CN102970632A - 基于听感的音量调节装置、产品及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基于听感的音量调节装置，所述装置包括：信号处理模块，噪音采集模块，增益模块，模式库，输入模块和输出模块。噪音采集模块采集噪音信号，信号处理模块根据输入音频信号与噪音信号进行听感分析计算，并通过增益模块自动调节音量。本发明还提出一种基于听感的听音产品，所述产品内设置有所述基于听感的音量调节装置。本发明还提出一种基于听感的音量调节方法，所述方法包括以下步骤：步骤1：播放输入的音频，并采集噪音信号；步骤2：若噪音信号超过预设阀值，则进行听感分析；步骤3：自动调节播放的音频的音量。

Description

基于听感的音量调节装置、产品及方法

技术领域

本发明涉及一种音量调节装置、产品及方法，尤其是一种能够根据环境噪音自动调节音量的音量调节装置、产品及方法。

背景技术

现在的收音机、录音机、点唱机、CD、DVD、MP3、电视机、电脑等各种与视觉和听觉有关的产品不断深入到每个人的生活中，成为距离个人生活最近的电器产品。与听觉有关的产品，其目的是为听音爱好者提供满足要求的声音效果，为实现这个目的，需要对音频信号进行功率放大等处理。

现有听音设备的结构可参见图1所示，其至少包含以下几个基本部分：输入模块、音量调节器、增益模块和输出模块。输入模块用于接收各种音频文件，比如读取CD等存储装置里面的音频信息的设备；输出模块用于将音频信息转换为声音，比如扬声器、耳机等；增益模块是对输入的音频信息进行信号处理的装置；音量调节器的主要作用是调节输入信号放大的增益，从而调节设备的输出音量，满足听音爱好者个性化听音的需要。

不同层次的音响设备，由于对听音效果的不同需求，其音量调节的功能要求也不同。当然，随着科技的发展和人们需求的不断提高，现代音响设备具有更加完备丰富的功能，音响音量调节器也不断向数字化、功能化、人性化和智能化方向发展。现有的音量调节器，一般都设有恒定值的音量分级调节，即将音频信号的放大倍数进行分级管理，然后以定量的显示方式传递给操作者，以便其个性化设定音量等级。在日常使用中，音量都是事先设定，然后除非有手动调节，否则音量不在变化。

该模式的弊端在于：当外界环境改变以后，比如听音者经过环境嘈杂的市场、或有车经过听音者身旁，周围的环境噪声升高，同样的音量级别，听觉效果就降低了，有可能会错过设备播放的信息，从而造成不便，甚至可能会造成重大损失。

申请号为CN200610168027.7的专利，提供了一种自动调节设备音量的方法及设备，通过检测周围环境的噪音来自动调节设备的音量，但由于使用设备的人不同，对音量的要求也不相同，所以让设备的输出音量始终与环境噪音保持一个设定的差值，是不能满足多种人群的需要的。比如在夜晚看电视时，外界噪音与电视音量之间的差值可设定得较低，而老人看电视，则可能需要将外界噪音与电视音量的差值调得更大才能听清。如果每次都要设定这个差值，则加大了这种自动调节音量的设备的使用难度，尤其不适用于在mp3等体积较小的听音产品。

发明内容

本发明提出一种基于听感的音量调节装置，所述装置包括：

信号处理模块，将输入的音频信号与采集的噪音信号进行听感分析，并计算其音量的差值M，根据所述差值M生成自动调节音频信号的指令；

噪音采集模块，与所述信号处理模块连接，采集周围环境中的噪音信号，并将其传递给所述信号处理模块；

增益模块，与所述信号处理模块连接，接收所述信号处理模块输出的自动调节音频信号的指令，并根据所述指令调节所述音频信号的音量；

模式库，与所述信号处理模块连接，用于预设音量的输出模式；

输入模块，与所述增益模块连接，用于预设输入的音频信号的输出模式；

输出模块，与所述增益模块连接，用于输出经过所述增益模块调节音量后的音频信号。

听音时，所述噪音采集模块实时采集周围环境中的噪音信号，并传递给所述信号处理模块，当采集的噪音信号达到音量调节阀值时，所述信号处理模块将当前模式下的输入音频信号与噪音信号进行听感分析计算，并生成自动调节指令来通知所述增益模块，从而达到音量分级调节；若周围环境中的噪音信号还未达到自动调节音量阀值，则所述信号处理模块将屏蔽周围环境中的噪音信号，通过所述输出模块正常输出音频信号。根据使用者对噪音的敏感程度不同，可通过所述模式库来预存多种听音模式，以满足多种听感的需求。

