CN109195068A - 音频处理方法、装置以及音频设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种音频处理方法、装置以及音频设备，该音频设备包括：音量调节器，用于调整音频设备的音量；音响系统，用于发出声音；软件，用于获取音量调节器调整后的音量参数，并根据音量参数确定是否需要对通过音响发出的声音进行调整，并在需要调整的情况下，根据音量参数和预先配置的调整参数对音响系统发出的声音的相应频率所对应的参数进行调整。通过本发明解决了现有技术中听者调节音量之后需要手工音频或者高频进行调节所导致的降低听者听觉体验的问题，从而可以做到自动调解，提高听者的听觉体验和使用体验。

Description

音频处理方法、装置以及音频设备

技术领域

本发明涉及声音领域，具体而言，涉及一种音频处理方法、装置以及音频设备。

背景技术

当前，人们对音乐欣赏的要求越来越高，这就导致了对于音乐播放设备或者电子乐器的声音处理的要求也越来越高，提高音质是很多设备研发人员追求的目标。

声音最终的好坏是由听众来评判的，因此要是音乐适应人耳的实际听觉是最能够提高音质的方式。

发明人发现，人耳的听觉的实际响度和外界的声音响度并不完全呈线性关系，当外界音量变化时、人耳对不同频段的听觉会有生理性的变化，例如音量越小，则低频、高频的衰减越明显。

现有技术中的音频设备一般会设置三个调节按钮，这三个调节按钮分别用来调节音量、低频或者高频，用户可以根据自己的需要自行调节。这种处理方式导致用户在每次调整音量之后，还需要再次调整低频或者高频降低了听者的体验。

对于现有技术中的问题，目前没有提出相应的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种音频处理方法、装置以及音频设备，以解决现有技术中，听者调节音量之后需要手工音频或者高频进行调节所导致的降低听者听觉体验的问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种音频设备，包括：音量调节器，用于调整所述音频设备的音量；音响系统，用于发出声音；软件，用于获取所述音量调节器调整后的音量参数，并根据所述音量参数确定是否需要对通过所述音响发出的声音进行调整，并在需要调整的情况下，根据所述音量参数和预先配置的调整参数对所述音响系统发出的声音的相应频率所对应的参数进行调整，其中，不同的音量参数或者不同的音量参数范围分别对应有相应的调整参数，音量参数或者音量参数范围与调整参数的对应关系是预先获取并配置在所述软件中的。

进一步地，所述音频设备还包括：主芯片，用于对所述音频设备进行控制；所述软件运行在所述主芯片上。

进一步地，所述音频设备还包括：功率放大器，所述功率放大器与所述音响系统连接；所述软件运行在所述功率放大器上。

进一步地，所述音量参数或者音量参数范围与所述调整参数的对应关系是根据等响曲线得到的。

进一步地，所述软件用于根据所述音量参数和预先配置的调整参数对所述音响系统发出的声音的相应频率所对应的增益进行调整。

进一步地，所述音频设备包括以下至少之一：电子乐器、音频播放设备。

根据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种音频处理方法，应用于上述的音频设备中，包括：获取所述音频设备的音量参数；根据所述音量参数确定是否需要对通过所述音响发出的声音进行调整；在需要调整的情况下，根据所述音量参数和预先配置的调整参数对所述音响系统发出的声音的相应频率所对应的参数进行调整，其中，不同的音量参数或者不同的音量参数范围分别对应有相应的调整参数，音量参数或者音量参数范围与调整参数的对应关系是预先获取并配置在所述软件中的。

进一步地，所述音量参数或者音量参数范围与所述调整参数的对应关系是根据等响曲线得到的。

进一步地，根据所述音量参数和预先配置的调整参数对所述音响系统发出的声音的相应频率所对应的参数进行调整包括：根据所述音量参数和预先配置的调整参数对所述音响系统发出的声音的相应频率所对应的增益进行调整。

根据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种音频处理装置，包括：获取模块、确定模块和调整模块，所述获取模块、所述确定模块和所述调整模块位于上述的软件中，包括：所述获取模块，用于获取所述音频设备的音量参数；所述确定模块，用于根据所述音量参数确定是否需要对通过所述音响发出的声音进行调整；所述调整模块，用于在需要调整的情况下，根据所述音量参数和预先配置的调整参数对所述音响系统发出的声音的相应频率所对应的参数进行调整，其中，不同的音量参数或者不同的音量参数范围分别对应有相应的调整参数，音量参数或者音量参数范围与调整参数的对应关系是预先获取并配置在所述软件中的。

