CN101461255A - 调节音量以防止听觉损失或损伤的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于限制由音频播放器驱动的音频输出装置所产生的声压级的技术和装置。在播放时，音频播放器监视音频输出装置的当前声压级，并且对其进行响应，通过控制生成的音频信号的输出电平限制声压级，以降低由过大的音量引起的听觉损失。

Description

调节音量以防止听觉损失或损伤的方法和设备

技术领域

本发明涉及音频播放器，更具体地涉及用于调整音频播放器的音量的音频重现设备。

附图说明

参考随后结合附图进行的具体描述，本发明可以得到最好的理解。

图1示出根据本发明的音频播放器的一个实施例的示意图。

图2示出根据本发明的音频播放器的音量控制装置的一个实施例的更详细示意图。

图3示出根据本发明的用于音频输出装置的示例插头的音频输出装置连接器的一个实施例的示意图。

图4示出根据本发明的配置为连接音频播放器和音频输出装置的现有的三导体插头的适配器的一个实施例的示意图。

图5示出由根据本发明的音频播放器调节向音频输出装置提供的音频信号的音量的方法的一个实施例的流程图。

图6示出根据本发明的音频播放器的一个实施例的示意框图，其允许手动和/或自动输入灵敏度数据而无需外部导体和/或电阻器。

图7示出根据本发明的连接到具有IC芯片的音频输出装置的音频播放器的实施例。

图8示出根据本发明的能够调节来自音频播放器的音频信号的音量的音频输出装置的实施例。

背景技术

近来，便携式音频系统，例如CD、MP3、MD以及媒体播放器变得普及，特别是由于技术的发展使得这些系统体积更小同时功能更强大。这些便携式音频系统通常通过诸如耳塞、耳机等音频输出装置播放例如音乐。这些输出装置为欣赏音乐而不打扰旁边的人提供一种便捷的途径。

随着最近便携式音频系统的普及度迅速增加，许多多用户也变得习惯于用耳机或耳塞较长时间地收听大音量的音乐。然而，过长时间地收听大音量的音乐可能导致暂时或甚至是永久的听觉损失或损伤。

在嘈杂环境中，收听者趋向于将音量设定得更高以阻挡外界噪声。例如，在诸如地铁站、飞机上和拥挤的地方的过分嘈杂的环境中，用户通常将音频输出音量设定的足够高以克服背景噪声。由于听众感知的声音的响度(loudness level)与背景噪声级别和声音输出装置的声压级(SPL，soundpressure level)相关，因此在高外界噪声下以较高的音量设定收听音乐可能会最终导致听觉损伤或损失。

为了克服外界噪声的问题，开发了噪声消除耳机以将背景噪声降低到一定程度。尽管这种耳机在一定程度上降低了外界噪声，但是它们通常不允许自动调节由用户设定的音量以降低听觉损伤或损失的风险。此外，这些耳机趋向于体积大、不方便并且昂贵，因此，不适合用作便携式音频装置。

作为解决上述问题的另一方案，便携式音频播放器的生产商开发了当音量达到危险的高等级时警告用户或限制输出音量的安全电路。这种安全电路通过将音频播放器的输出电功率限制在可接受的程度内限制输出音量，以允许用户收听音乐而不严重地损害听觉。然而这种方案对于希望自己控制音量的用户而言不是优选的。此外，简单地限制音频播放器的输出电功率对于具有不同灵敏度(定义为在特定功率输入时产生的声压级)的不同耳机而言很可能无效。事实上，由于听觉损失与输出声压级和收听时间有关，因此限制音频播放器的输出电功率不能与防止听觉损伤或损失直接相关。

发明内容

本发明涉及一种能够根据音频输出装置的声压级调节通过音频输出装置输出的音量的音频播放器。所述音频播放器通过监视向音频输出装置提供的音频信号的输出电平结合音频输出装置的灵敏度值来监视音频输出装置的声压级。音频播放器根据监视的声压级控制音量(即由音频输出装置产生的声压级)。

在一个实施例，提供一种音频播放器，包括音量调节单元、输出适配器以及音量限制单元。音量调节单元配置为控制输出音频信号的输出电平。输出适配器配置为向音频输出装置提供输出音频信号。音量限制单元配置为通过调节音量调节单元限制由音频输出装置产生的音频音量。

