CN102523404A - 自动控制音量的方法、装置和设备 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种自动控制音量的方法，包括：采集环境的声音强度值；根据所述声音强度值，在预设的音量-声音强度函数曲线中匹配对应的第一音量值；调节音频播放设备的音量至所述第一音量值。本发明还提供了对应的装置。本发明提供的一种自动控制音量的方法、装置和设备，可根据环境声音强度的变化自动控制音频播放设备的音量。

Description

自动控制音量的方法、装置和设备

技术领域

本发明涉及到音频播放领域，特别涉及到一种自动控制音量的方法、装置和设备。

背景技术

电视机在用户调节音量之后，其音量将保持不变。而电视机所在环境的声音强度在不同时间段会有所不同，有时甚至相差很大。

例如用户在吃完晚饭后开始看电视，当时的环境不是很安静，电视机音量开的比较大，但随着时间的推移，深夜的临近，周围环境声音会越来越小，这时电视机的音量就显得太大，但通常用户已经适应了电视机的音量，从而没有调低音量的意识，对周围其它用户造成一定影响。相应地，当周围环境的声音强度由小变大时，由于电视机的音量太小而导致用户听不清楚电视机的声音，现有的音量调节方式不够灵活。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种自动控制音量的方法、装置和设备，可根据环境声音强度的变化自动控制音频播放设备的音量。

本发明提出一种自动控制音量的方法，包括：

采集环境的声音强度值；

根据所述声音强度值，在预设的音量-声音强度函数曲线中匹配对应的第一音量值；

调节音频播放设备的音量至所述第一音量值。

优选地，在执行所述调节音频播放设备的音量至第一音量值之后，还包括：

接收用户设置的第二音量值；

当所述第二音量值属于所述采集的声音强度值对应的音量调节区间，调整音频播放设备的音量值至所述第二音量值。

优选地，所述根据声音强度值，在预设的音量-声音强度函数曲线中匹配对应的第一音量值包括：

根据所述声音强度值所在区间查找对应的音量-声音强度函数曲线的斜率K；

通过如下公式计算第一音量值：

Y＝K*(X-X0)+Y0；所述X为采集的声音强度值，所述Y为第一音量值，所述X0和Y0分别为X所在曲线对应的起点坐标值的声音强度初始值和音量初始值。

优选地，所述音量-声音强度的函数曲线根据环境变化划分为夜间段、白天居民区段和白天商业区段；所述夜间段函数曲线的斜率小于所述白天居民段和白天商业区段函数曲线的斜率。

本发明还提供一种自动控制音量的装置，包括：

声强感应器，用于采集环境的声音强度值；

控制器，用于根据所述声音强度值，在预设的音量-声音强度函数曲线中匹配对应的第一音量值；

功率放大器，用于调节音频播放设备的音量至所述第一音量值。

优选地，所述装置还包括：

接收单元，用于接收用户设置的第二音量值；

微调单元，用于当所述第二音量值属于所述采集的声音强度值对应的音量调节区间，调整音频播放设备的音量值至所述第二音量值。

优选地，所述控制器包括：

查找单元，用于根据所述声音强度值所在区间查找对应的音量-声音强度函数曲线的斜率K；

计算单元，用于通过如下公式计算第一音量值：

Y＝K*(X-X0)+Y0；所述X为采集的声音强度值，所述Y为第一音量值，所述X0和Y0分别为X所在曲线对应的起点坐标值的声音强度初始值和音量初始值。

优选地，所述音量-声音强度的函数曲线根据环境变化划分为夜间段、白天居民区段和白天商业区段；所述夜间段函数曲线的斜率小于所述白天居民段和白天商业区段函数曲线的斜率。

