CN104362994B - 一种具有消抖功能的机内通话器音量采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于机内通话器音量采集技术领域，特别涉及一种具有消抖功能的机内通话器音量采集方法。该具有消抖功能的机内通话器音量采集方法包括以下步骤：令j＝2,3,…，在第j个音量电压数据采集周期内，对机内通话器的音量电压数据进行一次采集；如果在第j个音量电压数据采集周期内采集的机内通话器的音量电压值处在任一个音量等级待变区，则机内通话器在第j个音量电压数据采集周期内的通话音量等级与机内通话器在第j‑1个音量电压数据采集周期内的通话音量等级相同；否则，根据第j个音量电压数据采集周期内采集的机内通话器的音量电压值处在的重新设置的音量等级转换区，确定机内通话器在第j个音量电压数据采集周期内的通话音量等级。

Description

一种具有消抖功能的机内通话器音量采集方法

技术领域

本发明属于机内通话器音量采集技术领域，特别涉及一种具有消抖功能的机内通话器音量采集方法，应用于飞机的机内通话器上。

背景技术

在飞机上，飞行员必须使用耳机进行空一地或地一空话音通信。如果使用传统电压采集调节音量的通话设备，音量旋钮调到某特定位置时，耳机中的声音在忽大忽小变化，那么会使飞行员难以听清具体的信息内容，影响整个飞行任务的执行，甚至影响飞机的安全飞行。此时，就需要采用消抖技术将音量固定，在通话设备工作期间，对采集电压的不稳定进行消抖处理，使其转换的音量值稳定，保证以此音量为参数的话音处理稳定。因此，音量电压采集消抖技术是机通话音通信中一项非常重要的技术。

传统的音量电压采集方法，是通过设置转换区实现转换处理，将机通采集的音量电压数据范围按照音量调节等级平均分配，通过比较所采集的电压值处于哪一级音量对应的数据范围，将其转换为对应的音量等级。但是机通在正常工作时，音量电压存在微小变化(处于一个小的波动范围之内)，并不是恒定不变的，所以采集的音量数据就不是定值，如果音量旋钮旋至某两个转换区临界处，此时采集的电压数据可能在这两个转换区之间变化，所转换的音量也就在两个音量值之间变化，对应的话音输出音量就会忽大忽小，无法听清。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的缺陷与不足，提出一种具有消抖功能的机内通话器音量采集方法，提高音量电压采集可靠性。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

一种具有消抖功能的机内通话器音量采集方法包括以下步骤：

步骤1，设置机内通话器的第1音量等级至第n音量等级，n为大于1的自然数；

步骤2，设置每个音量等级对应的音量等级转换区，第i音量等级对应的音量等级转换区表示为第i音量等级转换区，i取1至n；当i<n时，第i音量等级转换区的上界为第i+1音量转换区的下界；

步骤3，设置音量电压数据采集周期，在第1个音量电压数据采集周期内，对机内通话器的音量电压数据进行一次采集，找出第1个音量电压数据采集周期内采集的机内通话器的音量电压值所处在的音量等级转换区，根据找出的音量等级转换区，确定机内通话器在第1个音量电压数据采集周期内的通话音量等级；

步骤4，设置n-1个音量等级待变区，并重新设置第1音量等级转换区至第n音量等级转换区，音量等级待变区和重新设置的音量等级转换区交替分布；第1个重新设置的音量等级转换区的下界为步骤2中第1音量等级转换区的下界，第n个重新设置的音量等级转换区的上界为步骤2中第n音量等级转换区的上界；当i<n时，第i个音量等级待变区的下界小于或等于步骤2中第i个音量等级转换区的上界，第i个音量等级待变区的上界大于或等于步骤2中第i个音量等级转换区的上界；

