在音频系统中生成谐波的制作方法
所提出的技术总体涉及音频处理，更具体地涉及一种用于生成谐波的方法和系统、一种用于生成虚拟低音信号(也称作心理声学低音感觉信号)的系统、一种音频处理系统和一种对应的总体音频系统、以及一种计算机程序和一种计算机程序产品。
背景技术：
通常，在设计扬声器时会涉及若干约束条件，这些约束条件可能会影响音质。对于很多应用来说，价格点一直很重要。如今，尺寸也变得比以往任何时候都更加重要。小型便携式装置对扬声器的可允许尺寸有非常基本的限制。电池寿命在许多应用中也很重要。
尺寸和成本通常对低音性能的影响最大。扬声器的低频驱动器价格昂贵，因为它们需要具有较大的磁体和较大的物理尺寸。由于人耳的非线性影响，演奏低音的效率也比演奏较高频率的效率低。
同时，此时产生的许多音乐都需要能够很好地播放低频率的扬声器。能够再现50hz的声音系统通常是准确播放任何类型音乐的必要条件，并且30hz在现代电子音乐中并不罕见。
如果扬声器无法准确地再现正在播放的音频信号所需的整个频率范围，则其内容的很大一部分将丢失。大多数音乐是许多乐器的混合、跨越不同的频率区域，并且在产生过程中对这些乐器的混合量进行了严格的调节，以使歌曲听起来令人兴奋并经过深思熟虑。虽然缺少低音对歌词和旋律的影响不大，但有很多方面会受到影响。如果在某些时候正在单独演奏重要的低音线，则听者将只会感觉到寂静。不同乐器组或频率区域之间的平衡也将受到严重影响。例如，如果歌曲具有柔和的前奏，其后是带有大量低音的高声部分以使音乐听起来具有戏剧性，则如果无法再现所述低音，那么效果会消失。
然而，可以对到扬声器的信号进行电气修改，以部分地解决这些问题。可以在一定程度上使用音调控制件或均衡器来使低音更响亮，但是这种方法有两个主要缺点：
·扬声器在低频率时不是线性的。这意味着由均衡引起的人为高振幅将使得扬声器的行为难以预测。
·扬声器膜片将需要过度移动。膜片在不引起严重变形或破坏扬声器的情况下可以移动多少是有限制的。
然而，如果可以激发膜片以将dsp(数字信号处理器)实施到产品中，或者由于还需要其他某种功能而已经存在这样的dsp，则存在一些改进低音性能而不会出现上述缺点的方式。
此解决方案称为虚拟低音、虚拟低音增强或心理声学低音增强。关键概念的工作原理如下：
1.定义一个频率，高于该频率则有利于播放频率，低于该频率则需要一些帮助才能重现所有频率。
2.通过使用低通(或带通)滤波器提取所述较低频率范围。
3.从所述滤波器的输出生成谐波。
4.将谐波加回到输入信号或输入信号的一个版本中，该输入信号中已通过使用高通滤波器去除了较低的频率。
现在，扬声器的输出中应该有谐波，这些谐波可以由扬声器再现并且可由人类听者听到。根据所谓的基波缺失现象，如果听者听到基频的两个或更多个连续谐波，则可以感知到从其生成谐波的基波的音高。这使听者听到比扬声器能再现的音高更低的音高。
技术实现要素：
总体目的是提供有关在音频系统中生成谐波的过程的新的和改进的发展。
具体目的提供一种用于生成谐波的方法。
另一个目的是提供一种用于生成谐波的系统。
又一个目的是提供一种用于生成虚拟低音信号、也称作心理声学低音感觉信号的系统。
又另一个目的是提供一种音频处理系统。
再另一个目的是提供一种对应的总体音频系统。
又一个目的是提供一种计算机程序及一种对应的计算机程序产品。
这些和其他目的通过所提出的技术的实施例得以满足。
根据第一方面，提供了一种用于通过使用谐波发生器从具有输入频率的输入信号生成谐波的方法，该谐波发生器具有相关联的增益控制器，该相关联的增益控制器用于生成用于控制谐波分量的振幅的可调节增益控制因子。该方法包括在包括调节不同阶数的至少三个谐波分量之间的相对平衡的过程中生成一系列谐波分量，这些平衡可通过控制至少两个增益控制因子来独立地调节。该至少两个增益控制因子中的每个特定增益控制因子是基于该输入信号和/或从该输入信号得到的信号的至少一个频率相关度量来调节的，该输入信号和/或从该输入信号得到的信号的该至少一个频率相关度量中的一个或多个频率相关度量对于对应的特定增益控制因子是唯一的。该方法进一步包括创建包括根据如由该至少两个增益控制因子控制的平衡的这些谐波分量的输出信号，其中，该至少三个谐波分量之间的平衡取决于该输入频率。
根据第二方面，提供了一种用于从具有输入频率的输入信号生成谐波的系统。该系统包括具有相关联的增益控制器的谐波发生器，该相关联的增益控制器被配置成生成用于控制谐波分量的振幅的可调节增益控制因子。该谐波发生器被配置成基于对不同阶数的至少三个谐波分量之间的相对平衡的调节来生成一系列谐波分量。该增益控制器被配置成确定用于调节这些平衡的至少两个增益控制因子，其中，该至少两个增益控制因子中的每个特定增益控制因子是基于该输入信号和/或从该输入信号得到的信号的至少一个频率相关度量来调节的，该输入信号和/或从该输入信号得到的信号的该至少一个频率相关度量中的一个或多个频率相关度量对于对应的特定增益控制因子是唯一的。
根据第三方面，提供了一种用于生成虚拟低音信号、也称作心理声学低音感觉信号的系统，其中，该用于生成虚拟低音信号的系统包括根据第二方面的用于生成谐波的系统。
根据第四方面，提供了一种音频处理系统，该音频处理系统包括根据第三方面的用于生成谐波的系统。
根据第五方面，提供了一种音频系统，该音频系统包括根据第四方面的音频处理系统。
根据第六方面，提供了一种计算机程序，当由处理器执行时，该计算机程序用于控制由谐波发生器从具有基频的输入信号生成的谐波的振幅。该计算机程序包括指令，这些指令当由该处理器执行时使该处理器确定至少两个增益控制因子，用以调节一系列谐波分量中不同阶数的至少三个谐波分量之间的相对平衡。每个增益控制因子是基于该输入信号和/或从该输入信号得到的信号的至少一个频率相关度量来确定的，并且对于所有输入频率，(多个)与一个增益控制因子相关联的频率相关度量中的至少一个频率相关度量与(多个)与所述至少两个增益控制因子中的任何其他增益控制因子相关联的对应频率相关度量是不相同的。