本发明还提出了一种音频播放设备，包括自动控制音量的装置，所述自动控制音量的装置包括：

声强感应器，用于采集环境的声音强度值；

控制器，用于根据所述声音强度值，在预设的音量-声音强度函数曲线中匹配对应的第一音量值；

功率放大器，用于调节音频播放设备的音量至所述第一音量值。

优选地，所述装置还包括：

接收单元，用于接收用户设置的第二音量值；

微调单元，用于当所述第二音量值属于所述采集的声音强度值对应的音量调节区间，调整音频播放设备的音量值至所述第二音量值。

优选地，所述控制器包括：

查找单元，用于根据所述声音强度值所在区间查找对应的音量-声音强度函数曲线的斜率K；

计算单元，用于通过如下公式计算第一音量值：

Y＝K*(X-X0)+Y0；所述X为采集的声音强度值，所述Y为第一音量值，所述X0和Y0分别为X所在曲线对应的起点坐标值的声音强度初始值和音量初始值。

优选地，所述音量-声音强度的函数曲线根据环境变化划分为夜间段、白天居民区段和白天商业区段；所述夜间段函数曲线的斜率小于所述白天居民段和白天商业区段函数曲线的斜率。

本发明提供的一种自动控制音量的方法、装置和设备，根据环境声音强度以及设定的音量-声音强度函数曲线确定新的音量值输出给音频播放设备的扬声器，从而改变自动改变电视机的音量值。

附图说明

图1为本发明自动控制音量的方法一实施例的流程示意图；

图2为本发明自动控制音量的方法一实施例中音量-声音强度函数曲线图；

图3为本发明自动控制音量的方法第二实施例的流程示意图；

图4为本发明自动控制音量的装置一实施例的结构示意图；

图5为本发明自动控制音量的装置一实施例中控制器的结构示意图；

图6为本发明自动控制音量的装置第二实施例的结构示意图；

图7为本发明音频播放设备的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，提出本发明自动控制音量的方法一实施例，包括：

步骤S101、采集环境的声音强度值；

本实施例的音频播放设备可以是电视机、MP3、MP4和DVD机等设备，当根据环境的声音强度自动控制音量的功能开启时，音频播放设备采集周围环境的声音强度值。采集环境的声音强度值时，采集的时间间隔和采集的时间长度可根据需要灵活设置，如白天可以设置时间长度较长些，而夜间可以设置较短些。

步骤S102、根据所述声音强度值，在预设的音量-声音强度的函数曲线中匹配对应的第一音量值；

图2所示之音量-声音强度函数曲线为预先设定，如图2所示，横坐标X代表环境的声音强度值，纵坐标代表音频播放设备的音量值，折线分为四段，斜率K从左至右分别为K1、K2、K3。声音强度值处在区间[0，X1]时，此时环境属于比较安静的夜间环境，大约是40或50分贝以下；区间[X1，X2]是居民区白天的声音强度环境，大约是50到60分贝；区间[X2，X3]是商业区、工业区及城市中交通干线两侧的声音强度，大约是60到90分贝；声音强度大于90分贝的环境过于嘈杂，此时音频播放设备音量自动调整为最大音量Ymax。

本实施例提供的音量-声音强度函数曲线是由人工或智能方式设定，其中人工方式指调试人员根据音频播放设备在各种环境中收集到的数据值和/或经验值设定该音量-声音强度函数曲线。智能方式指由音频播放设备的声强感应器监测环境中的声音强度信号，利用人工智能自学习模式对音量-声音强度函数曲线进行设定。

步骤S103、调节音频播放设备的音量至所述第一音量值。

根据采集到的环境的声音强度值，以及设定的曲线计算出调整后的第一音量值，将扬声器的音量调整至该第一音量值。

音频播放设备通过如下公式计算第一音量值：

Y＝K*(X-X0)+Y0；其中X为采集的声音强度值，Y为第一音量值，所述X0和Y0为X所在曲线对应的起点坐标值。

当采集到的环境的声音强度值X落在区间[0，X1]时，第一音量值Y＝K1*X，其中K1＝Y1/X1；

当X落在区间[X1，X2]时，Y＝K2*(X-X1)+Y1。其中K2＝(X2-X1)/(Y2-Y1)；

当X落在区间[X2，X3]时，Y＝K3*(X-X2)+Y2。其中K3＝(Ymax-Y2)/(X3-X2)；Ymax为最大音量值；

当X大于X3时，Y＝Ymax。

由于夜间环境较为安静，用户对音量的变化敏感，可以将音量调节的幅度设置较小，而在噪音较大的白天，音量调节的幅度也相对较大。因此，K1的取值可以小于K2和K3，以符合用户的实际需要。