令j＝2,3,…，在第j个音量电压数据采集周期内，对机内通话器的音量电压数据进行一次采集；如果在第j个音量电压数据采集周期内采集的机内通话器的音量电压值处在任一个音量等级待变区，则机内通话器在第j个音量电压数据采集周期内的通话音量等级与机内通话器在第j-1个音量电压数据采集周期内的通话音量等级相同；如果在第j个音量电压数据采集周期内采集的机内通话器的音量电压值处在任一个重新设置的音量等级转换区，则根据第j个音量电压数据采集周期内采集的机内通话器的音量电压值处在的重新设置的音量等级转换区，确定机内通话器在第j个音量电压数据采集周期内的通话音量等级。

本发明的特点和进一步改进在于：

在步骤4中，当i<n时，第i个重新设置的音量等级转换区的下界为步骤2中第i音量等级转换区的下界，第i个重新设置的音量等级转换区的上界为第i音量等级待变区的下界；第i音量等级待变区的上界为步骤2中第i音量等级转换区的上界；第n个重新设置的音量等级转换区为步骤2中第n个音量等级转换区。

在步骤3中，将音量电压数据采集周期设置为5ms(与***周期相同)。

在步骤2中，每个音量等级转换区具有相同的宽度，步骤2中每个音量等级转换区的宽度为：对应音量等级转换区的上界和下界的差的绝对值；

在步骤4中，每个音量等级待变区具有相同的宽度，每个音量等级待变区的宽度为：对应音量等级待变区的上界和下界的差的绝对值；每个重新设置的音量等级转换区具有相同的宽度，每个重新设置的音量等级转换区的宽度为：对应重新设置的音量等级转换区的上界和下界的差的绝对值。

所述步骤4中每个音量等级待变区的宽度与步骤2中每个音量等级转换区的宽度的比值在5％到15％之间。

在步骤2中，预先采集机内通话器在设定时间段内的音量电压数据，根据机内通话器在设定时间段内的音量电压数据，设置每个音量等级对应的音量等级转换区。

本发明的有益效果为：本发明无硬件开销、软件处理简单、不增加成本，提高话音清晰度且可靠性高。本发明的机通音量电压采集消抖设计方法，有效解决了硬件电路模块电压不恒定导致机通输出话音音量不稳定问题，在无硬件开销、软件处理简单、不增加成本的前提下，提高产品的性能。

附图说明

图1为本发明的一种具有消抖功能的机内通话器音量采集方法的流程图；

图2为本发明的具体实施例的语音采集电路硬件原理图；

图3为本发明的具体实施例的音量电压采集电路及对应CPU接口硬件原理图。

图4为现有方法中转换区设置的举例示意图。

图5为本发明中步骤4的音量等级待变区和重新设置的音量等级转换区的举例示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

参照图1，为本发明的一种具有消抖功能的机内通话器音量采集方法的流程图。该具有消抖功能的机通音量采集方法包括以下步骤：

步骤1，设置机内通话器的第1音量等级至第n音量等级，n为大于1的自然数。机内通话器的每个音量等级与机内通话器通话时的音量相对应，即可以根据机内通话器的音量等级确定机内通话器通话时的音量。

步骤2，预先采集机内通话器在设定时间段内的音量电压数据，根据机内通话器在设定时间段内的音量电压数据，设置每个音量等级对应的音量等级转换区，第i音量等级对应的音量等级转换区表示为第i音量等级转换区，i取1至n；当i<n时，第i音量等级转换区的上界为第i+1音量转换区的下界。每个音量等级转换区为一个正的数值区间，其上界表示对应数值区间内的最大值，其下界表示对应数值区间内的最小值。

步骤2中，第i+1音量转换区的下界大于第i音量等级转换区的下界，第i+1音量转换区的上界大于第i音量等级转换区的上界。在步骤2中，当得到机内通话器在设定时间段内的音量电压数据之后，根据机内通话器在设定时间段内的音量电压值的数值范围，来设置第n个音量等级转换区的上界以及第1个音量等级转换区的下界。

本发明实施例中，每个音量等级转换区具有相同的宽度，步骤2中每个音量等级转换区的宽度为：对应音量等级转换区的上界和下界的差的绝对值。步骤2中设置的音量等级转换区为现有技术中设置的音量等级转换区

