CN104579212B - 一种调节音频增益的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种调节音频增益的方法及装置，本发明实施例通过获取待播放音频及待播放音频中每个音频帧的增益值，且检测环境噪声的幅度值；确定每个音频帧的增益值的放大倍数，其中，增益值小的音频帧的放大倍数大于增益值大的音频帧的放大倍数；根据每个音频帧的增益值的放大倍数对每个音频帧进行放大输出；本发明实施例采用每个音频帧的增益值的放大倍数调整待播放音频，不同增益值的音频帧具有不同的调节量，从而能够对增益值小的音频根据环境噪音进行放大处理，且待播放音频的最大响度并无大的改变，既避免了增益小的音频被环境噪声掩盖，又避免产生用户不能接受的超大响度的情况，增强了用户体验。

Description

一种调节音频增益的方法及装置

技术领域

本发明涉及音频处理领域，尤其涉及一种调节音频增益的方法及装置。

背景技术

传统的电子设备不具备自动调节音量的功能，这样就导致电子设备在不同噪音环境下的播放效果差别较大。为解决这个问题，部分厂家开始研究通过检测外部噪音的音量来调节输出功率，当噪音出现时通过调节功放的输出功率来压制噪声的影响，即当环境噪音较大时，自动提高设备的音量值。这种方法解决了大多数音效受环境噪声影响的问题。

然而，当环境噪声比较大时，功放输出音量加大，很有可能输出影响用户实际使用的巨大音量，特别是对于使用耳机的用户来说，巨大的音量会对用户的听觉系统产生影响，带来听觉疲劳。另外，在一段音频中并不是全部都是高增益的部分，音量增大后，增益低的部分依然存在被噪音淹没的问题，导致音频细节的丢失。当电视节目播放到一个声音本来就很小的节目，比如夜间悄悄话，即使增大了音量，声音也不会变得特别大，依然存在被环境噪声掩盖的问题。如图1所示，实线代表音频增益，虚线代表环境噪音，在时间段(A,B)内，环境噪音幅度值大于音频帧的增益值，即使加大音量，也仍有可能会存在部分音频被噪音淹没的问题。如果通过自动音量调节将音量提高到足够大可以听清很小的音频，那么当节目中突然出现一个大增益的音频，必然带来巨大的响声，对用户的体验造成严重影响。

发明内容

本发明实施例提供一种调节音频增益的方法及装置，用以解决现有技术中当外界环境噪音较大时，通过增大功放的输出功率而导致大增益音频的音量过大而小增益音频的音量仍然较小，造成用户体验较差的技术问题。

本发明实施例提供的一种调节音频增益的方法，包括：

获取待播放音频及所述待播放音频中每个音频帧的增益值，且检测环境噪音幅度值；

确定每个音频帧的增益值的放大倍数，其中，增益值小的音频帧的放大倍数大于增益值大的音频帧的放大倍数；

根据所述每个音频帧的增益值的放大倍数对每个音频帧进行放大输出，且增益值最小的音频帧的放大输出幅度值大于所述环境噪音幅度值。

较佳地，根据所述每个音频帧的增益值以及环境噪音幅度值，从预先存储的放大倍数数值表中获取与该音频帧的增益值相对应的放大倍数。

较佳地，根据以下公式确定每个音频帧的增益值的放大倍数：

其中，b为所述当前播放音量所对应的基准增益值，a为所述环境噪音幅度值，p_min为所述待播放音频中增益值最小的音频帧的增益值，k为调节因子，所述调节因子为预先设定；p_i为所述待播放音频中第i个音频帧调节前的增益值，p_i'为所述待播放音频中第i个音频帧调节后的增益值；即为所述待播放音频中第i个音频帧的增益值的放大倍数。