根据第七方面，提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括其上存储有这样的计算机程序的计算机可读介质。
根据第八方面，提供了一种被配置成执行如本文所述的方法的设备。
以这种方式，可以提供在音频系统中生成谐波的新的和改进的方式。
当阅读本发明的非限制性实施例的以下详细描述时，将理解其它优点。
附图说明
通过参考以下结合附图的描述，可以最好地理解实施例及其进一步的目的和优点，在附图中：
图1是展示了音频系统的简化示例的示意框图。
图2a是展示了根据实施例的用于生成谐波的系统的示例的示意图。
图2b是展示了根据实施例的用于生成谐波的系统的另一个示例的示意图。
图3是展示了根据实施例的用于生成谐波的方法的示例的示意流程图。
图4是展示了可以如何使用多个增益因子来控制所生成的谐波序列的形状的简单示例的示意图。
图5是展示了可以如何使用多个增益因子来控制所生成的谐波序列的形状的另一个示例的示意图，类似于图4的实施例。
图6是展示了可以如何使用多个增益因子来控制所生成的谐波序列的形状的又另一个示例的示意图，其可以被视为图5的实施例的特殊情况。
图7是展示了谐波之间的平衡的典型示例的示意图。
图8是展示了可以如何针对特定基频调节谐波之间的平衡的示例的示意图。
图9是展示了可以如何针对比图8中的基频更高的特定基频调节谐波之间的平衡的另一个示例的示意图。
图10是展示了可以如何针对一个特定频率调节谐波之间的平衡的又另一个示例的示意图。
图11是展示了等同于图6但具有分散式控制系统的示例的示意图。
图12是展示了等同于图4但具有分散式控制系统的示例的示意图。
图13是展示了其中可以使用任何所提出的实施例的谐波发生器的框架的示例的示意图。
图14是展示了根据实施例的计算机实施方式的示例的示意图。
具体实施方式
在所有附图中，相同的附图标记用于相似或对应的要素。
参考图1从音频系统概览开始可能是有用的，该图展示了简化的音频系统。音频系统100基本上包括音频处理系统200和声音生成系统300。一般而言，音频处理系统200被配置成处理可能与一个或多个音频信道有关的一个或多个音频输入信号。滤波后的音频信号被转发到声音生成系统300以产生声音。
如上所述，为了在一些音频系统中正确地再现声音，从具有基频的输入信号生成谐波是非常重要的。
图2a和图2b是展示了根据实施例的用于从具有基频的输入信号生成谐波的系统的示例的示意图。通常，用于生成谐波的系统210包括谐波发生器212以及用于控制谐波分量的振幅的相关联的增益控制器214。
图3是展示了根据实施例的用于生成谐波的方法的示例的示意流程图。该方法重点在于通过使用谐波发生器从具有输入频率的输入信号生成谐波，该谐波发生器具有相关联的增益控制器，该相关联的增益控制器用于生成用于控制谐波分量的振幅的可调节增益控制因子。
基本上，该方法包括：
s1：在包括调节不同阶数的至少三个谐波分量之间的相对平衡的过程中生成一系列谐波分量，这些平衡可通过控制至少两个增益控制因子来独立地调节，其中，该至少两个增益控制因子中的每个特定增益控制因子是基于该输入信号和/或从该输入信号得到的信号的至少一个频率相关度量来调节的，该输入信号和/或从该输入信号得到的信号的该至少一个频率相关度量中的一个或多个频率相关度量对于对应的特定增益控制因子是唯一的。
s2：创建包括根据如由该至少两个增益控制因子控制的平衡的这些谐波分量的输出信号，其中，该至少三个谐波分量之间的平衡取决于该输入频率。
除了在此提到的增益控制因子外，还可以存在一些实施例，在这些实施例中，附加增益因子用于与所提出的创新不冲突的目的，比如不会影响所生成的谐波之间的平衡的总体增益调节。
可调节增益因子的数量必须至少与平衡的数量相同，其不能高于或小于总共生成的谐波数量。两个可调节平衡是表征该方法所需的最小数量，但实际上可以使用的平衡的数量不受限制。
举例来说，对于该至少两个增益控制因子中的每个特定增益控制因子，该输入信号和/或从该输入信号得到的信号的至少一个频率相关度量对于振幅和频率恒定的正弦输入信号可以是近似恒定的，但对于该输入频率的至少一些变化而言是变化的。该至少一个频率相关度量中的一个或多个的唯一性的特征可以在于：对于所有输入频率，该输入信号和/或从该输入信号得到的信号的(多个)与特定增益控制因子相关联的频率相关度量中的至少一个频率相关度量与该输入信号和/或从该输入信号得到的信号的(多个)与该至少两个增益控制因子中的任何其他增益控制因子相关联的对应频率相关度量是不相同的。
例如，如果输入是具有基频的正弦波，则对于该至少两个增益控制因子中的每个特定增益控制因子，该输入信号和/或从该输入信号得到的信号的至少一个频率相关度量可以包括该输入信号和/或从该输入信号得到的信号的至少一个取决于该基频的度量，并且该输入频率是该基频。
在特定示例中，如果输入是具有在基频区域ff/i≤f0≤ff中的给定基频f0的正弦波以使得i>3并且ff处于主谐波频率区域fh≤ff≤2·fh中，则在一些整数n≥1的频率n·f0、(n+1)·f0、(n+2)·f0上生成至少三个连续谐波，使得如果f0≤fh，则这三个连续谐波中至少一个谐波在该主谐波频率区域内，并且如果此外f0≤2/3·fh，则这三个连续谐波中的至少两个谐波在该主谐波频率区域内，并且可通过调节该至少两个增益控制因子来调节这三个连续谐波之间的平衡。
例如，该至少两个增益控制因子可以被调节为使得该主谐波频率区域内的任一谐波分量在输出信号中阶数大于1的所有谐波中具有最高振幅，或者该主谐波频率区域内的两个谐波分量在输出信号中阶数大于1的所有谐波中具有相同的最高振幅，使得这两个谐波均具有相同的振幅，并且阶数大于1的其他谐波分量的振幅不会高于或等于这两个谐波分量的振幅。
具体地，最低阶数大于具有最高振幅的该一个或两个谐波的最高阶数的至少三个谐波的振幅可以要么为零要么随着谐波阶数的增大而单调减小。例如，将该一个或两个最高振幅谐波分量中具有最高阶数的分量的阶数称作阶数k，在k·f0与(k+1)·f0处、以及(k+1)·f0与(k+2)·f0处、以及(k+2)·f0与(k+3)·f0处的分量之间的振幅差可以是恒定的或者随着f0的增大而增大。
