CN103684302A - 音量控制装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种音量控制装置，包括音频放大器、声音采集器、加权器、比较器、存储器以及中央处理器，所述音频放大器用于输出放大后的音频信号；所述声音采集器用于检测环境中除所述音频信号以外的各种声音源及所述各种声音源的强度；所述加权器用于得到各种声音源叠加后的总噪声强度；所述比较器比较得出所述总噪声强度与所述音频信号的强度之间的差值；所述存储器用于存储一增益量表；所述中央处理器用于根据所述差值以及所述增益量表获取所述音频放大器的增益调节量，并根据所述增益调节量相应增大或减小所述音频放大器的增益，从而相应调节所述音频信号的音量大小。本发明还涉及一种音量控制方法。

Description

音量控制装置及方法
技术领域
本发明涉及一种音量控制装置及方法，尤其涉及一种根据环境噪音相应自动控制音频放大器增益的音量控制装置及方法。
背景技术
目前的电视机、机顶盒及电脑等具有扬声器的电子装置，其扬声器的音量大小一般是根据用户的需求，由用户手动进行控制的。当用户由于自身需要或者环境噪声的改变需调节扬声器的输出音量时，只能重新操作配套的遥控器或者上述电子装置自带的音量调节按钮来调节音量，造成用户使用的不便。
发明内容
针对上述问题，有必要提供一种可根据环境噪声的改变而自动调节扬声器音量的音量控制装置。
另，还有必要提供一种使用上述音量控制方法的音量控制方法。
一种音量控制装置，包括音频放大器，所述音频放大器用于对音频信号的功率进行方法，并输出放大后的音频信号；所述音量控制装置还包括：
声音采集器，用于检测环境中除所述音频信号以外的各种声音源及所述各种声音源的强度；
加权器，用于对所述声音采集器检测到的所述各种声音源的强度进行叠加，并得到叠加后的总噪声强度；
比较器，电性连接至所述音频放大器及加权器，用于比较所述总噪声强度与所述音频信号的强度大小，并得出二者的差值；
模数转换器，电性连接至比较器，用于对比较器输出的所述差值进行采样及模数转换；
存储器，用于存储一增益量表，所述增益量表记录所述总噪声强度与所述音频信号强度之间的差值与所述音频放大器的增益调节量之间的对应关系；以及
中央处理器，电性连接至所述存储器、音频放大器以及模数转换器，用于根据所述差值以及所述增益量表获取所述音频放大器的增益调节量，并根据所述增益调节量相应增大或减小所述音频放大器的增益，从而相应调节所述音频信号的音量大小。
一种音量控制方法，该方法用于控制一音频放大器输出的音频信号的音量大小，该方法包括如下步骤：
检测环境中除所述音频信号以外的各种声音源及所述各种声音源的强度；
对所述声音采集器检测到的所述各种声音源的强度进行叠加，并得到叠加后的总噪声强度；
比较所述总噪声强度与所述音频信号的强度大小，并得出二者的差值；
对所述总噪声强度与所述音频信号的强度的差值进行采样及模数转换；
根据所述差值以及一记录所述差值与所述音频放大器的增益调节量之间的对应关系的增益量表获取所述音频放大器的增益调节量，并根据所述增益调节量相应增大或减小所述音频放大器的增益，从而相应调节所述音频信号的音量大小。
所述音量控制装置及方法通过比较外部环境的总噪声强度与音频放大器自身输出的音频信号强度之间的差值，并根据该差值自动地调节音频放大器输出的音频信号的音量，从而实现对音频放大器输出音频信号音量的自动控制，无需用户手动调节，提高了使用的便利性。
附图说明
图1为本发明较佳实施方式的音量控制装置的功能模块图。
图2为图1所示的音量控制装置的加权器对各种声音源进行叠加时所采用的叠加曲线图。
图3为本发明较佳实施方式的音量控制方法的流程图。
主要元件符号说明
音量控制装置 10
音频放大器 11
声音采集器 12
加权器 13
比较器 14
模数转换器 15
存储器 16
中央处理器 17
叠加曲线 L
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
本发明较佳实施方式的音量控制装置及方法可应用于电视机、机顶盒等电子装置内。
请参阅图1，本发明较佳实施方式的音量控制装置10包括音频放大器11、声音采集器12、加权器13、比较器14、模数转换器15、存储器16以及中央处理器17。
