一种音频数据处理方法及系统

技术领域

本申请涉及音频处理领域，尤其涉及一种音频数据处理方法及系统。

背景技术

在数字信号处理过程中，会存在对数字信号分成多个频段分别进行动态范围控制DRC处理，再将不同频段处理后的结果叠加的应用需求，即多频段动态范围控制MBDRC。其中，DRC(Dynamic range control，动态范围控制)能够根据不同的输入信号幅度给出不同的增益，以使声音听起来更柔和或响度更大。

但是，在多频段动态范围控制MBDRC的分频处理过程中，分频出来的低频段的信号在被增强处理时，容易引入高频频率分量，从而导致低频段信号的谐波噪声变大，导致低频信号的毛躁感变强，影响听感。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种音频数据处理方法及系统，其具体方案如下：

一种音频数据处理方法，包括：

获得输入数据；

将所述输入数据按照频率大小划分成分别处于不同频段的待处理数据；

确定与每一段待处理数据匹配的增益数据，根据所述增益数据对与所述增益数据匹配的待处理数据进行增益处理，确定与每一段所述待处理数据对应的分段数据，其中，处于不同频段的待处理数据所匹配的增益数据不同；

分别确定与每一段待处理数据匹配的第一低通滤波器，通过每个第一低通滤波器对匹配的分段数据进行滤波处理，得到每一段所述分段数据对应的分段输出数据，其中，每个所述待处理数据的截止频率与匹配的第一低通滤波器的截止频率对应；

基于所述分段输出数据得到与所述输入数据对应的输出数据。

进一步的，所述每个所述待处理数据的截止频率与匹配的第一低通滤波器的截止频率对应，包括：

与所述每一段待处理数据对应的每个第一低通滤波器的截止频率为对应的所述每一段待处理数据的截止频率的预设倍数。

进一步的，所述确定与每一段待处理数据匹配的增益数据，根据所述增益数据对与所述增益数据匹配的待处理数据进行增益处理，确定与每一段所述待处理数据对应的分段数据，包括：

基于每一段待处理数据生成相应的增益参数；

对所述增益参数进行平滑处理，将经过平滑处理后的所述增益参数通过第二低通滤波器的滤波，得到增益数据；

将所述每一段待处理数据与匹配的所述增益数据相乘，得到与所述每一段待处理数据对应的分段数据。

进一步的，还包括：

通过对所述每一段待处理数据进行幅值检测，得到幅值大小数据信号，以便于能够通过对所述幅值大小数据信号的处理得到所述增益参数。

进一步的，还包括：

对所述幅值大小数据信号进行降采样，基于降采样后的所述幅值大小数据信号生成增益参数；

对所述增益参数进行平滑处理后，对经过平滑处理后的增益参数进行升采样。

进一步的，所述通过对所述每一段待处理数据进行幅值检测，包括：

通过峰值检测方式对所述每一段待处理数据进行幅值检测；

或，

通过均方根值检测方式对所述每一段待处理数据进行幅值检测。

进一步的，所述将所述输入数据按照频率大小划分成处于不同频段的不少于一段待处理数据，包括：

确定所述输入数据中的n个频率点，其中，n为正整数；

将所述输入数据按照n个频率点划分成n+1个处于不同频段的待处理数据，其中，相邻频段的所述待处理数据中低频段的待处理数据的最大频率为高频段的待处理数据的最小频率。

一种音频数据处理系统，包括：

第三滤波器组，用于获得输入数据，并将所述输入数据按照频率大小划分成分别处于不同频段的待处理数据；

动态范围控制模块，用于确定与每一段待处理数据匹配的增益数据，根据所述增益数据对与所述增益数据匹配的待处理数据进行增益处理，确定与每一段所述待处理数据对应的分段数据，其中，处于不同频段的待处理数据所匹配的增益数据不同；

第一低通滤波器组，用于确定与每一段待处理数据匹配的第一低通滤波器，通过每个第一低通滤波器对匹配的分段数据进行滤波处理，得到每一段所述分段数据对应的分段输出数据，其中，每个所述待处理数据的截止频率与匹配的第一低通滤波器的截止频率对应；