在另一个实施例，提供一种音频播放器，包括音量调节单元和输出适配器。音量调节单元配置为控制输出音频信号的输出电平。输出适配器配置为向音频输出装置提供输出音频信号。音频播放器配置为通过监视音频输出装置的声压级限制音频输出装置产生的音频音量。

在另一实施例，提供一种用于音频播放器的音频输出装置，包括输入适配器、扬声器以及音量控制单元。输入适配器配置为接收音频信号。扬声器配置为将音频信号转换为声音。音量控制单元配置为监视音频信号并控制向扬声器提供的音频信号的输出电平。

在另一实施例，提供一种控制媒体播放器的输出音量的方法，包括：(i)确定向音频输出装置提供的音频信号的输出电平；(ii)监视由媒体播放器根据输出电平驱动的音频输出装置所产生的声压级；以及(iii)作为对声压级的监视的响应控制音频信号的输出电平。

在另一个实施例，提供一种计算机可读介质，用于存储当由媒体播放器执行时使得媒体播放器执行控制媒体播放器的输出音量的方法的指令。所述方法包括：(i)作为对由媒体播放器生成的输出音频信号的响应，监视由耦合到媒体播放器的音频输出装置产生的声压级；以及(ii)作为对声压级的监视的响应控制输出音频信号的输出电平。

具体实施方式

在随后的描述中阐述了各个实施例的具体细节。然而明显地，可能不需要某些或全部的这些具体细节而实现本发明的各个实施例。在其他情况下，没有详细描述公知的处理步骤以免不必要地遮盖本发明。

图1示出了音频播放器的一个实施例。音频播放器100包括音频处理单元120、存储装置130和音量控制装置140。音频播放器100可以是可连接到例如耳塞、耳机等音频输出装置的能够播放具有音频内容的媒体文件的任何媒体播放器，例如便携式CD播放器、卡带播放器、MD播放器、便携式媒体播放器、MP3播放器、MP3蜂窝电话等。音频播放器100在存储装置130存储各种媒体文件，例如音乐文件、视频文件、音频文件等，存储装置130可位于音频播放器100内或可移除地连接到音频播放器100，并包括存储卡、卡带、致密盘、光盘等。

来自存储装置130的媒体文件提供到音频处理单元120，音频处理单元120是配置为处理和播放媒体文件的处理器。在播放媒体文件时，处理文件的音频部分以生成音频信号。具体地，音频处理单元120从媒体文件生成音频信号并将音频信号发送到音量控制装置140。音量控制装置140根据可由用户输入配置的音量控制音频信号的输出电平(即，功率)，并用于根据有关连接到音频播放器100的音频输出装置的信息限制音频输出装置的音量。接着音频信号提供到将音频信号转换为声音的音频输出装置，例如扬声器、耳塞、耳机等。

图2示出音频播放器100的音量控制装置140的一个实施例的更详细的示意图。音量控制装置140包括音量调节单元202、放大器204、音频输出装置连接器208以及音量限制单元206。音量调节单元202从音频处理单元120接收音频信号以控制音频信号的输出电平。音频信号包括左和右声道信号214和216，在常用的立体声系统的情况下，分别提供到音频输出装置的左和右声道。作为对例如用户对音量调节键或旋钮的操作以设定音频播放器100的音量的响应，音量调节单元202通过调节向放大器204传递并最终向音频输出装置提供的输出电功率控制输出电平。

为了放大输入的音频信号，放大器204具有指示输入到放大器204的信号的功率和由放大器204放大的信号的功率之间的比的恒定放大系数(例如增益)。按照放大系数，放大器204从音量调节单元202接收左和右声道信号214和216并放大到人耳可听到的水平。放大后的左和右声道信号接着提供到插口(socket)形式的音频输出装置连接器208，音频输出装置连接器208向具有可插入音频输出装置连接器208的插头的音频输出装置提供接口。另外，放大器204向音量限制单元206提供放大后的信号以确定经由音频输出装置连接器208向音频输出装置提供的输出电功率。