音频放大器11用于对输入其的音频信号的功率进行放大，通过调节音频放大器11的增益，可以调节其对音频信号的功率的放大倍数，从而相应调节音频信号的音量大小。例如，当所述电子装置为电视机时，通过控制音频放大器11的增益，即可调节电视机输出的声音音量的大小。
声音采集器12用于检测电子装置外部环境中各种声音源及各种声音源的强度。例如，电子装置外部可能存在电风扇、洗衣机及正常谈话等各种声音源。声音采集器12检测到的各种声音源不包括由音频放大器11输出的音频信号。
加权器13电性连接至声音采集器12，用于对声音采集器12检测到的不同声音源的强度进行叠加，从而得到一个总噪声强度。加权器13按照叠加原理，对多个声音源的强度进行逐次两两叠加。具体地，在本实施方式中，声音的强度采用升压级来表示，升压级的单位为分贝（dB）。加权器13按照图2所示的叠加曲线L对两个不同升压级的声音源进行叠加计算。其中，设两个不同声音源的升压级分别为LP1及LP2，图2的横轴表示两个不同声音源的升压级差值LP1-LP2；纵轴表示两个不同声音源相叠后的升压级增量ΔLP。当两个不同声音源的升压级相等时，即，LP1=LP2，则升压级差值为零，叠加后的升压级则相对于叠加前的任一声音源的升压级增加了3dB，即，升压级增量ΔLP=3dB，此时图2中叠加曲线L对应的坐标为(0, 3.0)。当两个不同声音源的升压级不同时，叠加后的升压级则等于LP1及LP2中较大的一个加上ΔLP，此时ΔLP的值小于3dB，ΔLP的具体值可根据LP1及LP2的差值与叠加曲线L获得。当两个不同声音源的升压级的差值较大时，例如升压级差值LP1-LP2大于15dB时，ΔLP的值很小，因此，在本实施方式中，当LP1-LP2大于15dB时，叠加后的升压级则认定为等于LP1及LP2中较大的一个。
比较器14电性连接至音频放大器11及加权器13，用于比较外部环境的总噪声强度与音频放大器11输出的音频信号的强度的大小，并得出外部环境的总噪声强度与音频放大器11输出的音频信号的强度之间的差值。
模数转换器15电性连接至比较器14，用于对比较器14输出的差值进行采样及模数转换。
存储器16用于存储一增益量表，所述增益量表记录所述外部环境的总噪声强度与音频放大器11输出的音频信号强度之间的差值与音频放大器11的增益调节量之间的对应关系。例如，当外部环境的总噪声强度与音频放大器11输出的音频信号强度之间的差值为+10dB时，则该增益量表中对应的音频放大器11的增益调节量为+0.148dB；而当外部环境的总噪声强度与音频放大器11输出的音频信号强度之间的差值为-10dB时，则该增益量表中对应的音频放大器11的增益调节量为-0.148dB。
中央处理器17电性连接至模数转换器15、存储器16以及音频放大器11。中央处理器17用于根据模数转换器15输出的外部环境的总噪声强度与音频放大器11输出的音频信号强度之间的差值，以及存储器16存储的增益量表，从存储器16获取音频放大器11的增益调节量，并根据该增益调节量相应增大或减小音频放大器11的增益。例如，当增益调节量为正值时，如，+0.148dB，中央处理器17则控制音频放大器11的增益增加0.148dB；当增益调节量为负值时，如，-0.148dB，中央处理器17则控制音频放大器11的增益减小0.148dB，从而使得音频放大器11最终输出的音频信号的强度与外部环境的总噪声强度相等。在本实施方式中，当音频放大器11的增益增加至一最大增益值时，则当外部环境总噪声强度继续增加时，中央处理器17控制该音频放大器11的增益继续维持在该最大增益值，而不随着外部环境总噪声强度的增加而增加。相应地，当音频放大器11的增益减小至一最小增益值时，则当外部环境总噪声强度继续减小时，中央处理器17则控制该音频放大器11的增益继续维持在该最小增益值，而不随着外部环境总噪声强度的减小而减小。
请参阅图3，图3所示为本发明较佳实施方式的音量控制方法的流程图。该方法包括如下步骤：
步骤S1：声音采集器12检测一电子装置外部环境中各种声音源及各种声音源的强度。其中，所述的外部环境中的声音源不包括由音频放大器输出的音频信号。
