CN106686493B - 自动调整音质的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动调整音质的方法,用于调整电子设备的音质，包括：设置电子设备的壳体或屏幕上发声区域的位置坐标处声学响应的增益函数；检测听音位置以获得所述听音位置的坐标；根据所述增益函数计算所述听音位置的坐标对应的声学响应增益；将所述增益施加至所述音频信号并依据施加增益的音频信号输出声学振动。本发明还公开了一种自动调整音质的系统。本发明通过提供一种自动调整音质的方法和系统使用户能够在不同的听音位置都达到最佳的音频体验。

Description

自动调整音质的方法和系统

【技术领域】

本发明涉及一种自动调整音质的方法，尤其涉及一种自动调整音质的方法和系统。

【背景技术】

在现有技术中，有一种发声技术是利用电子设备的屏幕振动、或壳体振动、或局部壳体振动来发声，电子设备可以是手机或者平板电脑等，壳体或局部壳体可以是金属、玻璃、塑料、陶瓷等各种形式的材料。相比于使用传统的扬声器技术，该利用电子设备屏幕振动或壳体振动的发声技术中，无需在电子设备壳体上设立出声孔，这对于电子设备的美观度以及防水性都有显著的提高。

利用电子设备的屏幕振动或壳体振动的发声技术，用户主要是使用正面的屏幕作为发声部件，即用户通过将耳朵贴近正面屏幕来获取在通话应用中或者音频播放中的声音，这符合用户长久以来形成的使用习惯。然而，在屏幕的不同位置，发声的效果是不一样的，举例而言，当用户将耳朵贴近手机顶端时，用户可能获得响度较大且高音较明亮的声音，而当用户将耳朵贴近手机顶端偏下的位置时，则会获得响度一般且高音不明亮的声音即，用户在听感上可能会觉得声音沉闷，这样的情况导致用户在将耳朵贴近屏幕的不同位置时无法获得一致的听觉体验。

因此，有必要提供一种新的自动调整音质的方法和系统。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种自动调整音质的方法和系统，使用户能够在不同的听音位置都达到一致的听觉体验。

本发明的技术方案如下：一种自动调整音质的方法，用于调整电子设备的音质，包括：设置电子设备的壳体或屏幕上发声区域的位置坐标处声学响应的增益函数；检测听音位置以获得所述听音位置的坐标；根据所述增益函数计算所述听音位置的坐标对应的声学响应增益；

将所述增益施加至所述音频信号并依据施加增益的音频信号输出声学振动。

一种自动调整音质的系统，包括：增益函数设置模块，用于设置电子设备的壳体或屏幕上发声区域的位置坐标处声学响应的增益函数；位置检测模块，用于检测听音位置以获得所述听音位置的坐标；第一计算模块，与所述增益函数设置模块以及所述位置检测模块连接，用于根据所述增益函数计算与所述位置坐标对应的声学响应增益；输出模块，与所述第一计算模块连接，用于将所述增益施加至所述音频信号并依据施加增益的音频信号驱动听音位置处的发声区域输出声学振动。

本发明的有益效果在于：先设置电子设备的发声区域的位置坐标处声学响应的增益函数,在播放音频信号时，检测人耳听音位置，然后计算与所述位置坐标对应的声学响应增益，最后将所述增益施加至所述音频信号并依据增益的音频信号输出声学振动，从而使用户能够在不同的听音位置都达到一致的听觉体验。

另外，所述检测听音位置以获得所述听音位置的坐标的步骤之前，包括：检测到所述电子设备有播放音频的需求。

另外，所述检测到所述电子设备有播放音频的需求的步骤之后、所述检测听音位置以获得所述听音位置的坐标的步骤之前，还包括：以初始音频设置播放音频信号。

另外，所述检测听音位置以获得所述听音位置的坐标，是指：应用传感器监测电子设备使用者的耳朵在所述电子设备上所处的位置的坐标。

另外，所述检测听音位置以获得所述听音位置的坐标，是指：应用电子设备的电容触控屏感测电子设备使用者的耳朵在所述电子设备上所处的位置的坐标。

另外，所述设置电子设备的壳体或屏幕上发声区域的位置坐标处声学响应的增益函数，包括：在电子设备的屏幕或壳体上设置一个激励位置以及多个测量点并预设参考频响曲线；测量振动激励器在所述激励位置以预设信号驱动电子设备的屏幕或壳体振动发声时各个所述测量点的频响曲线；比较各个所述测量点的频响曲线中的各个子频带的频率响应与所述参考频响曲线中的各个子频带的频率响应，获得所述各个测量点处的各个子频带所需的增益；采用数据拟合方法根据所述各个子频带响应所需的增益得到与各个测量点不同子频带的增益函数。

