CN110536023A - 一种基于空间体积智能调节电子设备提示音的*** - Google Patents

Abstract

本发明所述的一种基于空间体积智能调节电子设备提示音的***，包括硬件部分与软件部分，所述的硬件部分包括：拾音器、数据存储单元、扬声器。所述的软件部分包括：波形转换模块、样本间距测量模块、空间体积测算模块、声波振幅筛分模块、合并分析模块。本发明针对现有技术的缺陷提出了一种自动执行音量调节方法，实现手机、电脑、PAD、智能机器人等工具的音量自动调节。本发明公开的软件***可以自动把设备的音量调整到与设备所在场合相适应的模式（音量大小），不会因为忘记人工调节音量而漏掉重要电话、短信等信息，也不会因为设备使用人忘记调节音量而在重要场合让手机等设备发出不和事宜的声音。

Description

一种基于空间体积智能调节电子设备提示音的***

技术领域

本发明涉及扬声器音量控制领域，尤其涉及一种可以根据电子设备（如手机、平板电脑等）所处空间的实际大小，对设备扬声器音量进行调节的智能***及其方法。

背景技术

如今，语音通信技术快速发展，手机、电脑、iPad、智能机器人等电子产品越来越多的应用于人们的生活工作当中，给人们的生活带来极大的便利。但是，在使用这些电子产品的时候，总有一些问题困扰着我们，例如屏幕蓝光对人视力的影响，扬声器发出的噪声对人听力的影响以及在实际操作中由于所处封闭空间的差异，电子设备的提示声音（特别是手机的提示音）不是凸显的过于响亮就是过于轻微，比如当会议结束，手机等产品的音量因为种种原因忘记恢复到有声状态，而错过重要信息；在安静的图书室，提示音量过大影响他人；在嘈杂的菜市场，提示音过小漏接电话、短信等信息；在会议场合，提示音不能发出。如此很多情况下，均需设备使用者手动调节音量或者手动转换场景模式来实现音量的改变，如果忘记操作这些工作，就会给使用者带来很多不便。而当前实现电子产品音量调节方法主要是：通过人为调节产品的音量按键或情景模式粗略的调整所需要的音量，操作烦琐，不够智能人性化。因此，需要一种解决上述问题的能够智能调节手机等电子设备音量的方法或***。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种能够随所处封闭空间体积的不同智能调节手机等电子设备提示音的音量大小的***。

本发明所述的一种基于空间体积智能调节电子设备提示音的***，包括硬件部分与软件部分，所述的硬件部分包括：拾音器、数据存储单元、扬声器。所述的软件部分包括：波形转换模块、样本间距测量模块、空间体积测算模块、声波振幅筛分模块、合并分析模块。

所述的一种空间体积测量及智能调节电子设备提示音的软件***，包括以下功能实现步骤：

S1、电子设备（手机）处于开机运行状态，拾音器在检测到周围封闭空间有声音发出时，激活整个软件***并持续接收周围封闭空间的声音，通过拾音器将声音的波信号转换成电信号；

S2、波形转换模块对接收的电信号，进行分析与处理，得到上述声音对应的声波的频率、振幅等波形数据；

S3、波形转换模块将对应声音的波形信息传递给样本间距测量模块和声音振幅筛分模块；

S4、样本间距测量模块对接收到的波形信息进行样本分组处理，将出现的第一组样本标记初始样本，将后续依次出现的三次与初始样本波形特征一致的样本分别标记为第二样本、第三样本和第四样本，并将四个样本（初始样本、第一样本、第二样本和第三样本）首先出现高峰的时间记录作为对应样本的接收时间；

S5、样本间距测量模块对标记的第二样本、第三样本和第四样本相交于初始样本的接收时间的时间间隔进行计算，将对应的时间间隔依次标记为第一时间间隔、第二时间间隔与第三时间间隔；