如上所述，所提出的技术可以例如应用于虚拟低音仿真，其中生成谐波以提供虚拟低音信号或心理声学低音感觉信号。
在特定示例中，该至少两个增益控制因子中的每个特定增益控制因子调节与该特定增益控制因子相关联的中间信号的振幅，其中，在输入是具有基频的正弦信号的意义上，输出信号将取决于中间信号的调节后振幅，所生成的一系列谐波分量可以表示为各项的总和，其中，各项中的每个项包括一个或多个谐波分量，允许一个项不取决于特定增益控制因子中的任一个，其余项与特定增益控制因子中的至少一个特定增益控制因子成比例。中间信号的特征可以在于：其包括不必要与输出信号相同的一系列谐波分量，并且输出信号至少基于该中间信号而被直接或间接地生成。
在另一可选实施例中，该至少两个增益控制因子至少部分地基于谐波发生器中的中间信号来确定，中间信号中的每一个包括具有输入频率的一个或多个谐波分量。中间信号的特征可以在于：其包括不必要与总输出信号相同的一系列谐波分量，并且输出的一系列谐波分量至少基于中间信号而被直接或间接地生成。
例如，增益控制器可以包括多个增益计算机，并且该至少两个增益控制因子中的每一个可以由单独的增益计算机确定，其中，所述增益计算机中的每个特定增益计算机基于与所述特定增益计算机唯一相关联的至少一个中间信号来确定增益控制因子，其中，所述唯一关联性的特征在于：所述特定增益计算机中没有其它增益计算机基于与所述特定增益计算机唯一相关联的该至少一个中间信号来确定增益控制因子，从而为谐波序列创建分散式增益控制系统。
应该理解的是，增益计算机可以具有共享的信息。
在特定示例中，该至少两个增益控制因子可以被确定为使得根据该至少两个控制因子的顺序索引，该至少两个控制因子中除第一特定增益控制因子外的每个特定增益控制因子直接或间接地根据该顺序索引至少基于先前特定增益控制因子。
例如，谐波可以由包括至少m≥3个模块的电路生成，其中，这些模块中的每一个至少具有模块输入和基波输入并至少提供模块输出，并且其中，这些模块顺序地连接，使得：第一模块的模块输入取输入信号或从该输入信号得到的信号，所有其他模块的模块输入取先前模块的模块输出作为其模块输入，并且每个模块的基波输入取该输入信号或从该输入信号得到的信号，并且最后一个模块的模块输出用于创建输出信号。优选地，每个特定模块执行：谐波阶数增量器步骤，使模块输入的谐波阶数增加基波输入的谐波阶数以生成增强信号；增益控制步骤，其中，增强信号的振幅由两个或更多个增益控制因子中针对该特定模块唯一选择的增益控制因子来调节以生成受控增强信号；以及可选的添加步骤，其中，将该基波信号或从该基波信号得到的信号可选地添加到该受控增强信号中以创建包括所述受控增强信号的模块输出信号。
举例来说，这些增益控制因子被布置成使得对于基频的正弦输入信号以及对于p≥2的一些整数，p个增益控制因子可以被标引为1、2、…、p，使得对于1≤q≤p的每个整数，输出中在频率(q+1)·f0处的谐波分量的总增益与所有第1个到第q个增益控制因子成比例，其中，f0是基频。
在特定示例中，这些增益控制因子被布置成使得对于基频的正弦输入信号以及对于p≥2的一些整数，p个增益控制因子可以被标引为1、2、…、p，使得对于1≤q≤p的每个整数，输出中在频率(q+1)·f0处的谐波分量的总增益可以表示为总和，其中，每个项与这q个第一增益控制因子中的正好一个成比例，其中，f0是基频。
可选地，这些增益控制因子还可以用于以下各项中的至少一项：
·补偿谐波的生成本身所引起的增益误差，以便控制输入振幅与输出振幅之间的关系；
·与输入振幅相比，创建对谐波序列的有意动态范围压缩或扩展；
·根据心理声学模型控制这些谐波的振幅，使得总谐波序列的感知响度遵循该输入信号的感知响度；以及
·调节谐波序列的整体振幅。
在特定示例中，该谐波发生器是用于增强虚拟低音信号的框架的一部分，并且该方法进一步包括以下步骤：
·从(多个)主输入信号或从该(多个)主输入信号得到的(多个)信号提取至少一个低频频带；
·将谐波发生器应用于这些频带中的至少一个频带或从该至少一个频带得到的信号；以及
·将从每个频带或由其得到的信号生成的谐波序列进行组合，并将结果或从该结果得到的信号与原始输入或从该原始输入得到的信号进行组合。
在另一个示例中，如果输入信号本身是具有基频的一系列谐波分量，则对于该至少两个增益控制因子中的每个特定增益控制因子，该输入信号和/或从该输入信号得到的信号的至少一个频率相关度量可以包括该输入信号和/或从该输入信号得到的信号的至少一个取决于基频的度量，并且输入频率是基频。
再次参考图2a和图2b，现在将描述用于生成谐波的对应系统。
图2a是展示了根据实施例的用于从具有输入频率的输入信号生成谐波的系统的示例的示意图。用于生成谐波的系统210包括谐波发生器212以及相关联的增益控制器214，该相关联的增益控制器被配置成生成用于控制谐波分量的振幅的可调节增益控制因子。
根据所提出的技术，谐波发生器212被配置成基于对不同阶数的至少三个谐波分量之间的相对平衡的调节来生成一系列谐波分量，并且增益控制器214被配置成确定至少两个增益控制因子用以调节平衡。在此示例中，该至少两个增益控制因子中的每个特定增益控制因子是基于该输入信号和/或从该输入信号得到的信号的至少一个频率相关度量来调节的，其中，该输入信号和/或从该输入信号得到的信号的该至少一个频率相关度量中的一个或多个频率相关度量对于对应的特定增益控制因子是唯一的。
举例来说，谐波发生器212可以进一步被配置成创建包括根据如由该至少两个增益控制因子控制的平衡的这些谐波分量的输出信号，使得该至少三个谐波分量之间的平衡取决于该输入频率。
