CN103456334A - 音频文件播放方法及播放装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种音频文件播放方法，包括：扫描音频文件得到音量增益值并将该增益值写入该音频文件内；读取保存于音频文件内的增益值；采用该增益值调整该音频文件播放时输出的音量大小；以及输出该音频文件。上述音频文件扫描方法中通过扫描音频文件获得音量的增益值，可以让后续播放不同的音频文件时统一输出的音量大小，减少在切换不同音频文件时由于音量变化给用户带来的冲击，保护用户听力。此外，本发明还提供一种音频文件播放装置。

Description

音频文件播放方法及播放装置

技术领域

本发明涉及音频处理技术，尤其涉及一种音频文件播放方法及播放装置。

背景技术

音乐作为互联网上最流行的媒体之一得到了广大用户的喜爱，很多用户采用各种播放器软件收听音乐。为了保护用户的听力，现有的部分音乐播放器提供听力保护功能。

一般来说，现有的听力保护包括以下两种方式：一、通过监控播放器设置的音量，并进行调节来保护听力；二、通过直接减弱或消除音乐的高频部分来进行听力保护。

第一种方式主要是在音量控制方面来保护听歌者的听力，第二种方式的考虑点是在同样的音量下，高频部分比较强烈的歌曲会比高频部分比较微弱的歌曲听起来″刺耳″，所以需要对这类音乐进行高频的减弱，一般听力保护都会结合上面这两点。

然而上述方式仍然存在以下的问题：一、不同的歌曲在录制的时候，音量选择都会不同，所以即使播放器设置同样的音量，不同的歌曲也会呈现出不同的音量大小；二、播放器的音量并不是最终输出响度的唯一决定因素；三、针对高频部分的减弱很容易破坏音乐效果。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种音频文件播放方法及播放装置，其可保护用户的听力，使用户在不同音频文件之间切换时感觉更加平顺，提升用户听觉体验。

一种音频文件播放方法，包括：扫描音频文件得到音量增益值并将该增益值写入该音频文件内；读取保存于音频文件内的增益值；采用该增益值调整该音频文件播放时输出的音量大小；以及输出该音频文件。

一种音频文件播放装置，包括：扫描单元，用于扫描音频文件得到音量增益值并将该音量增益值写入该音频文件内；读取单元，用于读取保存于音频文件内的音量增益值；增益处理单元，用于根据该音量增益值调整该音频文件播放时输出的音量大小；以及输出单元，用于输出该音频文件。

上述的音频文件播放方法及播放装置中，通过扫描音频文件获得音量的增益值，可以让后续播放不同的音频文件时统一输出的音量大小，减少在切换不同音频文件时由于音量变化给用户带来的冲击，保护用户听力，提升用户听觉体验。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1为第一实施例提供的音频文件扫描方法流程图。

图2为第二实施例提供的音频文件播放方法流程图。

图3为第三实施例提供的音频文件播放方法流程图。

图4为第三实施例的音频文件播放方法音量调节步骤的流程图。

图5为第四实施例提供的音频文件播放方法流程图。

图6为第四实施例的音频文件播放方法中高频滤波步骤流程图。

图7为第五实施例提供的音频文件播放装置的结构框图。

图8为第六实施例提供的音频文件播放装置的结构框图。

图9为第七实施例提供的音频文件播放装置的结构框图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的音频文件扫描方法及音频文件播放方法的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

图1为第一实施例提供的音频文件扫描方法流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤S110、输入音频文件；

步骤S120、对该音频文件进行心理声学分析扫描；

步骤S130、获取该音频文件每帧的感知响度和峰值电平；

步骤S140、根据该感知响度和峰值电平计算该音频文件的原始响度；

步骤S150、计算该原始响度与目标响度的差值作为音量增益值；上述目标响度例如可以是89分贝(dB)。

步骤S160、将该音量增益值写入该音频文件内。增益值例如可以采用元数据的方式写入该音频文件内。

对于存储于本机的音频文件，上述扫描方法可以由音频文件播放器在播放之前进行；而对于存储在云端的音频文件，可由云端的服务器进行批量处理，当完成音频文件的扫描后，客户端下载后可直接使用扫描结果。