音频输出装置连接器208配置为包括一个或更多个导体，例如线、接触部等，以提供与音频输出装置的插头中对应导体的电气接触。与现有的通常具有三个导体(两个导体用于左和右声道信号，另一个用于接地导体)的音频输出装置连接器不同，音频输出装置连接器208配置为具有4个导体：分别用于左和右声道信号214和216的两个导体222和224、接地导体226、以及附加导体220。音频输出装置连接器中的附加导体220配置为向音量限制单元206提供指示音频输出装置的一个或更多个电气特性(例如灵敏度和/或阻抗数据)的电气数据信号218。电气特性数据可以包括例如与导体220接触的音频输出装置的灵敏度和阻抗之一或其两者。

根据接收的电气数据信号和向音频输出装置传递的输出电功率，音量限制单元206确定并监视音频输出装置的声压级。在灵敏度数据的情况下，耳机的灵敏度定义为在特定输入电功率下产生的声压级，并且可以用耳机在1mW的输入电功率下产生的实际声压级的dB数代表。由此，可通过向耳机施加1mW并利用具有内置麦克风的虚拟头部(dummy head)测量听筒产生的声压级确定耳机的灵敏度。音频输出装置生产商通常在产品包装的说明书中指明其产品的灵敏度等级。根据一个实施例，灵敏度在生产阶段记录或存储在音频输出装置内，并且在音频输出装置的插头插入以接触音频播放器100的音频输出装置连接器208中的导体220时，由音频播放器100检测。

参照图2，音量限制单元206确定向音频输出装置传递的输出电功率。输出电功率可以以各种方式利用硬件软件或其组合确定。例如，可通过测量与从放大器204向音量限制单元206提供的音频信号相关联的电压和电流确定输出电功率。左和右声道信号的每个包络代表与声道信号相关联的电压电平，以使得电压值可直接通过检测声道信号的包络获得。为了确定与声道信号关联的电流，可在放大器204和音频输出装置之间插入具有已知的较小阻值的电阻器并测量该电阻器上的电压。由此，通过将测得的电压和电流相乘以获得声压级，音量限制单元206可确定输出电功率。在另一方面，如果灵敏度或其他参数定义为特定电压电平处的声压级的比例而不是输出电功率，则可直接从灵敏度和电压获得声压级，由于阻抗随着频率的变化所导致的误差边界很小。

在电气数据是音频输出装置的阻抗值的情况下，音量限制单元206可通过利用音频输出装置的电压和阻抗值确定输出电功率而无需知道电流值。阻抗值可以以各种方法获得，例如通过在音频输出装置的电气数据中包括阻抗值或经由音频播放器100的输入装置(未示出)手动地输入阻抗值。在一个实施例中，放大器204通常包括非零但已知的阻抗，以使得可通过利用音频输出装置的阻抗值并考虑到放大器的已知阻抗来确定输出电功率。

当确定了传递到音频输出装置的输出电功率，音量限制单元206从电气数据和输出电功率确定音频输出装置的声压级。例如，可根据输出电功率和对dB级别和正常级别之间的微小单位变化(minor unit)的灵敏度估计声压级。在一个实施例，由于声压级与流过音频输出装置的音圈的电流成比例并且电流与输出电功率的方根相关，因此根据输出电功率的方根值计算声压级。

音量限制单元206在运行中连续地监视音频输出装置的声压级，并根据对在一段时间由所监视的音频输出装置的声压级可能引起的听觉损失或损伤程度的估计限制声压级。为了对听觉损失的程度建模，由于听觉损失或损伤可通过一次暴露(exposure)于过大的声音以及在过长的时间内连续地暴露于不同音量的声音下造成，音量限制单元206监视用户暴露于声压级的时间。由此，音量限制单元206对各个时间段内的声压级积分(例如，取平均)，并监视每段时间内的积分的声压级，即，声压级的时间平均值，是否大于或等于每个时间段的阈值声压级。当一段时间的积分的声压级超出规定等级时，音量限制单元206生成控制信号210并提供到音量调节单元202，以通过调节传递到音频输出装置的输出电功率控制或限制音频输出装置的音量。音量限制单元206还可通过生成听觉警报或在音频播放器100的显示单元(未示出)上显示警告消息生成警报信号212以提醒用户，使得用户能够手动地限制音量。在一个实施例中，表1提供触发音量限制单元206生成控制信号和/或警报信号212的积分的声压级和暴露时长的一些实例。

表1

 

积分SPL(dB)	暴露时长
		85	8小时
88	4小时
		91	2小时
94	1小时
		97	30分钟
100	15分钟
		103	7.5分钟
106	3.75分钟(<4分钟)
		109	1.875分钟(<2分钟)
112	0.9375分钟(<1分钟)
		115	0.46875分钟(<30秒)