输出模块，用于基于所述分段输出数据得到与所述输入数据对应的输出数据。

进一步的，所述动态范围控制模块包括：

增益生成模块，用于基于每一段待处理数据生成相应的增益参数；

增益平滑模块，用于对所述增益参数进行平滑处理；

第二低通滤波器，用于将经过平滑处理后的所述增益参数进行滤波，得到增益数据；

计算模块，用于将所述每一段待处理数据与匹配的所述增益数据相乘，得到与所述每一段待处理数据对应的分段数据。

进一步的，所述动态范围控制模块还包括：

幅值检测模块，用于通过对所述每一段待处理数据进行幅值检测，得到幅值大小数据信号；

降采样模块，用于对所述幅值大小数据信号进行降采样，以便于能够基于降采样后的所述幅值大小数据信号生成增益参数；

升采样模块，用于对所述增益参数进行平滑处理后，对经过平滑处理后的增益参数进行升采样。

从上述技术方案可以看出，本申请公开的音频数据处理方法及系统，获得输入数据，将输入数据按照频率大小划分成分别处于不同频段的待处理数据，确定与每一段待处理数据匹配的增益数据，根据增益数据对与增益数据匹配的待处理数据进行增益处理，确定与每一段待处理数据对应的分段数据，处于不同频段的待处理数据所匹配的增益数据不同；分别确定与每一段待处理数据匹配的第一低通滤波器，通过每个第一低通滤波器对匹配的分段数据进行滤波处理，得到每一段分段数据对应的分段输出数据，每个待处理数据的截止频率与匹配的第一低通滤波器的截止频率对应；基于分段输出数据得到与输入数据对应的输出数据。本方案在获得输入数据后，将输入数据按照频率大小分成一段或多段待处理数据，并进行增益处理后，增加截止频率与每一段待处理数据的截止频率匹配的第一低通滤波器对每一段分段数据进行滤波处理，能够保证衰减分段输出数据中大于其对应的截止频率的失真和噪声，从而缓解分频处理过程中导致的谐波噪声的问题，提高用户体验。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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他的附图。

图1为本申请实施例公开的一种音频数据处理方法的流程图；

图2为本申请实施例公开的一种输入信号分频段的示意图；

图3为本申请实施例公开的一种对输入数据进行处理得到输出数据的示意图；

图4为本申请实施例公开的一种音频数据处理方法的流程图；

图5为本申请实施例公开的一种音频数据处理系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

本申请公开了一种音频数据处理方法，其流程图如图1所示，包括：

步骤S11、获得输入数据；

步骤S12、将输入数据按照频率大小划分成分别处于不同频段的待处理数据；

步骤S13、确定与每一段待处理数据匹配的增益数据，根据增益数据对与增益数据匹配的待处理数据进行增益处理，确定与每一段所述待处理数据对应的分段数据，处于不同频段的待处理数据所匹配的增益数据不同；

步骤S14、分别确定与每一段待处理数据匹配的第一低通滤波器，通过每个第一低通滤波器对匹配的分段数据进行滤波处理，得到每一段分段数据对应的分段输出数据，每个待处理数据的截止频率与匹配的第一低通滤波器的截止频率对应；

步骤S15、基于所述分段输出数据得到与输入数据对应的输出数据。

在对数字信号进行处理的过程中，对数字信号分成各个频段独立进行DRC(Dynamic range control，动态范围控制)处理，再叠加回来，这一过程中，多频段动态范围控制分频出来的低频段的信号在被增益处理时，容易引入高频频率分量，从而导致低频段信号的谐波噪声变大。

为了解决这一问题，本方案中，在对多频段动态范围控制分频出来的低频段的信号进行增益处理之后，通过第一低通滤波器对分频出来的低频段的信号再增加一次滤波处理，以降低失真和噪声。

当获得一段音频数据，要对其进行多段动态范围控制时，在对该音频数据分频段时，可以随机设置所分的频段数，也可以基于用户设置确定所分的频段数，还可以基于该音频数据的实际需求确定所分的频段数。

在对数据进行频段的划分时，可以基于频率的大小划分，具体的：确定输入数据中的n个频率点，其中，n为正整数；将输入数据按照n个频率点划分成n+1个处于不同频段的待处理数据，其中，相邻频段的待处理数据中低频段的待处理数据的最大频率为高频段的待处理数据的最小频率。

即若预先确定频率点的数量，则将每个频率点作为不同频段的交界点。

例如：输入数据Din，确定频率点的数量为4，将输入数据分成5段，确定频率点为Fc1，Fc2，Fc3，Fc4，其中，Fc1，Fc2，Fc3，Fc4是按照从小到大的顺序排列的。将输入数据Din分成5段待处理数据，即第一段待处理数据的频段为0-Fc1，第二段待处理数据的频段为Fc1-Fc2，第三段待处理数据的频段为Fc2-Fc3，第四段待处理数据的频段为Fc3-Fc4，第五段待处理数据的频段为Fc4-输入数据中的最高频率。