S6、样本间距测量模块将得到的第一时间间隔、第二时间间隔与第三时间间隔的数据传递至空间体积计算模块，空间体积计算模块接收到的第一时间间隔、第二时间间隔与第三时间间隔的时长分别乘以声音的传播速度得到第一距离、第二距离与第三距离；再将得到的三组距离值相乘，得到电子设备（如手机）所处空间的体积，将得到的空间体积作为基准值一存入到存储单元一内；

S7、声波振幅筛分模块对接收到的波形波信息进行分析与处理，筛选出高振幅波与低振幅波；再将筛选出的高振幅波筛选出高振幅波高密度区与高振幅波低密度区域；再将筛选出的低振幅波筛选出低振幅波高密度区与低振幅波低密度区；然后将筛选的高密度高振幅波以及高密度低振幅波作为空间的声波振幅基准值二存入存储单元二；

S8、声波振幅筛分模块将将筛分出的高密度振幅的波形和低密度高振幅波的波形进行合并，作为基准值三存入储存单元三内；

S9、合并分析模块从存储单元一、存储单元二以及存储单元三中读取存储的数据，经过分析处理后，对***的提示音音量进行实时调节；

S10、当电子设备（如手机）需要发出提示音是，按照S9已设定的音量值对扬声器发出相应的发声指令。

进一步的，所述的存储单元划分为存储单元一、存储单元二与存储单元三三个存储单位。

进一步的，所述的样本分组，以三个连续的波峰为一个样本；第一次接收到的声音波形的连续三个波峰为初始样本；第二次接收到的与初始样本波形特征相同的且连续的三个波峰为第二样本；第三次接收到的与初始样本波形特征相同的且连续的三个波峰为第三样本，第四次接收到的与初始样本波形特征相同的且连续的三个波峰为第四样本。

进一步的，所述的时间间隔按以下方法计算：第一时间间隔为第二样本接收时间减去初始样本接收时间、第二时间间隔为第三样本接收时间减去初始样本接收时间、第三时间间隔为第四样本接收时间减去初始样本接收时间。

进一步的，所述的声音传播速度为现有公知常识中的声音在近地面空气中的传播速度。

进一步的，所述的第二样本、第三样本与第四样本与初始样本具有相同的波频率，各个样本的波函数仅有振幅不同。

进一步的，所述的空间距离检测对封闭空间体积的检测不少于三次。以便于更加精确的判定封闭空间的体积（近似体积）。

对于本发明公开的内容，下面将进行一个更为详细的说明：

（1）拾音器检测到的所处封闭空间内一段声音的波形后，通过波形转换模块将该声音转换为波形作为初始样本，然后拾音器继续接收所处封闭空间的声音，由于在一般情况下，封闭空间内的声音是复杂的、多变的，所以拾音器收录的声音波形也是不断变化的，体现在波形图上就是一条连续的不断起伏的正弦波。由于封闭空间内的结构（如一间会议室的墙体等）对声音有反射作用，那么在检测初始样本之后的一定的时间内必然会接收到具有相同波函数的声波。当检测到第二次出现上述声音的波形时，将其储存为第二样本，初始样本与第二样本的间隔时间作为第一时间间隔值；第三次检测到出现上述声音的波形时，将其储存为第三样本，初始样本与第三样本的间隔时间作为第二时间间隔值；第四次检测到上述声音的波形时，将其储存为第四样本，初始样本与第四样本的间隔时间作为第三时间间隔值。然后根据声音在空气中的传播速度，样本间距测量模块根据物理公式：距离=速度乘以时间，结合声音在近地面的传播速度340m/s （空气，25℃）对第一时间间隔进行距离计算，对第二时间间隔进行距离计算，对第三时间间隔进行距离计算，得出三组拾音器接收到的与初始样本一致的声音与反射物（墙体）之间的距离数值，将这三个距离数值进行体积计算，便可以得出拾音器所在封闭空间的大致体积（或近似体积），上述的空间体积（近似体积）作为一种空间测量***的基准值一。同时，软件***的声波振幅筛分模块把拾音器传来的所有声音波形，以时间单位内的高振幅的波出现次数和低振幅的波出现次数进行统计，取出现次数多的波作为主要根据，软件***依据主要根据作为空间测量***的基准值二，软件***根据基准值一和基准值二对所述扬声器的音量进行调整。