从表1可见，对于85dB SPL之上每3dB，不生成指示耳聋危险的听觉损失指数(index)的允许暴露时间将减半。音量限定单元206根据听觉损失指数生成控制信号210，并向音量调节单元202发送控制信号210，以通过调节向音频输出装置传递的输出电功率控制或限制音频信号的输出电平。音量限制单元206还可通过生成听觉警报或在音频播放器100的显示单元(未示出)上显示警报消息生成警报信号212以提醒用户，使得用户可手动地限制音量。例如，当表1的左列的积分SPL保持大于或等于表1的右列的暴露时长时，音量限制单元206可向音量调节单元202发送控制信号210或生成警报信号212。由此，可防止用户过长时间地暴露于高音量。音量限制单元206可以以硬件和软件和其组合的形式实现。

图3示出用于音频输出装置300的插头302的音频输出装置连接器208的一个实施例的示意图。音频输出装置300包括耦合于将左和右声道信号转换为声音的左和右音频扬声器312和314的插头302。插头302包括4个导体304、306、308和310：用于分别向左和右音频扬声器312和314传递左和右声道信号214和216的左和右声道导体304和306，用于提供接地连接的接地导体310，以及用于提供与音频输出装置300有关的电气数据信号的附加导体308。4个导体304、306、308和310配置为分别与音频输出装置连接器208的对应的4个导体222、224、220和226接触。左和右声道信号214和216分别经由导体304和306发送到音频输出装置300的左和右扬声器312和314。与用于采用3导体的立体声音频输出装置的现有3导体插头不同，通过将现有的3导体插头的接地导体分割为两个导体接地导体310和附加导体308，本实施例中的插头302提供额外的导体。

在音频输出装置300的附加导体308和接地导体310之间，具有与音频输出阻值300的灵敏度对应的预定阻值R的电阻器320。根据本实施例，由于每个产品，即音频输出装置300，可能具有每个产品都不同的唯一灵敏度值，优选地在产品生产阶段测量音频输出装置300的灵敏度。通过在导体308和310之间连接具有与灵敏度对应的阻值的电阻器320，可将阻值记录在音频输出阻值300中。电阻器320可在音频输出装置300的生产过程的最终组装阶段安装在音频输出装置300的电路中。

音量限制单元206读取音频输出装置300的电阻值R以接收音频输出装置300的灵敏度。为了读出电阻器320的电阻值R，例如，音频播放器100可测量接触导体308的引线318的电压以及流过连接到耦合于导体308的线路318的线路的电流。由此，音量限制单元206获得音频输出装置300的灵敏度，以估计音频输出装置300的声压级。

根据本发明的音频输出装置300覆盖各种类型的装置，例如耳机、耳塞，听筒、立体声耳机、入耳式耳塞或头戴式耳机，但不限于这些。音频输出装置300包括从媒体播放器接收音频信号的靠近耳朵的任意对换能器以将音频信号转换为听觉声波，但不限制音频输出装置的具体类型。

在一个实施例中音频播放器100还可以与具有现有的3导体插头的音频输出装置一起使用。在此情况下，由于不存在附加导体，这种音频输出装置的电阻值R接近于零，音频播放器100可使用默认灵敏度值作为音频输出装置的灵敏度。为了与现有的不具有附加导体的音频输出装置一起使用，具有附加导体的适配器可插在音频播放器和音频输出装置之间。用户可选择与音频输出装置的灵敏度对应的适配器。音频输出装置300的生产商可销售这种适配器作为音频输出装置300的附件。

图4示出配置为将音频播放器100和音频输出装置的现有的3导体插头连接的适配器400的一个实施例的示意图。与图3的插头302类似，适配器400包括音频输出插口412和具有4个导体404、406、408和410的插头402。适配器400的插头402适用于插入图2中的音频播放器100的音频输出连接器208，以使得导体404、406、408和410分别接触对应的导体222、224、220和226。与图3的音频输出装置300类似，具有电阻值R的电阻器420置于导体408和接地导体410之间。电阻器420的电阻值R根据适于插入音频输出插口412的音频输出装置的灵敏度预先配置。音频输出装置的灵敏度在适配器400的生产阶段测量，并且对应的3导体音频输出装置和具有与测得的灵敏度对应的电阻值的电阻器420置于导体408和410之间。