另外，也可以为首先确定频段的数量，之后可按照频率平均分配的方式划分频段。

对输入数据进行不同频段的划分，可通过第三滤波器组实现。第三滤波器组中既包括低通滤波器，也包括高通滤波器，其中，每个滤波器的截止频率与其中一个频率点相同。

具体的，通过第三滤波器组中的第一个低通滤波器LPF1获得频段最低的第一段待处理数据，第三滤波器组中的第一个低通滤波器LPF1的截止频率为第一个待处理数据中的截止频率，即Fc1；通过第三滤波器组中的最后一个高通滤波器获得频段最高的待处理数据，该高通滤波器的截止频率为该段待处理数据中的最低频率；待处理数据中除第一段及最后一段的待处理数据，则需要同时通过低通滤波器及高通滤波器进行滤波处理，以得到频段处于低通滤波器的截止频率至高通滤波器的截止频率之间的待处理数据。

以上述示例继续进行说明，第三滤波器组中包括：第一个低通滤波器LPF1,第二个低通滤波器LPF2，第三个低通滤波器LPF3，第四个低通滤波器LPF4，第一个高通滤波器HPF1，第二个高通滤波器HPF2，第三个高通滤波器HPF3及第四个高通滤波器HPF4。其中，LPF1和HPF1的截止频率为Fc1，LPF2和HPF2的截止频率为Fc2，LPF3和HPF3的截止频率为Fc3，LPF4和HPF4的截止频率为Fc4。

输入信号Din经过LPF1，便可以得到低于Fc1的低频信号Din1；输入信号Din经过LPF2和HPF1，便可以得到高于Fc1和低于Fc2的频段信号Din2；输入信号Din经过LPF3和HPF2，便可以得到高于Fc2和低于Fc3的频段信号Din3；输入信号Din经过LPF4和HPF3，便可以得到高于Fc3和低于Fc4的频段信号Din4；输入信号Din经过HPF4，便可以得到高于Fc4的高频信号Din5。

如图2所示，从Din到Din1-Din5的过程，是MBDRC多频段动态范围控制的分频过程，是将输入信号Din根据实际的音效处理要求分成多个不同频段的信号。

当然，具体频段的划分方式可以为多种，在此并不具体限定。

在信号划分完成后，即可得到不少于一段待处理数据，如：Din1-Din5，将不少于一段待处理数据中的每一段待处理数据分别进行后续处理步骤，即针对每一段待处理数据分别基于匹配的增益数据进行增益处理，以得到对应的分段数据，通过与该段待处理数据匹配的第一低通滤波器对该段待处理数据进行滤波处理，得到对应的分段输出数据，最后再将不少于一段分段输出数据叠加，以得到完整的与输入数据对应的输出数据。

即针对每一段待处理数据均会有对应的一套处理模块，如：动态范围控制模块及第一低通滤波器，对于不同的待处理数据对应的动态范围控制模块中的控制参数是不同的，对于不同的待处理数据对应的第一低通滤波器的滤波参数也是不同的。

其中，通过动态范围控制模块对待处理数据进行增益处理，其是根据待处理数据的信号幅度实时生成的动态时变的增益Gain，由于待处理数据的信号幅度是随机变化的，则增益Gain上会有任意的频率分量。

将经过增益处理后的数据确定为分段数据，之后通过第一低通滤波器对分段数据进行滤波处理，其中，第一低通滤波器的截止频率与该段待处理数据的截止频率是匹配的，以便于将大于该段待处理数据的截止频率的信号进行衰减，以保证声音的真实性。

其中，第一低通滤波器的截止频率大于该段待处理数据的截止频率，以保证能够过滤掉大于待处理数据的截止频率的信号。

例如：第一低通滤波器的截止频率为该段待处理数据的截止频率的预设倍数，如：2倍，或3倍等。

由于滤波器的频响从不衰减到衰减都有一个过渡带，将第一低通滤波器的截止频率设置为该段待处理数据的截止频率的2倍，可以避免该第一低通滤波器对分段数据中小于该段处理数据的截止频率的信号的影响。

或者，预设倍数关系的具体数值也可以根据实际的第一低通滤波器的具体过渡带而设置，对于过渡带较宽的第一低通滤波器，可以将预设倍数的数值调大，对于过渡带较窄的第一低通滤波器，可以将预设倍数的关系调小。

