减预定分贝范围内预定数量的衰减分贝与衰减时间之间的对应关系；

根据所述预定数量的衰减分贝与衰减时间之间的对应关系，计算所述能量衰减曲线的斜率；

根据所述斜率推算出所述检测信号衰减60分贝对应的衰减时间，得到所述初始混响时间。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1003中存储的音频设备的音效调节程序，还执行以下操作：

在所述当前混响时间与所述目标混响时间的差值不满足预设范围时，重新执行对所述测试混响时间进行调整的步骤。

参照图2，在第一实施例中，本发明提供一种音频设备的音效调节方法，包括以下步骤：

步骤s1、获取检测信号测量环境空间的初始混响时间；

本实施例中，所述音频设备包括喇叭和麦克风。图3为音频设备如智能音箱播放时产生房间混响的示意图，其中：

d1是麦克风收到喇叭播放的第一个声音，也就是直达声，它决定了声音的清晰度，传送了声源内容、方向和位置等方向信息；d2和d3是麦克风收到的随后几个明显相隔比较开的声音，即“早反射声”，50ms内的早反射声可以有效提升直达声的力度和清晰度，但过强会影响声像定位；d4和d5以及后面连绵不绝的声音叫做“后期混响声”，它会使声场变得均匀、音质丰满，可以帮助人们辨别环境空间的封闭空间特性，如房间容积和空间高度，但它不包含信息量，对直达声会产生掩蔽效应，降低声音的清晰度，另外，超过100ms的混响声则会变成回声。

其中，所述检测信号可以为扫频信号、稳态噪声信号或脉冲信号中任一种。当原声源为脉冲信号时，检测信号的混响是原声源的多次加权叠加，相当于原声源与脉冲响应的卷积。

所述环境空间为用户当前的听音房间，通过对用户当前的听音房间进行测试获取对应的初始混响时间，然后对该参数进行优化，可以实现对特定空间播放效果的优化，从而提高用户体验。

步骤s2、根据所述初始混响时间对所述检测信号施加第一目标模型，得到基于所述第一目标模型生成的第一测试信号，以及获取所述第一测试信号的对应测量环境空间的测试混响时间；

本实施例中，可以预先设置所述初始混响时间与第一目标模型之间的对应关系，如当所述初始混响时间为0.3s时，对应的第一目标模型为语言录音室；当所述初始混响时间为0.4s时，对应的第一目标模型为强吸音录音室；当所述初始混响时间为1s时，对应的第一目标模型为电影院，等等。当然，还可以结合房间大小或房间类型等参数，确定对应的第一目标模型。

所述第一目标模型可以根据房间的不同功能具体划分为：体育馆、音乐厅、歌剧院、多功能厅、会堂、话剧院、电影院、立体声电影、音乐录音室(自然混音)、强吸音录音室(多声道分部录音)、语言录音室等，具体如下表一：

表一

当根据所述初始混响时间对所述检测信号施加第一目标模型时，可以得到基于所述第一目标模型生成的第一测试信号。

当用原始检测信号测量环境空间时，得到初始混响时间t0，在对检测信号施加第一目标模型后，生成新的混响测量音源，并以此作为新的测试音源，即第一测试信号，来测试环境空间的测试混响时间t1，此时，由于叠加了两个混响(环境空间混响和混响模型中的混响)，因此，t1＞t0。

步骤s3、在接收到预设的目标混响时间时，对所述测试混响时间进行调整，得到第二目标模型，以及基于所述第二目标模型生成的第二测试信号；

本实施例中，所述目标混响时间可以为预设的经验参考值，如上表一；也可以为调音师自己预先定义的混响时间，定义前需要做大量的主观体验试验。

当所述目标混响时间与所述测试混响时间不一致时，对所述测试混响时间进行调整，通过调整后的测试混响时间得到对应的第二目标模型。具体地，当根据所述初始混响时间对所述检测信号施加第一目标模型如语音录音室，得到与所述第一目标模型对应的测试混响时间为0.3～0.4s，而所述目标混响时间为0.6s，因此，需要将所述测试混响时间进行调整至0.6s，此时，对应的第二目标模型为强吸音录音室。然后对所述检测信号施加所述第二目标模型，生成新的混响测试音源，即第二测试信号。

步骤s4、获取所述第二测试信号测量环境空间的当前混响时间；

步骤s5、在所述当前混响时间与所述目标混响时间的差值满足预设范围时，输出所述第二目标模型，以进行音效播放。

本实施例中，用第二测试信号测量环境空间，得到所述环境空间的当前混响时间，并将所述当前混响时间与所述目标混响时间进行比较，判断所述当前混响时间与所述目标混响时间的误差范围是否满足预设范围，具体地，计算所述当前混响时间与所述目标混响时间的差值，当所述差值满足预设范围如-25ms～25ms时，则输出第二目标模型，以供所述音频设备进行音效播放；当所述差值不满足预设范围如-25ms～25ms时，则重新执行步骤s2中对所述测试混响时间进行调整的步骤。

本发明提供的音频设备的音效调节方法，通过获取检测信号测量环境空间的初始混响时间，然后根据所述初始混响时间对所述检测信号施加第一目标模型，得到基于所述第一目标模型生成的第一测试信号以及获取所述第一测试信号的对应测量环境空间的测试混响时间，再在接收到预设的目标混响时间时，对所述测试混响时间进行调整，得到第二目标模型，以及基于所述第二目标模型生成的第二测试信号，进一步获取所述第二测试信号测量环境空间的当前混响时间，最后在所述当前混响时间与所述目标混响时间的差值满足预设范围时，输出所述第二目标模型，以进行音效播放。这样，通过对用户当前的听音房间进行测试获取对应的初始混响时间，然后对该参数进行优化，可以针对性提高混响效果，从而提高听者的听音体验。

