CN101431317B - 一种户外有声设备的音量调节系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适应环境背景噪声的户外有声设备音量调节系统及方法，通过背景噪声监测模块实时检测背景噪声，在背景噪声超过设定的阈值且时间长度达到一定值后，音量控制模块自动地进行有声设备的音量调整，克服了户外有声设备不能实时调节音量的缺陷，使得户外有声设备可以适应复杂多变的噪声环境，满足不同环境下规定的声音控制标准，起到户外有设备的传播作用。

Description

一种户外有声设备的音量调节系统及方法

技术领域

本发明涉及户外有声设备技术领域，特别涉及一种户外有声设备的音量调节系统及方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高和户外有声设备对人们影响力的提高，各种有声设备出现在我们的周围，这其中包括户外移动电视、有声广告机、固定广播设备等等。这些设备可能位于公共交通工具(如汽车、出租车)、电梯等移动载体上，也可能位于某些商业区、居民区的显眼位置，或者一些重要的路口。

在现有技术中，目前以上所述的有声设备基本上是安装时根据经验设定音量，定期由维护人员进行音量调节或者重新设定，不能根据背景情况实时调节音量，使得这些设备的音量调节在适应环境噪声方面，存在下列问题：(1)环境噪声大的情况下，根本听不清楚广播内容；(2)环境安静的情况下，广播声音本身又成为噪音。

发明内容

为克服现有技术中户外有声设备的音量不能自动、实时调节的缺陷，本发明提供了一种户外有声设备音量调节系统和方法。

根据本发明的第一方面，提供一种户外有声设备音量调节系统，包括：

背景噪声监测模块：实时检测背景噪声，记录背景噪声数值；

音量控制模块：当所述背景噪声监测模块记录的背景噪声数值超过设定的阈值，且时间长度达到一定值后，自动地进行所述户外有声设备的音量调整。

所述的一种户外有声设备音量调节系统，还可以包括：

设定背景噪声场景模块：通过人工方式或智能方式设定背景噪声场景；

时间区段选取背景噪声阈值设定模块：根据时间区段，结合背景噪声场景，提取背景噪声标准值和舒服可听声音的百分比值；

场景信息和区段信息存储模块：接收和存储所述背景噪声标准值和所述舒服可听声音的百分比值；

声音输出控制模块：根据实时监测的背景噪声、所述背景噪声标准值和所述舒服可听声音的百分比值，控制输出音量。

其中，所述声音输出控制模块中，将背景噪声监测模块监测到的噪声值作为匹配对象，将所述背景噪声场景作为第一级索引，时间区段作为第二级索引，查找背景噪声标准值及舒服可听声音的百分比值，控制输出音量。

其中，输出音量Vout通过以下公式得到：

Vout＝V+(V-noise[S][T][0])*noise[S][T][1]

其中，背景噪声标准值和舒服可听声音的百分比值是以三维数组noise[S][T][P]表示的，V表示实测背景噪声，S表示场景，T表示时间区段，P取值为0和1，P取0表示存储背景噪声值，P取1表示舒服可听声音的百分比值。

根据本发明的另一方面，提供一种户外有声设备音量调节方法，包括：

步骤110)、实时检测背景噪声，记录背景噪声数值；

步骤120)、当所述背景噪声数值超过设定的标准阈值，且时间长度达到一定值后，自动地进行有声设备的音量调整。

所述的一种户外有声设备音量调节方法，其中，步骤110)还可以包括：

步骤210)、通过人工或者智能方式设定背景噪声场景；

步骤220)、根据时间区段，结合背景噪声场景，提取背景噪声标准值和舒服可听声音的百分比值作为背景噪声阈值；

步骤230)、监测背景噪声，记录背景噪声数值；

同时，步骤120)进一步包括：根据步骤210)中设定的背景噪声场景、步骤220)中选取的背景噪声阈值和步骤230)中记录的背景噪声数值，控制输出音量。

控制输出音量包括：监测背景噪声，并将所述背景噪声作为匹配对象，将所述背景噪声场景作为第一级索引，时间区段作为第二级索引，查找背景噪声阈值，控制输出音量。

其中，输出音量Vout通过以下公式得到：

Vout＝V+(V-noise[s][t][0])*noise[s][t][1]

其中，背景噪声标准值和舒服可听声音的百分比值是以三维数组noise[S][T][P]表示的，V表示实测背景噪声，S表示场景，T表示时间区段，P取值为0和1，P取0表示存储背景噪声值，P取1表示舒服可听声音的百分比值。

通过应用本发明，克服了户外有声设备不能实时调节音量的缺陷，使得户外有声设备可以适应复杂多变的噪声环境，满足不同环境下各种规定的声音控制标准，起到户外有声设备的传播作用。