本实施例的音频文件扫描方法中，通过计算原始响度与目标响度的差值作为音量增益值并将音量增益值写入音频文件内，可以让后续播放不同的音频文件时统一输出的音量大小，减少在切换不同音频文件时由于音量变化给用户带来的冲击，保护用户听力。

图2为第二实施例提供的音频文件播放方法的流程图，如图2所示，该方法包括以下步骤：

步骤S200、扫描待播放音频文件的得到音量增益值并将该音量增益值写入待播放音频文件内；其具体过程可进一步参阅图1及相关描述；

步骤S210、读取保存于音频文件内的音量增益值；

步骤S220、采用该音量增益值调整该音频文件播放时输出的音量大小；以及

步骤S230，输出该音频文件。输出音频文件是指将音频信号输出至声音输出接口，而通过使用声音输出硬件例如耳机或者音箱连接至声音输出接口，即可重现声音供用户欣赏。

在上述的音频文件播放方法中，先读取音量增益值，然后根据增益值能够自动衰减或者放大输出，从而在播放不同音频文件时可以得到相同或者相似的输出响度，这样就可以避免播放不同音频文件时音量发生较大变化，减少由于音量变化给用户带来的冲击，保护用户听力。

图3为第三实施例提供的音频文件播放方法流程图，如图3所示，与第二实施例的音频文件播放方法相比，本实施例进一步包括步骤S310，设定输出该音频文件时的音量百分比，及设定操作系统的音量输出百分比使两者乘积小于预定值。。

可以理解，对于各种智能终端例如电脑、智能手机或者平板电脑来说，音频文件的播放都是通过播放器软件或者应用来实现，播放器软件或应用调用其操作系统提供的编程接口实现音频文件的输出，因此，用户最终听到的音频文件的播放音量大小同时取决于播放器自身及操作系统的音量设置。

具体地，请参阅图4，步骤S310包括：

步骤S311，读取输出音频文件时的音量百分比值X1；可以理解，此处的音量百分比值是指播放器自身音量设置，此设置可由用户经操作界面进行设定调整。

步骤S312，读取操作系统音量输出的百分比值X2；

步骤S313，计算X1*X2的值；

步骤S314，判断X1*X2是否大于预定域值；

步骤S315，当X1*X2大于预定域值时进行音量调节；以及

步骤S316，当X1*X2小于或等于预定域值时进行正常播放。

可以理解，X1、X2分别介于0至100％之间，相应地，X1*X2的取值范围介于0到1之间，上述预定域值例如可以设定小于0.6，更加详细的，上述域值可以设定为0.5。步骤S315中，音量调节即可以是调节播放器音量输出，也可以是调节系统的音量输出，还可以是同时调节播放器与系统的音量输出。此外，当自动进行了音量的调节时，还可可显示提示信息，让用户了解调节了音量。

本实施例的音频文件播放方法中，通过使输出该音频文件时的音量百分比，及设定操作系统的音量输出百分比使两者乘积小于预定值，使整体的音量输出维持在一个合理的范围内，避免了单独控制播放器音量或者系统音量的缺陷。

图5为第四实施例提供的音频文件播放方法流程图，如图5所示，与第三实施例的音频文件播放方法相比，本实施例进一步包括高频滤波步骤S410，进行高频滤波。

参阅图6，步骤S410具体可以包括以下步骤：

步骤S411、将高频区间划分为多个频带；

步骤S412、针对每帧音频，对其位于每个频带内的声音响度作削弱处理，且随频带频率的升高削弱程度逐渐增加。

上述的高频部分例如是指频率大2kHz的声音。进行上述处理是基于以下的事实：根据人耳听觉系统知识，人的耳朵可以听到频率为20Hz-20kHz的声音，根据实验，当声音频率达到1500Hz以上时，就很容易产生刺耳的感觉。在同样的音量下，频率越高(在人耳能感知的范围内)，对隔膜的冲击力越大，对人耳的损害也越严重。