参照图4，在第二实施例中，基于第一实施例，所述步骤s3中所述在接收到目标混响时间时，对所述测试混响时间进行调整的步骤包括：

步骤s31、在接收到目标混响时间时，获取所述第一目标模型的类型；

步骤s32、在所述第一目标模型的类型为基本混响单元模型时，调整延迟因子和/或衰减因子参数；

本实施例中，所述第一目标模型的类型包括基本混响单元模型和开放界面混响模型，其中，所述基本混响单元模型是组成上述表一中各种模型的最基本单元，而所述开放界面混响模型，是指软件或应用程序上提供的“人机交互”界面，可以供用户自调节某些关键参数。

在接收到所述目标混响时间时，获取所述第一目标模型的类型，若所述第一目标模型的类型为基本混响单元模型，则可以调整所述延迟因子，或调整衰减因子，或所述延迟因子和所述衰减因子。可以理解的是，具体调整的参数并不局限于此两种，可以根据实际情况合理设置。

步骤s33、在所述第一目标模型的类型为开放界面混响模型时，调整早反时间和/或干湿比参数；

若所述第一目标模型的类型为开放界面混响模型，则可以调整所述早反时间，或调整干湿比参数，或所述早反时间和所述干湿比参数。可以理解的是，具体调整的参数并不局限于此两种，可以根据实际情况合理设置。

可以理解的是，延迟因子和衰减因子是内部参数，其表面反应在干湿比等参数上。因此，通过开放界面混响模型中进行干湿比参数的调节，可以方便用户根据自己的实际需要，简单地进行操作。

参照图5，在第三实施例中，基于第一实施例，所述步骤s1包括：

步骤s11、获取经所述喇叭播放的基于所述检测信号的输入函数，以及经所述环境空间产生混响后收集至所述麦克风的输出函数；

本实施例中，可以将所述环境空间作为一个系统，所述喇叭播放的所述检测信号相当于所述环境空间的输入信号，可以将所述输入信号作为所述系统的输入函数xi(s)；所述检测信号在所述环境空间中产生房间混响，也即经过所述系统的处理后被所述麦克风收集，得到经所述系统处理的输出信号，可以将所述输出信号作为所述系统的输出函数xo(s)。

步骤s12、根据所述输入函数和所述输出函数计算得到传递函数；

步骤s13、对所述传递函数作拉普拉斯反变换，得到脉冲响应函数；

本实施例中，根据所述输入函数xi(s)和所述输出函数xo(s)计算得到传递函数g(s)：

g(s)＝xi(s)/xo(s)；其中，s表示复数，是拉普拉斯变换的自变量。

在计算得到所述传递函数时，对所述传递函数作拉普拉斯反变换，得到所述脉冲响应函数。

步骤s14、根据所述脉冲响应函数推算出所述初始混响时间。

本实施例中，在计算得到所述脉冲响应函数时，即可得到对应的能量衰减曲线，可以根据所述能量衰减曲线推算出所述初始混响时间，当然，在其他实施例中，也可以根据公式进行计算，此处不作具体举例说明。

本实施例通过对用户当前的听音房间进行测试获取对应的初始混响时间，然后对该参数进行优化，可以实现对特定空间播放效果的优化，从而提高用户的听音体验。

参照图6，在第四实施例中，基于第三实施例，所述步骤s14包括：

步骤s141、根据所述脉冲响应函数，得到能量衰减曲线；

步骤s142、获取所述检测信号衰减预定分贝范围内预定数量的衰减分贝与衰减时间之间的对应关系；

本实施例中，在根据所述脉冲响应函数得到能量衰减曲线时，可以获取所述检测信号衰减预定分贝范围如-5db～-25db的多个分贝与衰减时间之间的对应关系。具体地，假设所述检测信号衰减5db时，对应的衰减时间为10ms；所述检测信号衰减10db时，对应的衰减时间为40ms；所述检测信号衰减15db时，对应的衰减时间为100ms；所述检测信号衰减25db时，对应的衰减时间为260ms，等等。

步骤s143、根据所述预定数量的衰减分贝与衰减时间之间的对应关系，计算所述能量衰减曲线的斜率；

本实施例中，所述预定数量可以为2个或多个，具体数量可以曲线的实际形态合理选择，也可以根据自定义标准合理设置。根据上述三个衰减分贝与衰减时间之间的对应关系，计算得到所述能量衰减曲线的斜率为-0.07。

步骤s144、根据所述斜率推算出所述检测信号衰减60分贝对应的衰减时间，得到所述初始混响时间。

本实施例中，由于计算得到的所述斜率为0.5，则可以推算出所述检测信号衰减60分贝对应的衰减时间为780ms，即得到所述初始混响时间。

本实施例由于仅需选取2个或少量多个衰减分贝与衰减时间之间的对应关系，计算得到斜率，即可根据所述斜率得到所述检测信号衰减60分贝对应的衰减时间，因此，计算量较小，可以快速反映实际听音者与声源如演唱者之间的距离，以及周围环境的大致情况。

本发明还提供一种音频设备，所述音频设备包括处理器以及存储在所述处理器内并可在所述处理器上运行的音频设备的音效调节程序，其中，所述音频设备的音效调节程序被所述处理器执行时实现如上所述的音频设备的音效调节方法的步骤。

进一步地，所述音频设备可以为智能音箱，具体包括喇叭和麦克风。所述喇叭用于播放所述检测信号，所述麦克风用于收集所述环境空间产生的混响信号。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有音频设备的音效调节程序，所述音频设备的音效调节程序被处理器执行实现如上所述的音频设备的音效调节方法的步骤。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，被控终端，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。