较佳地，所述环境噪音幅度值根据以下方式得到：

检测设定时间内外部音频帧的增益值以及所述设定时间内播放的音频帧的增益值；

根据所述设定时间内外部音频帧的增益值以及所述设定时间内播放的音频帧的增益值得到所述环境噪音幅度值。

较佳地，所述环境噪音幅度值根据以下方式得到：

检测设定时间内外部音频帧的增益值以及所述设定时间内播放的音频帧的增益值；

在所述设定时间内播放的音频帧的增益值低于设定阈值的情况下，将检测到的外部音频帧的增益值作为环境噪音幅度值。

本发明实施例提供的一种调节音频增益的装置，包括：

获取增益值模块，用于获取待播放音频及所述待播放音频中每个音频帧的增益值；

确定放大倍数模块，用于确定每个音频帧的增益值的放大倍数，其中，增益值小的音频帧的放大倍数大于增益值大的音频帧的放大倍数；；

调节模块，用于根据所述每个音频帧的增益值的放大倍数对每个音频帧进行放大输出，且增益值最小的音频帧的放大输出幅度值大于所述环境噪音幅度值。

较佳地，所述确定放大倍数模块具体用于：

根据所述每个音频帧的增益值以及环境噪音幅度值，从预先存储的放大倍数数值表中获取与该音频帧的增益值相对应的放大倍数。

较佳地，所述确定放大倍数模块具体用于：

根据以下公式确定每个音频帧的增益值的放大倍数：

其中，b为所述当前播放音量所对应的基准增益值，a为所述环境噪音幅度值，p_min为所述待播放音频中增益值最小的音频帧的增益值，k为调节因子，所述调节因子为预先设定；p_i为所述待播放音频中第i个音频帧调节前的增益值，p_i'为所述待播放音频中第i个音频帧调节后的增益值；即为所述待播放音频中第i个音频帧的增益值的放大倍数。

较佳地，所述获取增益值模块还用于：

根据以下方式得到所述环境噪音幅度值：

检测设定时间内外部音频帧的增益值以及所述设定时间内播放的音频帧的增益值；

根据所述设定时间内外部音频帧的增益值以及所述设定时间内播放的音频帧的增益值得到所述环境噪音幅度值。

较佳地，所述获取增益值模块还用于：

根据以下方式得到所述环境噪音幅度值：

在当前播放的音频帧的增益值低于设定阈值的情况下，将检测到外部音频帧的增益值作为环境噪音幅度值。

本发明实施例通过获取待播放音频及所述待播放音频中每个音频帧的增益值，且检测环境噪音幅度值；确定每个音频帧的增益值的放大倍数，其中，增益值小的音频帧的放大倍数大于增益值大的音频帧的放大倍数；根据所述每个音频帧的增益值的放大倍数对每个音频帧进行放大输出，且增益值最小的音频帧的放大输出幅度值大于所述环境噪音幅度值；本发明实施例采用每个音频帧的增益值的放大倍数调整待播放音频，不同增益值的音频帧具有不同的调节量，从而能够对增益值小的音频根据环境噪音进行放大处理，且待播放音频的的最大响度并无大的改变，既避免了增益小的音频被环境噪声掩盖，又避免产生用户不能接受的超大响度的情况，增强了用户体验。

附图说明

图1为现有技术中部分音频被环境噪音淹没的情形示例图；

图2为本发明实施例提供的一种调节音频增益的方法流程示意图；

图3为本发明实施例待播放音频调节前的增益值示意图；

图4为本发明实施例待播放音频调节后的增益值示意图；

图5为本发明实施例提供的一种调节音频增益的装置示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图对本发明实施例做详细说明。

图2为本发明实施例提供的一种调节音频增益的方法所对应的流程示意图，该方法包括步骤201至步骤203：

步骤201，获取待播放音频及所述待播放音频中每个音频帧的增益值，且检测环境噪音幅度值；

步骤202，确定每个音频帧的增益值的放大倍数，其中，增益值小的音频帧的放大倍数大于增益值大的音频帧的放大倍数；

步骤203，根据所述每个音频帧的增益值的放大倍数对每个音频帧进行放大输出，且增益值最小的音频帧的放大输出幅度值大于所述环境噪音幅度值。

具体地，在步骤201中，获取一段长度的待播放音频，针对数字信号可以直接从数字信号中解码以得到待播放音频中每个音频帧的增益值；针对模拟信号，需要将模拟信号转换成数字信号之后再进行增益值的读取。本发明实施例进行数字化转换的目的是便于后续对待播放音频中的每个音频帧的增益值进行调整。

较佳地，在步骤201中，检测设定时间内外部音频帧的增益值以及所述设定时间内播放的音频帧的增益值；将所述外部音频帧的增益值与当前播放的音频帧的增益值进行实时的比对，即将所述外部音频帧的增益值减去当前播放的音频帧的增益值，得到所述设定时间内的环境噪音幅度值。

或者，检测设定时间内外部音频帧的增益值以及所述设定时间内播放的音频帧的增益值；在播放的音频帧的增益值低于设定阈值的情况下，将检测到外部音频帧的增益值作为环境噪音幅度值。