另外，所述比较各个所述测量点的频响曲线中的各个子频带的频率响应与参考频响曲线中的各个子频带的频率响应，获得所述各个测量点处的各个子频带所需的增益，包括：分别将所述各个测量点的频响曲线以及所述参考频响曲线分成多个子频带；计算所述测量点的频响曲线的各个子频带频率响应与参考频响曲线的各个子频带频率响应的差值；计算所述各个子频带频率响应的差值的平均值作为所述测量点处的各个子频带所需的增益。

另外，自动调整音质的系统还包括：音频检测模块，用于在所述位置检测模块检测人耳在电子设备上的位置之前，检测到所述电子设备有播放音频的需求。

另外，自动调整音质的系统还包括：音频设置模块，用于在所述音频检测模块检测到所述电子设备有播放音频的需求的步骤之后,在所述位置检测模块检测人耳在电子设备上的位置之前，以初始音频设置播放音频信号。

【附图说明】

图1为本发明第一实施方式的自动调整音质的方法的一种流程图；

图2为本发明第一实施方式的自动调整音质的方法的另一种流程图；

图3为本发明第一实施方式的自动调整音质的方法的激励位置和测量点设定的示意图；

图4为本发明第一实施方式的自动调整音质的方法的又一种流程图；

图5为本发明第一实施方式的自动调整音质的方法的再一种流程图；

图6为本发明第一实施方式的自动调整音质的方法的还一种流程图；

图7为本发明第二实施方式的自动调整音质的系统的一种结构示意图；

图8为本发明第二实施方式的自动调整音质的系统的另一种结构示意图；

图9为本发明第二实施方式的自动调整音质的系统的又一种结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

本发明的第一实施方式涉及一种自动调整音质的方法，如图1所示，包括：

步骤S10，设置电子设备的壳体或屏幕上发声区域的位置坐标处声学响应的增益函数；

步骤S11，检测听音位置以获得所述听音位置的坐标；

步骤S12，根据所述增益函数计算所述听音位置的坐标对应的声学响应增益；

步骤S13，将所述增益施加至所述音频信号并依据施加增益的音频信号输出声学振动。

本实施方式提供的自动调整音质的方法通过先设置电子设备的发声区域的位置坐标处声学响应的增益函数,在播放音频信号时，检测人耳听音位置，然后计算与位置坐标对应的声学响应增益，最后将所述增益施加至所述音频信号并依据增益的音频信号输出声学振动，从而使用户能够在不同的听音位置都达到一致的听觉体验。

关于所述步骤10，其设置的声学响应的增益函数是能够使得壳体或屏幕上各发声区域具有相同的振动效果以使用户耳朵在各发声区域都能获得相同听觉体验的增益函数。所述电子设备可以为手机、平板电脑、PDA等。

在本实施例中，如图2所示，步骤S10包括以下步骤：

步骤S20，在电子设备的屏幕或壳体上设置一个激励位置以及多个测量点，并在电子设备中预设参考频响曲线。参考频响曲线为用户期望的或理想的频响曲线。在本发明实施方式中，具体的说，预设的参考频响曲线预设为所述激励位置处测量的频响曲线或所述多个测量点处测量的最优的频响曲线。

具体地说，需要在电子设备的屏幕所在平面内建立二维直角坐标系，给出激励位置坐标以及测量点坐标，测量点坐标的编号与实际的测量位置按照一定顺序一一对应，以用于后续步骤。需要说明的是，激励位置和测量点的数量以及排布可根据实际需要进行设定，具体的如图3所示。

步骤S21，测量振动激励器在所述激励位置以预设信号驱动电子设备的屏幕或壳体振动发声时各个所述测量点的频响曲线。

具体地说，可以通过向设置在激励位置的振动激励器发送预设的音频信号，以驱动所述振动激励器带动电子设备的屏幕或壳体振动发声，然后测量所述测量点的频响曲线，这一过程中设置频响曲线编号，频响曲线编号与激励及测量位置一一对应。

需要说明的是，振动激励器的位置通常由电子设备的结构设计、整机音频性能要求等多方面因素决定。另外，在测量频响曲线之前，电子设备已经经过基本的调试，预设信号已经经过了必要的压缩、均衡等处理，使得屏幕上某一特定位置(包括设定的激励位置和多个测量点)已有最优或接近最优的频响曲线。