例如，对于该至少两个增益控制因子中的每个特定增益控制因子，该输入信号和/或从该输入信号得到的信号的该至少一个频率相关度量对于振幅和频率恒定的正弦输入信号是近似恒定的，但对于输入频率的至少一些变化而言是变化的。进一步的，该至少一个频率相关度量中的一个或多个的唯一性的特征可以在于：对于所有输入频率，该输入信号和/或从该输入信号得到的信号的(多个)与特定增益控制因子相关联的频率相关度量中的至少一个频率相关度量与该输入信号和/或从该输入信号得到的信号的(多个)与该至少两个增益控制因子中的任何其他增益控制因子相关联的对应频率相关度量是不相同的。
在特定示例中，增益控制器214可被配置成确定该至少两个增益控制因子，使得它们以不同的方式影响平衡，并且执行增益控制因子取决于输入频率的变化，针对输入频率变化产生平衡的变化，从而创建以独特的方式适应输入信号的一系列谐波。
例如，谐波发生器212被配置成允许该至少两个增益控制因子中的每一个调节谐波发生器中的中间信号的振幅，该中间信号包括具有输入频率的一个或多个谐波分量。
图2b是展示了根据实施例的用于生成谐波的系统的另一个示例的示意图。在本示例中，谐波发生器212和增益控制器214被集成为使得对这些增益控制因子的确定能够与这些谐波的生成相嵌套。
如上所述，所提出的技术可以用于生成虚拟低音信号、也称作心理声学低音感觉信号。具体地，提供了一种用于生成虚拟低音信号、也称作心理声学低音感觉信号的系统100；200，其中，该用于生成虚拟低音信号的系统100；200包括用于生成谐波的系统210。
在具体示例中，提供了一种音频处理系统200，其包括用于生成谐波的系统210。此外，提供了一种总体音频系统100，其包括这样的音频处理系统200。
为了更好地理解，现在将参照附加的非限制性示例来描述本发明。
下文将使用数学语言来描述所提出的技术的实施例在理想条件下的确切行为。需要引入一些术语。根据傅里叶理论，已知任何周期性信号(具有物理上合理的性质)可以被写作：
在此表达式中，可以使用以下术语来描述其各个部分：
i是谐波的阶数。阶数为i的谐波具有频率if0，并被称作i阶谐波。
ai是i阶谐波的振幅
f0是基频。
if0是i阶谐波的频率。
术语谐波可以指特定的集合
一些或全部ai的组合称为谐波序列。如果所有增益ai是相同的，则即使两个谐波序列的基频是不同的，也认为所述两个谐波序列是相同的。谐波序列也可以可选地具有相关联的基频，但仍然可以认为具有不同基波的两个谐波序列是相同的。
总信号本身y(t)是一系列谐波分量。一系列谐波分量中给出的信息与具有相关联的基频的谐波序列的信息相同。一系列谐波分量与谐波序列的区别在于一系列谐波分量是时域信号，而谐波序列是一组关于不同阶数的谐波的振幅和相位的信息。
对于一些i≠j的商
虽然所提出的创新涉及一种用于生成谐波的方法，但是在许多情况下发现所提出的创新最适合用作用于低音增强的框架的一部分。图13是展示了这样的框架的示例的示意图。非可选块首先包括用于选择感兴趣频率范围的块，在该范围内存在期望从其生成谐波的基波分量。通常，这是使用低通滤波器或带通滤波器来实施的。所述块的输出(其包含具有有限带宽的信号)被传递给谐波发生器，并且所生成的谐波与包括输入信号的所有可听频率的另一信号重新组合。这将创建包括未经改变的高频分量和从低频分量生成的谐波二者的输出信号，使得听者能够听到与高频基波和低频基波二者有关的信号。
对上述框架的一些基本添加也是有可能的，但对于基本操作而言并不是严格必需的。在与更高频率重新组合之前，可以与第一频带并行地提取一个以上的频带，并传递给另一个谐波发生器。还可以在谐波发生器之前或之后应用一些附加处理(比如压缩器、滤波器等)，以进一步对信号整形。这些可以均放置在谐波发生器之前/之后，或者在谐波发生器之前和之后。同样，可以对图13的上部分支应用一些附加处理。这可以是高通滤波器，用于去除具有从中生成谐波的那些频率的频率分量。这里还可以放置压缩器。应该注意的是，还有许多不影响谐波发生器本身的精神的选项是可能的。我们现在离开这个框架，在谐波发生器被置于所描述框架的最小版本中的假设下继续描述谐波发生器。
在下文中，可以使用包括两个频率区域的术语来描述所提出的技术：谐波区域和基波区域。基波区域表示希望从中生成谐波的频率。通常，这可以与低于扬声器的谐振频率的频率区域相关联，其对应于声音输出功率较差的频率区域。谐波区域表示希望播放谐波的区域，这些谐波用于传达基波范围内的基频的错觉。通常，这被规定为高于扬声器的谐振频率的频率，其对应于声音输出功率充足的频率区域。
如果在谐波区域内生成谐波，使得至少两个连续谐波具有可听振幅，则根据基波缺失现象，人耳可以感知基波区域中的基频的音高。基本上，这是现有技术的任何发明的工作原理。
然而，由于基频被谐波代替，因此可以预期新信号听起来将与原始信号不一样，并且整体音质将受到影响。其原因是即使感知到的音高相同，但是信号的音色也发生了变化。
已经注意到，关心如何塑造音色是很重要的，以便生成不仅传达正确音高而且对于听者来说令人愉悦的信号。最佳可能场景将是生成与原始信号具有相同音色的谐波序列，但这当然意味着生成的谐波将需要与输入信号相同，而这意味着根本没有生成谐波。然而，这说明希望使生成的谐波的音色尽可能类似于输入的音色。其中一个重要方面是，低阶谐波比高阶谐波是更令人期望的。然而，过低阶数的谐波也不是令人期望的，因为它们对扬声器的整体声音输出贡献不大。因此可以说，生成的谐波的阶数应该尽可能低，但阶数应足够高以使谐波保持在谐波区域。
换句话说，希望限制谐波区域的宽度，使得其具有上限频率和下限频率。然而，基波区域应该仍然非常宽，因为这是输入信号的问题，不能由回放系统控制。作为示例，扬声器在200hz以下可能具有很差的输出，而音乐信号可能具有25hz的重要基波。这意味着可能希望从频率可以变化8倍或更大倍数的基频生成谐波。如果基波高于200hz，则基频本身可以重现，因此任何附加的谐波都不会对音高感知具有太大的贡献，但它们确实会以不希望的方式影响音色。然而，随着基频的降低，将有必要生成二阶谐波。在频率要么被重现要么不被重现的非常简化的世界中，于是可以说如果基频降低到199hz，则398hz和597hz的谐波是必要的。在此简化的世界中，显然至少一个谐波需要在200hz至400hz的范围内。而且在此范围内的谐波应该在所有生成的谐波中具有最高的振幅，使得信号的音色向较低的频率偏移。然而，对于50hz的基波，200hz和250hz的谐波就足够了。
