CN101883164A - 音量增益自适应装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及了一种音量增益自适应装置及方法，该装置包括声音传送装置，用于接收外界的声音信号S1并输出；音量增益控制装置，用于接收到声音传送装置输出的声音信号S1并对该声音信号S1进行处理，得到第二声音信号S2并输出；声音接收装置，用于接收经音量增益控制装置输出的第二声音信号S2；当声音信号S1大于-15分贝且小于0分贝时，将声音信号S1衰减，得到第二声音信号S2，并输出给声音接收装置。该装置及方法可以根据声音发送者发送出的声音信号的大小自动改善接收声音信号者接收到的声音信号忽大忽小的情况。
Description
技术领域
本发明涉及一种音量增益自适应装置及方法。
背景技术
随着无线通讯的发展，全球移动电话用户越来越多，用户对移动电话的要求已不仅满足于通话，而且要能够提供高质量的通话效果，尤其是目前移动多媒体技术的发展，移动电话的通话质量更显重要。
目前，当用户用手机拨打电话时，由于信号时好时坏，时大时小或者接听电话者将手机远离或者靠近头部，会使得接听电话者接听到的声音忽大忽小，影响通话质量。
因此，有必要提供一种音量增益自适应装置及方法，其可以根据传送出来的声音信号的大小来自动调节接收者接收到的声音的大小，自动改善接受者接收到的声音忽大忽小的情况，从而提高通话质量。
发明内容
本发明需解决的技术问题是提供一种音量自适应装置及方法，该装置及方法可以根据声音发送者发送出的声音信号的大小自动改善接收声音信号者接收到的声音信号忽大忽小的情况。
根据上述需解决的技术问题，设计了一种音量增益自适应装置，该装置包括
声音传送装置，用于接收外界的声音信号S1并输出；
音量增益控制装置，用于接收到声音传送装置输出的声音信号S1并对该声音信号S1进行处理，得到第二声音信号S2并输出；
声音接收装置，用于接收经音量增益控制装置输出的第二声音信号S2；
当声音信号S1大于-15分贝且小于0分贝时，将声音信号S1衰减，得到第二声音信号S2，并输出给声音接收装置；
当声音信号S1小于-15分贝且大于-40分贝时，将声音信号S1增大，得到第二声音信号S2，并输出给声音接收装置；
当声音信号S1小于或等于-40分贝时，对声音信号S1不做处理，直接得到第二声音信号S2，即第二声音信号S2等于声音信号S1，并输出给声音接收装置。
优选的，当输入信号S1大于-15分贝且小于0分贝时，第二声音信号
S2＝(S1-30)/3，输入信号S1的信号衰减量G2为10^((S2-S1)/20)；
当输入信号S1大于-40分贝且小于-15分贝时，第二声音信号
S2＝(3×S1-30)/5，输入信号S1的信号增大量G1为10^((S2-S1)/20)。
优选的，该音量增益自适应装置还包括噪声检测装置，该噪声检测装置用于判断声音接收装置周围是否存在噪声信号N，并检测声音接收装置周围的噪声信号N的大小，根据检测到的噪声信号N大小调节第二声音信号S2，得到第三声音信号S3并将该第三声音信号S3传送给声音接收装置。
优选的，当噪声检测装置检测到的噪声信号N小于-40分贝时，对第二声音信号S2不做处理，得到第三声音信号S3；
当噪声检测装置检测到的噪声信号N大于-40分贝且小于0分贝时，对第二声音信号S2进行放大得到第三声音信号S3，
S3＝S2×(1-9×N/40)。
本发明还提供了一种音量增益自适应方法，该方法用于音量自适应装置，该装置包括该装置包括声音传送装置，用于接收外界的声音信号S1并输出；音量增益控制装置，用于接收到声音传送装置输出的声音信号S1并对该声音信号S1进行处理，得到第二声音信号S2并输出；声音接收装置，用于接收经音量增益控制装置输出的第二声音信号S2；该方法如下步骤：
步骤S001：由声音传送装置将从外界接收到的第一声音信号S1输出给音量增益控制装置；
步骤S002：由音量增益控制装置进行判断：