（2）结合附图4，声音接收时间的计算方式如下：首先，假设拾音器到发声物体的距离为x1，反射墙面到发声物体的距离为x2，拾音器到反射墙面的距离为x0，声速为v，拾音器接收到发生装置的声音发出的时间为t1；声音到反射物的时间为t2。则有：x0=x1+x2，x1=v*t1,x2=v*t2,x0=(t1+t2)*v。可以得出：x0正比于（t1+t2），换而言之（t1+t2）就是声音在拾音器与反射墙面之间运行一次所花费的时间。若将t2看作一个基准，那么声音从墙体反射到拾音器位置所用的时间是t1+t2，例如拾音器与发声装置在同一位置（即t2=0），则反射声音到达拾音器所处位置的时间为t1。同理可以得出：t1+t2就是拾音器到反射物上以声速运动所需要的时间T。而这个时间T就是拾音器在接收到初始样本后再次接收到第一样本、第二样本、第三样本及第四样本的间隔时间。

（3）结合附图2，波形样本取样方法如下：从接收到声音的第一个波形开始，以一个时间单位内一定数量的单个波为样本进行记录，例如，以三个连续的波峰为一个样本单位，从第①个波峰开始记录，把前三个波峰记录为初始样本，波峰①、波峰②、波峰③。同样的，第二次记录样本，也是以连续的三个波峰为一个样本，从接收到的第二个波峰开始记录，即，第②个、第③个、第④个波峰记录为第二个样本，并与初始样本进行比较。第三次记录样本从第三个波峰开始记录，第③个波峰、第④个波峰、第⑤个波峰记录为第三个样本，并与初始样本进行比较，以此类推。经过比对，第四次样本的第④个波峰、第⑤个波峰、第⑥个波峰的间距与初始样本对应的第①个波峰、第②个波峰、第③个波峰的间距相等，并且，第四次样本的第①个波峰、第②个波峰、第③个波峰的高度比例与初始样本对应的第①个波峰、第②个波峰、第③个波峰的高度比例一致，但第四次样本三个波峰的高度均低于初始样本三个波峰的高度，因此把第四次样本定义为第二样本，即，第四次样本的第1个波峰对应初始样本的第1个波峰，第四次样本的第2个波峰对应初始样本的第2个波峰，第四次样本的第3个波峰对应初始样本的第3个波峰，就是说，第四次样本的三个波峰的比等于初始样本的三个波峰的比，均为波峰1:波峰2:波峰3。以此方法，找出第三样本、第四样本。以上样本取样时间依样本中最高振幅的波出现的时间为准。在选取样本时，所选取波形的声波频率与初始样本的声波频率相同，由于声音在传播过程中，特别是受到墙体的反射后，其能量会有所降低，表现在波形图上就是波峰（振幅）的改变。

（4）结合图1，声波振幅筛分模块的工作方法如下：声波振幅筛分模块接收到声波数据后，以单位时间长度分析声波的特点，筛分出高振幅波形和低振幅波形，高振幅波形再筛分出高密度高振幅波的波形和低密度高振幅波的波形，低振幅波形再筛分出高密度低振幅波的波形和低密度低振幅波的波形，再筛分出高密度高振幅波的波形和高密度低振幅波的波形传入波密度筛分组件，筛分选取出高密度振幅的波，供储存单元二和储存单元三备用。软件***经过比较，将高密度高振幅波的波峰和高密度低振幅波波的波峰进行比较，取高密度振幅的波峰作为主要根据，取低密度振幅的波峰作为次要根据，将主要根据的振幅值作为基准值二存入储存单元二备用。同时，将筛分出的高密度振幅的波形和低密度高振幅波的波形进行合并，作为基准值三存入储存单元三备用。关于基准值二：拾音器传给软件***的所有声音波形，按单位时间内出现的高振幅声波的数量进行计量，同时计量低振幅声波的数量，高振幅声波出现次数和低振幅声波出现次数进行统计计算，取出现次数多的声波振幅值作为主要根据，取出现次数少的声波振幅值作为次要根据，软件***依据主要根据作为空间测量***的基准值二。主要根据和次要根据是一对互相对比的数据，单位时间内取出现次数多的波为主要根据，取出现次数少的波为次要根据，即，单位时间内密度大的波为主要根据，密度小的波为次要根据。主要根据的具体值依高振幅集合中所有波的波峰高度的平均值和低振幅集合中所有波的波峰高度的平均值为准。