出于这种考虑，现在提出了主谐波区域的概念。主谐波区域是频率区域，在该频率区域中，对于基波区域内的任何基频都希望找到最高振幅的谐波(被称作主谐波)。而且从上述推理可知，主谐波区域不能小于一个倍频程宽；其下限频率和上限频率必须至少相差2倍。因为否则，将存在刚好低于主谐波区域的下限的基频，其下一个谐波是基频的两倍，这意味着在主谐波区域中不会发现基波的谐波。主谐波内的谐波数量将为至少一个。此外由于基频降低，使得基频小于主谐波区域上限的三分之一，因此也将意味着主谐波区域内存在至少两个谐波。此模式也可以推广到更低阶基波。
然而，上述情况确实也提供了很好的机会，可以在本发明的实施例中利用该机会，因为它表明，对于基频区域中的任何基频，主谐波区域为2倍宽就足够了。
然而，在许多应用中，可以发现所希望的基波区域宽于一个倍频程宽，因此宽于最佳可能的谐波区域。这意味着以下限制：不存在固定的谐波序列(例如，0.25倍二阶谐波，0.75倍三阶谐波…)，对于基波区域中的任何基频，该谐波序列的主谐波都在谐波区域中。
现有技术已经提出了一些解决方案，这些方案可以看作是该问题的部分解决方案。举例来说，美国专利7,551,742提出了一种解决方案，该解决方案使用多个带通滤波器生成在基波区域内的多个频带，使得(如果可以实施理想的滤波器)只有一个频带包含基波分量。然后可以从每个频带单独生成谐波。由于带通滤波器只通过窄带中的频率，因此这个问题转化为若干问题，其中基波区域较窄。因此，可以根据每个频带的固定谐波序列生成谐波，使得使主谐波始终位于谐波区域中。然而，这样的解决方案在很大程度上依赖于带通滤波器的响应，并且在实践中，通常希望的陡峭滤波器会导致比如预振铃(线性相位滤波器)或后振铃(最小相位滤波器)等时域误差。此外，这不能完全控制如何在谐波区域内生成谐波，除非使用数量非常多的频带。然而，在计算成本以及音质两方面，这确实会给出很差的结果。
另一现有技术解决方案是生成所有可能的感兴趣谐波，然后通过在谐波发生器的输出侧使用带通滤波器来筛选出那些希望的谐波，例如，如中国专利申请cn101964190中披露的。虽然这确实可确保主谐波始终保持在谐波区域中，但它有三个缺点。
首先，同时生成许多谐波不是一件容易的事。如果考虑到包含所有等振幅的谐波的信号必须具有振幅无限高的峰值，这一点就变得明显。这种信号不可能存在，并且通常发现任何生成谐波的方法对于足够高的阶数都将具有衰减的振幅。
其次，谐波序列的理想带宽可能取决于基频。基波缺失现象表明，必须要两个谐波来传达基频的错觉。然而，也观察到其中许多谐波具有强振幅的谐波序列对输入信号的变化非常敏感。该谐波序列还可能表现出不好的时域行为，比如非常高的波峰因子，这对应于可用功率的低效利用。因此，适合于高基频的带宽在基波较低时将产生包括许多强振幅谐波的谐波序列，因为谐波之间的频率差很小。类似地，适合于低频基波的带宽在基频较高时将仅使一个谐波具有高振幅。
第三，带通滤波不能解决互调失真问题。这是在从包含一个以上正弦波的信号生成谐波时出现的频率分量，因此可以说具有多个基频。互调分量是出现在基频的非整数倍的频率上的那些分量，并且因此人耳听起来也不自然。当生成高阶谐波时，这可能尤其成为问题，因为随着谐波的数量线性地增长，互调分量的数量至少是二次方增长的。互调分量也可能出现在与所生成的并且希望保持的谐波非常接近的频率上。这防止了互调分量可通过滤波而被移除，因为这也会影响希望的分量。
本发明消除了这些问题，并且提供了对于任何基频都具有所需特性的谐波序列。可以注意到，在现有技术中描述的方法对于一些特定的设计频率可以能够达到类似的结果，类似于故障的时钟如何每隔12小时仍然显示一次正确的时间。但正如时钟需要移动以能够一整天都显示正确的时间一样，可以说谐波发生器需要根据输入信号调整其行为，以便对于任何输入信号生成最佳可能的谐波序列。
下面是对本发明的一些非限制性示例实施例的描述，其应阐明可以如何实现这一点。
图4提供了可以如何使用多个增益因子来控制所生成的谐波序列的形状的简单示例。整个图在本文中被称作谐波发生器，而生成实际谐波的块被称作部分谐波发生器，以便将它们与被称作谐波发生器的总电路区分开来。在本实施例中，部分谐波发生器被实施为谐波阶数倍增器。从假定是特定频率的单个正弦波的输入信号中，存在用于生成2倍基频的谐波的谐波阶数倍增器、用于生成3倍基频的谐波的谐波阶数倍增器以及用于生成4倍基频的谐波的谐波阶数倍增器。应当理解，在实践中，谐波阶数倍增器的数量和可以生成的最高阶谐波可以不同。下面的所有示例都使用4倍作为生成的最高谐波，因为它应该足以说明这些概念。这在输出中产生与输入信号不同的三个谐波，因此即使输出中不包括基波分量，这也足以能够调节三个谐波之间的两个平衡。在一些实施例中，谐波阶数倍增器可能不生成纯谐波。在每个部分谐波发生器的输出中也可能存在更低阶谐波项，如将在后面的分析中示出的。
对于每个生成的谐波，都有可调节增益控制因子，这允许对平衡进行调节。在调节了各个平衡之后，将谐波组合在一起，以创建包括根据由可调节增益控制因子设置的平衡的谐波的谐波序列。
在本实施例中，增益由至少分析谐波发生器的输入的集中增益控制器214来调节。它提供三个增益控制信号，用于调节谐波的增益，从而调节谐波之间的平衡。
此电路提供了用于基于实际输入信号来控制谐波的增益的必要元件，以便可以根据基频来调节生成的谐波序列。
图4的实施例提供了在组合输出信号中还包括基波本身的可能性。希望这样做的一个原因是，基频可能非常高，以至于它在希望具有主谐波的范围内。无论如何，这并不影响创新精神。
图4的实施例还提供了不仅基于输入信号而且还基于在谐波阶数倍增器的输出处找到的中间信号来生成控制信号的可能性。这可以提高性能，因为增益控制信号考虑了可能由部分谐波发生器引入的任何伪影。在实践中，通常发现难以生成基波的纯谐波。而且当输入不是纯正弦波时，也将会生成一些伪影。因此，通过基于实际生成的谐波调节增益，提高了性能。图4的实施例的功能可以通过对其进行数学分析来进一步解释：