当声音信号S1大于-15分贝且小于0分贝时，将声音信号S1衰减，得到第二声音信号S2，并输出给声音接收装置；
当声音信号S1小于-15分贝且大于-40分贝时，将声音信号S1增大，得到第二声音信号S2，并输出给声音接收装置；
当声音信号S1小于或等于-40分贝时，对声音信号S1不做处理，直接得到第二声音信号S2，即第二声音信号S2等于声音信号S1，并输出给声音接收装置；
步骤S003：由接收声音装置接收第二声音信号S2。
优选的，步骤S002中，当输入信号S1大于-15分贝且小于0分贝时，第二声音信号
S2＝(S1-30)/3，输入信号S1的信号衰减量G2为10^((S2-S1)/20)；
当输入信号S1大于-40分贝且小于-15分贝时，第二声音信号
S2＝(3×S1-30)/5，输入信号S1的信号增大量G1为10^((S2-S1)/20)。
优选的，所述音量自适应装置还包括该音量增益自适应装置还包括噪声检测装置，该噪声检测装置用于判断声音接收装置周围是否存在噪声信号N，并检测声音接收装置周围的噪声信号N的大小，根据检测到的噪声信号N大小调节第二声音信号S2，得到第三声音信号S3并将该第三声音信号S3传送给声音接收装置；
其中，当噪声检测装置检测到的噪声信号N小于-40分贝时，对第二声音信号S2不做处理，得到第三声音信号S3；
当噪声检测装置检测到的噪声信号N大于-40分贝且小于0分贝时，对第二声音信号S2进行放大得到第三声音信号S3，
S3＝S2×(1-9×N/40)。
本发明的有益效果在于：本发明提供的音量自适应装置及方法不需要接收信号者手动调节音量大小，其会根据发出声音信号的大小来自动调节接收信号者接收到的声音信号的音量。
在本发明的一个实施例中，还可以根据接收声音信号者周围的噪声信号的大小来自动调节音量，从而更进一步提高通话质量。
附图说明
图1是本发明提供的用手机通话时的信号流通过程示意图；
图2是本发明提供的音量自适应装置的结构框图；
图3是本发明提供的音量自适应方法的流程图；
图4是未经本发明处理的接收到的语音信号的波形；
图5是经本发明处理的接收到的语音信号的波形；
图6是第二声音信号S2与声音信号S1之间的函数关系图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
参见图1-6，本发明提供的音量增益自适应装置包括
声音传送装置，用于接收外界的声音信号S1并输出；
音量增益控制装置，用于接收到声音传送装置输出的声音信号S1并对该声音信号S1进行处理，得到第二声音信号S2并输出；
声音接收装置，用于接收经音量增益控制装置输出的第二声音信号S2；
当声音信号S1大于-15分贝且小于0分贝时，将声音信号S1衰减，得到第二声音信号S2，并输出给声音接收装置；
当声音信号S1小于-15分贝且大于-40分贝时，将声音信号S1增大，得到第二声音信号S2，并输出给声音接收装置；
当声音信号S1小于或等于-40分贝时，对声音信号S1不做处理，直接得到第二声音信号S2，即第二声音信号S2等于声音信号S1，并输出给声音接收装置。
当输入信号S1大于-15分贝且小于0分贝时，第二声音信号
S2＝(S1-30)/3，输入信号S1的信号衰减量G2为10^((S2-S1)/20)；
当输入信号S1大于-40分贝且小于-15分贝时，第二声音信号
S2＝(3×S1-30)/5，输入信号S1的信号增大量G1为10^((S2-S1)/20)。
作为一个优选实施例，该音量增益自适应装置还包括噪声检测装置，该噪声检测装置用于判断声音接收装置周围是否存在噪声信号N，并检测声音接收装置周围的噪声信号N的大小，根据检测到的噪声信号N大小调节第二声音信号S2，得到第三声音信号S3并将该第三声音信号S3传送给声音接收装置。
当噪声检测装置检测到的噪声信号N小于-40分贝时，对第二声音信号S2不做处理，得到第三声音信号S3；