在本发明实施例中，提供的音频设备包括：音量调节器，用于调整所述音频设备的音量；音响系统，用于发出声音；软件，用于获取所述音量调节器调整后的音量参数，并根据所述音量参数确定是否需要对通过所述音响发出的声音进行调整，并在需要调整的情况下，根据所述音量参数和预先配置的调整参数对所述音响系统发出的声音的相应频率所对应的参数进行调整，其中，不同的音量参数或者不同的音量参数范围分别对应有相应的调整参数，音量参数或者音量参数范围与调整参数的对应关系是预先获取并配置在所述软件中的。通过本发明实施例解决了现有技术中听者调节音量之后需要手工音频或者高频进行调节所导致的降低听者听觉体验的问题，从而可以做到自动调解，提高听者的听觉体验和使用体验。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的音频处理方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本实施例中，提供了一种音频设备，该音频设备包括：

音量调节器，用于调整音频设备的音量；

音响系统，用于发出声音；

软件，用于获取音量调节器调整后的音量参数，并根据音量参数确定是否需要对通过音响发出的声音进行调整，并在需要调整的情况下，根据音量参数和预先配置的调整参数对音响系统发出的声音的相应频率所对应的参数进行调整，其中，不同的音量参数或者不同的音量参数范围分别对应有相应的调整参数，音量参数或者音量参数范围与调整参数的对应关系是预先获取并配置在软件中的。

通过上述音频设备解决了现有技术中听者调节音量之后需要手工音频或者高频进行调节所导致的降低听者听觉体验的问题，从而可以做到自动调解，提高听者的听觉体验和使用体验。

软件可以配置在音频设备的不同硬件模块上，例如音频设备一般情况下会包括一个主芯片，该主芯片可以用于对音频设备进行控制。由于主芯片实现了主要的控制功能，因此软件运行在主芯片上比较容易实现。

当然，还可以做成一个单独的硬件模块，把这个软件设置在这个硬件上，该硬件可作为即插即用的一个功能设置在不同的音频设备上。

作为另一个可选的实施方式，在音频设备还包括功率放大器情况下，该软件可以运行在功率放大器上。功率放大器也可以作为一个单独的产品出售。

作为如何调整，可以根据经验提前配置好参数，或者也可以根据等响曲线得到需要调整的参数。

该系统利用了人耳等响补偿的原理。

等响曲线是一个统计曲线，考虑了人群的听觉特征。

声压是大气压受到扰动后产生的变化，即大气压强的余压，它相当于在大气压强上叠加一个扰动引起的压强变化。由于声压的测量在现有技术中是能够实现的，通过声压的测量也可以间接求得质点速度等其它物理量，所以声学中常用这个物理量来描述声波。

声压级以符号SPL表示，其定义为将待测声压有效值p(e)与参考声压p(ref)的比值取常用对数，再乘以20。除了声压意外，还有响度的概念。

在等响曲线中可以得知，当响度较小时，人耳对高低音感觉不灵敏，而响度较大时，高低音感觉逐渐灵敏，而对2000Hz-5000Hz之间的声音最为敏感。

在不同响度的曲线上，2000Hz-5000Hz频范围内的声压级，均处于整个曲线相对较低声压级的位置，说明人耳对中频的响应灵敏。在这个范围之外的低频和高频两边，等响度曲线翘起，说明人耳对低频和高频声音的灵敏度下降，对低于（16-20）Hz和高于（18000-20000）Hz的纯音，不论声级多高，绝大多数的人都感觉不到声音的存在，因此将20Hz-20000Hz定为音频。人耳能听到声音的最微弱强度，称为听觉阈，产生疼痛感的最高声音强度，称为痛觉阈。由听觉阈和痛觉阈所构成的两条等响度曲线，是等响度曲线的上下限。

响度主要决定于声强，提高声强，响度级也相应增加。但是声音的响度并不是单纯由声强决定的，还取决于频率，不同频率的纯音有不同的响度增长率，其中低频纯音的响度增长率比中频纯音要快。例如，在响度60方的曲线上，从125Hz一直到16000Hz的各频率纯音的声压级，基本都在60dB上下，而低于125Hz的低频的声压级，将随着频率的降低迅速地增加，在20Hz频率时的声压级达到约96dB！再比如，从听觉的闻阈到痛阈，1000Hz纯音的声压级范围近似0-130dB，区间宽达130dB，而20Hz纯音的声压级已经压缩到大约70-150dB的范围，区间仅80dB。