在对每段待处理数据均进行增益及滤波处理之后，每段都能够得到对应的分段输出数据，将所有的分段输出数据叠加，以得到与输入数据对应的完整的输出数据。

如图3所示，输入数据Din，分成5段待处理数据Din1-Din5，Din1经过第一动态范围控制模块DRC1的增益处理，得到第一分段数据Dout1，第一分段数据Dout1经过第一个第一低通滤波器LPF12，得到第一分段输出数据；Din2经过第二动态范围控制模块DRC2的增益处理，得到第二分段数据Dout2，第二分段数据Dout2经过第二个第一低通滤波器LPF22，得到第二分段输出数据；Din3经过第三动态范围控制模块DRC3的增益处理，得到第三分段数据Dout3，第三分段数据Dout3经过第三个第一低通滤波器LPF32，得到第三分段输出数据；Din4经过第四动态范围控制模块DRC4的增益处理，得到第四分段数据Dout4，第四分段数据Dout4经过第四个第一低通滤波器LPF42，得到第四分段输出数据；Din5经过第五动态范围控制模块DRC5的增益处理，得到第五分段数据Dout5，第五分段数据Dout5经过第五个第一低通滤波器LPF52，得到第五分段输出数据；将第一分段输出数据、第二分段输出数据、第三分段输出数据、第四分段输出数据及第五分段输出数据叠加，即可得到与输入数据Din对应的完整的输出数据Dout。

进一步的，若将输入数据按照频率大小仅可划分成一段待处理数据，则基于上述方式对该待处理数据进行处理，之后得到与这一段待处理数据对应的一段分段输出数据，由于分段输出数据只有一段，因此，可直接将这一段分段输出数据确定为与输入数据对应的输出数据。

本实施例公开的音频数据处理方法，获得输入数据，将输入数据按照频率大小划分成分别处于不同频段的待处理数据，确定与每一段待处理数据匹配的增益数据，根据增益数据对与增益数据匹配的待处理数据进行增益处理，确定与每一段待处理数据对应的分段数据，处于不同频段的待处理数据所匹配的增益数据不同；分别确定与每一段待处理数据匹配的第一低通滤波器，通过每个第一低通滤波器对匹配的分段数据进行滤波处理，得到每一段分段数据对应的分段输出数据，每个待处理数据的截止频率与匹配的第一低通滤波器的截止频率对应；基于分段输出数据得到与输入数据对应的输出数据。本方案在获得输入数据后，将输入数据按照频率大小分成一段或多段待处理数据，并进行增益处理后，增加截止频率与每一段待处理数据的截止频率匹配的第一低通滤波器对每一段分段数据进行滤波处理，能够保证衰减分段输出数据中大于其对应的截止频率的失真和噪声，从而缓解分频处理过程中导致的谐波噪声的问题，提高用户体验。

本实施例公开了一种音频数据处理方法，其流程图如图4所示，包括：

步骤S41、获得输入数据；

步骤S42、将输入数据按照频率大小划分成分别处于不同频段的至少段待处理数据；

步骤S43、基于每一段待处理数据生成相应的增益参数；

步骤S44、对增益参数进行平滑处理，将经过平滑处理后的增益参数通过第二低通滤波器的滤波，得到增益数据；

步骤S45、将每一段待处理数据与匹配的增益数据相乘，得到与每一段待处理数据对应的分段数据；

步骤S46、分别确定与每一段待处理数据匹配的第一低通滤波器，通过每个第一低通滤波器对匹配的分段数据进行滤波处理，得到每一段分段数据对应的分段输出数据，每个待处理数据的截止频率与匹配的第一低通滤波器的截止频率对应；

步骤S47、基于分段输出数据得到与输入数据对应的输出数据。

在对每一段待处理数据进行增益处理的过程中，需要首先通过增益生成模块GainComputer生成增益参数，之后经过增益平滑模块GainSmooth对增益参数进行平滑处理，以保证经过处理后的增益数据与相应的待处理数据相乘时，能够得到符合要求的分段数据。

基于一段待处理数据能够得到多个增益参数，而通过增益生成模块得到的连续两个增益参数Gain1值之间可能存在较大的突变，而若该突变直接作用于输入数据上，会使得被动态范围控制模块DRC调整后输出的信号有突变，而该突变在很多场景下，如：音频数据处理的场景下，是不可以被接受的，因此需要通过增益平滑模块以使得输出的数据的突变有所平滑。