为了与现有的3导体音频输出装置一起使用，音频输出插口412包括可连接到现有的3导体音频输出装置的插头的三个输出导体或引线414、416和418。输出导体或引线414和416向现有的音频输出装置传递左和右声道信号，而输出导体或引线418向现有的音频输出装置提供接地连接。由此，现有的3导体音频输出装置可经由包括指示现有的音频输出装置的灵敏度的电阻器R的适配器400连接到图2所示的音频播放器100。

图5示出通过音频播放器100调节向音频输出装置提供的音频信号的输出电平的方法的一个实施例的流程图。开始在操作510，音频播放器100输出音频信号并监视从音频播放器100向音频输出装置传递的输出电功率。如上所述，音频播放器100的输出电功率可通过测量与向音频输出连接器208提供的音频信号相关联的电压值和电流值并将其相乘得到。可替换地，给定音频输出装置300的阻抗，音频播放器100利用电压和阻抗值确定输出电功率。

接着，在操作520，音频播放器100接收音频输出装置的灵敏度值，例如，通过读取置于音频输出装置中的、可直接连接于音频播放器100的电阻器来接收。可替换地，3导体音频输出装置可经由适配器400连接到音频播放器100，适配器400具有指示连接到适配器400的音频输出装置的灵敏度的电阻器。在操作530，音频播放器100利用在操作510和520获得的输出电功率和灵敏度确定音频输出装置的声压级(SPL)。

在操作540，在监视经由音频输出连接器向音频输出装置提供的声压级的同时，音频播放器100在预定时间段内对声压级积分。如果在操作550音频播放器100确定声压级不高于预定阈值，则流程返回操作540以继续对声压级积分。然而，如果在操作550音频播放器100确定声压级大于预定阈值，则向音量调节单元202提供控制信号210以限制电输出功率。在此操作中，音量调节单元202降低向放大器提供的电输出功率。可选地，音频播放器100还可显示或发出警报信号以提醒用户应当降低音量。

尽管音频播放器100从音频输出装置接收灵敏度值，但是音频播放器100可手动地从用户或经由计算机接收音频输出装置的灵敏度值。图6示出音频播放器600的一个实施例的示意框图，其允许手动和/或自动输入灵敏度数据而无需外部导体和/或电阻器。音频播放器600包括CPU626、存储器628、I/O单元630、接口单元632以及无线通信单元634，均耦合到总线636以向音量限制单元206提供音频输出装置的灵敏度数据。在一个实施例中，音频播放器600允许用户经由例如小键盘、键盘等的I/O单元输入在音频输出装置的说明书或手册中提供的电气规范数据618(例如音频输出装置的灵敏度或阻抗)。在此配置中，音频播放器600可在中央处理单元(CPU)626的控制下提供适当的菜单以便于用户输入音频输出装置的灵敏度值。电气规范数据618接着存储在存储器628，提供到音量限制单元以控制输出音量。

在可替换实施例中，接口单元632提供到例如个人计算机的外部装置的连接，以从该外部装置接收音频输出装置的电气数据。接口单元632还可包括用于短距离通信的通信模块，例如蓝牙、ZigBee、红外或RF通信以及例如通用串行总线(USB)的电缆连接。用户可利用计算机的输入装置(例如键盘)输入音频输出装置的电气数据618，并将该信息下载到存储器628，以使得音频播放器600在确定音频输出装置的声压级时可使用该信息。为了接收电气数据，外部计算机和音频播放器600可执行由音频输出装置的生产商提供的应用程序。

在另一实施例中，电气数据618可经由远程连接从生产商的服务器输入。例如，音频播放器600的用户可登录由生产商提供的因特网网站并点击菜单以经由接口单元632将音频输出装置的电气规范信息例如灵敏度、阻抗等下载到音频播放器600上。下载的电气规范数据接着存储在存储器628中，例如DRAM、闪存等。音量限制单元206读取存储的电气数据618以按照上述方式估计声压级。