从响度曲线可以得知，在电子乐器或者播放设备中，在其外扩设备声压级改变时，人耳感知到的频响也会随之改变，尤其在声压级较小时，低频和高频部分会明显衰减。

有了上述等响曲线，那么，音量参数或者音量参数范围与调整参数的对应关系是根据等响曲线得到的。等响曲线的获取在现有技术中有多种方式，在此不再赘述了。

对频率进行调整的时候，可以对频率的增益进行调整，即软件用于根据音量参数和预先配置的调整参数对音响系统发出的声音的相应频率所对应的增益进行调整。

上述实施例有多种应用场景，例如，上述音频设备可以是电子乐器，也可以是音乐播放器等音频播放设备。

有一种更优的实现方式，可以将软件做的更加智能。例如，可以提示用户开启了随音量自动调整频率的功能。提示的方式有很多种，例如，可以在设备上增加一个灯来进行提示，或者也可以通过语音来进行提示。提示之后，用户在调整音量之后，如果用户主动调整了音频设备上的重音或者高频，此时可以记录下用户调整的内容，下次在用户调到同样的音量或者音量范围的情况下，不在考虑软件中保存的调整参数，而是直接按照用户调整的参数对频率进行调整。

在自动调整频率的增益的功能开启后，如果用户手动对频率的增益进行调整，那么，可以将用户的调整上传到服务器上，服务器可以连接很多个有同样功能的音频设备，这些音频设备均会上传用户的手工调整，如果进行相似调整的用户超过预定数量，则可以在服务上将上述调整保存，并推送给所有的音频设备。这种处理方式会使设备更加智能。

考虑到不同年龄的人的听觉的灵敏度也是不一样的，可以考虑在软件中增加一个功能，让用户自行选择年龄，不同的年龄默认对应不同的频率增益调整方式，按照用户选择的年龄所对应的调整方式来对声音进行调整。

作为一个更优的实现方式，可以增加音量自动调整功能，音频设备可以捕获环境噪音，根据环境噪音来自动调整音量，调整音量后相应的频率的增益也被调整，这样的音频设备将更加智能。

获取环境噪音之后，作为一个可选的方式，也可以不随着环境噪音来调整音量，而获取环境噪音的频率，在这种情况下，即使音量不调整，也可以跟随着环境噪音的频率的变化对音频设备的相应频率的增益进行调整。当然，在音量调整的时候也可以综合考虑音量的因素和环境噪音的因素对相应频率的增益进行调整。

在本实施例中，还提供了一种音频处理方法，应用于上述的音频设备中，图1是根据本发明实施例的音频处理方式的流程图，如图1所示，该流程包括如下步骤：

步骤S102，获取音频设备的音量参数；

步骤S104，根据音量参数确定是否需要对通过音响发出的声音进行调整；

步骤S106，在需要调整的情况下，根据音量参数和预先配置的调整参数对音响系统发出的声音的相应频率所对应的参数进行调整，其中，不同的音量参数或者不同的音量参数范围分别对应有相应的调整参数，音量参数或者音量参数范围与调整参数的对应关系是预先获取并配置在软件中的。

在本实施例中，对应于上述方式，还提供了一种音频处理装置，包括：获取模块、确定模块和调整模块，获取模块、确定模块和调整模块位于上述的软件中，包括：获取模块，用于获取音频设备的音量参数；确定模块，用于根据音量参数确定是否需要对通过音响发出的声音进行调整；调整模块，用于在需要调整的情况下，根据音量参数和预先配置的调整参数对音响系统发出的声音的相应频率所对应的参数进行调整，其中，不同的音量参数或者不同的音量参数范围分别对应有相应的调整参数，音量参数或者音量参数范围与调整参数的对应关系是预先获取并配置在软件中的。

通过上述音频设备解决了现有技术中听者调节音量之后需要手工音频或者高频进行调节所导致的降低听者听觉体验的问题，从而可以做到自动调解，提高听者的听觉体验和使用体验。

下面结合一个可选的实施例进行说明。

在本可选实施例中，提供了一套自适应声学控制系统，在本实施例中将该系统称为A.A.C.S.自适应声学控制系统。该系统利用了人耳等响补偿的原理。

等响曲线是一个统计曲线，考虑了人群的听觉特征。

声压是大气压受到扰动后产生的变化，即大气压强的余压，它相当于在大气压强上叠加一个扰动引起的压强变化。由于声压的测量在现有技术中是能够实现的，通过声压的测量也可以间接求得质点速度等其它物理量，所以声学中常用这个物理量来描述声波。

