CN112511941B

CN112511941B - 一种音频输出方法及系统及耳机

Info

Publication number: CN112511941B
Application number: CN202011385120.XA
Authority: CN
Inventors: 童伟峰; 张亮
Original assignee: Bestechnic Shanghai Co Ltd
Current assignee: Bestechnic Shanghai Co Ltd
Priority date: 2020-12-01
Filing date: 2020-12-01
Publication date: 2023-06-13
Anticipated expiration: 2040-12-01
Also published as: CN112511941A

Abstract

本申请实施例中提供了一种音频输出方法及系统及耳机，属于耳机技术领域，具体包括获取待播音频信号，处理生成低频信号的多个谐波信号；根据低频信号的频率和幅度调整谐波信号的幅度，并将谐波信号合成以生成虚拟低音信号；将虚拟低音信号与高频信号或待播音频信号相加后进行音频输出。有益效果是：使耳机在具备较好的低频听感的同时，还无需在耳机扬声器处低效的浪费低频能量，降低了耳机的功耗，提升了耳机的音质和续航力。

Description

一种音频输出方法及系统及耳机

技术领域

本申请涉及耳机技术领域，尤其涉及一种音频输出方法及系统及耳机。

背景技术

耳机是通过接收媒体播放器或接收器所发出的电讯号，利用贴近耳朵的扬声器将其转化成可以听到的音波。随着用户需求的不断提升，用户对耳机，尤其是无线耳机的期望值也在提高。目前用户最关心的几个要点包括音质、续航能力和无线传输能力，从数据上来看，无线传输能力基本已经可以满足绝大多数用户的需求，而音质和续航能力还有很大的提升潜力。

现有的耳机尤其是半开放式耳机、开放式耳机、头戴式耳机以及密封性不好的入耳式耳机，由于收听者对声音质量好坏的印象较强地受到低音性能的影响，因此非常期望改进所感知的低音性能。现有技术中，提升低音性能的方法是简单地放大音频谱的低频部分，从而使得低音听起来更大声。然而，在低频将电能转换为声能的过程中，由于耳机扬声器效率较差，往往会带来诸如电池消耗和过热的问题，严重增加耳机的功耗。另外，低频的放大可能引起扬声器线圈的过度偏移，从而导致失真，在某些情况下，会导致对扬声器的损坏。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种音频输出方法及系统及耳机，至少部分解决现有技术中存在的问题。

上述技术方案具体包括：

一种音频输出方法，应用于耳机设备，其中包括：

获取待播音频信号，并对所述待播音频信号进行处理以得到低频信号，或低频信号和高频信号，其中，所述低频信号的频率低于所述高频信号的频率，所述低频信号的频率范围和/或幅度根据耳机设备正常佩戴时的频率响应得到；

处理生成所述低频信号的多个谐波信号；

根据所述低频信号的频率和幅度调整所述谐波信号的幅度，并将所述谐波信号合成以生成虚拟低音信号；

将所述虚拟低音信号与所述高频信号或所述待播音频信号相加后进行音频输出。

优选地，其中，所述处理生成所述低频信号的多个谐波信号进一步包括：

获取所述耳机设备的低频截止频率，所述低频截止频率用于表示所述耳机设备能够有效产生声音的最低频率；

提取所述低频信号中的基音信号；

根据所述基音信号的频率f0构造得到频率分别为kf0、(k+1)f0…(k+i)f0的谐波，其中k、i为正整数，且kf0大于所述低频截止频率，(k-1)f0小于等于低频截止频率；