无线通信模块634允许音频播放器600与例如GSM、CDMA等的移动通信网络通信。例如，具有MP3播放功能的蜂窝电话可装备这种模块。在此情况下，电气数据618直接下载到存储器628而无需经由接口单元632连接到外部计算机。例如，音频播放器600利用无线通信模块634经由移动通信网络从生产商的服务器接收包括一个或更多个音频输出装置的全部电气数据的配置文件。配置文件可由用户操作预先下载或在将特定类型的音频输出装置插入音频播放器时下载。用户可选择下载由生产商提供的一个音频输出装置或全部音频输出装置的特定配置文件。下载的配置文件存储在存储器628中，并由音量限制单元206读取以计算对应的音频输出装置的声压级。所述配置文件包括各种类型的电气数据，例如灵敏度、阻抗等。

可替换地，配置文件可以通过当音频输出装置连接到音频播放器时检测插入到音频输出连接器208的音频输出装置的类型以即插即用方式下载。为了识别音频输出装置，音频输出装置向音频播放器600提供识别信息以允许音频播放器检测音频输出装置的类型。例如，可选择图3中的具有4个导体的音频输出装置100中的电阻器320，以指示音频输出装置的类型或型号名称而不是仅仅指示灵敏度。音频播放器600通过读取电阻器的电阻值检测插入到音频输出连接器208的音频输出装置的类型。音量限制单元206接收识别信息(例如音频输出装置的型号名称)并确定与音频输出装置对应的配置文件是否存储在存储器628中。如果配置文件存储在音频播放器600的存储器628中，则音量限制单元206利用配置文件中的灵敏度和/或阻抗数据确定音频输出装置的声压级。

如果与插入的音频输出装置对应的配置文件未存储在存储器628中，则用户可触发音频播放器600以启动利用无线通信单元634下载配置文件的过程。通过音频播放器600经由移动通信网络向生产商的服务器发送请求消息，音频播放器600还可启动下载过程而无需用户的触发或输入动作。在接收配置文件之后，音频播放器600开始进行上述的音频控制过程。

在一个实施例中，音频输出装置可包括用于提供电气数据的IC芯片(例如IC存储芯片)。图7示出连接到具有IC芯片708的音频输出装置702的音频播放器100的一个实施例。IC芯片(例如IC存储芯片)存储电气数据，例如灵敏度、型号、阻抗、效率以及涉及音频输出装置702的其它信息。音频输出装置702包括配置为从IC芯片708向音频播放器100提供电气数据的插头704。插头704包括图3所示的4个导体304、306、308和310。在所述4个导体中，两个导体304和306从音频播放器100向扬声器706传递音频数据，一个导体301提供接地连接。导体308配置为接触导体220，以从IC芯片708向音频播放器100的音量限制单元208提供电气数据。音频播放器100可利用本领域技术人员已知的各种方法读取IC芯片中的特征信息。音频播放器100进行如以上参照图2到图6描述的操作以防止听觉损失或损伤。

在另一实施例，通过采用数字接口协议，例如通用串行总线(USB)链接，或者通过采用无线接口连接，例如蓝牙、ZigBee、HDMI(高分辨率多媒体接口协议)、HDCP(高带宽数字内容保护协议)等，音频播放器100和音频输出装置702可包括无线通信功能。在此情况下，音频播放器100可经由无线连接与音频输出装置702通信以获得音频输出装置702的电气数据。例如，在具有数模转换器(DAC)的USB耳机的情况下，音频播放器100可在向音频输出装置702发送要播放的音频数据的同时从音频输出装置702接收灵敏度数据。

在另一实施例中，音频输出装置自身可包括音量限制单元以调节音频输出装置的声压级。图8示出能够调节来自音频播放器100的音频信号的输出电平的音频输出装置802的实施例。在此情况下，音频输出装置802连接到与现有的音频播放器相同的具有3接触引线的音频播放器100。音频输出装置802包括用于提供到音频播放器100的连接接口的插头804。插头804具有用于与音频播放器100中的对应导体接触的3个导体。在这3个导体中，如上所述，两个导体从音频播放器100向扬声器808传递音频数据，一个导体提供接地连接。

音频输出装置802包括耦合在插头804和扬声器808之间的、用于将人耳听到的声压级调节到预定范围内的音量限制单元806。音量限制单元806执行与参考图2描述的音量限制单元206类似的功能。但是，在此情况下，音量限制单元806可直接存储并获得音频输出装置802的灵敏度。例如，音量限制单元806利用与来自音频播放器100的音频信号关相联的电压和电流测量从音频播放器100传递的输入电功率。音量限制单元806还利用输入电功率和灵敏度确定声压级。如同参考图2到图5所描述的，音量限制单元806对声压级积分，以通过调节人耳将听到的SPL控制或限制向扬声器808提供的输出电平。