步骤3，设置音量电压数据采集周期，在第1个音量电压数据采集周期内，对机内通话器的音量电压数据进行一次采集，找出第1个音量电压数据采集周期内采集的机内通话器的音量电压值所处在的音量等级转换区，根据找出的音量等级转换区，确定机内通话器在第1个音量电压数据采集周期内的通话音量等级(与找出的音量等级转换区对应的音量等级)，进而确定机内通话器在对应时间的通话音量。本发明实施例中，将音量电压数据采集周期设置为5ms(与***周期相同)。

步骤4，设置n-1个音量等级待变区，并重新设置第1音量等级转换区至第n音量等级转换区，音量等级待变区和重新设置的音量等级转换区交替分布。第1个重新设置的音量等级转换区的下界为步骤2中第1音量等级转换区的下界，第n个重新设置的音量等级转换区的上界为步骤2中第n音量等级转换区的上界；当i<n时，第i个音量等级待变区的下界小于或等于步骤2中第i个音量等级转换区的上界，第i个音量等级待变区的上界大于或等于步骤2中第i个音量等级转换区的上界；每个音量等级待变区为正的数值区间，其上界表示对应数值区间内的最大值，其下界表示对应数值区间内的最小值。每个重新设置的音量等级转换区同样为正的数值区间，其上界表示对应数值区间内的最大值，其下界表示对应数值区间内的最小值。本发明实施例中，第i个音量等级待变区的下界和上界不能同时等于步骤2中第i个音量等级转换区的上界。

作为本发明实施例的一种改进，在步骤4中，当i<n时，第i个重新设置的音量等级转换区的下界为步骤2中第i音量等级转换区的下界，第i个重新设置的音量等级转换区的上界为第i音量等级待变区的下界；第i音量等级待变区的上界为步骤2中第i音量等级转换区的上界；第n个重新设置的音量等级转换区为步骤2中第n个音量等级转换区。

作为本发明实施例的一种优选的实施方式，在步骤2中，每个音量等级转换区具有相同的宽度，步骤2中每个音量等级转换区的宽度为：对应音量等级转换区的上界和下界的差的绝对值。在步骤4中，每个音量等级待变区具有相同的宽度，每个音量等级待变区的宽度为：对应音量等级待变区的上界和下界的差的绝对值；每个重新设置的音量等级转换区具有相同的宽度，每个重新设置的音量等级转换区的宽度为：对应重新设置的音量等级转换区的上界和下界的差的绝对值。步骤4中每个音量等级待变区的宽度与步骤2中每个音量等级转换区的宽度的比值在5％到15％之间。

在步骤4中，当音量等级待变区和重新设置的音量等级转换区设置完成后，令j＝2,3,…，在第j个音量电压数据采集周期内，对机内通话器的音量电压数据进行一次采集；如果在第j个音量电压数据采集周期内采集的机内通话器的音量电压值处在任一个音量等级待变区，则机内通话器在第j个音量电压数据采集周期内的通话音量等级与机内通话器在第j-1个音量电压数据采集周期内的通话音量等级相同；如果在第j个音量电压数据采集周期内采集的机内通话器的音量电压值处在任一个重新设置的音量等级转换区，则根据第j个音量电压数据采集周期内采集的机内通话器的音量电压值处在的重新设置的音量等级转换区，确定机内通话器在第j个音量电压数据采集周期内的通话音量等级。这样，当对应的音量电压值从音量等级转换区转变至音量等级待变区时，说明与上一个音量电压数据采集周期相比，对应的音量电压值只发生了微小的变化，此时保持音量等级不变，可以避免话音输出音量忽大忽小。

下面以一个具体实施例对本发明进行说明：

该实施例中，机内通话器上设置有语音芯片、CPU和音量电压采集电路。

参照图2，为本发明的具体实施例的语音采集电路硬件原理图。语音芯片的型号为IDT821024PP，CPU的型号为STM32F407VGT，语音芯片的输入端(语音芯片的43管脚和44管脚)接入模拟语音信号，语音芯片和CPU形成双向通讯连接(通过语音芯片的26管、语音芯片的28管脚、CPU的82管脚和CPU的81管脚实现)。语音芯片接入模拟语音信号之后，将模拟语音信号进行数字化编码后，将经数字化编码后的数据发送至CPU，

