一种正弦波音频处理方法及处理终端与流程

本发明涉及计算机，具体是一种正弦波音频处理方法及处理终端。

背景技术：

1、在音频传输过程中，一般会在硬件电路上对音频信号进行预处理，包括在进入放大器之前，使用压缩器或者限制器等电路器件对音频信号进行处理，以减少音频信号幅值过大的动态范围，防止音频信号过载，这类电路器件通过减少音频信号的峰值振幅来达到减少动态范围的目的，从而避免音频信号削顶。

2、但现有的处理音频信号削顶的处理技术，会存在一些缺陷和不足：

3、1、引入额外的失真。在压缩器的压缩和限制器的限制过程中，可能会导致音频信号的动态范围减小而失去部分原先音频信号的细节。

4、2、需要增加压缩器或限制器等电路器件，增加了硬件电路的复杂程度和成本，会削弱产品的市场竞争力。

5、3、对于比较严重削顶的音频信号，基于硬件电路的硬件处理方案可能无法完全恢复原始的音频质量，特别是在音频信号已经被严重损坏的情况下。

6、综上，需要一种能够更好针对削顶的音频信号也依然能够很好还原的音频处理方法。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种正弦波音频处理方法及处理终端，其能够解决背景技术描述的问题。

2、实现本发明的目的的技术方案为：一种正弦波音频处理方法，包括以下步骤：

3、步骤1：分割接收到的音频信号，得到若干子音频信号，并确定每个子音频信号的采样点数量；

4、步骤2：遍历所有子音频信号，基于子音频信号的振幅判断当前子音频信号是否存在削顶，存在削顶的音频信号记为削顶音频帧；

5、步骤3：遍历所有的子音频信号，确定音频信号的削顶起始位置和终点位置，从而确定音频信号的所有削顶位置；

6、步骤4：生成标准正弦波的音频信号模型，音频信号从削顶起始位置到削顶终点位置的各个削顶的振幅为标准正弦波音频信号模型对应位置处的振幅，从而将所述音频信号的削顶进行还原，完成音频处理。

7、进一步地，按照预设时间间隔对音频信号进行切割，基于采样频率和所述预设时间间隔确定每个子音频信号的采样点数量。

8、进一步地，所述基于子音频信号的振幅判断当前子音频信号是否存在削顶，其具体实现过程，包括以下步骤：

9、步骤21：计算每个样本点对应的音频幅值，第n个样本点的音频幅值记为x(n)，按公式①计算当前子音频信号的平均振幅aavg：

10、

11、式中，n表示子音频信号的总数量；

12、步骤22：比较各个样本点的音频振幅，找出数值最大的音频振幅，数值最大的音频振幅记为amax；

13、步骤23：比较amax和aavg的大小，若大小关系符合条件一，则当前子音频信号存在削顶，

14、条件一：amax-aavg＞d，d＞0，d为预设值。

15、进一步地，所述遍历所有的子音频信号，确定音频信号的削顶起始位置和终点位置，从而确定音频信号的所有削顶位置，其具体实现过程，包括以下步骤：

16、步骤31：对于当前的子音频信号，从任意一个削顶帧开始，向后遍历各个样本点，找到第一个存在削顶的样本点，第一个存在削顶的样本点作为当前的子音频信号的削顶起始位置；向前遍历各个样本点，找到最后一个存在削顶的样本点，最后一个存在削顶的样本点作为当前的子音频信号的削顶终点位置，从而得到当前子音频信号的削顶起始位置和终点位置；

17、步骤32：遍历每一个子音频信号，从而确定各个子音频信号的削顶起始位置和终点位置，音频信号的削顶起始位置为第一个子音频信号的削顶起始位置，音频信号的削顶终点位置为最后一个子音频信号的削顶终点位置。

18、进一步地，基于未削顶的音频信号或者已知的参考音频信号，提取音频信号的正弦波参数，正弦波参数包括频率、振幅和相位，基于正弦波参数生成所述标准正弦波的音频信号模型。

19、进一步地，若音频信号的削顶位置的样本点丢失或者损坏，基于相邻的未削顶的样本点进行插值，以通过插值估算丢失或损坏的样本点。

20、进一步地，插值采用线性插值或者样条插值。

21、一种处理终端，其包括：

22、存储器，用于存储程序指令；

23、处理器，用于运行所述程序指令，以执行所述正弦波音频处理方法的步骤。

24、本发明的有益效果：本发明相较于改变音频整体特性的现有修复技术，正弦波削顶还原可以恢复音频信号的原始形态，能够尽可能保持音质原本的纯净和自然。有效减小了因削顶造成的失真，改善了音频的听感。此外，还能够恢复削顶部分的细节，保留了数据的完整性。对于音乐和语音等对细节要求较高的音频内容尤为重要，该算法可以自动化执行，无需借助电路器件即可实现，也无需人工干预，在处理大量音频文件时能够节省大量的时间和人力资源，并且能够节省传统基于硬件电路的电路器件等造成的额外成本。

技术特征：

1.一种正弦波音频处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的正弦波音频处理方法，其特征在于，按照预设时间间隔对音频信号进行切割，基于采样频率和所述预设时间间隔确定每个子音频信号的采样点数量。

3.根据权利要求1所述的正弦波音频处理方法，其特征在于，所述基于子音频信号的振幅判断当前子音频信号是否存在削顶，其具体实现过程，包括以下步骤：

4.根据权利要求1或3所述的正弦波音频处理方法，其特征在于，所述遍历所有的子音频信号，确定音频信号的削顶起始位置和终点位置，从而确定音频信号的所有削顶位置，其具体实现过程，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的正弦波音频处理方法，其特征在于，基于未削顶的音频信号或者已知的参考音频信号，提取音频信号的正弦波参数，正弦波参数包括频率、振幅和相位，基于正弦波参数生成所述标准正弦波的音频信号模型。

6.根据权利要求5所述的正弦波音频处理方法，其特征在于，若音频信号的削顶位置的样本点丢失或者损坏，基于相邻的未削顶的样本点进行插值，以通过插值估算丢失或损坏的样本点。

7.根据权利要求6所述的正弦波音频处理方法，其特征在于，插值采用线性插值或者样条插值。

8.一种处理终端，其特征在于，其包括：

技术总结
本发明公开一种正弦波音频处理方法，包括以下步骤：步骤1：分割接收到的音频信号，得到若干子音频信号，并确定每个子音频信号的采样点数量；步骤2：遍历所有子音频信号，基于子音频信号的振幅判断当前子音频信号是否存在削顶，存在削顶的音频信号记为削顶音频帧；步骤3：遍历所有的子音频信号，确定音频信号的削顶起始位置和终点位置，从而确定音频信号的所有削顶位置；步骤4：生成标准正弦波的音频信号模型，音频信号从削顶起始位置到削顶终点位置的各个削顶的振幅为标准正弦波音频信号模型对应位置处的振幅，从而将所述音频信号的削顶进行还原，完成音频处理。本发明可以恢复音频信号的原始形态，能够尽可能保持音质原本的纯净和自然。

技术研发人员：黎展霖,朱正辉,赵定金,李昌绿
受保护的技术使用者：广东保伦电子股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/13