将所述谐波作为所述基音信号对应的谐波信号。

优选地，其中，所述根据所述低频信号的频率和幅度调整所述谐波信号的幅度，并将所述谐波信号合成以生成虚拟低音信号进一步包括：

获取所述基音信号的频率值和幅度值；

按照预定公式计算得到所述基音信号对应的每个所述谐波信号的目标幅度值；

调整相应所述谐波信号的幅度至对应的所述目标幅度值；

将调整后的所述谐波信号进行合成，以生成所述虚拟低音信号。

优选地，其中，所述预定公式为：

A_x＝A_j×RR(f，k)；

RR(f，k)＝1+ln(k)×0.241×R(f)；

其中，f用于表示所述基音信号的频率值；

k用于表示所述谐波信号的频率相对于所述基音信号频率的倍数；

A_x用于表示所述目标幅值；

A_j用于表示所述基音信号的幅度值；

R(f)用于表示声压变化-响度扩展比率；

RR(f，k)用于表示所述目标幅值与所述基音信号的幅度值的比值。

优选地，其中，所述低频截止频率为所述耳机设备的扬声器在开放环境下测试得到的可以有效产生声音的最低频率。

优选地，其中，所述频率响应通过如下方式获得：

将耳机正常佩戴于人工耳，由人工耳内麦克风采集测试音频生成所述耳机设备的传递函数；

根据生成的所述传递函数处理得到所述耳机设备的频率响应。

优选地，其中，所述频率响应通过如下方式获得：

所述耳机设备包括一耳内麦克风，于所述耳机设备正常佩戴于人耳上时，所述耳内麦克风采集所述待播音频生成所述耳机设备的传递函数；

优选地，其中，所述频率响应在低频方向衰减3db处为所述低频截止频率。

一种音频输出系统，应用于耳机设备，其中包括：

获取模块，用于获取待播音频信号；

处理模块，连接所述获取模块，用于对所述待播音频信号进行分离处理，以得到低频信号，或低频信号和高频信号，其中，所述低频信号的频率低于所述高频信号的频率，所述低频信号的频率范围和/或幅度根据耳机设备正常佩戴时的频率响应得到；

生成模块，连接所述处理模块，用于处理生成所述低频信号的多个谐波信号；

增益模块，连接所述生成模块和所述处理模块，用于根据所述低频信号的频率和幅度调整所述谐波信号的幅度；

合成模块，连接所述增益模块，用于将调整后的所述谐波信号合成以生成虚拟低音信号；

输出模块，连接所述合成模块，用于将所述虚拟低音信号与所述高频信号或所述待播音频信号相加后进行音频输出。

优选地，其中，所述生成模块进一步包括：

获取频率单元，用于获取所述耳机设备的低频截止频率，所述低频截止频率用于表示所述耳机设备能够有效产生声音的最低频率；

提取单元，用于提取所述低频信号中的基音信号；

构造单元，连接所述提取单元和所述获取频率单元，根据所述基音信号的频率f0构造得到频率分别为kf0、(k+1)f0…(k+i)f0的谐波，其中k、i为正整数，且kf0大于所述低频截止频率，(k-1)f0小于等于低频截止频率，并将所述谐波作为所述基音信号对应的谐波信号。

优选地，其中，所述增益模块进一步包括：

获取单元，用于获取所述基音信号的频率值和幅度值；

计算单元，连接所述获取单元，用于按照预定公式计算得到所述基音信号对应的每个所述谐波信号的目标幅度值；

调整单元，连接所述计算单元，用于调整相应所述谐波信号的幅度至对应的所述目标幅度值。

优选地，其中，所述预定公式为：

A_x＝A_j×RR(f，k)；

RR(f，k)＝1+ln(k)×0.241×R(f)；

其中，f用于表示所述基音信号的频率值；

A_x用于表示所述目标幅值；

A_j用于表示所述基音信号的幅度值；

R(f)用于表示声压变化-响度扩展比率；

优选地，其中，所述频率响应通过如下方式获得：

一种耳机，包括至少一个处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器，其特征在于，所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行以使所述处理器能够执行上述的音频输出方法。

上述技术方案的有益效果在于：

通过将待播音频信号中的低音信号进行分离，并通过构造谐波的方式产生虚拟低音来替代原有的低音信号，从而使耳机在具备较好的低频听感的同时，还无需在耳机扬声器处低效的浪费低频能量，降低了耳机的功耗，提升了耳机的音质和续航力。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明的较佳实施例中，一种音频输出方法的步骤流程图；