根据输入音频信号与采集的噪音信号之间预设的音量差值M的不同，所述模式库至少包括以下两种输出模式：安静模式和噪音模式，所述安静模式下，预设的差值为M1，所述噪音模式下，预设的差值为M3，M1＜M3；优选地，所述模式库还包括标准模式，所述标准模式下输入的音频信号与采集的噪音信号之间预设的音量差值为M2，M1＜M2＜M3。这种基于听感的音量调节装置，可根据需求，选择不同等级的自动调节，来达到不同的输出效果。

为方便设置所述M值，并预存在所述模式库中，所述装置还包括用于预设所述差值M的预设装置，其与所述模式库连接，用于调节所述各输出模式中预存的M值。

优选地，所述装置还包括音量调节器，其与所述信号处理模块连接，用于手动调节所述音频信号的输出音量。

本发明还提出一种基于听感的听音产品，所述产品内设置有所述基于听感的音量调节装置，比如MP3、收音机、手机、电视机等。

本发明还提出一种基于听感的音量调节方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：播放输入的音频，并采集周围的噪音信号；

步骤2：若噪音信号超过预设的阀值，则将噪音信号与播放的音频进行听感分析；

步骤3：若噪音信号与播放的音频的音量差值达到自动调节的阀值，则自动调节播放的音频的音量。

本发明提出的基于听感的音量调节装置和方法能够根据环境噪音自动调节输出音量的大小，还可预存多种自动调节模式在所述模式库中，以满足不同人群对听感的敏感程度的需求。所述调节装置可设置于多种听音设备中，故本发明还提出了一种使用该装置的听音产品。

附图说明

附图1为现有听音设备的模块连接示意图；

附图2为本发明的音量调节装置优选实施例的模块连接示意图；

附图3为本发明的音量调节装置优选实施例的工作流程示意图。

具体实施方式

参见图2所示，本发明的基于听感的音量调节装置包括：信号处理模块、噪音采集模块、增益模块、模式库、输入模块和输出模块；其中：信号处理模块用于将输入的音频信号与采集的噪音信号进行听感分析，并计算其音量的差值M，根据所述差值M生成自动调节音频信号的指令；噪音采集模块与所述信号处理模块连接，用于采集周围环境中的噪音信号，并将其传递给所述信号处理模块；增益模块与所述信号处理模块连接，用于接收所述信号处理模块输出的自动调节音频信号的指令，并根据所述指令调节所述音频信号的音量；模式库与所述信号处理模块连接，用于预设音量的输出模式；输入模块与所述增益模块连接，用于预设输入的音频信号的输出模式；输出模块与所述增益模块连接，用于输出经过所述增益模块调节音量后的音频信号。

所述噪音采集模块实时采集周围环境中的噪音信号，并将噪音信号传递给所述信号处理模块，当采集的噪音信号达到所述信号处理模块中预设的音量调节阀值时，所述信号处理模块将当前模式库下的输入音频信号与噪音信号进行听感分析计算，并生成自动调节指令来通知所述增益模块，使所述输出模块的输出音量增大或减小，以使听音者保持相同的听感，而不会受到环境噪音的影响。当周围环境中的噪音信号没有达到自动调节音量的阀值时，所述信号处理模块不进行听感分析，直接屏蔽周围环境中的噪音信号，如普通听音设备一样，通过输出模块正常输出音频信号。

这种音量调节装置可根据听感，自动调节输出音量的大小，以保持听音者能够听到始终与环境噪音保持设置差值的有用音频信息，而不会因为环境噪音的影响而影响听音效果。而且还可根据使用者对噪音的敏感程度不同，通过所述模式库来预存多种听音模式，以满足多种听感的需求。可广泛适用于收音机、CD、DVD、MP3、电视机、电脑等设备上。

在日常生活中，由于个体的差异，每个人对音频的敏感程度不同，若使输出的音频信号的音量始终与环境噪音保持一个设定的范围，无法满足个体的不同需求，所以在本发明中，还包括一个可设定多种听音模式的模式库。在所述模式库中，可根据输入的音频信号与采集的噪音信号之间预设的音量差值M设定多个输出模式。所述模式库至少包括以下两种输出模式：安静模式和噪音模式，所述安静模式下，预设的差值为M1，所述噪音模式下，预设的差值为M3，M1＜M3。差值M较小的安静模式，适用于对听感比较敏感的人群，或者是为了不影响其它人而需要将播放出来的音频音量调节得较小的场合；而噪音模式，则适用于对听感不太敏感的人群，比如老人，或是周围环境比较嘈杂的车站、商场等场合。

为了更快捷更细化地调节音量，所述模式库还可以包括标准模式，所述标准模式下输入的音频信号与采集的噪音信号之间音量的差值为M2，M1＜M2＜M3。这样可将这种基于听感的音量调节设置成三个不同的等级，以适应更多的人群和场合，而无需在环境或使用者改变时重新预设新的差值M来调整，可直接选择不同的等级来达到不同的输出效果。