本实施例中，根据环境的声音强度值发出相应的调节信号，再根据程序设定的音量-声音强度函数曲线确定新的第一音量值，并输出给音频播放设备的功率放大模块，从而灵活改变音频播放设备的扬声器的音量。

参照图3，图3是本发明第二实施例提供的自动控制音量的方法的流程图。包括：

步骤S301、采集环境的声音强度值；

步骤S302、根据所述声音强度值，在预设的音量-声音强度的函数曲线中匹配对应的第一音量值；

步骤S303、调节音频播放设备的音量至所述第一音量值；

步骤S301至S303的执行过程同第一实施例所述，此处不再赘述。

步骤S304、接收用户设置的第二音量值；

当音频播放设备根据环境的声音强度值自动调整音量时，用户如果觉得声音还需要进一步微调至舒适的音量值，则可通过遥控接收单元或者按键接收单元在一定范围内进行音量调整，可以预设多个调整范围，允许用户在该调整范围内微调至第二音量值，例如，设定调整范围如下：

当X落在区间[0，X1]时，调整的音量范围是[0，Z1]；

当X落在区间(X1，X2]时，调整的音量范围是(Z1，Z2]；

当X落在区间(X2，X3]时，调整的音量范围是(Z2，Zmax]；

当X大于X3时，音量只能是最大Ymax。

Z1、Z2和Zmax为自然数，可灵活设置。其中，0＜X1＜X2＜X3，0＜Z1＜Z2＜Zmax。

步骤S305、当所述第二音量值属于所述采集的声音强度值对应的音量调节区间，调整音频播放设备的音量值至所述第二音量值。

当用户通过遥控器或按键调整音量值时，音频播放设备将该值与程序里设定的上述区间段进行比较，如果用户设置的第二音量值符合以上调整范围，则音量将调整为用户设定的第二音量值，如果用户设置的第二音量值不符合以上调整范围，则音量保持不变。

本实施例中，可在自动调节音量的基础上，辅以手动调节，进一步提高了音量调节的灵活性，提高了用户体验度。

下面结合一个具体的环境说明本实施例。选定城市中的一个小区作为实验地点，在夜间8点到12点间每隔一小时测量一次声音强度值，在白天9点到7点间每隔两个小时测量一次声音强度值，同时调整电视机音量以使人耳感觉舒适。测量结果是夜间声音强度值为40到50分贝，白天声音强度值为50到65分贝。40分贝时合适的音量是20，50分贝时合适音量是30，由此计算得出区间[0，50]的K1＝0.6。60分贝时合适音量是50，65分贝时合适音量是60，由此计算得出区间[50，65]的K2＝2。声音强度值达到90分贝的场所是异常嘈杂的环境，设定该点音量值为100，计算得K3＝1.6。则可得出音量的自动调节在四个区间分别为：

[0分贝，50分贝]，Y＝0.6*X；

[50分贝，65分贝]，Y＝2*(X-50)+30；

[65分贝，90分贝]，Y＝1.6*(X-65)+60；

[90分贝，130分贝]，Y＝100。

采集当前的环境声音强度值，可判断该声音强度值属于上述哪一区间段，并根据该区间段的K值计算第一音量值。将音频播放设备的音量调整至该第一音量值，完成自动调节功能。

参照图4，提出本发明自动控制音量的装置100一实施例，包括：

开关单元10，用于开启根据环境的声音强度值自动控制音量的功能；

声强感应器20，用于采集环境的声音强度值；

控制器30，用于根据所述声音强度值，在预设的音量-声音强度函数曲线中匹配对应的第一音量值；

功率放大器40，用于调节音频播放设备的音量至所述第一音量值。

本实施例根据环境的声音强度值发出相应的调节信号，再根据程序设定的音量-声音强度函数曲线确定新的第一音量值，并输出给音频播放设备的功率放大模块，从而灵活改变音频播放设备的扬声器的音量。