最终在CPU中形成连续的语音数据。

参照图3，为本发明的具体实施例的音量电压采集电路及对应CPU接口硬件原理图。音量电压采集电路用于采集模拟语音数据对应的电压值，并将该电压值发送至CPU(利用CPU的56管脚接收)，CPU将接收到的电压值数字化，将电压值转变为对应的16进制数，CPU接收的电压值越大，则转变生成的16进制数越大。然后，CPU根据得出的16进制数，并按照本发明的方法，得出对应时间内机内通话器通话音量等级；根据数字化编码后的数据和对应时间内机内通话器通话音量等级，向语音芯片输出连续的语音数据以及对应的音量等级，语音芯片根据来自CPU的数据，确定向外输出语音的音量。需要说明的是，在该具体实施例中，对于步骤2中的音量等级转换区、步骤4中的音量等级待变区、步骤4中的重新设置的音量等级转换区，这三者的数字区间都以16进制数表示。

以下通过举例对现有方法和本发明进行对比说明：

参照图4，为现有方法中转换区设置的举例示意图。结合图4，在传统的机内通话器音量电压采集方法中，设置n个音量等级(对应图4中的音量1至音量n)，每个音量等级对应设置一个转换区，将CPU通过对采集的电压数据进行转换得出的16进制数记为采集值，则采集值与音量等级的关系为：

第1音量等级：0x0100＜采集值≤0x0300

第2音量等级：0x0300＜采集值≤0x0500

第3音量等级：0x0500＜采集值≤0x0700

第4音量等级：0x0700＜采集值≤0x0900

其中，0x表示16进制数。举例来说，当音量旋钮拧到某特定位置时，此时采集值约为0x0700，实测此瞬间音量电压为0.555V，但因机内通话器工作时，电压存在微小抖动，可能在0.551V到0.559V随机跳动，所以CPU采集到的音量数据值就有可能跳动，有时大于0x0700，有时小于0x0700，(实测范围为0x06f1～0x0708)从图3中可以看出转换的音量等级就有可能在音量3和音量4之间跳动，外在表现就是耳机输出话音的音量在变化，使用示波器观察输出波形的幅度忽大忽小，使用户无法听清楚。

参照图5，为本发明中步骤4的音量等级待变区和重新设置的音量等级转换区的举例示意图。结合图5，在本发明中，设置n个音量等级(对应图5中的音量1至音量n)，图5中，待变区i表示第i音量等级待变区，i取1至n。将CPU通过对采集的电压数据进行转换得出的16进制数记为采集值，则采集值与音量等级的关系为：

音量等级1：0x0100＜采集值≤0x0280

音量等级2：0x0300＜采集值≤0x0480

音量等级3：0x0500＜采集值≤0x0680

音量等级4：0x0700＜采集值≤0x0880

其中，0x表示16进制数。举例来说，当采集值约为0x0700时，实测此瞬间音量电压为0.555V，但因机内通话器工作时，电压存在微小抖动，可能在0.551V到0.559V随机跳动，所以CPU采集到的音量数据值就有可能跳动，有时大于0x0700，有时小于0x0700，(实测范围为0x06f1～0x0708)，则转换的音量等级就有可能在待变区3和第4重新设置的音量等级转换区之间跳动，当进入待变区3后，音量等级值不发生更改，所以音量不变，当进入第4重新设置的音量等级转换区后，音量等级值被写为4，再进入待变区3时，音量同样不重新改变，所以保证了音量不会发生改变。外在表现就是耳机输出话音的音量在不变化，使用示波器观察输出波形的幅度不变，用户耳机话音清楚。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种具有消抖功能的机内通话器音量采集方法，应用于机内通话器，所述机内通话器上设置有语音芯片、CPU和音量电压采集电路，其特征在于，