当噪声检测装置检测到的噪声信号N大于-40分贝且小于0分贝时，对第二声音信号S2进行放大得到第三声音信号S3，
S3＝S2×(1-9×N/40)。
本发明还提供了一种音量增益自适应方法，该方法用于音量自适应装置，该装置包括该装置包括声音传送装置，用于接收外界的声音信号S1并输出；音量增益控制装置，用于接收到声音传送装置输出的声音信号S1并对该声音信号S1进行处理，得到第二声音信号S2并输出；声音接收装置，用于接收经音量增益控制装置输出的第二声音信号S2；其特征在于，
步骤S001：由声音传送装置将从外界接收到的第一声音信号S1输出给音量增益控制装置；
步骤S002：由音量增益控制装置进行判断：
当声音信号S1大于-15分贝且小于0分贝时，将声音信号S1衰减，得到第二声音信号S2，并输出给声音接收装置；
当声音信号S1小于-15分贝且大于-40分贝时，将声音信号S1增大，得到第二声音信号S2，并输出给声音接收装置；
当声音信号S1小于或等于-40分贝时，对声音信号S1不做处理，直接得到第二声音信号S2，即第二声音信号S2等于声音信号S1，并输出给声音接收装置；
步骤S003：由接收声音装置接收第二声音信号S2。
步骤S002中，
当输入信号S1大于-15分贝且小于0分贝时，第二声音信号
S2＝(S1-30)/3，输入信号S1的信号衰减量G2为10^((S2-S1)/20)；
当输入信号S1大于-40分贝且小于-15分贝时，第二声音信号
S2＝(3×S1-30)/5，输入信号S1的信号增大量G1为10^((S2-S1)/20)。
所述音量自适应装置还包括该音量增益自适应装置还包括噪声检测装置，该噪声检测装置用于判断声音接收装置周围是否存在噪声信号N，并检测声音接收装置周围的噪声信号N的大小，根据检测到的噪声信号N大小调节第二声音信号S2，得到第三声音信号S3并将该第三声音信号S3传送给声音接收装置；
其中，当噪声检测装置检测到的噪声信号N小于-40分贝时，对第二声音信号S2不做处理，得到第三声音信号S3；
当噪声检测装置检测到的噪声信号N大于-40分贝且小于0分贝时，对第二声音信号S2进行放大得到第三声音信号S3，
S3＝S2×(1-9×N/40)。
声音接收装置和声音传送装置可以是手机。手机的系统电噪声值为-40dB，当得到的信号低于-40dB时，认为时系统中的噪声信号(不是采集到的噪声信号)，不作处理，输出信号＝输入信号；
当得到的信号大于-40dB时，将其放大。
手机中输入信号和输出信号的上限为0dB，信号高于-10dB时扬声器会损坏；手机中扬声器的输入信号下限为-30dB，低于-30dB时扬声器放出的声音听不清楚。
在-10dB和-30dB之间任意取一个值-15dB，当输入信号大于-15dB时，得到增益值，此时的增益值小于1；当声音信号小于-15dB时，得到增益值，此时的增益值大于1。
可以得到输入信号和输出信号的关系式为：
S2＝S1(此时x＜-40)，增益＝10^((S1-S1)/20)
S2＝(3S1-30)/5(此时-40dB＜S1＜-15dB)，增益＝10^((S2-S1)/20)
S2＝(S1-30)/3(此时-15dB＜x＜0dB)，增益＝10^((y-x)/20)
由这个关系式可知，当声音信号S 1大于-15dB时，第二声音信号S2小于声音信号S1；声音信号S1大于-15dB时，第二声音信号S2大于声音信号S1。
设监测到的噪声级为XdB，系统的电噪声为-40dB(可以通过实际测量得到具体的值)，最大的噪声极为0dB.
当监测到的噪声级小于-40dB时，不做任何处理，增益为1；当监测到的噪声级大于-40dB时，增益大于1；当监测到的噪声极为0dB时，增益出现最大10.
表达式为：
增益＝1-9X/40.
由于人说话时是有间隔的，而路边的噪声是相对平稳的，所以接收到的信号的频谱是一会儿既有语音信号又有噪声信号，一会儿只有噪声信号，那么，就可以根据这个特点，当没有语音信号时，将接收到的信号进行分析.从而分析出此时的噪声级大小.