所述装置还包括预设装置，其与所述模式库连接，用于调节所述模式库中各输出模式中预存的M值，并将其存在模式库中，以便调用。

所述装置还包括音量调节器，其与所述信号处理模块连接，与现有的手动调节音量的装置作用相同，用于调节所述音频信号的输出音量；所述装置还可包括开启和关闭所述噪音采集模块的开关，在不需要自动调整音量时，可关闭所示噪音采集模块的功能，以节省用电，同时还可延长所述噪音采集模块的使用寿命。

根据所示基于听感的音量调节装置，本发明还提出一种基于听感的听音产品，所述产品内设置有所述基于听感的音量调节装置，比如设置有本发明所示的音量调节装置的MP3、收音机、手机、电视机等音频产品。

本发明还包括一种基于听感的音量调节方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：播放输入的音频，并采集周围的噪音信号；

步骤2：若噪音信号超过预设的阀值，则将噪音信号与播放的音频进行听感分析；

步骤3：若噪音信号与播放的音频的音量差值达到自动调节的阀值，则自动调节播放的音频的音量。

当然该方法还可进一步扩展，比如进一步包括设定听音模块或周围环境的状态，或进一步包括开启采集噪音信号的开关等。在本发明的基于听感的音量调节装置的优选实施例中，其工作流程可参见图3，可包括如下步骤：

步骤1A：用户控制播放输入的音频；

步骤1B：用户设置音量模式，若不预设则默认开启预设的噪音模式，对环境音频进行采样；

步骤2A：将周围的噪音信号与预设的阀值进行比较；

步骤2B：：进行屏蔽效应的听感分析计算：若噪音信号高于预设的阀值，则计算噪音信号与播放的音频之间音量的差值M；若噪音信号低于预设的阀值，则屏蔽噪音信号；

步骤3A：若噪音信号与播放的音频的音量差值M达到噪音模式下的自动调节的阀值M3，则自动提高播放的音频的音量，使音量差值M保持在阀值M3以下。

当然，在外界噪音减小至低于预设的阀值时，噪音信号与播放的音频的音量差值M也会增大，当增大到M3时，可自动减小播放的音频的音量，以防止音量过大对他人造成干扰，这种模式适用于夜间看电视等场合。

本发明能够根据环境噪音自动调节输出音量的大小，还可在所述模式库中预存多种自动调节模式，可满足听感敏感程度不同的人群的需求，设计人性化。

Claims (8)

1.一种基于听感的音量调节装置，其特征在于：所述装置包括：

信号处理模块，将输入的音频信号与采集的噪音信号进行听感分析，并计算其音量的差值M，根据所述差值M生成自动调节音频信号的指令；

噪音采集模块，与所述信号处理模块连接，采集周围环境中的噪音信号，并将其传递给所述信号处理模块；

增益模块，与所述信号处理模块连接，接收所述信号处理模块输出的自动调节音频信号的指令，并根据所述指令调节所述音频信号的音量；

模式库，与所述信号处理模块连接，用于预设音量的输出模式；

输入模块，与所述增益模块连接，用于预设输入的音频信号的输出模式；

输出模块，与所述增益模块连接，用于输出经过所述增益模块调节音量后的音频信号。

2.如权利要求1所述的音量调节装置，其特征在于：根据输入音频信号与采集的噪音信号之间预设的音量差值M的不同，所述模式库至少包括以下两种输出模式：安静模式和噪音模式，所述安静模式下，预设的差值为M1，所述噪音模式下，预设的差值为M3，M1＜M3。

3.如权利要求2所述的音量调节装置，其特征在于：所述模式库还包括标准模式，所述标准模式下输入的音频信号与采集的噪音信号之间预设的音量差值为M2，M1＜M2＜M3。

4.如权利要求2所述的音量调节装置，其特征在于：所述装置还包括用于预设所述差值M的预设装置，其与所述模式库连接，用于调节所述各输出模式中预存的M值。

5.如权利要求1所述的音量调节装置，其特征在于：所述装置还包括音量调节器，其与所述信号处理模块连接，用于手动调节所述音频信号的输出音量。

6.如权利要求1所述的音量调节装置，其特征在于：所述装置还包括开启和关闭所述噪音采集模块的开关。

7.一种基于听感的听音产品，其特征在于：所述产品内设置有所述基于听感的音量调节装置。

8.一种基于听感的音量调节方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤1：播放输入的音频，并采集周围的噪音信号；

步骤2：若噪音信号超过预设的阀值，则将噪音信号与播放的音频进行听感分析；

步骤3：若噪音信号与播放的音频的音量差值达到自动调节的阀值，则自动调节播放的音频的音量。

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