【正文】 重慶大學本科學生畢業(yè)設計（論文） 音效處理中均衡效果 的算法研究及實現(xiàn) 學 生：謝增添 學 號： 20214791 指導教師：林英撐 專 業(yè)： 通信工程 重慶大學 通信工程 學院 二 O 一五 年六月 Graduation Design(Thesis) of Chongqing University Design of the Audio Equalizers Undergraduate: Xie Zengtian Student Number: 20214791 Supervisor: Lin Yingcheng Major: Communication Engineering Communication Engineering Chongqing University June 2021 重慶大學本科學生畢業(yè)設計 （論文） 中文摘要 I 摘 要 隨著人們生活水平的不斷提高以及信息產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，信息數(shù)字化時代 早已 悄然到來，音頻信號的數(shù)字化 已經(jīng)是一個重要的研究方向 。一方面人們對音樂的追求 越來越高，音樂的風格形式也越來越多元化，而另一方面，由于 音效處理的核心技術(shù) 發(fā)展的比較緩慢 ，國 產(chǎn) 的家庭影院和卡拉 OK 等音效產(chǎn)品難以推陳出新。本文正是在這樣的背景下，對音效產(chǎn)品中作為核心效果之一的均衡處理 部分進行了研究。 首先，本文 介紹了均衡器的起源、 發(fā)展歷史以及現(xiàn)狀，并從一般數(shù)字濾波器的設計方法入手，逐步研究和分析了基于巴特沃斯原型的數(shù)字濾波器的設計方法，包括設計數(shù)字低通濾波器、數(shù)字高通濾波器和數(shù)字坡型濾波器。 本文設計的 音響均衡器主要由這三種濾波器組成。 數(shù)字低通濾波器和高通濾波器 用于消除 低頻 和高頻噪聲； 十組 串聯(lián)的 不同中心頻率的坡型濾波器 組成一個圖示均衡器， 對 音頻信號 的不同頻段的 頻率響應 進行提升或衰減。 此外， 本文還提出了用級聯(lián)形式來實現(xiàn)高階的數(shù)字 低通和高通 濾波器， 然后， 通過 Matlab 軟件對此算法進行了仿 真驗證 。 在仿真測試中， 讓 多個不同頻率的 單頻信號通過 均衡器 ，對比其輸入輸出， 形象直觀地得出了 均衡器對不同頻率 的單頻 信號的提升或衰減作用 。 最后 ，本設計 還在 SoC 平臺上進行了 該均衡算法的實現(xiàn)， 由實現(xiàn)結(jié)果來看，均衡器 對音頻信號不同頻段頻率響應的提升或衰減作用效果顯著。 關鍵詞： 均衡器，數(shù)字濾波器 ， 坡型濾波器 宋體小四號 重慶大學本科學生畢業(yè)設計 （論文） ABSTRACT II ABSTRACT With the continuous raising of people’s living standards and the diversified development of information industry, digital information has bee an inevitable trend of social development, and the digitized audio signal has bee an important research direction. On the one hand people’s pursuit of music is higher and higher and the diversification of music style is quite obvious. On the other hand, since the development of technology in sound processing is quite slow, it is hard for the pany that produces domestic home theater and karaoke audio products to launch new products. In this context, we studied spectral sound equalization. Firstly this paper introduces the development and status of the audio equalizers. Starting from learning the general design method of digital filter, based on Butterworth analog prototype filters, this paper introduces the design of digital low pass filter， digital highpass filter and digital shelving filter. The graphic equalizer is designed by this three kinds of filters. The bination of digital low pass filter and high pass filter is able to eliminate the low or high frequency noise. The bination of ten digital shelving filter that has different center frequency makes a graphic equalizer which is able to realize symmetric boost or cut of different frequency band of an audio signal. Also, this paper presents a different method that by cascade of two loworder filters to realize the highorder low and high pass filters. The design of digital filter is by using the simulation of Matlab. In the test, let different frequency signals go through the equalizer and it shows that equalizer can boost or cut the signals. Last but not least, the designed digital filers is implemented in a SoC platform and proved that it has a good effect of sound equalization. Key words： Equalizer, Digital Filter, Shelving Filter空一行 Times New Roman 加粗小四號 空一行 重慶大學本科學生畢業(yè)設計 （論文） 目錄 目 錄 摘 要 .................................................................................................... I ABSTRACT........................................................................................... II 1 緒 論 ............................................................................................. 1 音頻均衡器的起源與發(fā)展 ...................................................................................... 1 課題研究目的及意義 ............................................................................................. 2 課題主要研究內(nèi)容 ................................................................................................ 3 2 均衡算法的研究 .............................................................................. 4 音頻均衡器的相關技術(shù)指標 .................................................................................. 4 數(shù)字濾波器設計的一般方法 .................................................................................. 4 脈沖響應不變法 ......................................................................................... 5 雙線性變換法 ............................................................................................. 6 音頻均衡器中使用的濾波器 .................................................................................. 8 數(shù)字低通濾波器的設計 ............................................................................... 9 數(shù)字高通濾波器的設計 ..............................................................................14 坡型濾波器的設計 .....................................................................................15 濾波結(jié)構(gòu) .............................................................................................................19 3 均衡算法的 Matlab 仿真 .................................................................21 數(shù)字濾波器的頻率響應測試 .................................................................................21 數(shù)字低通和高通濾波器的頻率響應 ............................................................21 數(shù)字坡型濾波器的頻率響應 .......................................................................21 單頻信號通過數(shù)字濾波器測試 ..............................................................................22 單頻信號通過數(shù)字低通和高通濾波器 .........................................................22 單頻信號通過數(shù)字坡型濾波器 ...................................................................24 4 均衡算法的硬件實現(xiàn) ......................................................................27 均衡算法硬件實現(xiàn)的概述 .....................................................................................27 均衡器 C