其中，增益生成模块GainComputer中有阈值Threshold、转折平滑Knee和DRC曲线的斜率，其中，阈值Threshold表示触发Compressor压缩功能的阈值，超过该阈值时，Compressor开始压制输入信号；Ratio表示压制输入信号的斜率，Ratio越大，压制的越厉害；Knee表示信号未被压制和被压制的过程中的平滑过渡，确保被处理的信号被听取时的效果。

进一步的，本实施例公开的音频数据处理方法还可以包括：

通过对每一段待处理数据进行幅值检测，得到幅值大小数据信号，以便于能够通过对幅值大小数据信号的处理得到增益参数。

即增益参数实际是对待处理数据的幅值进行检测得到的幅值相关数据。其中，用于对幅值检测的模块可以为峰值检测模块PeakDet，也可以为均方根值检测模块RmsDet。当然也可以为其他检测模块，在此不做具体限定。

在通过幅值检测得到幅值相关数据后，还可以为：对幅值大小数据信号进行降采样，基于降采样后的幅值大小数据信号生成增益参数。

在通过幅值检测得到幅值大小数据信号Data1，幅值大小数据信号Data1进入降采样DS模块，通过降采样模块抽取Data1中的部分数据，以降低数据的个数。其抽取的方式可以为：每m个点等间隔抽取，或，每m个点取其中最大的值做降采样等，其中，m可根据实际需求设置。

经过降采样模块的降采样，使得增益生成模块及增益平滑模块的数据处理量降低。

在经过降采样模块进行降采样后，进行增益参数的生成及平滑处理之后，还需要经过升采样模块进行升采样，以保证能够与待处理数据相乘的增益数据的采样率能够与待处理数据匹配。

增益平滑模块中有压缩时间AttackTime和释放时间ReleaseTime。由于压缩时间和释放时间的时间长度远大于输入至动态范围控制模块的信号的采样点时间间隔Ts，因此，无需对输入的信号中每个采样点做增益更新，只需要一段时间更新此增益Gain，再对其做平滑处理即可。

其中，升采样的方式有线性插值、0阶保持、Spline插值等。

在对增益参数进行平滑处理后，还需要通过第二低通滤波器进行滤波，以得到增益数据，以便于将最终得到的增益数据与相对应的待处理数据相乘，从而得到与每一段待处理数据对应的分段数据。

第二低通滤波器的截止频率可根据实际的应用效果或需求来设定，若截止频率设置越小，则高频的频率分量衰减越厉害，输出的分段数据的谐波噪声会越小；若截止频率设置的过小时，则会使得经过平滑处理后的增益参数变化变慢，导致输出的分段数据的大小未调整到预定值。

需要说明的是，每一段待处理数据都对应有一个动态范围控制模块，每一个动态范围控制模块中都至少包括：增益生成模块、增益平滑模块、第二低通滤波器及计算模块，另外，每一个动态范围控制模块中还可以包括：幅值检测模块、降采样模块、升采样模块。

本实施例公开的音频数据处理方法，获得输入数据，将输入数据按照频率大小划分成分别处于不同频段的待处理数据，确定与每一段待处理数据匹配的增益数据，根据增益数据对与增益数据匹配的待处理数据进行增益处理，确定与每一段待处理数据对应的分段数据，其中，处于不同频段的待处理数据所匹配的增益数据不同；分别确定与每一段待处理数据匹配的第一低通滤波器，通过每个第一低通滤波器对匹配的分段数据进行滤波处理，得到每一段分段数据对应的分段输出数据，每个待处理数据的截止频率与匹配的第一低通滤波器的截止频率对应；基于分段输出数据得到与输入数据对应的输出数据。本方案在获得输入数据后，将输入数据按照频率大小分成一段或多段待处理数据，并进行增益处理后，增加截止频率与每一段待处理数据的截止频率匹配的第一低通滤波器对每一段分段数据进行滤波处理，能够保证衰减分段输出数据中大于其对应的截止频率的失真和噪声，从而缓解分频处理过程中导致的谐波噪声的问题，提高用户体验。

本实施例公开了一种音频数据处理系统，其结构示意图如图5所示，包括：

第三滤波器组51，动态范围控制模块52，第一低通滤波器组53及输出模块54。

其中，第三滤波器组51用于获得输入数据，并将输入数据按照频率大小划分成分别处于不同频段的待处理数据；

动态范围控制模块52用于确定与每一段待处理数据匹配的增益数据，根据增益数据对与增益数据匹配的待处理数据进行增益处理，确定与每一段待处理数据对应的分段数据，其中，处于不同频段的待处理数据所匹配的增益数据不同；

