一种便携式硬件变声器的制作方法

本实用新型涉及变声器技术领域，具体涉及一种便携式硬件变声器。

背景技术：

变声器有软件变声器和硬件变声器两大类，都是通过对采录到的声音进行频率改变，通常使用的方法有基频回归处理，音色音调的改变等。变声器的使用非常广泛，可应用于声音的修复、动漫的配音、声音的伪装等方面。

国内现有的变声器以软件为主，在计算机及播音设备的硬件基础上运行并操作专用软件，主要用于特定的功能领域。目前采用较多的具有变声功能的商用软件有avvcs、vodi、开源软件soundtouch和国际知名语音软件praat。最为常用的软件应是praat，这一软件相对来说变声的精准度较高，但仍有缺陷：其基频检测模块较为复杂，导致后台程序运行语音检测需要花费大量的时间，会造成更大的语音延迟；尤其，这个系统是离线运行的，所以几乎不可能进行实时、稳定的语音转换。

硬件变声器相较于软件变声器来说的优点在于便携，使用时不需要操作软件，如果能做到可穿戴式设计就有更大的应用空间。目前，硬件变声器种类远少于软件变声器，主要功能是将人声转变为某几种特定的声音种类，并不能做到把一个人的声音转换成另一个人的声音。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供一种便携式硬件变声器，不需要专用计算机及录播设备做基础硬件，可以脱离录音棚、舞台等专业空间，有针对性的实现语音变音，目标音色不受限制。

为了实现以上目的，本实用新型采取的一种技术方案是：

一种便携式硬件变声器，包括：语音接收模块；数据处理模块，所述语音接收模块输出数据至所述数据处理模块；扬声器，所述数据处理模块输出数据至所述扬声器；存储模块，与所述数据处理模块相连；学习键，与所述数据处理模块相连，用于触发所述数据处理模块的学习功能；以及变声键，与所述数据处理模块相连，用于触发所述数据处理模块的变声功能。

进一步地，所述数据处理模块包括低噪声放大器、a/d转换模块、控制模块、d/a转换模块以及功率放大器，所述语音接收模块输出至所述低噪声放大器；所述低噪声放大器输出至所述a/d转换模块；所述a/d转换模块输出至所述控制模块；所述控制模块输出至所述d/a转换模块；所述d/a转换模块输出至所述功率放大器；所述功率放大器输出至所述扬声器。

进一步地，所述存储模块与所述控制模块相连；所述学习键触发所述控制模块的学习功能；所述变声键触发所述控制模块的变声功能。

进一步地，所述控制模块采用32位单片机，型号为tm4c123gh6pmi。

进一步地，所述a/d转换模块为12bit，最高采样频率1mhz。

进一步地，所述语音接收模块采用isd4004芯片。

进一步地，所述d/a转换模块型号为dac7562sdgsr。

进一步地，所述功率放大器选用yd2822。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

(1)本实用新型的一种便携式硬件变声器，不需要专用计算机及录播设备做基础硬件，可以脱离录音棚、舞台等专业空间，携带方便。本实用新型的便携式硬件变声器具有学习功能和变音功能，可以有针对性的实现语音变音，目标音色不受限制。

(2)本实用新型的一种便携式硬件变声器，该变声器以32位单片机作为控制器，计算功能强大、运算速度快，使用语音识别算法可实现对语音的实时采集、分析与调整。通过学习功能取得目标音色，将实时获取的声音变得更加饱满，也可将实时声音转变为目标音色，实现声音修复、声音伪装及配音等功能。

附图说明

下面结合附图，通过对本实用新型的具体实施方式详细描述，将使本实用新型的技术方案及其有益效果显而易见。

图1所示为本实用新型一实施例的便携式硬件变声器系统结构示意图；

图2所示为本实用新型一实施例的便携式硬件变声器系统学习模式下工作流程图；

图3所示为本实用新型一实施例的便携式硬件变声器系统变声模式下工作流程图。

图中部件编号如下：

1-语音接收模块、2-数据处理模块、21-低噪声放大器、22-a/d转换模块、23-控制模块、24-d/a转换模块、25-功率放大器、3-扬声器、4-存储模块、5-学习键、6-变声键。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实施例提供一种便携式硬件变声器，包括语音接收模块1、数据处理模块2、扬声器3、存储模块4、学习键5以及变声键6。

所述语音接收模块1输出数据至所述数据处理模块2。所述数据处理模块2输出数据至所述扬声器3。所述存储模块4与所述数据处理模块2相连。所述学习键5所述数据处理模块2相连，用于触发所述数据处理模块2的学习功能。所述变声键6与所述数据处理模块2相连，用于触发所述数据处理模块2的变声功能。

所述数据处理模块包括低噪声放大器21、a/d转换模块22、控制模块23、d/a转换模块24以及功率放大器25，所述语音接收模块1输出至所述低噪声放大器21。所述低噪声放大器21输出至所述a/d转换模块22。所述a/d转换模块22输出至所述控制模块23。所述控制模块23输出至所述d/a转换模块24。所述d/a转换模块24输出至所述功率放大器25。所述功率放大器25输出至所述扬声器3。所述存储模块4与所述控制模块23相连。所述学习键5触发所述控制模块23的学习功能。所述变声键6触发所述控制模块23的变声功能。

所述控制模块23采用32位单片机，型号为tm4c123gh6pmi。所述a/d转换模块22为12bit，最高采样频率1mhz。所述语音接收模块1采用isd4004芯片。所述d/a转换模块24型号为dac7562sdgsr。所述功率放大器25选用yd2822。

如图2所示，所述便携式硬件变声器在学习模式下的使用方法包括如下步骤：s11手动点击学习键5，触发学习控制模块23的学习功能，开始录制目标音。s12开始说话，语音接收模块1开始接收语音信息。并将语音信息输送至低噪音放大器21。s13低噪音放大器32将所述语音信息滤波放大，所述低噪音放大器21将所述语音信息发送给a/d转换模块22。s14a/d转换模块22将语音信息的模拟信号转换为数字量输送给控制模块23。s15控制模块23将语音信息进行处理获得目标音。控制模块23在频谱中寻找该声音的基频值及频率浮动范围，分析并记录音色、语调、强度信息。并将以上信息存储至存储模块作为目标音。

如图3所示，所述便携式硬件变声器在变声模式下的使用方法包括如下步骤：s21手动点击变声键6，触发控制模块23的变声功能。s22开始说话，语音接收模块1开始接收语音信息，并将语音信息输送至低噪音放大器21。s23低噪音放大器21将所述语音信息滤波放大，所述低噪音放大器21将所述语音信息发送给a/d转换模块22。s24a/d转换模块22将语音信息的模拟信号转换为数字量输送给控制模块23。s25控制模块对比采样音与目标音的频谱数据，计算基频差值与频率浮动范围差值。所述控制模块23在频谱中寻找该声音的基频值及频率浮动范围，分析并记录音色、语调、强度信息。s26对采样音和目标音的频谱采用多项式拟合，基频差值与频率浮动范围差值作为多项式参数。s27对比采样音和目标音的频谱数据，计算音色、语调和强度差值，做线性拟合。s28将步骤s26、s27的拟合算法带入采样音频谱，变换为输出音频谱。s29对输出音频谱做快速傅里叶逆变换。s30逆变换数据经数模转换器变为模拟信号。s31进入功率放大器25、扬声器3输出。完成变声过程。

以上所述仅为本实用新型的示例性实施例，并非因此限制本实用新型专利保护范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

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