或者，在音频播放过程中，在不影响音效前提下，插入无音量音频帧，在无音量音频帧播放过程中监测到的外部音频帧的增益值即为环境噪音幅度值。

通常情况下，由于环境噪音幅度值不是恒定不变的，为便于计算，在环境噪音幅度值变化波动较小的情况下，可取其平均值作为该时间段内的环境噪音幅度值。

在步骤202中，确定每个音频帧的增益值的放大倍数通过如下方式：

方式一：根据所述每个音频帧的增益值以及环境噪音幅度值，从预先存储的放大倍数数值表中获取与该音频帧的增益值相对应的放大倍数。具体地，可预先计算得到不同增益值的音频帧的放大倍数，不同音频帧的增益值对应不同的放大倍数，且增益值小的音频帧的放大倍数大于增益值大的音频帧的放大倍数，并将得到的放大倍数存储在放大倍数数值表中；后续确定每个音频帧的增益值时，根据音频帧的增益值从上述预先存储的放大倍数数值表中获取到与所述增益值相对应的放大倍数。

方式二：根据所述每个音频帧的增益值，采用线性插值的方式确定每个音频帧的增益值的放大倍数，且保证增益值小的音频帧的放大倍数大于增益值大的音频帧的放大倍数。

方式三：根据以下公式确定每个音频帧的增益值的放大倍数：

其中，b为所述当前播放音量所对应的基准增益值，a为所述环境噪音幅度值，p_min为所述待播放音频中增益值最小的音频帧的增益值，k为调节因子，所述调节因子为预先设定；p_i为所述待播放音频中第i个音频帧调节前的增益值，p_i'为所述待播放音频中第i个音频帧调节后的增益值；为所述待播放音频中第i个音频帧的增益值的放大倍数。

本发明实施例中，所述当前播放音量所对应的基准增益值可根据当前播放音量所对应的最大增益值进行设定。由于，若待播放音频帧的调节后的最大增益值与当前播放音量所对应的最大增益值较为接近，便可避免突然出现用户不能接受的超大响度的音频，因此当前播放音量所对应的基准增益值可设置为接近当前播放音量所对应的最大增益值范围内的数值。可选地，所述当前播放音量所对应的基准增益值为当前播放音量所对应的最大增益值。

例如，如图3所示，为本发明实施例在时间段[0,t]内，获取到的一段长度的待播放音频中每个音频帧的增益值、环境噪音幅度值以及当前播放音量所对应的基准增益值示意图。在进行调节的过程中，始终保证待播放音频中音频帧的最大增益值不超过当前播放音量所对应的基准增益值，避免突然出现用户不能接受的超大响度。

在步骤203中，采用步骤202中确定出的每个音频帧的增益值的放大倍数对每个音频帧进行放大输出，且增益值最小的音频帧放大输出幅度值大于所述环境噪音幅度值。

例如，如图4所示，为本发明实施例根据每个音频帧的增益值的放大倍数，对待播放音频中每个音频帧进行放大处理得到的调节后的音频帧的增益值示意图。由图4中可以看出，时间段(A,B)内调节后的音频增益完全高于环境噪音幅度值，有效避免部分音频被环境噪音淹没的问题。

图5为本发明实施例提供的一种调节音频增益的装置示意图，该装置包括：

获取增益值模块501，用于获取待播放音频及所述待播放音频中每个音频帧的增益值，且检测环境噪音幅度值；

确定放大倍数模块502，用于确定每个音频帧的增益值的放大倍数，其中，增益值小的音频帧的放大倍数大于增益值大的音频帧的放大倍数；

调节模块503，用于根据所述每个音频帧的增益值的放大倍数对每个音频帧进行放大输出，且增益值最小的音频帧的放大输出幅度值大于所述环境噪音幅度值。

较佳地，所述确定放大倍数模块502具体用于：

根据所述每个音频帧的增益值以及环境噪音幅度值，从预先存储的放大倍数数值表中获取与该音频帧的增益值相对应的放大倍数。

所述确定放大倍数模块502具体用于：

根据以下公式确定每个音频帧的增益值的放大倍数：

其中，b为所述当前播放音量所对应的基准增益值，a为所述环境噪音幅度值，p_min为所述待播放音频中增益值最小的音频帧的增益值，k为调节因子，所述调节因子为预先设定；p_i为所述待播放音频中第i个音频帧调节前的增益值，p_i'为所述待播放音频中第i个音频帧调节后的增益值；即为所述待播放音频中第i个音频帧的增益值的放大倍数。