基准值一用于测量空间的大小，从而决定扬声器的最大音量值；基准值二测量这个空间的声音场景类别，比如会议、两人或多人谈话、工厂的机器声响等，这些声响声音的情况决定扬声器的最小音量值，以基准值二确定扬声器最低音量，是为便于突出提示音以提醒设备使用者；基准值三判断为会议模式后，扬声器音量被限定为不发声。

（5）结合图2，高振幅声波和低振幅声波划分依据为：时间单位内的最高振幅声波的高度值与最低振幅声波的高度值的差除以2，（最高振幅声波的高度值-最低振幅声波的高度值）÷2＋最低振幅声波值，得出的这个数值就是划分高振幅声波和低振幅声波的分界线。将声波波峰高度高于分界线的波归类到高振幅声波集合中，声波波峰高度低于分界线的波归类到低振幅声波集合中。声波振幅筛分组件得出的结果，即，基准值二用于限定扬声器音量的最小值。基准值二数值越小，扬声器音量越小。

（6）本发明中所设定的默认的场景模式分为三种：会议模式、室内模式、室外模式。

如图3所示，软件***在检测到所处空间为一个较小空间，并且有人不间断地说出话语，软件***便定义当前场景为会议模式，发出扬声器不发声响的指令，或者仅仅发出提示灯闪光的指令；

软件***在检测到所处空间为一个较小空间，并且一定时间未检测到人声，或者检测到多人的话语声，软件***便定义当前场景为室内模式，扬声器发出***规定的提示音音量，这个音量根据基准值二开始逐渐由小变大到基准值一规定的音量；

软件***在检测到所处空间为一个较大空间，软件软件***便定义当前场景为室外模式，最小提示音音量以基准值二为准开始变大，最大提示音音量不受限制，一直到扬声器硬件最大音量。例如在室外模式下，扬声器的音量由25%逐渐升高到100%，基准值二越大扬声器发出的声音最低音量越大。在室内模式下，扬声器的音量由1%逐渐升高到25%，但最低音量有基准值二决定。图5中的1%、25%、100%是本说明书为便于解释本发明所提出的数值，实际设计时，依实际要求设置即可。

（7）场景模式的判定条件：（1）会议模式：基准值一测量出拾音器所在空间体积为100m³～500m³，并且这个值久未改变，比如三分钟内未发生变化，基准值二的主要根据变动量在较小范围内波动。（2）室内模式：基准值一测量出拾音器所在空间体积为100m³～500m³，并且这个值久未改变，比如三分钟内未发生变化，基准值二的主要根据变动量在较大范围内波动。（3）室外模式：基准值一不能测量出拾音器所在空间体积，即，只检测到初始样本，未检测到其他样本。

当手机进入另外一个空间后，或者环境音发生变化后，因为***时时处于空间检测状态，当检测到空间发生变化后，***立即对声音***发出相应的指令，使手机在接收到新的来电、短信或者其他APP发来的信息声音时，发出适当音量的声响。这个提示声音既能提醒手机使用者，又不至于音量过小而未能通知到手机等设备使用者，也不至于音量过大而影响其他人。