图2是本发明的较佳实施例中，于图1的基础上，步骤S2的分步骤流程示意图；

图3是本发明的较佳实施例中，于图1的基础上，步骤S3的分步骤流程示意图；

图4是本发明的较佳实施例中，一种音频输出系统的结构示意图；

图5是本发明的较佳实施例中，生成模块的内部结构示意图；

图6是本发明的较佳实施例中，增益模块的内部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

一种音频输出方法，应用于耳机设备，如图1所示，其中包括以下步骤：

步骤S1，获取待播音频信号，并对待播音频信号进行处理以得到低频信号，或低频信号和高频信号，其中，低频信号的频率低于高频信号的频率，低频信号的频率范围和/或幅度根据耳机设备正常佩戴时的频率响应得到；

作为优选的实施方式，从待播音频信号中分离提取低频信号和高频信号，可以通过高通滤波器和低通滤波器来实现，低通滤波器用于提取低频的低音信号，高通滤波器用于提取高频的高音信号。在本发明的一些实施例中，可以只分离提取低频信号而不必提取高频信号。

在本发明的一个具体实施例中，耳机设备的低频截止频率可以为耳机中扬声器的截止频率，分离低频信号用的低通滤波器的截止频率也可以选择扬声器的截止频率。在本发明的另一个具体实施例中，耳机的低频截止频率可以选取当耳机正常佩戴在耳朵上时，耳机的频率响应的低频截止频率。其中，耳机正常佩戴时的频率响应指的是待播音频通过扬声器再经过耳道内的传递函数，频率响应的低频部分也称之为频率响应。获取频率响应，其输入是待播音频，输出是耳内麦克风采集的待播音频信号；由输入、输出之间的传送函数得到。耳内麦克风可以是耳机上的耳内麦克风，由耳机正常佩戴在耳朵上时，由耳内麦克风采集音频信号。在另一些实施例中，耳内麦克风可以是人工耳内麦克风，由耳机正常佩戴在人工耳上时，由人工耳内麦克风采集音频信号。

步骤S2，处理生成低频信号的多个谐波信号；

步骤S3，根据低频信号的频率和幅度调整谐波信号的幅度，并将谐波信号合成以生成虚拟低音信号；

步骤S4，将虚拟低音信号与高频信号或待播音频信号相加后进行音频输出。

在一些实施例中，步骤S1中提取的低频信号，与频率响应相关。根据频率响应，可得待播音频信号低频被衰减部分，提取低频信号可以用于补偿待播音频信号低频被衰减部分。由低频被衰减部分得到其对应的虚拟低音，虚拟低音加上待播音频信号，再输入耳机扬声器。一般而言，对耳机频率响应来说，尤其是正常佩带于耳内的耳机的频率响应，并不存在这样一个频率转折点，大于该频率则频响几乎没有衰减，而小于该频率，频率响应衰减很大。因此，利用低频被衰减部分得到其对应的虚拟低音加到音频信号中输入耳机扬声器，能更好地保持原有的音频音调、响度，对人耳来说，能更好地保持原有的低频听感。

上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

作为优选的实施方式，本发明中利用虚拟低音的音质效果，让人耳感觉到低音。举例说明，对于基频F0为100赫兹的音调，可以通过播放100Hz的纯音到人耳中，以产生100Hz音调的感觉，而乐器和人类声带通常使用具有合成谐波结构(诸如100Hz、200Hz、300Hz等)的声调集合产生该听觉效果。根据心理声学实验，100Hz的基频处的声调对于人类具有听到100Hz音调的感觉并不是不可少的。即使100Hz的声调丢失，200Hz、300Hz、400Hz等的谐音的集合也可以产生100Hz音调的感觉。人耳可以仅根据谐音而推出音调。该现象称为虚拟低音。虚拟低音，不需要真实地产生基频F0处的声调便可以产生基频F0处的音调的感觉。将此现象应用于耳机扬声器的低音增强时，意味着不需要在耳机扬声器处低效地浪费低频能量，虚拟低音利用基频的谐波结构，便可以产生足够强的低音感觉，进而降低了耳机系统功耗。对于半开放式耳机，开放式耳机，头戴式耳机，以及密封性不好的入耳式耳机，其频率响应往往不好，在低频处会有较大的衰减。而耳机对于功耗又往往有很高的要求。因此有必要利用虚拟低音技术来补偿耳机频率响应。