所述方法包括：

音量电压采集电路采集模拟语音数据对应的电压值，并将该电压值发送至CPU；CPU将接收到的电压值数字化，将电压值转变为对应的16进制数；CPU根据得出的16进制数，得出对应时间内机内通话器通话音量等级，进而根据数字化编码后的数据以及对应时间内机内通话器通话音量等级，向语音芯片输出连续的语音数据以及对应的音量等级；语音芯片根据来自CPU的数据，确定向外输出语音的音量；

其中，所述CPU得出对应时间内机内通话器通话音量等级，具体包括以下步骤：

步骤1，设置机内通话器的第1音量等级至第n音量等级，n为大于1的自然数；

步骤2，设置每个音量等级对应的音量等级转换区，第i音量等级对应的音量等级转换区表示为第i音量等级转换区，i取1至n；当i＜n时，第i音量等级转换区的上界为第i+1音量转换区的下界；

步骤3，设置音量电压数据采集周期，在第1个音量电压数据采集周期内，对机内通话器的音量电压数据进行一次采集，找出第1个音量电压数据采集周期内采集的机内通话器的音量电压值所处在的音量等级转换区，根据找出的音量等级转换区，确定机内通话器在第1个音量电压数据采集周期内的通话音量等级；

其中，所述音量电压数据采集周期为5ms；

步骤4，设置n-1个音量等级待变区，并重新设置第1音量等级转换区至第n音量等级转换区，音量等级待变区和重新设置的音量等级转换区交替分布；第1个重新设置的音量等级转换区的下界为步骤2中第1音量等级转换区的下界，第n个重新设置的音量等级转换区的上界为步骤2中第n音量等级转换区的上界；当i＜n时，第i个音量等级待变区的下界小于或等于步骤2中第i个音量等级转换区的上界，第i个音量等级待变区的上界大于或等于步骤2中第i个音量等级转换区的上界；

令j＝2，3，...，在第j个音量电压数据采集周期内，对机内通话器的音量电压数据进行一次采集；如果在第j个音量电压数据采集周期内采集的机内通话器的音量电压值处在任一个音量等级待变区，则机内通话器在第j个音量电压数据采集周期内的通话音量等级与机内通话器在第j-1个音量电压数据采集周期内的通话音量等级相同；如果在第j个音量电压数据采集周期内采集的机内通话器的音量电压值处在任一个重新设置的音量等级转换区，则根据第j个音量电压数据采集周期内采集的机内通话器的音量电压值处在的重新设置的音量等级转换区，确定机内通话器在第j个音量电压数据采集周期内的通话音量等级。

2.如权利要求1所述的一种具有消抖功能的机内通话器音量采集方法，其特征在于，在步骤4中，当i＜n时，第i个重新设置的音量等级转换区的下界为步骤2中第i音量等级转换区的下界，第i个重新设置的音量等级转换区的上界为第i音量等级待变区的下界；第i音量等级待变区的上界为步骤2中第i音量等级转换区的上界；第n个重新设置的音量等级转换区为步骤2中第n个音量等级转换区。

3.如权利要求1所述的一种具有消抖功能的机内通话器音量采集方法，其特征在于，在步骤2中，每个音量等级转换区具有相同的宽度，步骤2中每个音量等级转换区的宽度为：对应音量等级转换区的上界和下界的差的绝对值；

在步骤4中，每个音量等级待变区具有相同的宽度，每个音量等级待变区的宽度为：对应音量等级待变区的上界和下界的差的绝对值；每个重新设置的音量等级转换区具有相同的宽度，每个重新设置的音量等级转换区的宽度为：对应重新设置的音量等级转换区的上界和下界的差的绝对值。

4.如权利要求3所述的一种具有消抖功能的机内通话器音量采集方法，其特征在于，所述步骤4中每个音量等级待变区的宽度与步骤2中每个音量等级转换区的宽度的比值在5％到15％之间。

5.如权利要求1所述的一种具有消抖功能的机内通话器音量采集方法，其特征在于，在步骤2中，预先采集机内通话器在设定时间段内的音量电压数据，根据机内通话器在设定时间段内的音量电压数据，设置每个音量等级对应的音量等级转换区。