CN105720937A

CN105720937A - 电子装置和声音信号的分析与播放方法

Info

Publication number: CN105720937A
Application number: CN201410717632.XA
Authority: CN
Inventors: 唐汉熙; 胡俊仁; 林宥余
Original assignee: High Tech Computer Corp
Current assignee: HTC Corp
Priority date: 2014-12-01
Filing date: 2014-12-01
Publication date: 2016-06-29

Abstract

一种电子装置和声音信号的分析与播放方法。上述电子装置包括麦克风、处理器、以及扬声器。麦克风接收声音并据以产生声音信号。处理器耦接麦克风，用以分析声音信号以取得分析参数，根据分析参数决定动态范围参数，并根据动态范围参数调整声音信号。扬声器耦接处理器，用以播放经调整的声音信号。

Description

电子装置和声音信号的分析与播放方法

技术领域

本发明涉及一种电子装置和声音信号的处理方法，且特别涉及一种电子装置和声音信号的分析与播放方法。

背景技术

现在有很多电子装置具有录音与播音功能，例如智能手机就是其中之一。录音可以发生在多种不同场景(scenario)，例如会议室、户外活动、音乐会等等。在这些场景中，录下来的声音的音量可能相差甚大。

在回放(playback)先前录下来的声音时，目前的电子装置对于在各种场景录下的声音，皆使用相同的调整参数(tuningparameter)，例如相同的增益值(gainvalue)。如果在播音时使用相同的增益值来放大不同场景中录下的声音，则会造成某些声音太小声，而某些声音又太大声，这会影响使用者听到的音质。

发明内容

本发明提供一种电子装置和声音信号的分析与播放方法，以解决前述的相同参数造成的音质问题。

本发明的电子装置包括麦克风、处理器、以及扬声器。麦克风接收声音并据以产生声音信号。处理器耦接麦克风，用以分析声音信号以取得分析参数，根据分析参数决定动态范围(dynamicrange)参数，并根据动态范围参数调整声音信号。扬声器耦接处理器，用以播放经调整的声音信号。

本发明的声音信号的分析与播放方法包括下列步骤：接收声音并据以产生声音信号；分析声音信号以取得分析参数；根据分析参数决定动态范围参数；根据动态范围参数调整声音信号；以及播放经调整的声音信号。

基于上述，本发明的电子装置与声音信号的分析与播放方法可根据分析声音信号所得的参数而设定用于播放声音信号的动态范围参数，如此可自动选用最合适的动态范围参数，提高声音信号回放时的音质。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明的一实施例的一种电子装置的示意图。

图2与图3是依照本发明的一实施例的一种声音信号的分析与播放方法的流程图。

【符号说明】

100：电子装置

110：麦克风

120：处理器

130：存储装置

140：放大器

150：扬声器

210～240、310～350：方法步骤

具体实施方式

图1是依照本发明的一实施例的一种电子装置100的示意图。电子装置100可以是任何一种具有录音与播音功能的电子装置，例如智能手机、个人数字助理(PDA:personaldigitalassistant)、平板计算机、笔记型计算机、或桌上型计算机。电子装置100包括麦克风110、处理器120、存储装置130、放大器(amplifier)140、以及扬声器150。处理器120耦接麦克风110、存储装置130、以及放大器140。放大器140耦接于处理器120与扬声器150之间。存储装置130可以是易失性存储器(volatilememory)、非易失性存储器(non-volatilememory)或硬盘。在此实施例中，麦克风110泛指可以接收外界声音并据以产生声音信号的任何电子元件，而扬声器150泛指可以播放声音信号以产生声音的任何电子元件。

图2是依照本发明的一实施例的一种声音信号的分析与播放方法的一个流程图，此流程可由电子装置100执行以记录声音信号。在步骤210，麦克风110接收来自外界的声音并据以产生声音信号。在步骤220，处理器120执行录音算法。录音算法可包括消除声音信号中的噪声以及对声音信号进行均衡处理(equalization)。上述均衡处理是指调整声音信号的不同频段的音量，以优化声音信号的回放效果。

在步骤230，处理器120分析声音信号以取得声音信号的分析参数。整体来说，分析参数表示声音信号在时域(timedomain)和/或频域(frequencydomain)的分布。分析参数可包括一项或多项参数。例如分析参数可包括声音信号的音量(SPL:soundpressurelevel)的分布(histogram)。分析参数也可包括声音信号的音量的平均值(mean)与变异数(variance)。分析参数也可包括声音信号在频域的分布。

在步骤240，处理器120将声音信号与其分析参数存入存储装置130。例如处理器120可将声音信号与分析参数编码为同一文件或两个不同文件而存入存储装置130。如果声音信号与分析参数存储在同一文件，则分析参数可存储在此文件的标头(header)。

图3是上述的声音信号的分析与播放方法的另一个流程图，此流程可由电子装置100执行以播放存储于存储装置130的声音信号。在步骤310，处理器120自存储装置130读取先前记录的声音信号与其分析参数。在步骤320，处理器120根据分析参数将声音信号分类为多个种类其中之一。每一个种类可对应一个录音场景。下面的表1是一个分类的范例。