在本发明的较佳实施例中，如图2所示，处理生成低频信号的多个谐波信号进一步包括：

步骤S20，获取耳机设备的低频截止频率，低频截止频率用于表示耳机设备能够有效产生声音的最低频率；

步骤S21，提取低频信号中的基音信号；

步骤S22，根据基音信号的频率f0构造得到频率分别为kf0、(k+1)f0…(k+i)f0的谐波，其中k、i为正整数，且kf00大于低频截止频率，(k-1)f0小于等于低频截止频率；

步骤S23，将谐波作为基音信号对应的谐波信号。

具体的，在本实施例中，从待播音频中分离提取的低频分量方法可以如上述实施例中在时域内通过低通滤波器来实现，也可以在频域内进行分离，例如，通过离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform，DFT)、短时傅里叶变换(Short-time Fouriertransform，STFT)等把音频信号转化到频域，然后取相应的低频分量。

在本发明的一个具体实施例中，对分离出的低频信号提取其中的基音信号，再对基音信号求取频率大于低频截止频率的谐波。例如，设基音的频率为f0，低频截止频率为f01，首先构造频率为2f0、3f0···(k-1)f0、kf0的谐波，随后选取频率大于低频截止频率的预定个数的最小整数倍的谐波，即(k-1)f0小于低频截止频率f01，kf0大于低频截止频率f01，则谐波取kf0、(k+1)f0、(k+2)f0…，选取预定个数的谐波作为谐波信号。在本发明的较佳实施例中，选择频率大于低频截止频率f01的3个最小整数倍的谐波，即最小阶次谐波，作为该基因信号的谐波信号，可以获得比较好的虚拟低音合成效果，对于更高次的谐波，可以不用，也可以保留其中一部分。

在本发明的较佳实施例中，如图3所示，根据低频信号的频率和幅度调整谐波信号的幅度，并将谐波信号合成以生成虚拟低音信号进一步包括：

步骤S30，获取基音信号的频率值和幅度值；

步骤S31，按照预定公式计算得到基音信号对应的每个谐波信号的目标幅度值；

步骤S32，调整相应谐波信号的幅度至对应的目标幅度值；

步骤S33，将调整后的谐波信号进行合成，以生成虚拟低音信号。

具体的，在本实施例中，保持谐波响度对声压级的动态特性与基音信号的基频处一致对于还原虚拟低音的响度和音色十分重要。因此，获取基音信号的频率值和幅度值，根据预定的公式处理得到该基音信号对应的每个谐波信号的目标幅度值，随后对谐波信号进行增益处理，调整谐波信号的幅度至对应的目标幅度值。

在本发明的较佳实施例中，预定公式为：

A_x＝A_j×RR(f，k)；公式(1)

RR(f，k)＝1+ln(k)×0.241×R(f)；公式(2)

其中，f用于表示基音信号的频率值；

k用于表示谐波信号的频率相对于基音信号频率的倍数；

A_x用于表示目标幅值；

A_j用于表示基音信号的幅度值；

R(f)用于表示声压变化-响度扩展比率；

具体的，在本实施例中，根据本领域技术人员熟知的等响度曲线图可知，不同频率，相同声压变化造成的响度变化是不同的，定义声压-响度扩展比率，即声压变化/响度变化的值R，在频率为20-700hz范围内，响度为20-80方内，R的值可以近似满足公式(3)，公式(2)的具体推导过程如下：