Claims (59)

1、一种音频播放器，包括：

音量调节单元，配置为控制音频信号的输出电平；

输出适配器，配置为向音频输出装置提供音频信号；以及

音量限制单元，配置为通过调节所述音量调节单元限制由音频输出装置产生的输出电平。

2、根据权利要求1所述的音频播放器，其中所述音量限制单元根据音频输出装置的声压级限制输出电平。

3、根据权利要求1所述的音频播放器，其中所述音量限制单元接收关于音频输出装置的电气特性的信息。

4、根据权利要求1所述的音频播放器，其中所述音量限制单元确定与所述音频信号相关联的电功率。

5、根据权利要求1所述的音频播放器，其中所述音量限制单元生成向音频调节单元提供的控制信号以限制输出电平。

6、根据权利要求2所述的音频播放器，其中所述音量限制单元在一定时间段内对所述声压级积分；以及

根据从积分的声压级导出的预定音频暴露限制调节音量控制单元以限制音频信号的输出电平。

7、根据权利要求6所述的音频播放器，其中当所述积分的声压级超出预定水平时，音量限制单元生成向音量调节单元提供的控制信号。

8、根据权利要求7所述的音频播放器，其中所述音量调节单元根据控制信号控制音频信号的输出电平。

9、根据权利要求3所述的音频播放器，其中所述音量限制单元利用关于音频输出装置的电气特性的信息监视声压级。

10、根据权利要求3所述的音频播放器，其中所述音量限制单元配置为经由所述输出适配器接收关于音频输出装置的电气特性的信息。

11、根据权利要求3所述的音频播放器，其中所述关于电气特性的信息是通过读取所述音频输出装置中的电阻器的电阻值获得的。

12、根据权利要求3所述的音频播放器，还包括配置为提供到外部装置的连接的接口单元。

13、根据权利要求12所述的音频播放器，其中所述音量限制单元配置为经由所述接口单元从外部装置接收关于音频输出装置的电气特性的信息。

14、根据权利要求1所述的音频播放器，其中所述音频输出装置是耳机。

15、根据权利要求1所述的音频播放器，其中所述音频输出装置是耳塞。

16、一种音频播放器，包括：

音量调节单元，配置为控制音频信号的输出电平；以及

输出适配器，配置为向音频输出装置提供音频信号，

其中所述音频播放器配置为通过监视音频输出装置的声压级限制音频输出装置产生的输出电平。

17、根据权利要求16所述的音频播放器，其中所述音频播放器生成提供到音量调节单元的控制信号以限制所述输出电平。

18、根据权利要求16所述的音频播放器，其中所述音频播放器在一定时间段内对声压级积分；以及

根据从积分的声压级导出的预定音频暴露限制调节音量控制单元以限制音频信号的输出电平。

19、根据权利要求16所述的音频播放器，其中所述音频播放器配置为接收指示音频输出装置的电气特性的信号以限制所述输出电平。

20、根据权利要求19所述的音频播放器，其中所述音频播放器根据所述信号确定输出的音频信号的声压级。

21、根据权利要求19所述的音频播放器，其中所述电气特性包括音频输出装置的灵敏度值。

22、根据权利要求19所述的音频播放器，其中所述信号是通过读取音频输出装置中的电阻器的电阻值获得的。

23、根据权利要求19所述的音频播放器，其中所述电气特性包括与音频输出装置相关联的阻抗值。

24、根据权利要求16所述的音频播放器，其中所述输出适配器包括至少三个导体。

25、根据权利要求16所述的音频播放器，其中所述音频输出装置是耳机。

26、根据权利要求16所述的音频播放器，其中所述音频输出装置是耳塞。

27、根据权利要求19所述的音频播放器，其中所述音频播放器配置为经由所述输出适配器接收所述信号。

28、一种用于音频播放器的音频输出装置，包括：

输入适配器，配置为接收音频信号；

扬声器，配置为将所述音频信号转换为声音；以及

音量控制单元，配置为根据扬声器产生的声压级控制向所述扬声器提供的音频信号的输出电平。

29、根据权利要求28所述的音频输出装置，其中所述音频控制单元根据所述声压级限制扬声器产生的输出电平。