附图说明

图1是户外有声设备音量调节系统组成图

图2是一种户外广告机的应用场景

具体实施方式

户外有声设备可能位于交通工具(如汽车、出租车)、电梯等移动载体上，也可能位于商业区、居民区的显眼位置，或者一些重要的路口。在这些地方，背景噪声因为不同时间和不同情况会有很大的不同。在现有技术中，采用设定好的音量进行播放，定期由维护人员进行音量调节或者重新设定，不能根据背景情况实时调节音量，使得在环境嘈杂的情况下，根本听不清楚声音内容，而在环境变得安静时，播放的声音本身又成为噪音。

本发明的第一实施例包括背景噪声监测模块与音量控制模块。背景噪声监测模块实时检测背景噪声，记录背景噪声数值，根据具体的环境和要求，其中，当实时检测背景噪声的时候，检测间隔可以为毫秒级，也可以为秒级或者分钟级。音量控制模块根据背景噪声监测模块记录的背景噪声数值，在背景噪声超过某个设定的阈值且时间长度达到一定值后，自动地进行有声设备的音量调整，使其到达一个舒适可听的音量范围。根据不同时段对时间的敏感度要求，时间长度可以自行设定，例如，白天可以设置时间长度较短一点，夜间可以设置较长一点。

一般地，在不同的工作场景和不同的时段，设定的阈值可以依据不同的背景噪声标准值，以得到舒适可听声音为准。本实施例将依据表1的背景噪声标准值(标准阈值)和测量的背景噪声值的变化进行调整。具体到实际安装有声设备的场景，需要实际测量后对下面的背景噪声值作修正，使其到达一个合理范围。

表1背景噪声标准值(标准阈值)

工作场景	白昼(等效声级dBA)	夜间(等效声级dBA)
			特别安静区	50	40
居民区/文教区	55	45
			混杂区(居民、商业、工业)	60	50
工业区	70	55
			道路交通两侧区	75	60

舒适可听声音的百分比值一般以在广告机周围1-2米范围内能够清楚地听懂声音内容为好(一般在+/-10dB范围内调整)，但不限制对于特殊环境和特殊人群的的特别音量要求。

从而，当户外有声设备处在嘈杂的环境中，周边的行人或乘客能够清楚听到声音内容，而在夜晚或者其它的较为安静环境下，采用静音或低音措施，做到不影响别人而正常播放。这样可以适应复杂多变的噪声环境，满足不同环境下规定的声音控制标准，也可以起到户外有设备应该起到的传播作用。

本发明还可以通过设定背景噪声场景与选取时间区段综合计算所需的输出音量，来控制音量输出。

如图1所示，本发明的另一实施例包括：设定背景噪声场景模块、时间区段选取背景噪声阈值设定模块、场景信息和区段信息存储模块、背景噪声监测模块、声音输出控制模块，还有声音输出设备。

设定背景噪声场景模块是指由人工或者智能方式设定背景噪声场景，其中人工方式是指人工设定户外有声设备工作时的背景噪声场景，即将户外有声设备放到工作环境中由安装调试人员根据之前收集的数据值或者经验值设定；智能方式是指在户外有声设备内部监测背景噪声状况，利用人工智能自学习进行模式匹配，设定户外有声设备的工作场景；户外有声设备智能设定工作场景背景噪声时，将户外有声设备放置到工作环境中之后，首次使用时采用缺省工作场景模式，之后户外有声设备实时采集工作场景数据，存储一定长时间的采集数据(例如一天、一周、一个月或者更长时间，随需要的精准程度而定)，按照噪声情况设定多种场景模式，并将采集到的数据做平均，平均值确定为所述户外有声设备所设定的工作场景的噪声值，然后对检测结果进行匹配，将户外有声设备调整到匹配的场景模式；其中人工模式和智能模式可以通过户外有声设备上的按键、按钮或触摸屏选择设定。如果采取人工模式的方法，则将需要在户外有声设备内部预制数种场景模式，以便于选择设定。

时间区段选取背景噪声阈值模块：在户外有声设备内部设置时钟(该时钟与标准时间的偏差在一定容许范围内)，区分节假日与正常工作日，并将每目24小时分成不同的时间区段；之后根据多次检测的数据或者经验数据为每个区段设定不同的背景噪声标准值和舒服可听声音的百分比值，将设定值存储；最后在实际检测到背景噪声后，根据时间区段，并结合背景噪声场景，从存储内容中提取背景噪声标准值和舒服可听声音的百分比值。上述存储内容是通过实际环境中多次试验而得或者是之前所测数据经验值，这些数据存储于户外有设备内部，而且在必要的情况下可以修改、重新设定。

场景信息和区段信息存储模块是指户外有声设备内部的数据存储模块，用来接收和存储通过设定背景噪声场景模块得到的场景模式和通过时间区段选取背景噪声阈值模块得到的背景噪声标准值和舒服可听声音的百分比值。