参照图5，本实施例提供的自动控制音量的装置100中的控制器30包括：

查找单元31，用于根据所述声音强度值所在区间查找对应的音量-声音强度函数曲线的斜率K；

计算单元32，用于通过如下公式计算第一音量值：

Y＝K*(X-X0)+Y0；所述X为采集的声音强度值，所述Y为第一音量值，所述X0和Y0分别为X所在曲线对应的起点坐标值的声音强度初始值和音量初始值。

本实施例的自动控制音量的装置100可以是电视机、MP3、MP4和DVD机等音频播放设备，也可以是与上述音频播放设备外接的装置。声强感应器20具体可以是麦克风，麦克风可以通过麦克风插座固定在音频播放设备的PCB板上，声强感应器20也可以是市场上已经成熟的声音传感器，这类声音传感器输出模拟电压(0-5V)，或经过A/D转换器转换成数字信号输出，声强感应器20可以通过1394接口或USB接口与音频播放设备相连接。

在本实施例中，当开关单元10开启根据环境的声音强度自动控制音量的功能时，声强感应器20采集周围环境的声音强度值，音频播放设备周围环境的声音强度变化会使声强感应器20的输出电压发生变化，一般是0-5V，控制器30采集到该输出电压后会根据程序里设定的函数曲线(如图2)计算出调整后的第一音量值，然后把该第一音量值发送给功率放大器40，进而调整音频播放设备中扬声器的音量。

当声强感应器20采集环境的声音强度值时，采集的时间间隔和采集的时间长度可灵活设置，如白天可以设置时间长度较长些，而夜间可以设置较短些。

本实施例提供的音量-声音强度函数曲线为预先设定，如图2所示，横坐标X代表环境的声音强度值，纵坐标代表音频播放设备的音量值，折线分为四段，斜率K从左至右分别为K1、K2、K3。控制器30的计算单元32通过如下公式计算第一音量值：

Y＝K*(X-X0)+Y0；其中X为采集的声音强度值，Y为第一音量值，所述X0和Y0为X所在曲线对应的起点坐标值。

当采集到的环境的声音强度值X落在区间[0，X1]时，第一音量值Y＝K1*X，其中K1＝Y1/X1；

当X落在区间[X1，X2]时，Y＝K2*(X-X1)+Y1。其中K2＝(X2-X1)/(Y2-Y1)；

当X落在区间[X2，X3]时，Y＝K3*(X-X2)+Y2。其中K3＝(Ymax-Y2)/(X3-X2)；Ymax为最大音量值；

当X大于X3时，Y＝Ymax。

由于夜间环境较为安静，用户对音量的变化敏感，可以将音量调节的幅度设置较小，而在噪音较大的白天，音量调节的幅度也相对较大。因此，K1的取值可以小于K2和K3，以符合用户的实际需要。

声音强度值处在区间[0，X1]时，此时环境属于比较安静的夜间环境，大约是40或50分贝以下；区间[X1，X2]是居民区白天的声音强度环境，大约是50到60分贝；区间[X2，X3]是商业区、工业区及城市中交通干线两侧的声音强度，大约是60到90分贝；声音强度大于90分贝的环境过于嘈杂，此时音频播放设备音量自动调整为最大音量Ymax。

本实施例的音量-声音强度函数曲线是由人工或智能方式设定，其中人工方式指调试人员根据声强感应器20在各种环境中收集到的数据值和/或经验值设定该音量-声音强度函数曲线。智能方式指由声强感应器20监测环境中的声音强度信号，控制器30利用人工智能自学习模式对音量-声音强度函数曲线进行设定。

参照图6，提出本发明自动控制音量的装置100第二实施例，包括：

开关单元51，用于开启根据环境的声音强度值自动控制音量的功能；

声强感应器52，用于采集环境的声音强度值；

控制器53，用于根据所述声音强度值，在预设的音量-声音强度函数曲线中匹配对应的第一音量值；

功率放大器54，用于调节音频播放设备的音量至所述第一音量值。

接收单元55，用于接收用户设置的第二音量值；

微调单元56，用于当所述第二音量值属于所述采集的声音强度值对应的音量调节区间，调整音频播放设备的音量值至所述第二音量值。

其中，开关单元51、声强感应器52、控制器53和功率放大器54的结构及工作原理同图4所示之开关单元10、声强感应器20、控制器30和功率放大器40。

当音频播放设备根据环境的声音强度值自动调整音量时，用户如果觉得声音还需要进一步微调至舒适的音量值，则可通过手动调节在一定范围内进行音量调整，可以预设多个区间段，允许用户在该区间段内微调至第二音量值，例如，设定调整范围如下：