种类	场景	音量
			1	会议	60dB SPL
2	户外	80dB SPL
			3	派对	100dB SPL
4	演唱会	110dB SPL

表1

表1的范例中，分析参数是声音信号的音量(SPL)的平均值，声音信号可依据此平均值分为四个种类，每个种类对应一个录音场景，表示声音信号是在什么样的场景中被记录。每个种类可对应一项或多项动态范围(dynamicrange)参数。当处理器120根据分析参数为声音信号分类之后，在步骤330，处理器120将声音信号所属种类所对应的动态范围参数设定为用于播放声音信号的动态范围参数。每一个种类所对应的动态范围参数都是事先决定的，可使该种类的声音信号回放时让使用者感受到最佳的回放效果。因此，步骤320与330可根据声音信号的分析参数来决定最佳的动态范围参数。

在步骤340，处理器120使用前述设定的动态范围参数执行回放算法，此回放算法是指根据前述设定的动态范围参数调整声音信号。

每一种类对应的动态范围参数可包括一项或多项参数。例如动态范围参数可包括一个增益值(gainvalue)G₀。在步骤340，处理器120可使用增益值G₀放大声音信号。

动态范围参数也可包括一个或多个控制参数。在步骤340，处理器120可根据控制参数控制声音信号的动态范围。

声音信号可包括多个频段。动态范围参数也可包括对应上述多个频段的多个增益值G₁～G_N，其中N是声音信号的频段数量。在步骤340，处理器120可使用增益值G₁～G_N对声音信号进行均衡处理。也就是说，对于每一上述频段，处理器120可使用对应该频段的增益值放大该频段。

下面的表2是动态范围参数的一个范例。

动态范围参数	种类1(演唱会)	种类2(会议)
			增益值G₀	较小	较大
控制参数	减弱	加强
			增益值G₁～G_N	优化低音与高音	加强语音频段

表2

表2的范例中，声音信号可分为两个种类，种类1对应的录音场景为演唱会，种类2对应的录音场景为会议。两个种类对应的动态范围参数皆包括增益值G₀、控制参数、以及增益值G₁～G_N。如果声音信号被分类为种类1，则对应的增益值G₀较小，因为演唱会的音量已经够大，不需要太多增益。种类1对应的控制参数会减弱声音信号的动态范围。种类1对应的增益值G₁～G_N会优化声音信号的低音(bass)频段与高音(treble)频段。如果声音信号被分类为种类2，则对应的增益值G₀较大，因为一般人说话的音量不足，在播音时需要放大。种类2对应的控制参数会加强声音信号的动态范围。种类2对应的增益值G₁～G_N会加强声音信号的语音频段(voiceband)。

接下来，在步骤350，放大器140放大经过回放算法处理的声音信号，然后扬声器150播放声音信号，以产生使用者可听到的声音。

综上所述，本发明可根据声音信号的分析结果，为声音信号分类，进而为声音信号选择最合适的动态范围参数，以提高声音信号播放时的音质。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附权利要求书界定范围为准。

Claims

1.一种电子装置，包括：

麦克风，接收声音并据以产生声音信号；

处理器，耦接该麦克风，用以分析该声音信号以取得分析参数，根据该分析参数决定动态范围参数，并根据该动态范围参数调整该声音信号；以及

扬声器，耦接该处理器，播放该经调整的声音信号。

2.如权利要求1所述的电子装置，其中该分析参数包括该声音信号的音量的分布。

3.如权利要求1所述的电子装置，其中该分析参数包括该声音信号的音量的平均值与变异数。

4.如权利要求1所述的电子装置，其中该分析参数包括该声音信号在频域的分布或时域的分布。

5.如权利要求1所述的电子装置，其中该处理器根据该分析参数将该声音信号分类为多个种类其中之一，该处理器所决定的该动态范围参数为该种类所对应的动态范围参数。

6.如权利要求1所述的电子装置，其中该动态范围参数包括增益值，该处理器使用该增益值放大该声音信号。

7.如权利要求1所述的电子装置，其中该动态范围参数包括控制参数，该处理器根据该控制参数控制该声音信号的动态范围。

8.如权利要求1所述的电子装置，其中该声音信号包括多个频段，该动态范围参数包括对应上述多个频段的多个增益值，对于每一上述频段，该处理器使用对应的该增益值放大该频段。

9.如权利要求1所述的电子装置，还包括：

存储装置，耦接该处理器，存储该声音信号与该分析参数；以及

放大器，耦接于该处理器与该扬声器之间，在该扬声器播放该声音信号之前放大该经调整的声音信号。

10.如权利要求9所述的电子装置，其中该处理器将该声音信号存储于该存储装置中的文件，并将该分析参数存储于该文件的标头。

11.一种声音信号的分析与播放方法，包括：

接收声音并据以产生声音信号；

分析该声音信号以取得分析参数；

根据该分析参数决定动态范围参数；

根据该动态范围参数调整该声音信号；以及

播放该经调整的声音信号。

12.如权利要求11所述的声音信号的分析与播放方法，其中根据该分析参数决定该动态范围参数的步骤包括：

根据该分析参数将该声音信号分类为多个种类其中之一，其中该动态范围参数为该种类所对应的动态范围参数。

13.如权利要求11所述的声音信号的分析与播放方法，其中该声音信号包括多个频段，该动态范围参数包括对应上述多个频段的多个增益值，该声音信号的分析与播放方法还包括：

对于每一上述频段，使用对应的该增益值放大该频段。

14.如权利要求11所述的声音信号的分析与播放方法，还包括：

将该声音信号存储于文件；以及

将该分析参数存储于该文件的标头。