第一低通滤波器组53用于确定与每一段待处理数据匹配的第一低通滤波器，通过每个第一低通滤波器对匹配的分段数据进行滤波处理，得到每一段分段数据对应的分段输出数据，其中，每个待处理数据的截止频率与匹配的第一低通滤波器的截止频率对应；

输出模块54用于基于分段输出数据得到与输入数据对应的输出数据。

在对数字信号进行处理的过程中，对数字信号分成各个频段独立进行DRC(Dynamic range control，动态范围控制)处理，再叠加回来，这一过程中，多频段动态范围控制分频出来的低频段的信号在被增益处理时，容易引入高频频率分量，从而导致低频段信号的谐波噪声变大。

为了解决这一问题，本方案中，在对多频段动态范围控制分频出来的低频段的信号进行增益处理之后，通过第一低通滤波器对分频出来的低频段的信号再增加一次滤波处理，以降低失真和噪声。

当获得一段音频数据，要对其进行多段动态范围控制时，在对该音频数据分频段时，可以随机设置所分的频段数，也可以基于用户设置确定所分的频段数，还可以基于该音频数据的实际需求确定所分的频段数。

在对数据进行频段的划分时，可以基于频率的大小划分，具体的：确定输入数据中的n个频率点，其中，n为正整数；将输入数据按照n个频率点划分成n+1个处于不同频段的待处理数据，其中，相邻频段的待处理数据中低频段的待处理数据的最大频率为高频段的待处理数据的最小频率。

即若预先确定频率点的数量，则将每个频率点作为不同频段的交界点。

例如：输入数据Din，确定频率点的数量为4，将输入数据分成5段，确定频率点为Fc1，Fc2，Fc3，Fc4，其中，Fc1，Fc2，Fc3，Fc4是按照从小到大的顺序排列的。将输入数据Din分成5段待处理数据，即第一段待处理数据的频段为0-Fc1，第二段待处理数据的频段为Fc1-Fc2，第三段待处理数据的频段为Fc2-Fc3，第四段待处理数据的频段为Fc3-Fc4，第五段待处理数据的频段为Fc4-输入数据中的最高频率。

另外，也可以为首先确定频段的数量，之后可按照频率平均分配的方式划分频段。

对输入数据进行不同频段的划分，可通过第三滤波器组实现。第三滤波器组中既包括低通滤波器，也包括高通滤波器，其中，每个滤波器的截止频率与其中一个频率点相同。

具体的，通过第三滤波器组中的第一个低通滤波器LPF1获得频段最低的第一段待处理数据，第三滤波器组中的第一个低通滤波器LPF1的截止频率为第一个待处理数据中的截止频率，即Fc1；通过第三滤波器组中的最后一个高通滤波器获得频段最高的待处理数据，该高通滤波器的截止频率为该段待处理数据中的最低频率；待处理数据中除第一段及最后一段的待处理数据，则需要同时通过低通滤波器及高通滤波器进行滤波处理，以得到频段处于低通滤波器的截止频率至高通滤波器的截止频率之间的待处理数据。

以上述示例继续进行说明，第三滤波器组中包括：第一个低通滤波器LPF1,第二个低通滤波器LPF2，第三个低通滤波器LPF3，第四个低通滤波器LPF4，第一个高通滤波器HPF1，第二个高通滤波器HPF2，第三个高通滤波器HPF3及第四个高通滤波器HPF4。其中，LPF1和HPF1的截止频率为Fc1，LPF2和HPF2的截止频率为Fc2，LPF3和HPF3的截止频率为Fc3，LPF4和HPF4的截止频率为Fc4。

输入信号Din经过LPF1，便可以得到低于Fc1的低频信号Din1；输入信号Din经过LPF2和HPF1，便可以得到高于Fc1和低于Fc2的频段信号Din2；输入信号Din经过LPF3和HPF2，便可以得到高于Fc2和低于Fc3的频段信号Din3；输入信号Din经过LPF4和HPF3，便可以得到高于Fc3和低于Fc4的频段信号Din4；输入信号Din经过HPF4，便可以得到高于Fc4的高频信号Din5。