基准值一发生变化或者基准值二发生变化，都会使软件***发出改变原来扬声器音量指令，即，当基准值一发生改变时，软件***改变最大提示音音量，当基准值二发生改变时，软件***改变最小提示音音量。

说明书附图:

图1：软件***各模块配合协作流程图；

图2：部分声音波形特征曲线；

图3：电子设备检测所处空间体积示意图；

图4：空间体积计算方式示意图；

图5：情景模式及音量调节范围示意图。

其中：1-发声物体，2-电子设备，3-拾音器。

具体实施方式

为便于理解本发明的目的、效果和技术方案，以下结合附图对具体实施例作进一步详细说明。本实施例仅用以解释本发明，不对本发明技术做任何限制。

结合图1-图5，当电子设备2（手机）处于开机运行状态，拾音器3在检测到周围封闭空间发声物体1有发出声音时，激活整个软件***并持续接收周围封闭空间的声音，通过拾音器3将声音的波信号转换成电信号；波形转换模块对接收的电信号，进行分析与处理，得到上述声音对应的声波的频率、振幅等波形数据；波形转换模块将对应声音的波形信息传递给样本间距测量模块和声音振幅筛分模块；样本间距测量模块对接收到的波形信息进行样本分组处理，将出现的第一组样本标记初始样本，将后续依次出现的三次与初始样本波形特征一致的样本分别标记为第二样本、第三样本和第四样本，并将四个样本（初始样本、第一样本、第二样本和第三样本）首先出现高峰的时间记录作为对应样本的接收时间；样本间距测量模块对标记的第二样本、第三样本和第四样本相交于初始样本的接收时间的时间间隔进行计算，将对应的时间间隔依次标记为第一时间间隔、第二时间间隔与第三时间间隔；样本间距测量模块将得到的第一时间间隔、第二时间间隔与第三时间间隔的数据传递至空间体积计算模块，空间体积计算模块接收到的第一时间间隔、第二时间间隔与第三时间间隔的时长分别乘以声音的传播速度得到第一距离、第二距离与第三距离；再将得到的三组距离值相乘，得到电子设备1（如手机）所处空间的体积，将得到的空间体积的值存入到存储单元一内；声波振幅筛分模块对接收到的波形信息进行分析与处理，筛选出高振幅波与低振幅波；再将筛选出的高振幅波筛选出高振幅波高密度区与高振幅波低密度区域；再将筛选出的低振幅波筛选出低振幅波高密度区与低振幅波低密度区；然后将筛选的高振幅波作为空间的声波振幅基准值存入存储单元二；声波振幅筛分模块将筛分出的高振幅波高密度区以及低振幅波高密度区的数据存入存储单元三内；合并分析模块从存储单元一、存储单元二以及存储单元三中读取存储的数据，经过分析处理后，对***的提示音音量进行实时调节；当电子设备1（如手机）需要发出提示音是，按照已设定的音量值对扬声器发出相应的发声指令。

本发明的有益之处在于：本发明针对现有技术的缺陷提出了一种自动执行音量调节方法，实现手机、电脑、PAD、智能机器人等工具的音量自动调节。本发明公开的软件***可以自动把设备的音量调整到与设备所在场合相适应的模式（音量大小），不会因为忘记人工调节音量而漏掉重要电话、短信等信息，也不会因为设备使用人忘记调节音量而在重要场合让手机等设备发出不和事宜的声音。

Claims (8)

1.一种基于空间体积智能调节电子设备提示音的***，包括硬件部分与软件部分，所述的硬件部分包括：拾音器（3）、数据存储单元、扬声器；所述的软件部分包括：波形转换模块、样本间距测量模块、空间体积测算模块、声波振幅筛分模块、合并分析模块。

2.一种空间体积测量及智能调节电子设备提示音的软件***，包括以下功能实现步骤：

S1、电子设备（2）（如手机）处于开机运行状态，拾音器（3）在检测到周围封闭空间有发声物体（1）发出声音时，激活整个软件***并持续接收周围封闭空间的声音，通过拾音器（3）将声音的波信号转换成电信号；