根据定义得知，需要谐波的幅度和基音信号的幅度的比值为RR(f，k)，也即目标幅值A_x应当满足公式(1)，才能更好的还原虚拟低音的响度和音色。

在本发明的较佳实施例中，低频截止频率为耳机设备的扬声器在开放环境下测试得到的可以有效产生声音的最低频率。

具体的，在本实施例中，低频截止频率表征耳机可以有效地产生声音的最低频率。低频截止频率以下的音频低频部分，可以由其谐波分量(虚拟低音)来代替。在一些实施例中，待播音频信号经过一个可选的高通滤波器(高通滤波器截止频率可以为低频截止频率)再与虚拟低音相加，再输入耳机扬声器。低频截止频率可以在30-300Hz之间。

在本发明的另一个较佳实施例中，频率响应通过如下方式获得：

将耳机正常佩戴于人工耳，通过耳机扬声器播放测试音频信号，由人工耳内麦克风采集测试音频生成耳机设备的传递函数；

根据生成的传递函数处理得到耳机设备的频率响应。

具体的，在本实施例中，频率响应可以通过如下一些方式获得，首先由耳机播放一段测试音频，测试音频包含低频成份，随后可以由耳机正常佩戴耳朵上时，由耳道内的麦克风采集而测得；也可以是耳机正常佩戴于人工耳，由人工耳内麦克风测得；也可以耳机正常佩戴于测音师耳朵上，由测音师，根据其主观听感来得到。在本具体实施例中，频率响应可以在耳机出厂前测试得到，然后根据频率响应得到低频截止频率，并将低频截止频率提前内置在耳机设备中，耳机设备通过固定的低频截止频率调整低频信号。在本发明的一个具体实施例中，频率响应衰减3db处，可以确定为低频截止频率。在本实施例中，可以由频率响应得到音频信号低频被衰减部分，由低频被衰减部分得到其对应的虚拟低音，虚拟低音加上待播音频信号，再输入耳机扬声器。一般而言，对耳机频率响应来说，尤其是正常佩带于耳内的耳机的频率响应，并不存在这样一个频率转折点，大于该频率则频响几乎没有衰减，而小于该频率，频率响应衰减很大。因此，利用低频被衰减部分得到其对应的虚拟低音加到音频信号中输入耳机扬声器，能更好地保持原有的音频音调、响度，对人耳来说，能更好地保持原有的低频听感。

耳机设备包括一耳内麦克风，于耳机设备正常佩戴于人耳上时，通过耳机扬声器播放音频信号，耳内麦克风采集待播音频，生成耳机设备的传递函数；

根据生成的传递函数处理得到耳机设备的频率响应。

具体的，在本实施例中，耳机还包括耳内麦克风，当耳机正常佩戴在耳中时，采集待播音频到麦克风的传递函数。输入是待播音频，输出是耳内麦克风采集音频信号。根据输入输出，可以得到待播音频到麦克风的传递函数。不同的耳机，甚至同一款耳机的不同耳机，其扬声器的频率响应有差异。不同人的耳朵及耳道也会使得其传递函数不同。同一个不同的佩带方式也会使得其传递函数不同。当耳机正常佩戴在耳中时，实时地或间隙地采集待播音频到麦克风的传递函数，可以更真实得到耳机正常佩戴在耳中时的传递函数，由此也更真实地知道待播音频到耳内的频率响应，由此得到的虚拟低音，可以得到更好听感的低频分量。而待播音频到耳内麦克风的传递函数可以由自适应回声滤波器得到，该技术为现有技术，在此不再赘述。

一种音频输出系统，应用于耳机设备，如图4所示，其包括：

获取模块1，用于获取待播音频信号；

处理模块2，连接获取模块1，用于对待播音频信号进行分离处理，以得到低频信号，或低频信号和高频信号，其中，低频信号的频率低于高频信号的频率，低频信号的频率范围和/或幅度根据耳机设备正常佩戴时的频率响应得到；