所述获取增益值模块501还用于：

根据以下方式得到所述环境噪音幅度值：检测设定时间内外部音频帧的增

益值以及所述设定时间内播放的音频帧的增益值；

根据所述外部音频帧的增益值以及当前播放的音频帧的增益值得到所述环境噪音幅度值。

所述获取增益值模块501还用于：

根据以下方式得到所述环境噪音幅度值：在当前播放的音频帧的增益值低于设定阈值的情况下，将检测到外部音频帧的增益值作为环境噪音幅度值。

从上述内容可以看出：本发明实施例通过获取待播放音频及所述待播放音频中每个音频帧的增益值，且检测环境噪音幅度值；确定每个音频帧的增益值的放大倍数，其中，增益值小的音频帧的放大倍数大于增益值大的音频帧的放大倍数；根据所述每个音频帧的增益值的放大倍数对每个音频帧进行放大输出，且增益值最小的音频帧的放大输出幅度值大于所述环境噪音幅度值；本发明实施例采用每个音频帧的增益值的放大倍数调整待播放音频，不同增益值的音频帧具有不同的调节量，从而能够对增益值小的音频根据环境噪音进行放大处理，且待播放音频的的最大响度并无大的改变，既避免了增益小的音频被环境噪声掩盖，又避免产生用户不能接受的超大响度的情况，增强了用户体验。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种调节音频增益的方法，其特征在于，包括：

获取待播放音频及所述待播放音频中每个音频帧的增益值，且检测环境噪音幅度值；

确定每个音频帧的增益值的放大倍数，其中，增益值小的音频帧的放大倍数大于增益值大的音频帧的放大倍数；

根据所述每个音频帧的增益值的放大倍数对每个音频帧进行放大输出，且增益值最小的音频帧放大输出幅度值大于所述环境噪音幅度值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定每个音频帧的增益值的放大倍数，包括：

根据所述每个音频帧的增益值以及环境噪音幅度值，从预先存储的放大倍数数值表中获取与该音频帧的增益值相对应的放大倍数。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定每个音频帧的增益值的放大倍数，包括：

根据以下公式确定每个音频帧的增益值的放大倍数：

$\frac{b-a-k}{b-p_{\min }}=\frac{b-{p_i}^{\′}}{b-p_i}$

其中，b为当前播放音量所对应的基准增益值，a为所述环境噪音幅度值，p_min为所述待播放音频中增益值最小的音频帧的增益值，k为调节因子，所述调节因子为预先设定；p_i为所述待播放音频中第i个音频帧调节前的增益值，p_i'为所述待播放音频中第i个音频帧调节后的增益值；即为所述待播放音频中第i个音频帧的增益值的放大倍数。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述环境噪音幅度值根据以下方式得到：

检测设定时间内外部音频帧的增益值以及所述设定时间内播放的音频帧的增益值；

根据所述设定时间内外部音频帧的增益值以及所述设定时间内播放的音频帧的增益值得到所述环境噪音幅度值。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述环境噪音幅度值根据以下方式得到：

检测设定时间内外部音频帧的增益值以及所述设定时间内播放的音频帧的增益值；

在所述设定时间内播放的音频帧的增益值低于设定阈值的情况下，将检测到的外部音频帧的增益值作为环境噪音幅度值。

6.一种调节音频增益的装置，其特征在于，包括：

获取增益值模块，用于获取待播放音频及所述待播放音频中每个音频帧的增益值，且检测环境噪音幅度值；

确定放大倍数模块，用于确定每个音频帧的增益值的放大倍数，其中，增益值小的音频帧的放大倍数大于增益值大的音频帧的放大倍数；

调节模块，用于根据所述每个音频帧的增益值的放大倍数对每个音频帧进行放大输出，且增益值最小的音频帧的放大输出幅度值大于所述环境噪音幅度值。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定放大倍数模块具体用于：

根据所述每个音频帧的增益值以及环境噪音幅度值，从预先存储的放大倍数数值表中获取与该音频帧的增益值相对应的放大倍数。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定放大倍数模块具体用于：

根据以下公式确定每个音频帧的增益值的放大倍数：

$\frac{b-a-k}{b-p_{\min }}=\frac{b-{p_i}^{\′}}{b-p_i}$

其中，b为当前播放音量所对应的基准增益值，a为所述环境噪音幅度值，p_min为所述待播放音频中增益值最小的音频帧的增益值，k为调节因子，所述调节因子为预先设定；p_i为所述待播放音频中第i个音频帧调节前的增益值，p_i'为所述待播放音频中第i个音频帧调节后的增益值；即为所述待播放音频中第i个音频帧的增益值的放大倍数。

9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述获取增益值模块还用于：

根据以下方式得到所述环境噪音幅度值：

检测设定时间内外部音频帧的增益值以及所述设定时间内播放的音频帧的增益值；

根据所述设定时间内外部音频帧的增益值以及所述设定时间内播放的音频帧的增益值得到所述环境噪音幅度值。

10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述获取增益值模块还用于：根据以下方式得到所述环境噪音幅度值：

在当前播放的音频帧的增益值低于设定阈值的情况下，将检测到外部音频帧的增益值作为环境噪音幅度值。