实施图4的谐波阶数倍增器的一种方式是通过输入信号的自乘，即：
y2＝x2
y3＝x3
y4＝x4
其中，y2、y3和y4表示部分谐波发生器的输出，这些部分谐波发生器分别生成2倍、3倍和4倍基频的谐波。
假设输入信号可以如下写成具有一定振幅和频率的正弦波：
x＝acos(f0)
不同谐波阶数倍增器的输出可以写成：
虽然确实y4的最高频率分量是4倍基频，但是在本文中可以看出也存在较低频率的分量。这些分量可以通过将高通滤波器也包含到谐波阶数倍增器中来减少。如果将这些高通滤波器的截止频率设置为主谐波区域的下端，则当低阶分量低于主谐波区域的下端时，低阶分量将被衰减。然而，这些高通滤波器使得对系统的分析更为复杂，因此只有在必要时才会描述实施它们的后果。此外，线性滤波器不影响频率，也不影响输出振幅如何取决于输入振幅a。因此，可以在不考虑滤波器的情况下充分地描述控制规律。
组合输出(其中还包括增益因子g1、g2和g3以调节中间信号y1、y2和y3的振幅)于是可以被写作总和：
该总和将组合输出表示为与存在的谐波一样多的项的总和，但是其中，输出中任何谐波的振幅以及因此谐波之间的相对平衡取决于许多增益。必须考虑这一点。对输入振幅也有很强的依赖性，该依赖性可以通过估计输入的振幅、然后将增益控制信号重新写成下式来去除：
这将使得描述输出的上述总和中的所有项与输入振幅a成比例，并且新增益g1’、g2’和g3’可以设计为使得它们仅受输入的基频而不是其振幅的影响。对于该电路，其他规律也是可能的，即允许增益还对输入的振幅以及频率具有一定依赖性。与其他实施例相比，本实施例仍简化了增益控制信号的计算，因为输出信号的每个项仅取决于正好一个增益控制因子。在本实施例中，输出中特定频率的谐波可以写成若干项的总和，其中，每个项仅取决于其中一个增益因子或者不取决于增益因子。在数学语言中，这意味着输出信号以仿射方式取决于增益因子的集合，并且如果此外没有独立于所有增益因子的项，则输出线性地取决于增益因子的集合。稍后将示出这点不成立的实施例。
在上述实施例描述中，做出了两个假设。首先，假设输入可以表示为正弦波。虽然这可能并非实际情况，但是这是一种可能性，其结果应如上所述。然而，非常重要的是要强调，在大多数应用中输入信号通常不受控制。对于更复杂的情况，通常不可能进行精确的分析。然而，可以说如果输入类似于正弦波，则输出应该类似于上述概念。除非另有说明，否则下文还将假定正弦输入，因为这允许在不损失一般性的情况下对实施例进行准确描述。
其次，由于增益是在线计算的并且允许改变，因此它们将在输出中添加再多一些谐波分量。虽然这些分量可能是可测量的，但它们不会影响将输出表示为取决于作为变量的不同增益的总和。而且增益对可测量振幅和不同谐波分量之间的平衡的影响在很大程度上不应受这些可变增益的影响。对于稳态输入信号(比如正弦波)，增益控制因子应理想地保持近似恒定。
图5示出了类似于图4的实施例。主要区别在于，不是使用谐波阶数倍增器一步生成谐波，而是分多步完成谐波生成，每一步都将谐波序列的阶数增加1。每个这样的块可以被称作谐波阶数增量器，并且可以实施为其两个输入信号的相乘，然后，将得到与图4中行为完全相同的电路。区别在于，本实施例的电路可以基于不具有输出的全谐波阶数的中间信号来生成增益控制信号。如果在谐波阶数增量块中包括高通滤波器以去除不想要的低频分量，则这些信号将提供可用于增益信号生成的新有用信息，并且与图4的实现相比，可以改善结果。
图6示出了又另一实施例，该实施例可以被视为图5的特殊情况，其中，第三列谐波阶数增量器中的三个谐波阶数增量器被归纳为一个增量器，并且对于第二列也是类似的情况。可以说，谐波是通过使累积增强信号通过一系列谐波阶数增量器和加法器而累积生成的。此电路允许生成和控制谐波，正如将要示出的图4的实施例那样。
如果所有谐波阶数增量器都实现为乘法器，并且三个增益因子被写作k1、k2和k3，则输出可以写作：
y＝x(1+k1x(1+k2x(1+k3x)))
或者
现在，增益控制器214当然可以任意方式自由选择这三个增益。如果具体地，按下式选择：
k1＝g1
则图6的输出将与图4和图5的输出相同。本实施例与图4的实施例的主要区别在于增益控制器214可以选择使用的可用信息不同，并且增益控制必须以不同的方式实施。这样做的原因是，可以看出，与图4和图5的实施例相反，在(n+1)f0，n＝1、2、3…处的总谐波分量与n个增益因子成比例。因此，输出不以仿射方式或线性地取决于增益因子的集合，因为某些项取决于一个以上的增益因子。图6的电路可以被视为模块的重复模式，其中每个模块包括谐波阶数增量器、增益控制因子和加法器。
图7是展示了谐波间的平衡的示例的示意图。基频示为f0，接下来的三个谐波均被示出。还展示了平衡，即两个连续谐波之间的振幅差。谐波序列可能以比图中示出的更高阶数的谐波继续。通常，可以调节的平衡的数量比谐波发生器输出中的谐波的数量少一个。其不可能是相同的数量，因为用于调节的自由变量的最大数量不能高于谐波的数量，并且这些自由变量之一必须对应于整体其振幅(不是平衡)的调节。然而，可调节平衡的数量有可能小于所生成的最高谐波的阶数。这是因为始终可以创建一个电路，该电路基本上可以提供本文所述的行为，但是具有一些附加电路或缺陷，从而导致在不可控的情况下生成更高阶谐波。
图8和图9展示了可以如何针对两个不同的基频调节谐波之间的平衡。对于任何给定的基频，目标是将谐波序列的主要部分置于特定频率范围内。在图8中，4倍输入频率处的谐波具有最高振幅，而更高阶谐波和更低阶谐波的振幅越低，这些谐波与4阶谐波的距离越远。然而，在图10中，基频高于图9的基频。在此情况下，有必要将2倍基频处的谐波的振幅保持为最高。如果4倍基频处的谐波具有最高振幅，则生成的谐波序列将由过高频率的谐波占主导，因为在此情况下基频较高。