步骤S2：加权器13对检测到各种声音源进行叠加，得到一个总噪声强度。加权器13对各种声音源进行叠加时，按照叠加原理，对多个声音源的强度进行逐次两两叠加。具体地，在本实施方式中，声音的强度采用升压级来表示，升压级的单位为分贝（dB）。加权器13按照图2所示的叠加曲线L对两个不同升压级的声音源进行叠加计算。其中，设两个不同声音源的升压级分别为LP1及LP2，图2的横轴表示两个不同声音源的升压级差值LP1-LP2；纵轴表示两个不同声音源相叠后的升压级增量ΔLP。当两个不同声音源的升压级相等时，即，LP1=LP2，则升压级差值为零，叠加后的升压级则相对于叠加前的任一声音源的升压级增加了3dB，即，升压级增量ΔLP=3dB，此时图2中叠加曲线L对应的坐标为(0, 3.0)。当两个不同声音源的升压级不同时，叠加后的升压级则等于LP1及LP2中较大的一个加上ΔLP，ΔLP的值可根据LP1及LP2的差值与叠加曲线L获得。当两个不同声音源的升压级的差值较大时，例如升压级差值LP1-LP2大于15dB时，ΔLP的值很小，因此，在本实施方式中，当LP1-LP2大于15dB时，叠加后的升压级则认定为等于LP1及LP2中较大的一个。
步骤S3：比较器14比较所述总噪声强度与音频放大器11输出的音频信号的强度的大小，并得出外部环境的总噪声强度与音频放大器11输出的音频信号的强度之间的差值。
步骤S4：模数转换器15对所述差值进行采样及模数转换。
步骤S5：中央处理器17根据预设的增益量表中记录的与所述差值对应的增益调节值，相应增加或减小音频放大器11的增益，从而相应增加或减小音频放大器11输出的音频信号音量大小。
所述音量控制装置及方法通过比较外部环境的总噪声强度与音频放大器11自身输出的音频信号强度之间的差值，并根据该差值自动地调节音频放大器11输出的音频信号的音量，从而实现对音频放大器11输出音频信号音量的自动控制，无需用户手动调节，提高了使用的便利性。

Claims (7)

1.一种音量控制装置，包括音频放大器，所述音频放大器用于对音频信号的功率进行放大，并输出放大后的音频信号；其特征在于，所述音量控制装置还包括：
声音采集器，用于检测环境中除所述音频放大器输出的音频信号以外的各种声音源及所述各种声音源的强度；
加权器，用于对所述声音采集器检测到的所述各种声音源的强度进行叠加，并得到叠加后的总噪声强度；
比较器，电性连接至所述音频放大器及加权器，用于比较所述总噪声强度与所述音频放大器输出的音频信号的强度大小，并得出二者的差值；
模数转换器，电性连接至比较器，用于对比较器输出的所述差值进行采样及模数转换；
存储器，用于存储一增益量表，所述增益量表记录所述总噪声强度与所述音频信号强度之间的差值与所述音频放大器的增益调节量之间的对应关系；以及
中央处理器，电性连接至所述存储器、音频放大器以及模数转换器，用于根据模数转换后的所述差值以及所述增益量表获取所述音频放大器的增益调节量，并根据所述增益调节量相应增大或减小所述音频放大器的增益，从而相应调节所述音频信号的音量大小。
2.一种音量控制方法，该方法用于控制一音频放大器输出的音频信号的音量大小，其特征在于，该方法包括如下步骤：
检测环境中除所述音频信号以外的各种声音源及所述各种声音源的强度；
对所述声音采集器检测到的所述各种声音源的强度进行叠加，并得到叠加后的总噪声强度；
比较所述总噪声强度与所述音频信号的强度大小，并得出二者的差值；
对所述总噪声强度与所述音频信号的强度的差值进行采样及模数转换；
根据模数转换后的所述差值以及一记录所述差值与所述音频放大器的增益调节量之间的对应关系的增益量表获取所述音频放大器的增益调节量，并根据所述增益调节量相应增大或减小所述音频放大器的增益，从而相应调节所述音频信号的音量大小。
3.如权利要求2所述的音量控制方法，其特征在于：在对所述声音采集器检测到的所述各种声音源的强度进行叠加时，采用两两逐次叠加的方法对所述各种声音源的强度进行叠加。
4.如权利要求3所述的音量控制方法，其特征在于：当两个不同声音源的升压级相等时，两个不同声音源叠加后的声压级相对于叠加前的任一声音源的升压级增加了3分贝。
5.如权利要求3所述的音量控制方法，其特征在于：当两个不同声音源的升压级不相等时，则二者叠加后的声压级等于二者中较大的升压级加上一个升压级增量，该升压级增量小于3分贝。
6.如权利要求2所述的音量控制方法，其特征在于：当所述音频放大器的增益增加至一最大增益值时，则当外部环境总噪声强度继续增加时，该音频放大器的增益继续维持在该最大增益值。
7.如权利要求2所述的音量控制方法，其特征在于：当所述音频放大器的增益减小至一最小增益值时，则当外部环境总噪声强度继续减小时，该音频放大器的增益继续维持在该最小增益值。
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