30、根据权利要求28所述的音频输出装置，其中所述音频输出装置利用音频输出装置的灵敏度值确定音频信号的声压级。

31、根据权利要求28所述的音频输出装置，其中所述音频输出装置在一定时间段内对声压级积分；以及

根据从积分的声压级导出的预定音频暴露限制调节所述音量控制单元以限制音频信号的输出电平。

32、根据权利要求30所述的音频输出装置，还包括：

存储器，配置为存储所述音频输出装置的灵敏度值。

33、根据权利要求30所述的音频输出装置，其中所述灵敏度值是通过读取所述输入适配器中的电阻器的电阻值获得的。

34、根据权利要求28所述的音频输出装置，其中所述输入适配器包括至少三个导体。

35、根据权利要求28所述的音频输出装置，其中所述音频输出装置是耳机。

36、根据权利要求28所述的音频输出装置，其中所述音频输出装置是耳塞。

37、一种控制媒体播放器的音量的方法，包括：

确定向音频输出装置提供的音频信号的输出电平；

监视根据输出电平由所述媒体播放器驱动的所述音频输出装置产生的声压级；以及

作为对声压级的监视的响应控制音频信号的输出电平。

38、根据权利要求37所述的方法，其中所述输出电平是根据对从监视的音频输出装置的声压级导致的听觉损失程度的估计来限制的。

39、根据权利要求37所述的方法，其中所述监视声压级的操作包括确定声压级是否超出预定声压级。

40、根据权利要求39所述的方法，其中所述控制音频信号的输出电平的操作包括如果声压级超出预定声压级，则降低音频信号的输出电平。

41、根据权利要求37所述的方法，还包括：

接收代表音频输出装置的电气特性的电气信号。

42、根据权利要求41所述的方法，其中所述声压级是根据音频信号的输出电平结合音频输出装置的电气特性来监视的。

43、根据权利要求37所述的方法，其中所述声压级在一定时间段内被积分并且音频信号的输出电平是根据从积分的声压级导出的预定音频暴露限制而限制的。

44、根据权利要求37所述的方法，还包括：

为用户生成警报信号。

45、根据权利要求41所述的方法，其中所述电气特性包括音频输出装置的灵敏度值。

46、根据权利要求41所述的方法，其中所述电气特性是通过读取音频输出装置中的电阻器的电阻值获得的。

47、根据权利要求41所述的方法，其中所述电气信号是从连接到所述媒体播放的外部装置获得的。

48、根据权利要求37所述的方法，其中所述音频输出装置是耳机。

49、根据权利要求37所述的方法，其中所述音频输出装置是耳塞。

50、一种计算机可读介质，用于存储当由媒体播放器执行时使得媒体播放器执行控制媒体播放器的输出音量的方法的指令，所述方法包括：

作为对由媒体播放器生成的输出音频信号的响应，监视由耦合到所述媒体播放器的音频输出装置产生的声压级；以及

作为对声压级的监视的响应控制输出音频信号的输出电平。

51、根据权利要求50所述的计算机可读介质，其中所述监视声压级的操作包括确定所述声压级是否超出预定声压级。

52、根据权利要求50所述的计算机可读介质，其中所述控制输出电平的操作包括如果声压级超出预定声压级，则向下调节输出音频信号的输出电平。

53、根据权利要求50所述的计算机可读介质，其中所述声压级在一定时间段内被积分并且音频信号的输出电平是根据从积分的声压级导出的预定音频暴露限制而限制的。

54、根据权利要求50所述的计算机可读介质，其中所述方法还包括：

接收指示音频输出装置的电气特性的输入数据。

55、根据权利要求54所述的计算机可读介质，其中所述声压级是根据音频信号的输出电平结合音频输出装置的电气特性来监视的。

56、根据权利要求50所述的计算机可读介质，其中所述方法还包括：

为用户生成警报信号。

57、根据权利要求53所述的计算机可读介质，其中所述输入数据包括音频输出装置的灵敏度值。

58、根据权利要求50所述的计算机可读介质，其中所述音频输出装置是耳机。

59、根据权利要求50所述的计算机可读介质，其中所述音频输出装置是耳塞。

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