我们现在承认，输入基频必须能够改变任意小的量。还希望基频的非常小的变化应导致输出信号发生非常小的变化。然而，就大范围而言，注意到对于不同的基波，主谐波将具有不同的阶数。根据这些观察结果，可以得出如下结论：当基频在n阶谐波为希望的主谐波的频率向n+1阶谐波为希望的主谐波的频率移动时，必须存在介于这两个频率之间的频率使这两个谐波具有相同的振幅。还可以得出这样的结论：希望对于每个基频都有唯一的谐波序列，使得不会有两个基频产生完全相同的谐波序列。
具体地，如果所需的主谐波阶数n为1，则与下一个谐波存在一个倍频程差。使得这两个谐波具有相同振幅的精确频率可以用来以可测量且精确的方式定义谐波区域。先前，它被描述为谐波区域将是由用户设置的参数。然而，就如何生成谐波而言，这并不能给出非常明确的结果。然而，该新提出的定义确实对应于实际上所生成的东西。对于一些实施例，用户可调节参数与所生成的信号之间的匹配可能不是完美的。此外，当基频向下移动时，需要越来越高阶的主谐波。这些阶数之间的每个过渡必须看到使两个主谐波具有相同振幅的频率。
正如希望主谐波对于不同的基频具有不同的阶数一样，还可以希望阶数与主谐波阶数相差很多的谐波应具有比阶数与主谐波阶数相似的谐波低得多的振幅。这可以改善音质，因为它限制了高频下谐波的振幅。实现这点的一种方式是，随着谐波的阶数变高，每增加一阶谐波阶数，就使不同阶数的谐波之间的差接近xdb的损耗。另一个选择是使谐波的振幅相同，就好像信号将由低通滤波器处理一样，该低通滤波器也可能取决于基频。结合前面所说的，这些选项中的任一个都将产生谐波序列，该谐波序列的频域表示类似于峰值接近主谐波的钟形曲线。如果看高于主谐波的谐波，会发现下一个谐波的振幅将低于主谐波。之后的下一个谐波的振幅甚至会更低，以此类推。换句话说，高于主谐波的谐波的振幅随着谐波阶数的增大而单调减小。而且，当基频略微增加时，高于主谐波的所有谐波的振幅都应减小。此外，它们之间的振幅差也应保持恒定或增大。否则，当基频增加时，该差会减小，这与所述钟形曲线不符。然而，对于阶数比主谐波阶数更高的谐波来说，执行该钟形曲线行为是最重要的。较低阶数的谐波的振幅不应很高，因为试图播放这些谐波会声音系统中消耗不必要的功率。但由于这些谐波不怎么可以听得到，所以非常精确地控制它们的振幅并不重要。因此，高通滤波器可以插入到给定实施例的多个位置中以去除这些分量，而不影响提供具有所需特性的输出信号所必需的谐波的振幅。
增益控制器可以以多种方式实施，以便实现上述谐波的行为。最简单的方法是仅单独基于输入信号来调节谐波，从而将每个控制信号生成为独立的函数，该函数取决于输入信号的频率，或者更一般地说，取决于输入信号的频率分布。然而，这确实有如下缺点：控制规律是基于需要知道来自部分谐波发生器的输出信号是什么的控制方案来确定的。在输入是纯正弦波的情况下，这可以很容易地预测。但是如前所述，输入很少是纯正弦波，因此实际中生成的谐波可能由于误差项而不那么容易预测。更好的选择是让增益控制器基于生成的实际谐波做出决定。反馈拓扑结构和前馈拓扑结构均可以用于这种行为。本文描述的所有实施例示出了前馈方法，因为它们更容易进行数学分析，并且在数字实施中是优选的。关键概念是增益控制器基于要控制的信号来调节增益。虽然部分谐波发生器的输出可被视为从输入得到的信号，因此不提供在输入本身中不可获得的任何信息，但是它们可以提供该信息中对于调节增益因子而言重要的基本方面。这使增益控制器214很好地控制在图4、图5和图6的所有实施例中生成的所有谐波的振幅。在图6的情况下，存在一个可以影响不同阶数的所有谐波的振幅的增益因子。在图4、图5和图12中，可以通过同时调节所有增益控制因子来调节所有谐波的总和的振幅。虽然这不一定反映可以在实际中使用的所有可能的控制规律，但它表明增益控制器214可完全控制输出信号中不是基波分量本身的部分。图6和图11的实施例还可以分别通过调节增益因子之一或所有增益因子来给出相同的结果。
应当清楚的是，通过调节增益因子，可以通过使用所提出的任何实施例来实现被描述为希望的行为。增益控制器的每个增益控制单元需要为不同的基频提供不同的增益信号。还可以注意到，对于不同阶数的谐波，特定谐波的增益需要达到最高的频率是不同的。因此，在没有增益控制系统(其中，每个增益控制信号都不以它自己的方式依赖于输入)的情况下，无法实现希望的行为。在没有进一步隐式或显式地考虑基波的频率的情况下，不可能首先得到一个频率相关增益控制信号，然后从中得到所有其他增益控制信号。只有当每个增益控制因子以独特的方式取决于基频时，才能对谐波序列进行必要的调节。
然而，存在可以针对增益控制信号的计算进行的一种简化。我们首先看图4的实施例，并且记住生成谐波的目标是保持主谐波的阶数尽可能低，但阶数要高到足以将其频率保持在谐波区域内。通过一些简化，这可以被重新表述成作为每个单个谐波的条件来应用的规律，而不是适用于整个谐波序列的规律。该单独的规律说明只有当a)阶数为n的谐波高于谐波区域的下限并且b)不存在阶数为(n-1)的谐波时，阶数为n的谐波才应占主导地位。为了根据这个简化规律调节增益，于是可以说n阶谐波的增益只需要取决于所生成的n阶谐波和所生成的(n-1)阶谐波。然后，图4的增益控制器可以被分割成与存在的增益信号一样多的增益控制单元，并且使得每个增益控制单元仅使用所有可用中间信号的子集来操作。
这促使使用分散式控制系统，其中没有增益控制单元能完全了解系统中的所有信息。这可以简化增益控制器的设计。
图11等同于图6。谐波阶数增量器的结构与图6的结构相同，但是图11的增益控制器被分成针对要控制的每个谐波的一个增益控制单元。这被称作分散式控制系统，其中没有单个增益控制单元具有关于谐波发生器中的每个信号的信息。在此分散式控制系统中，意味着仅通过分析要控制的中间信号以及基波分量就可以计算出希望的增益。
然而，一个观察结果是，图11的增益控制单元可以被视为是根据顺序索引来分层排列的，该顺序索引对应于增益控制单元在图11中从左到右出现的顺序。通过该索引，第一增益控制单元仅基于不受其它增益控制因子以任何方式影响的信号来确定增益控制因子。然而，所有其它增益控制单元基于已受较低索引的所有增益控制单元影响的信号来确定对应的增益控制因子。通过递归，这等同于说明所有其他增益控制单元基于已受前一增益控制单元影响的信号来确定对应的增益控制因子。