步骤S22，比较各个所述测量点的频响曲线中的各个子频带的频率响应与参考频响曲线中的各个子频带的频率响应，获得所述各个测量点处的各个子频带所需的增益。

具体地说，所述步骤S22可以参照以下方式执行：步骤S221，分别将所述各个测量点的频响曲线以及所述参考频响曲线分成多个子频带；步骤S222，计算所述测量点的频响曲线的各个子频带频率响应与参考频响曲线的各个子频带频率响应的差值；步骤S223，计算所述各个子频带频率响应的差值的平均值作为所述测量点处的各个子频带所需的增益，如图4所示。

步骤S221中，采用带通滤波器将测量得到的频响曲线分别分成m个频带(m大于或等于1)，频带个数以及每个频带的带宽可根据实际测量得到的频响曲线决定，且子频带的频带集合不一定需要覆盖整个频响曲线的频带，当m＝1时，则代表不分子频带，直接对整条频响曲线进行操作，同样的，参考频响曲线也被分成m个频带。

步骤S222中，通过合理地选择子频带的频点及带宽，可以使得频率响应差值曲线相对平整。

步骤S223中，可以理解，在新信号(即预设信号)驱动下，要使第n个测量点处的频响曲线的第m个子频带的响应与原始信号驱动下参考频带的第m个子频带响应基本一致，新信号需要在原始信号上第m个子频带对应的频段加上所述测量点的频响曲线与参考频响曲线的第m个子频带频率响应的差值的平均值。

步骤S23，采用数据拟合方法根据所述各个子频带响应所需的增益得到与各个测量点不同子频带的增益函数。具体的说，所述数据拟合方法可以为二维多项式拟合方法或者其他方法。关于所述步骤S11，所述检测听音位置以获得所述听音位置的坐标，是指：应用传感器(例如，超声波传感器)监测电子设备使用者的耳朵在所述电子设备上所处的位置的坐标，或者应用电子设备的电容触控屏感测电子设备使用者的耳朵在所述电子设备上所处的位置的坐标(由于耳朵与屏幕接触十分接近，电容屏可以感应到人耳的存在)。

优选的，所述步骤S11之前，还可以包括：步骤S30，检测到所述电子设备有播放音频的需求，如图5所示。在“步骤S30：检测到所述电子设备有播放音频的需求”执行之后，再执行步骤S11的检测听音位置以获得所述听音位置的坐标，使得仅在电子设备有播放音频的需求时执行检测听音位置以获得所述听音位置的坐标，而在其他情况下，如果不能利用屏幕或壳体发声，而无需依据听音位置调整屏幕或壳体的声学信号处理配置。优选的，步骤S30之后，步骤S11之前，还包括：步骤S31，以初始音频设置播放音频信号，如图6所示。如此设置，可以先以初始音频设置播放音频信号,继而利用自动调整音质的方法在播放音频信号的同时进行音质调整。

关于所述步骤S12，在前述步骤S11检测听音位置以获得所述听音位置的坐标之后，根据步骤S10中设置的增益函数计算所述听音位置的坐标处对应的声学响应增益。

关于所述步骤S13，在前述步骤S12计算出听音位置的坐标对应的声学响应增益之后，将所述增益施加到所述音频信号并依据施加增益的音频信号输出声学振动，由于听音位置坐标对应的声学响应增益对音频信号进行了矫正，从而使用户能够在不同的听音位置都能达到一致的听觉体验。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

本发明的第二实施方式涉及一种自动调整音质的系统10，如图7所示，包括增益函数设置模块11、位置检测模块12、第一计算模块13、输出模块14。

所述增益函数设置模块11，用于存储电子设备的壳体或屏幕上发声区域的位置坐标与该位置坐标处声学响应的增益函数；所述位置检测模块12，用于检测听音位置以获得所述听音位置的坐标；所述第一计算模块13，与所述增益函数设置模块以及所述位置检测模块连接，用于根据所述增益函数计算与所述位置坐标对应的声学响应增益；所述输出模块14，与所述第一计算模块连接，用于将所述增益施加至所述音频信号并依据施加增益的音频信号驱动听音位置处的发声区域输出声学振动。

优选的，自动调整音质的系统10还包括：音频检测模块30，用于在所述位置检测模块12检测人耳在电子设备上的位置之前，检测到所述电子设备有播放音频的需求，如图8所示。如此设置，使得仅在电子设备有播放音频的需求时执行检测听音位置以获得所述听音位置的坐标，而在其他情况下，如果不能利用屏幕或壳体发声，而无需依据听音位置调整屏幕或壳体的声学信号处理配置。