如图2所示，从Din到Din1-Din5的过程，是MBDRC多频段动态范围控制的分频过程，是将输入信号Din根据实际的音效处理要求分成多个不同频段的信号。

当然，具体频段的划分方式可以为多种，在此并不具体限定。

在信号划分完成后，即可得到不少于一段待处理数据，如：Din1-Din5，将不少于一段待处理数据中的每一段待处理数据分别进行后续处理步骤，即针对每一段待处理数据分别基于匹配的增益数据进行增益处理，以得到对应的分段数据，通过与该段待处理数据匹配的第一低通滤波器对该段待处理数据进行滤波处理，得到对应的分段输出数据，最后再将不少于一段分段输出数据叠加，以得到完整的与输入数据对应的输出数据。

即针对每一段待处理数据均会有对应的一套处理模块，如：动态范围控制模块及第一低通滤波器，对于不同的待处理数据对应的动态范围控制模块中的控制参数是不同的，对于不同的待处理数据对应的第一低通滤波器的滤波参数也是不同的。

其中，通过动态范围控制模块对待处理数据进行增益处理，其是根据待处理数据的信号幅度实时生成的动态时变的增益Gain，由于待处理数据的信号幅度是随机变化的，则增益Gain上会有任意的频率分量。

将经过增益处理后的数据确定为分段数据，之后通过第一低通滤波器对分段数据进行滤波处理，其中，第一低通滤波器的截止频率与该段待处理数据的截止频率是匹配的，以便于将大于该段待处理数据的截止频率的信号进行衰减，以保证声音的真实性。

其中，第一低通滤波器的截止频率大于该段待处理数据的截止频率，以保证能够过滤掉大于待处理数据的截止频率的信号。

例如：第一低通滤波器的截止频率为该段待处理数据的截止频率的预设倍数，如：2倍，或3倍等。

由于滤波器的频响从不衰减到衰减都有一个过渡带，将第一低通滤波器的截止频率设置为该段待处理数据的截止频率的2倍，可以避免该第一低通滤波器对分段数据中小于该段处理数据的截止频率的信号的影响。

或者，预设倍数关系的具体数值也可以根据实际的第一低通滤波器的具体过渡带而设置，对于过渡带较宽的第一低通滤波器，可以将预设倍数的数值调大，对于过渡带较窄的第一低通滤波器，可以将预设倍数的关系调小。

在对每段待处理数据均进行增益及滤波处理之后，每段都能够得到对应的分段输出数据，将所有的分段输出数据叠加，以得到与输入数据对应的完整的输出数据。

如图3所示，输入数据Din，分成5段待处理数据Din1-Din5，Din1经过第一动态范围控制模块DRC1的增益处理，得到第一分段数据Dout1，第一分段数据Dout1经过第一个第一低通滤波器LPF12，得到第一分段输出数据；Din2经过第二动态范围控制模块DRC2的增益处理，得到第二分段数据Dout2，第二分段数据Dout2经过第二个第一低通滤波器LPF22，得到第二分段输出数据；Din3经过第三动态范围控制模块DRC3的增益处理，得到第三分段数据Dout3，第三分段数据Dout3经过第三个第一低通滤波器LPF32，得到第三分段输出数据；Din4经过第四动态范围控制模块DRC4的增益处理，得到第四分段数据Dout4，第四分段数据Dout4经过第四个第一低通滤波器LPF42，得到第四分段输出数据；Din5经过第五动态范围控制模块DRC5的增益处理，得到第五分段数据Dout5，第五分段数据Dout5经过第五个第一低通滤波器LPF52，得到第五分段输出数据；将第一分段输出数据、第二分段输出数据、第三分段输出数据、第四分段输出数据及第五分段输出数据叠加，即可得到与输入数据Din对应的完整的输出数据Dout。

进一步的，动态范围控制模块包括：增益生成模块，增益平滑模块，第二低通滤波器及计算模块。

其中，增益生成模块，用于基于每一段待处理数据生成相应的增益参数；

增益平滑模块，用于对增益参数进行平滑处理；

第二低通滤波器，用于将经过平滑处理后的增益参数进行滤波，得到增益数据；

计算模块，用于将每一段待处理数据与匹配的所述增益数据相乘，得到与每一段待处理数据对应的分段数据。

在对每一段待处理数据进行增益处理的过程中，需要首先通过增益生成模块GainComputer生成增益参数，之后经过增益平滑模块GainSmooth对增益参数进行平滑处理，以保证经过处理后的增益数据与相应的待处理数据相乘时，能够得到符合要求的分段数据。