类似地，图12等同于图4，但是具有分散式控制系统。
即使分散式控制系统可以足以创建具有希望的特性的增益信号集合，但是仍可能存在所有增益控制单元都需要基于输入进行相同计算的实施例。这当然是对处理资源的浪费，因此进行一些初步分析并与增益控制单元共享该数据可能是有益的。还可能的是，在一个增益控制单元中生成的信息对于链中的下一个增益控制单元中的计算是有用的，因此应该也可以在增益控制单元之间传递信息。
将理解的是，本文所描述的方法和布置可以以多种方式实施、组合和重新布置。
举例来说，提供了一种被配置成执行如本文所述的方法的设备。
例如，实施例可以以硬件实施，或者以软件实施以便通过适合的处理电路来执行，或其组合。
例如，应当理解，本文所使用的术语“增益计算机”可以指任何适于执行如本文所述的增益控制因子的计算的电路。术语“增益计算机”有时可以被称作“增益计算电路”或“增益控制单元”。这同样适用于术语“增益控制器”，其可以指任何适于生成增益控制因子的整体电路。
本文描述的步骤、功能、过程、模块和/或块可以使用任何常规技术以硬件来实施，比如离散电路或集成电路技术，包括通用电子电路和专用电路两者。
替代地或者作为补充，本文所述的步骤、功能、过程、模块和/或块中的至少一些可以用比如计算机程序等软件实施，以便由比如一个或多个处理器或处理单元等合适的处理电路来执行。
处理电路的示例包括但不限于一个或多个微处理器、一个或多个数字信号处理器(dsp)、一个或多个中央处理单元(cpu)、视频加速硬件、和/或任何合适的可编程逻辑电路，比如一个或多个现场可编程门阵列(fpga)或一个或多个可编程逻辑控制器(plc)。
还应当理解，可以重新使用实施所提出的技术的任何常规装置或单元的一般处理能力。也可以重新使用现有的软件，例如通过对现有软件进行重新编程，或者通过添加新的软件部件。
也可以提供基于硬件和软件的组合的解决方案。实际的硬件-软件分区可以由系统设计者基于包括处理速度、实施成本和其他要求的许多因素来决定。
图14是展示了根据实施例的计算机实施方式的示例的示意图。在此特定示例中，本文所述的步骤、功能、过程、模块和/或块中的至少一些是在计算机程序425；435中实施的，该计算机程序加载到存储器420中以由包括一个或多个处理器410的处理电路执行。(多个)处理器410和存储器420彼此互连以实现正常的软件执行。可选的输入/输出装置440也可以互连到(多个)处理器410和/或存储器420，以实现比如(多个)输入参数和/或得出的(多个)输出参数等相关数据的输入和/或输出。
术语“处理器”应当在一般意义上解释为能够执行程序代码或计算机程序指令以便执行特定处理、确定或计算任务的任何系统或装置。
包括一个或多个处理器410的处理电路因此被配置成用于在执行计算机程序425时执行比如本文描述的那些明确定义的处理任务。
处理电路不必专用于仅执行上述步骤、功能、过程和/或块，而是还可以执行其他任务。
在具体实施例中，计算机程序425；435包括指令，这些指令当由处理器410执行时使处理器410执行本文所述的任务。
更具体而言，提供了一种计算机程序425；435，当由处理器410执行时，该计算机程序用于控制由谐波发生器从具有基频的输入信号生成的谐波的振幅。计算机程序425；435包括指令，这些指令当由处理器410执行时使处理器410确定至少两个增益控制因子，用以调节一系列谐波分量中不同阶数的至少三个谐波分量之间的相对平衡。每个增益控制因子是基于该输入信号和/或从该输入信号得到的信号的至少一个频率相关度量来确定的，并且对于所有输入频率，(多个)与一个增益控制因子相关联的频率相关度量中的至少一个频率相关度量与(多个)与该至少两个增益控制因子中的任何其他增益控制因子相关联的对应频率相关度量是不相同的。
所提出的技术还提供了包括计算机程序的载体，其中，该载体是电子信号、光信号、电磁信号、磁信号、电信号、无线电信号、微波信号或计算机可读存储介质之一。
举例来说，软件或计算机程序425；435可以被实现为计算机程序产品，其通常被携带或存储在非暂态计算机可读介质420；430上，特别在是非易失性介质中。计算机可读介质可以包括一个或多个可移除或不可移除存储器装置，包括但不限于只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、光盘(cd)、数字多功能光盘(dvd)、蓝光光盘、通用串行总线(usb)存储器、硬盘驱动器(hdd)存储装置、闪存、磁带或任何其他常规的存储器装置。可以因此将计算机程序加载到计算机或等效处理装置的操作存储器中，以便由其处理电路执行。
当由一个或多个处理器执行时，本文提出的过程流程可以被视为计算机流。对应的设备可以被定义为一组功能模块，其中由处理器执行的每个步骤对应于功能模块。在这种情况下，功能模块被实施为在处理器上运行的计算机程序。
可以因此将驻留在存储器中的计算机程序组织为适当的功能模块，这些适当的功能模块被配置成用于在由处理器执行时执行本文所述的步骤和/或任务的至少一部分。
替代性地，可以主要通过硬件模块或者替代性地通过硬件在相关模块之间进行适当的互连来实现这些功能模块。具体示例包括一个或多个适当配置的数字信号处理器和互连以执行特定功能的其他已知的电子电路(例如离散逻辑门)和/或如前所述的专用集成电路(asic)。可用硬件的其他示例包括输入/输出(i/o)电路和/或用于接收和/或发送信号的电路。软件与硬件的范围纯粹是实施方式选择。
这些实施例仅作为示例给出，并且应当理解，所提出的技术不限于此。本领域技术人员将理解，在不脱离所附权利要求限定的本范围的情况下，可以对实施例进行各种修改、组合和改变。具体地，在技术上可能的情况下，可以将不同实施例中的不同部分解决方案在其他配置中组合。
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