另一方面，人发出的声音在80Hz-2000Hz范围内，而在一首歌之中，主要音乐内容集中在100Hz-5000Hz之间，在5000Hz以上的部分，随着频率越高，内容越少，对音质的影响也越小。

上述的多个频带例如可以按频率从低到高依次编号为1、2、3...n，每个频带的频率区间如表1所示，则每个频带的削弱程度P(n)可由公式1计算：

P(n)＝(n²+2n+7)/100*100％                          公式1

表1不同频带的频率区间

由公式1可见，随着频率的升高，削弱的程度也变大。其中P(1)＝10％，P(8)＝86％，也即是2k-2.5kHz频带大概有10％的削弱，而20k以上频带大概有86％的削弱。

而削弱的处理过程如下：对于音频文件，可取n个采样为一帧，n例如可为1024，然后采用无限脉冲响应(Infinite impulse response，IIR)数字滤波器根据公式1对不同频带部分的响度作滤波处理。

本实施例的音频文件播放方法中，通过综合控制播放器音量与系统音量，使其百分比的乘积小于预定值，并针对高频区分不同频带进行不同程度的削弱，最大程度的减少了音量、高频对人耳的损害却基本不影响音质。

图7为第五实施例提供的音频文件播放装置的结构框图。如图7所示，该音频文件播放装置包括：扫描单元510、读取单元520、增益处理单元530、及输出单元540。其中扫描单元510用于扫描音频文件得到音量增益值并将该音量增益值写入该音频文件内；读取单元520用于读取保存于音频文件内的音量增益值；增益处理单元530用于根据该音量增益值调整该音频文件播放时输出的音量大小；输出单元540用于输出该音频文件。

具体地，扫描单元520用于：输入音频文件；对该音频文件进行心理声学分析扫描；获取该音频文件每帧的感知响度和峰值电平；根据该感知响度和峰值电平计算该音频文件的原始响度；计算该原始响度与目标响度的差值作为音量增益值；以及将该音量增益值写入该音频文件内。上述增益值例如是以元数据的方式写入该音频文件内。关于扫描单元520的其他细节，可进一步参阅图1及相关描述。

在本实施例的音频文件播放装置中，先读取音量增益值，然后根据增益值能够自动衰减或者放大输出，从而在播放不同音频文件时可以得到相同或者相似的输出响度，这样就可以避免播放不同音频文件时音量发生较大变化，减少由于音量变化给用户带来的冲击，保护用户听力。

图8为第六实施例提供的音频文件播放装置的结构框图。如图8所示，该音频文件播放装置与图7的音频文件播放装置相似，其不同之处在于，还包括音量调节单元550，用于在输出单元540输出该音频文件之前设定输出该音频文件时的音量百分比，及设定操作系统的音量输出百分比使两者乘积小于预定值。上述的预定值例如是小于或等于0.6。此外，在设定输出该音频文件时的音量百分比，及设定操作系统的音量输出百分比后还可显示提示信息。

本实施例的音频文件播放装置中，通过使输出该音频文件时的音量百分比，及设定操作系统的音量输出百分比使两者乘积小于预定值，使整体的音量输出维持在一个合理的范围内，避免了单独控制播放器音量或者系统音量的缺陷。

图9为第七实施例提供的音频文件播放装置的结构框图。如图9所示，该音频文件播放装置与图8的音频文件播放装置相似，其不同之处在于，还包括高频滤波单元560用于在输出该音频文件之前进行高频滤波步骤，该高频滤波步骤包括：将高频区间划分为多个频带；针对每帧音频，对其位于每个频带内的声音响度作削弱处理，且随频带频率的升高削弱程度逐渐增加。关于高频滤波单元560的其他细节，可进一步参阅图6及相关描述。