基于一段待处理数据能够得到多个增益参数，而通过增益生成模块得到的连续两个增益参数Gain1值之间可能存在较大的突变，而若该突变直接作用于输入数据上，会使得被动态范围控制模块DRC调整后输出的信号有突变，而该突变在很多场景下，如：音频数据处理的场景下，是不可以被接受的，因此需要通过增益平滑模块以使得输出的数据的突变有所平滑。

其中，增益生成模块GainComputer中有阈值Threshold、转折平滑Knee和DRC曲线的斜率，其中，阈值Threshold表示触发Compressor压缩功能的阈值，超过该阈值时，Compressor开始压制输入信号；Ratio表示压制输入信号的斜率，Ratio越大，压制的越厉害；Knee表示信号未被压制和被压制的过程中的平滑过渡，确保被处理的信号被听取时的效果。

进一步的，本实施例公开的音频数据处理系统还可以用于：

通过对每一段待处理数据进行幅值检测，得到幅值大小数据信号，以便于能够通过对幅值大小数据信号的处理得到增益参数。

即增益参数实际是对待处理数据的幅值进行检测得到的幅值相关数据。其中，用于对幅值检测的模块可以为峰值检测模块PeakDet，也可以为均方根值检测模块RmsDet。当然也可以为其他检测模块，在此不做具体限定。

在通过幅值检测得到幅值相关数据后，还可以为：对幅值大小数据信号进行降采样，基于降采样后的幅值大小数据信号生成增益参数。

在通过幅值检测得到幅值大小数据信号Data1，幅值大小数据信号Data1进入降采样DS模块，通过降采样模块抽取Data1中的部分数据，以降低数据的个数。其抽取的方式可以为：每m个点等间隔抽取，或，每m个点取其中最大的值做降采样等，其中，m可根据实际需求设置。

经过降采样模块的降采样，使得增益生成模块及增益平滑模块的数据处理量降低。

在经过降采样模块进行降采样后，进行增益参数的生成及平滑处理之后，还需要经过升采样模块进行升采样，以保证能够与待处理数据相乘的增益数据的采样率能够与待处理数据匹配。

增益平滑模块中有压缩时间AttackTime和释放时间ReleaseTime。由于压缩时间和释放时间的时间长度远大于输入至动态范围控制模块的信号的采样点时间间隔Ts，因此，无需对输入的信号中每个采样点做增益更新，只需要一段时间更新此增益Gain，再对其做平滑处理即可。

其中，升采样的方式有线性插值、0阶保持、Spline插值等。

在对增益参数进行平滑处理后，还需要通过第二低通滤波器进行滤波，以得到增益数据，以便于将最终得到的增益数据与相对应的待处理数据相乘，从而得到与每一段待处理数据对应的分段数据。

第二低通滤波器的截止频率可根据实际的应用效果或需求来设定，若截止频率设置越小，则高频的频率分量衰减越厉害，输出的分段数据的谐波噪声会越小；若截止频率设置的过小时，则会使得经过平滑处理后的增益参数变化变慢，导致输出的分段数据的大小未调整到预定值。

需要说明的是，每一段待处理数据都对应有一个动态范围控制模块，每一个动态范围控制模块中都至少包括：增益生成模块、增益平滑模块、第二低通滤波器及计算模块，另外，每一个动态范围控制模块中还可以包括：幅值检测模块、降采样模块、升采样模块。

本实施例公开的音频数据处理系统，获得输入数据，将输入数据按照频率大小划分成分别处于不同频段的待处理数据，确定与每一段待处理数据匹配的增益数据，根据增益数据对与增益数据匹配的待处理数据进行增益处理，确定与每一段待处理数据对应的分段数据，处于不同频段的待处理数据所匹配的增益数据不同；分别确定与每一段待处理数据匹配的第一低通滤波器，通过每个第一低通滤波器对匹配的分段数据进行滤波处理，得到每一段分段数据对应的分段输出数据，每个待处理数据的截止频率与匹配的第一低通滤波器的截止频率对应；基于分段输出数据得到与输入数据对应的输出数据。本方案在获得输入数据后，将输入数据按照频率大小分成一段或多段待处理数据，并进行增益处理后，增加截止频率与每一段待处理数据的截止频率匹配的第一低通滤波器对每一段分段数据进行滤波处理，能够保证衰减分段输出数据中大于其对应的截止频率的失真和噪声，从而缓解分频处理过程中导致的谐波噪声的问题，提高用户体验。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。