S2、波形转换模块对接收的电信号，进行分析与处理，得到上述声音对应的声波的频率、振幅等波形数据；

S3、波形转换模块将对应声音的波形信息传递给样本间距测量模块和声音振幅筛分模块；

S4、样本间距测量模块对接收到的波形信息进行样本分组处理，将出现的第一组样本标记初始样本，将后续依次出现的三次与初始样本波形特征一致的样本分别标记为第二样本、第三样本和第四样本，并将四个样本（初始样本、第一样本、第二样本和第三样本）首先出现高峰的时间记录作为对应样本的接收时间；

S5、样本间距测量模块对标记的第二样本、第三样本和第四样本相交于初始样本的接收时间的时间间隔进行计算，将对应的时间间隔依次标记为第一时间间隔、第二时间间隔与第三时间间隔；

S6、样本间距测量模块将得到的第一时间间隔、第二时间间隔与第三时间间隔的数据传递至空间体积计算模块，空间体积计算模块接收到的第一时间间隔、第二时间间隔与第三时间间隔的时长分别乘以声音的传播速度得到第一距离、第二距离与第三距离；再将得到的三组距离值相乘，得到电子设备（1）（如手机）所处空间的体积，将得到的空间体积作为基准值一存入到存储单元一内；

S7、声波振幅筛分模块对接收到的波形波信息进行分析与处理，筛选出高振幅波与低振幅波；再将筛选出的高振幅波筛选出高振幅波高密度区与高振幅波低密度区域；再将筛选出的低振幅波筛选出低振幅波高密度区与低振幅波低密度区；然后将筛选的高密度高振幅波以及高密度低振幅波作为空间的声波振幅基准值二存入存储单元二；

S8、声波振幅筛分模块将将筛分出的高密度振幅的波形和低密度高振幅波的波形进行合并，作为基准值三存入储存单元三内；

S9、合并分析模块从存储单元一、存储单元二以及存储单元三中读取存储的数据，经过分析处理后，对***的提示音音量进行实时调节；

S10、当电子设备（1）（如手机）需要发出提示音是，按照S9已设定的音量值对扬声器发出相应的发声指令。

3.根据权利要求1所述一种基于空间体积智能调节电子设备提示音的***，其特征在于，所述的存储单元划分为存储单元一、存储单元二与存储单元三三个存储单位。

4.根据权利要求2所述一种基于空间体积智能调节电子设备提示音的***，其特征在于，所述的样本分组，以三个连续的波峰为一个样本；第一次接收到的声音波形的连续三个波峰为初始样本；第二次接收到的与初始样本波形特征相同的且连续的三个波峰为第二样本；第三次接收到的与初始样本波形特征相同的且连续的三个波峰为第三样本，第四次接收到的与初始样本波形特征相同的且连续的三个波峰为第四样本。

5.根据权利要求2所述一种基于空间体积智能调节电子设备提示音的***，其特征在于，所述的时间间隔按以下方法计算：第一时间间隔为第二样本接收时间减去初始样本接收时间、第二时间间隔为第三样本接收时间减去初始样本接收时间、第三时间间隔为第四样本接收时间减去初始样本接收时间。

6.根据权利要求2所述一种基于空间体积智能调节电子设备提示音的***，其特征在于，所述的声音传播速度为现有公知常识中的声音在近地面空气中的传播速度。

7.根据权利要求2所述一种基于空间体积智能调节电子设备提示音的***，其特征在于，所述的第二样本、第三样本与第四样本与初始样本具有相同的波频率，各个样本的波函数仅有振幅不同。

8.根据权利要求2所述一种基于空间体积智能调节电子设备提示音的***，其特征在于，所述的空间距离检测对封闭空间体积的检测不少于三次，以便于更加精确的判定封闭空间的体积（近似体积）。