当X落在区间[0，X1]时，调整的音量范围是[0，Z1]；

当X落在区间(X1，X2]时，调整的音量范围是(Z1，Z2]；

当X落在区间(X2，X3]时，调整的音量范围是(Z2，Zmax]；

当X大于X3时，音量只能是最大Ymax。

Z1、Z2和Zmax为自然数，可灵活设置。其中，0＜X1＜X2＜X3，0＜Z1＜Z2＜Zmax。当接收单元55接收到用户通过遥控器或按键设置的第二音量值时，微调单元56将该值与程序里设定的上述区间段进行比较，如果用户设置的第二音量值符合以上调整范围，则音量将调整为用户设定值，如果用户设置的第二音量值不符合以上调整范围，则音量保持不变。

本实施例中，可在自动调节音量的基础上，辅以手动调节，进一步提高了用户体验度。

参照图7，提出本发明音频播放设备一实施例，包括自动控制音量的装置100，该自动控制音量的装置100的结构和工作原理同图4至图6所示之自动控制音量的装置100，此处不再赘述。该音频播放设备可根据环境的声音强度值发出相应的调节信号，再根据程序设定的音量-声音强度函数曲线确定新的第一音量值，并输出给音频播放设备的功率放大模块，从而灵活改变音频播放设备的扬声器的音量。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种自动控制音量的方法，其特征在于，包括：

采集环境的声音强度值；

根据所述声音强度值，在预设的音量-声音强度的函数曲线中匹配对应的第一音量值；

调节音频播放设备的音量至所述第一音量值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在执行所述调节音频播放设备的音量至第一音量值之后，还包括：

接收用户设置的第二音量值；

当所述第二音量值属于所述采集的声音强度值对应的音量调节区间，调整音频播放设备的音量值至所述第二音量值。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据声音强度值，在预设的音量-声音强度的函数曲线中匹配对应的第一音量值包括：

根据所述声音强度值所在区间查找对应的音量-声音强度的函数曲线的斜率K；

通过如下公式计算第一音量值：

Y＝K*(X-X0)+Y0；所述X为采集的声音强度值，所述Y为第一音量值，所述X0和Y0分别为X所在函数曲线对应的起点的声音强度初始值和音量初始值。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述音量-声音强度的函数曲线根据环境变化划分为夜间段、白天居民区段和白天商业区段，所述夜间段函数曲线的斜率小于所述白天居民段和白天商业区段函数曲线的斜率。

5.一种自动控制音量的装置，其特征在于，包括：

声强感应器，用于采集环境的声音强度值；

控制器，用于根据所述声音强度值，在预设的音量-声音强度的函数曲线中匹配对应的第一音量值；

功率放大器，用于调节音频播放设备的音量至所述第一音量值。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括：

接收单元，用于接收用户设置的第二音量值；

微调单元，用于当所述第二音量值属于所述采集的声音强度值对应的音量调节区间，调整音频播放设备的音量值至所述第二音量值。

7.如权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述控制器包括：

查找单元，用于根据所述声音强度值所在区间查找对应的音量-声音强度函数曲线的斜率K；

计算单元，用于通过如下公式计算第一音量值：

Y＝K*(X-X0)+Y0；所述X为采集的声音强度值，所述Y为第一音量值，所述X0和Y0分别为X所在曲线对应的起点坐标值的声音强度初始值和音量初始值。

8.如权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述音量-声音强度的函数曲线根据环境变化划分为夜间段、白天居民区段和白天商业区段，所述夜间段函数曲线的斜率小于所述白天居民段和白天商业区段函数曲线的斜率。

9.一种音频播放设备，其特征在于，包括如权利要求5至8中任一项所述的自动控制音量的装置。

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