背景噪声监测模块是指由背景噪声监测部件监测、采集背景噪声，并将采集到的噪声值输出给声音输出控制模块。

声音输出控制模块，包括：将背景噪声监测模块监测到的噪声值作为比较匹配对象，依据前述所设定的背景噪声场景作为第一级索引，时间区段作为第二级索引，查找背景噪声阈值及舒服可听声音的百分比值，通过公式进行计算，设背景噪声值和舒服可听声音的百分比值是以三维数组noise[S][T][P]表示的，其中S表示场景，T表示时间区段，P取值为0和1，其中P取0表示要存储背景噪声值，P取1表示舒服可听声音的百分比值，若当前场景为s，时间区段为t，实测背景噪声为V，则计算输出音量Vout：

Vout＝V+(V-noise[s][t][0])*noise[s][t][1]    (1)

根据计算出的当前应该输出的音量，控制声音输出部件调节音量。

下面结合一个具体应用场景说明适应背景噪声的户外有声设备音量的调节。如图2所示，本实施例提供的一个诸如播音设备或者移动电视的广告机应用场景：广告机1位于居民区，而广告机2位于铁道的交通路口。广告机1设定的背景噪声场景是居民区，广告机2设定的背景噪声场景是交通嘈杂区。假定时间区段按照2小时为一段，则一天24小时分成12个时间区段，根据环境噪声监测数据分别设定分贝值，例如居民区的时间区段设定为0点-2点：40分贝，2点-4点：40分贝，4点-6点：45分贝，诸如此类，并设定交通嘈杂区的时间区段背景噪声值，二者也可以通过智能采集、积累，确定背景噪声值。

正常运行之后，背景噪声监测装置定期(假定为10s)对背景噪声进行数据采样，并根据背景噪声和设定值进行比较，计算出声音输出值。假定居民区的广告机在上午10点钟检测到背景噪声是70分贝，而场景即为居民区，背景噪声设定值查询为60分贝，令舒服感觉声音百分比是60％，则根据上述方式(1)计算得到输出音量为76分贝，于是由声音控制输出装置控制音量调节，将其输出音量设定为76分贝，从而完成广告机的背景噪声监测控制过程，达到适应环境背景噪声的目的。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，并且在应用上可以延伸到其他的修改、变化、应用和实施例，同时认为所有这样的修改、变化、应用、实施例都在本发明的精神和范围内。

Claims (4)

1.一种户外有声设备音量调节系统，包括：

背景噪声监测模块，用于实时检测背景噪声，记录背景噪声数值；

音量控制模块，用于当所述背景噪声监测模块记录的背景噪声数值超过设定的阈值，且时间长度达到一定值后，自动地进行所述户外有声设备的音量调整；

设定背景噪声场景模块，用于通过人工方式或智能方式设定背景噪声场景；

时间区段选取背景噪声阈值设定模块，用于根据时间区段，结合背景噪声场景，提取背景噪声标准值和舒服可听声音的百分比值；

场景信息和区段信息存储模块，用于接收和存储所述背景噪声标准值和所述舒服可听声音的百分比值；

声音输出控制模块，用于根据实时监测的背景噪声、所述背景噪声标准值和所述舒服可听声音的百分比值，控制输出音量；

其中，所述声音输出控制模块中，将背景噪声监测模块监测到的噪声值作为匹配对象，将所述背景噪声场景作为第一级索引，时间区段作为第二级索引，查找背景噪声标准值及舒服可听声音的百分比值，控制输出音量。

2.权利要求1所述的系统，其中，输出音量Vout通过以下公式得到：

Vout＝V+(V-noise[S][T][0])*noise[S][T][1]

其中，背景噪声标准值和舒服可听声音的百分比值是以三维数组noise[S][T][P]表示的，V表示实测背景噪声，S表示场景，T表示时间区段，P取值为0和1，P取0表示存储背景噪声值，P取1表示舒服可听声音的百分比值。

3.一种户外有声设备音量调节方法，包括：

步骤110)、实时检测背景噪声，记录背景噪声数值；

步骤120)、当所述背景噪声数值超过设定的标准阈值，且时间长度达到一定值后，自动地进行有声设备的音量调整；

其中，步骤110)还可以包括：

步骤210)、通过人工或者智能方式设定背景噪声场景；

步骤220)、根据时间区段，结合背景噪声场景，提取背景噪声标准值和舒服可听声音的百分比值作为背景噪声阈值；

步骤230)、监测背景噪声，记录背景噪声数值；

同时，步骤120)进一步包括：根据步骤210)中设定的背景噪声场景、步骤220)中选取的背景噪声阈值和步骤230)中记录的背景噪声数值，控制输出音量；

所述控制输出音量包括：监测背景噪声，并将所述背景噪声作为匹配对象，将所述背景噪声场景作为第一级索引，时间区段作为第二级索引，查找背景噪声阈值，控制输出音量。

4.权利要求3所述的方法，其中，输出音量Vout通过以下公式得到：

Vout＝V+(V-noise[s][t][0])*noise[s][t][1]

其中，背景噪声标准值和舒服可听声音的百分比值是以三维数组noise[S][T][P]表示的，V表示实测背景噪声，S表示场景，T表示时间区段，P取值为0和1，P取0表示存储背景噪声值，P取1表示舒服可听声音的百分比值。

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