生成模块3，连接处理模块2，用于处理生成低频信号的多个谐波信号；

增益模块4，连接生成模块3和处理模块2，用于根据低频信号的频率和幅度调整谐波信号的幅度；

合成模块5，连接增益模块4，用于将调整后的谐波信号合成以生成虚拟低音信号；

输出模块6，连接合成模块5，用于将虚拟低音信号与高频信号或待播音频信号相加后进行音频输出。

在本发明的较佳实施例中，如图5所示，生成模块3进一步包括：

获取频率单元30，用于获取耳机设备的低频截止频率，低频截止频率用于表示耳机设备能够有效产生声音的最低频率；

提取单元31，用于提取低频信号中的基音信号；

构造单元32，连接提取单元31和获取频率单元30，根据基音信号的频率f0构造得到频率分别为kf0、(k+1)f0···(k+i)f0的谐波，其中k、i为正整数，且kf0大于低频截止频率，(k-1)f0小于等于低频截止频率，并将谐波作为基音信号对应的谐波信号。

在本发明的较佳实施例中，如图6所示，增益模块4进一步包括：

获取单元40，用于获取基音信号的频率值和幅度值；

计算单元41，连接获取单元40，用于按照预定公式计算得到基音信号对应的每个谐波信号的目标幅度值；

调整单元42，连接计算单元41，用于调整相应谐波信号的幅度至对应的目标幅度值。

在本发明的较佳实施例中，预定公式为：

A_x＝A_j×RR(f，k)；

RR(f，k)＝1+ln(k)×0.241×R(f)；

其中，f用于表示基音信号的频率值；

k用于表示谐波信号的频率相对于基音信号频率的倍数；

A_x用于表示目标幅值；

A_j用于表示基音信号的幅度值；

R(f)用于表示声压变化-响度扩展比率；

在本发明的较佳实施例中，频率响应通过如下方式获得：

将耳机正常佩戴于人工耳，由人工耳内麦克风采集测试音频生成耳机设备的传递函数；

根据生成的传递函数处理得到耳机设备的频率响应。

在本发明的较佳实施例中，频率响应通过如下方式获得：

耳机设备包括一耳内麦克风，于耳机设备正常佩戴于人耳上时，耳内麦克风采集待播音频生成耳机设备的传递函数；

根据生成的传递函数处理得到耳机设备的频率响应。

在本发明的较佳实施例中，频率响应在低频方向衰减3db处为低频截止频率。

一种耳机，包括至少一个处理器，以及与处理器通信连接的存储器，其特征在于，存储器存储有可被处理器执行的指令，指令被处理器执行以使处理器能够执行上述的音频输出方法。

所述可被处理器执行的指令包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器、随机存取存储器、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

上述技术方案的有益效果在于：

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种音频输出方法，应用于耳机设备，其特征在于，包括：

获取待播音频信号，并对所述待播音频信号进行处理以得到低频信号，或低频信号和高频信号，其中，所述低频信号的频率低于所述高频信号的频率，所述低频信号的频率范围和/或幅度根据耳机设备正常佩戴时的频率响应得到，耳机设备正常佩戴时的频率响应是指待播音频通过扬声器再经过耳道内的传递函数，其中获取频率响应时，输入是待播音频，输出是耳内麦克风采集的待播音频信号，从而由输入、输出之间的传送函数得到频率响应，其中传递函数为在耳机设备正常佩戴在耳中时，实时地或间隙地采集待播音频到麦克风之间的传递函数；

处理生成所述低频信号的多个谐波信号；

将所述虚拟低音信号与所述高频信号或所述待播音频信号相加后进行音频输出；

其中，所述处理生成所述低频信号的多个谐波信号进一步包括：

提取所述低频信号中的基音信号；

根据所述基音信号的频率f0构造得到频率分别为kf0、（k+1）f0•••(k+i)f0的谐波，其中k、i为正整数，且kf0大于所述低频截止频率，（k-1）f0小于等于低频截止频率；