本实施例的音频文件播放装置中，通过综合控制播放器音量与系统音量，使其百分比的乘积小于预定值，并针对高频区分不同频带进行不同程度的削弱，最大程度的减少了音量、高频对人耳的损害却基本不影响音质。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (14)

1.一种音频文件播放方法，包括：

扫描音频文件得到音量增益值并将该音量增益值写入该音频文件内；

读取保存于音频文件内的音量增益值； 

采用该音量增益值调整该音频文件播放时输出的音量大小；以及

输出该音频文件。

2.如权利要求1所述的音频文件播放方法，其特征在于，该扫描音频文件得到音量增益值并将该音量增益值写入该音频文件内的步骤包括：

输入音频文件；

对该音频文件进行心理声学分析扫描；

获取该音频文件每帧的感知响度和峰值电平；

根据该感知响度和峰值电平计算该音频文件的原始响度；

计算该原始响度与目标响度的差值作为音量增益值；以及

将该音量增益值写入该音频文件内。

3.如权利要求2所述的音频文件扫描方法，其特征在于，该音量增益值是以元数据的方式写入该音频文件内。

4.如权利要求1所述的音频文件播放方法，其特征在于，在输出该音频文件之前还包括：

设定输出该音频文件时的音量百分比，及设定操作系统的音量输出百分比使两者乘积小于预定值。

5.如权利要求4所述的音频文件播放方法，其特征在于，该预定值小于或等于0.6。

6.如权利要求4所述的音频文件播放方法，其特征在于，在设定输出该音频文件时的音量百分比，及设定操作系统的音量输出百分比后还显示提示信息。

7.如权利要求1所述的音频文件播放方法，其特征在于，在输出该音频文件之前还包括：进行高频滤波步骤，该高频滤波步骤包括： 

将高频区间划分为多个频带；

针对每帧音频，对其位于每个频带内的声音响度作削弱处理，且随频带频率的升高削弱程度逐渐增加。

8.一种音频文件播放装置，包括：

扫描单元，用于扫描音频文件得到音量增益值并将该音量增益值写入该音频文件内；

读取单元，用于读取保存于音频文件内的音量增益值； 

增益处理单元，用于根据该音量增益值调整该音频文件播放时输出的音量大小；以及

输出单元，用于输出该音频文件。

9.如权利要求8所述的音频文件播放方法，其特征在于，该扫描单元用于：

输入音频文件；

对该音频文件进行心理声学分析扫描；

获取该音频文件每帧的感知响度和峰值电平；

根据该感知响度和峰值电平计算该音频文件的原始响度；

计算该原始响度与目标响度的差值作为音量增益值；以及

将该音量增益值写入该音频文件内。

10.如权利要求9所述的音频文件扫描方法，其特征在于，该扫描单元用于以元数据的方式将该音量增益值写入该音频文件内。

11.如权利要求8所述的音频文件播放方法，其特征在于，还包括音量调节单元，用于在输出该音频文件之前设定输出该音频文件时的音量百分比，及设定操作系统的音量输出百分比使两者乘积小于预定值。

12.如权利要求11所述的音频文件播放方法，其特征在于，该预定值小于或等于0.6。

13.如权利要求11所述的音频文件播放方法，其特征在于，在设定输出该音频文件时的音量百分比，及设定操作系统的音量输出百分比后还显示提示信息。

14.如权利要求8所述的音频文件播放方法，其特征在于，还包括高频滤波单元，用于在输出该音频文件之前进行高频滤波步骤，该高频滤波步骤包括： 

将高频区间划分为多个频带；

针对每帧音频，对其位于每个频带内的声音响度作削弱处理，且随频带频率的升高削弱程度逐渐增加。

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