本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
Claims (7)
1.一种音量增益自适应装置，其特征在于：该装置包括
声音传送装置，用于接收外界的声音信号S1并输出；
音量增益控制装置，用于接收到声音传送装置输出的声音信号S1并对该声音信号S1进行处理，得到第二声音信号S2并输出；
声音接收装置，用于接收经音量增益控制装置输出的第二声音信号S2；
当声音信号S1大于-15分贝且小于0分贝时，将声音信号S1衰减，得到第二声音信号S2，并输出给声音接收装置；
当声音信号S1小于-15分贝且大于-40分贝时，将声音信号S1增大，得到第二声音信号S2，并输出给声音接收装置；
当声音信号S1小于或等于-40分贝时，对声音信号S1不做处理，直接得到第二声音信号S2，即第二声音信号S2等于声音信号S1，并输出给声音接收装置。
2.根据权利要求1所述的音量增益自适应装置，其特征在于：
当输入信号S1大于-15分贝且小于0分贝时，第二声音信号
S2＝(S1-30)/3，输入信号(S1)的信号衰减量(G2)为10^((S2-S1)/20)；
当输入信号S1大于-40分贝且小于-15分贝时，第二声音信号
S2＝(3×S1-30)/5，输入信号S1的信号增大量G1为10^((S2-S1)/20)。
3.根据权利要求1或2所述的音量增益自适应装置，其特征在于：该音量增益自适应装置还包括噪声检测装置，该噪声检测装置用于判断声音接收装置周围是否存在噪声信号N，并检测声音接收装置周围的噪声信号N的大小，根据检测到的噪声信号N大小调节第二声音信号S2，得到第三声音信号S3并将该第三声音信号S3传送给声音接收装置。
4.根据权利要求3所述的音量增益自适应装置，其特征在于：
当噪声检测装置检测到的噪声信号N小于-40分贝时，对第二声音信号S2不做处理，得到第三声音信号S3；
当噪声检测装置检测到的噪声信号N大于-40分贝且小于0分贝时，对第二声音信号S2进行放大得到第三声音信号S3，
S3＝S2×(1-9×N/40)。
5.一种音量增益自适应方法，该方法用于音量自适应装置，该装置包括该装置包括声音传送装置，用于接收外界的声音信号S1并输出；音量增益控制装置，用于接收到声音传送装置输出的声音信号S1并对该声音信号S1进行处理，得到第二声音信号S2并输出；声音接收装置，用于接收经音量增益控制装置输出的第二声音信号S2；其特征在于，该方法如下步骤：
步骤S001：由声音传送装置将从外界接收到的第一声音信号S1输出给音量增益控制装置；
步骤S002：由音量增益控制装置进行判断：
当声音信号S1大于-15分贝且小于0分贝时，将声音信号S1衰减，得到第二声音信号S2，并输出给声音接收装置；
当声音信号S1小于-15分贝且大于-40分贝时，将声音信号S1增大，得到第二声音信号S2，并输出给声音接收装置；
当声音信号S1小于或等于-40分贝时，对声音信号S1不做处理，直接得到第二声音信号S2，即第二声音信号S2等于声音信号S1，并输出给声音接收装置；
步骤S003：由接收声音装置接收第二声音信号S2。
6.根据权利要求5所述的音量自适应方法，其特征在于：步骤S002中，
当输入信号S1大于-15分贝且小于0分贝时，第二声音信号
S2＝(S1-30)/3，输入信号S1的信号衰减量G2为10^((S2-S1)/20)；
当输入信号S1大于-40分贝且小于-15分贝时，第二声音信号
S2＝(3×S1-30)/5，输入信号S1的信号增大量G1为10^((S2-S1)/20)。
7.根据权利要求5或6所述的音量自适应方法，其特征在于：所述音量自适应装置还包括该音量增益自适应装置还包括噪声检测装置，该噪声检测装置用于判断声音接收装置周围是否存在噪声信号N，并检测声音接收装置周围的噪声信号N的大小，根据检测到的噪声信号N大小调节第二声音信号S2，得到第三声音信号S3并将该第三声音信号S3传送给声音接收装置；
其中，当噪声检测装置检测到的噪声信号N小于-40分贝时，对第二声音信号S2不做处理，得到第三声音信号S3；
当噪声检测装置检测到的噪声信号N大于-40分贝且小于0分贝时，对第二声音信号S2进行放大得到第三声音信号S3，
S3＝S2×(1-9×N/40)。
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