优选的，自动调整音质的系统10还包括：音频设置模块31，用于在所述音频检测模块30检测到所述电子设备有播放音频的需求的步骤之后，在所述位置检测模块12检测人耳在电子设备上的位置之前，设置以初始音频播放所述音频信号，如图9所示。如此设置，可以先以初始音频设置播放音频信号,继而利用自动调整音质的方法在播放音频信号的同时进行音质调整。

关于所述增益函数设置模块11、位置检测模块12、第一计算模块13、输出模块14、音频检测模块30以及音频设置模块31更详细的工作方法，与前述第一实施例中的方法步骤相对应，为避免重复，这里不再赘述。

不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的系统实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

需要说明的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动调整音质的方法，用于调整电子设备的音质，其特征在于，包括：

设置电子设备的壳体或屏幕上发声区域的位置坐标处声学响应的增益函数，在电子设备的屏幕或壳体上设置一个激励位置以及多个测量点，并预设参考频响曲线；测量振动激励器在所述激励位置以预设信号驱动电子设备的屏幕或壳体振动发声时各个所述测量点的频响曲线；比较各个所述测量点的频响曲线中的各个子频带的频率响应与所述参考频响曲线中的各个子频带的频率响应，获得所述各个测量点处的各个子频带所需的增益；

检测听音位置以获得所述听音位置的坐标；

根据所述增益函数计算所述听音位置的坐标对应的声学响应增益；

将所述增益施加至音频信号并依据施加增益的音频信号输出声学振动。

2.根据权利要求1所述的自动调整音质的方法，其特征在于，所述检测听音位置以获得所述听音位置的坐标的步骤之前，包括：检测到所述电子设备有播放音频的需求。

3.根据权利要求2所述的自动调整音质的方法，其特征在于，所述检测到所述电子设备有播放音频的需求的步骤之后、所述检测听音位置以获得所述听音位置的坐标的步骤之前，还包括：以初始音频设置播放音频信号。

4.根据权利要求1所述的自动调整音质的方法，其特征在于，所述检测听音位置以获得所述听音位置的坐标，是指：

应用传感器监测电子设备使用者的耳朵在所述电子设备上所处的位置的坐标。

5.根据权利要求1所述的自动调整音质的方法，其特征在于，所述检测听音位置以获得所述听音位置的坐标，是指：

应用电子设备的电容触控屏感测电子设备使用者的耳朵在所述电子设备上所处的位置的坐标。

6.根据权利要求1所述的自动调整音质的方法，其特征在于，所述设置电子设备的壳体或屏幕上发声区域的位置坐标处声学响应的增益函数，包括：

采用数据拟合方法根据所述各个子频带响应所需的增益得到与各个测量点不同子频带的增益函数。

7.根据权利要求6所述的自动调整音质的方法，其特征在于，所述比较各个所述测量点的频响曲线中的各个子频带的频率响应与参考频响曲线中的各个子频带的频率响应，获得所述各个测量点处的各个子频带所需的增益，包括：

分别将所述各个测量点的频响曲线以及所述参考频响曲线分成多个子频带；

计算所述测量点的频响曲线的各个子频带频率响应与参考频响曲线的各个子频带频率响应的差值；

计算所述各个子频带频率响应的差值的平均值作为所述测量点处的各个子频带所需的增益。

8.一种自动调整音质的系统，其特征在于，包括：

增益函数设置模块 ，用于设置电子设备的壳体或屏幕上发声区域的位置坐标处声学响应的增益函数，在电子设备的屏幕或壳体上设置一个激励位置以及多个测量点，并预设参考频响曲线；测量振动激励器在所述激励位置以预设信号驱动电子设备的屏幕或壳体振动发声时各个所述测量点的频响曲线；比较各个所述测量点的频响曲线中的各个子频带的频率响应与所述参考频响曲线中的各个子频带的频率响应，获得所述各个测量点处的各个子频带所需的增益；

位置检测模块，用于检测听音位置以获得所述听音位置的坐标；

第一计算模块，与所述增益函数设置模块以及所述位置检测模块连接，用于根据所述增益函数计算与所述位置坐标对应的声学响应增益；

输出模块，与所述第一计算模块连接，用于将所述增益施加至音频信号并依据施加增益的音频信号驱动听音位置处的发声区域输出声学振动。

9.根据权利要求8所述的自动调整音质的系统，其特征在于，还包括：音频检测模块，用于在所述位置检测模块检测人耳在电子设备上的位置之前，检测到所述电子设备有播放音频的需求。

10.根据权利要求9所述的自动调整音质的系统，其特征在于，还包括：音频设置模块，用于在所述音频检测模块检测到所述电子设备有播放音频的需求的步骤之后,在所述位置检测模块检测人耳在电子设备上的位置之前，以初始音频设置播放音频信号。