将所述谐波作为所述基音信号对应的谐波信号；

所述根据所述低频信号的频率和幅度调整所述谐波信号的幅度，并将所述谐波信号合成以生成虚拟低音信号进一步包括：

获取所述基音信号的频率值和幅度值；

调整相应所述谐波信号的幅度至对应的所述目标幅度值；

将调整后的所述谐波信号进行合成，以生成所述虚拟低音信号；

所述预定公式为：

；

；

；

其中，f用于表示所述基音信号的频率值；

A_x用于表示所述目标幅度值；

A_j用于表示所述基音信号的幅度值；

R(f)用于表示声压变化-响度扩展比率；

RR(f，k)用于表示所述目标幅度值与所述基音信号的幅度值的比值。

2.根据权利要求1所述的音频输出方法，其特征在于，所述低频截止频率为所述耳机设备的扬声器在开放环境下测试得到的可以有效产生声音的最低频率。

3.根据权利要求1所述的音频输出方法，其特征在于，所述频率响应通过如下方式获得：

4.根据权利要求1所述的音频输出方法，其特征在于，所述频率响应通过如下方式获得：

5.根据权利要求1所述的音频输出方法，其特征在于，所述频率响应在低频方向衰减3db处为所述低频截止频率。

6.一种音频输出系统，应用于耳机设备，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取待播音频信号；

处理模块，连接所述获取模块，用于对所述待播音频信号进行分离处理，以得到低频信号，或低频信号和高频信号，其中，所述低频信号的频率低于所述高频信号的频率，所述低频信号的频率范围和/或幅度根据耳机设备正常佩戴时的频率响应得到，耳机设备正常佩戴时的频率响应是指待播音频通过扬声器再经过耳道内的传递函数，其中获取频率响应时，输入是待播音频，输出是耳内麦克风采集的待播音频信号，从而由输入、输出之间的传送函数得到频率响应，其中传递函数为在耳机设备正常佩戴在耳中时，实时地或间隙地采集待播音频到麦克风之间的传递函数；

输出模块，连接所述合成模块，用于将所述虚拟低音信号与所述高频信号或所述待播音频信号相加后进行音频输出；

其中，所述生成模块进一步包括：

提取单元，用于提取所述低频信号中的基音信号；

构造单元，连接所述提取单元和所述获取频率单元，根据所述基音信号的频率f0构造得到频率分别为kf0、（k+1）f0•••(k+i)f0的谐波，其中k、i为正整数，且kf0大于所述低频截止频率，（k-1）f0小于等于低频截止频率，并将所述谐波作为所述基音信号对应的谐波信号；

所述增益模块进一步包括：

获取单元，用于获取所述基音信号的频率值和幅度值；

调整单元，连接所述计算单元，用于调整相应所述谐波信号的幅度至对应的所述目标幅度值；

所述预定公式为：

；

；

；

其中，f用于表示所述基音信号的频率值；

A_x用于表示所述目标幅度值；

A_j用于表示所述基音信号的幅度值；

R(f)用于表示声压变化-响度扩展比率；

7.根据权利要求6所述的音频输出系统，其特征在于，所述低频截止频率为所述耳机设备的扬声器在开放环境下测试得到的可以有效产生声音的最低频率。

8.根据权利要求6所述的音频输出系统，其特征在于，所述频率响应通过如下方式获得：

9.根据权利要求6所述的音频输出系统，其特征在于，所述频率响应通过如下方式获得：

10.根据权利要求6所述的音频输出系统，其特征在于，所述频率响应在低频方向衰减3db处为所述低频截止频率。

11.一种耳机，包括至少一个处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器，其特征在于，所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行以使所述处理器能够执行如权利要求1-5任意一项所述的音频输出方法。