声压级以符号SPL表示，其定义为将待测声压有效值p(e)与参考声压p(ref)的比值取常用对数，再乘以20。除了声压意外，还有响度的概念。

在等响曲线中可以得知，当响度较小时，人耳对高低音感觉不灵敏，而响度较大时，高低音感觉逐渐灵敏，而对2000Hz-5000Hz之间的声音最为敏感。

在不同响度的曲线上，2000Hz-5000Hz频范围内的声压级，均处于整个曲线相对较低声压级的位置，说明人耳对中频的响应灵敏。在这个范围之外的低频和高频两边，等响度曲线翘起，说明人耳对低频和高频声音的灵敏度下降，对低于（16-20）Hz和高于（18000-20000）Hz的纯音，不论声级多高，绝大多数的人都感觉不到声音的存在，因此将20Hz-20000Hz定为音频。人耳能听到声音的最微弱强度，称为听觉阈，产生疼痛感的最高声音强度，称为痛觉阈。由听觉阈和痛觉阈所构成的两条等响度曲线，是等响度曲线的上下限。

响度主要决定于声强，提高声强，响度级也相应增加。但是声音的响度并不是单纯由声强决定的，还取决于频率，不同频率的纯音有不同的响度增长率，其中低频纯音的响度增长率比中频纯音要快。例如，在响度60方的曲线上，从125Hz一直到16000Hz的各频率纯音的声压级，基本都在60dB上下，而低于125Hz的低频的声压级，将随着频率的降低迅速地增加，在20Hz频率时的声压级达到约96dB！再比如，从听觉的闻阈到痛阈，1000Hz纯音的声压级范围近似0-130dB，区间宽达130dB，而20Hz纯音的声压级已经压缩到大约70-150dB的范围，区间仅80dB。

从响度曲线可以得知，在电子乐器或者播放设备中，在其外扩设备声压级改变时，人耳感知到的频响也会随之改变，尤其在声压级较小时，低频和高频部分会明显衰减。

当电子乐器或播放设备在家庭使用仅需要较小声压时，此频响状态和设计的最佳状态差异表现为低频、高频缺失，整体的声音会变得不饱满、不清晰、距离远，细节表现力变差。另一方面，当电子乐器在大音量下使用时，由于到达人耳的声压级较高，相应感知的低频和高频会明显增加，造成低音重、高音刺耳的现象。

在本实施例中，提供了一种装置，该装置可以包括软件，在软件中设置一个模块来处理音频，该软件模块在本实施例中被称为EQ模块。该模块的工作原理是根据不同的音量值，调用相应的预设代码，使系软件EQ得到响应，处理电子乐器的乐音频响，最终通过功放及音响系统播放。

本装置包括音量调节器（例如，电位器或虚拟电位器等等）、系统主芯片、功放、音响系统。主芯片实时监测音量调节器位置，根据其音量参数，调用预设置好的频率响应参数，发送至软件内部的EQ模块，最终在功放和音响系统上得到响应。该EQ模块可以放在在主芯片进行调节响应，或者，也可以放在功放上。该EQ模块可以根据不同的需要设置在不同的硬件上，同样可以达到目的。

本实施例应用到电子乐器中，电子乐器中需要有可以调节声学频响的功能模块，并且此模块是可以实时调节响应无明显卡顿、漏码等问题的。在设计该功能时，应充分结合人耳的等响曲线设置调整使用的等响曲线，并通过测试实际的增益值是否达到要求。

通过本实施例在电子乐器中的应用，可以在电子乐器在改变音量参数时，相对应的频响参数随之改变，最终在功放和音响系统上得到响应。

该自适应声学控制系统作用在电子乐器或者音乐播放设备的不同音量状态下、即频响参数，对不同声压下的低频和高频的增益进行相应设置，使电子乐器声音在不同声压情况下给人耳感受到的高、中、低三部分的响度比例保持基本平衡，优化乐音的频响配比，让人耳的听感始终处于高中低频平衡一致的状态。

通过本实施例实时自动调节电子乐器频响设置，并随总音量旋钮、终端声压级联动，优化的最终人的听觉感受。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质（如ROM/RAM、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得计算设备执行本发明各个实施例所述的方法，或者是使得处理器来执行本发明各个实施例所述的方法。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算设备（可为个人计算机、服务器或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种音频设备，其特征在于，包括：

音量调节器，用于调整所述音频设备的音量；

音响系统，用于发出声音；

软件，用于获取所述音量调节器调整后的音量参数，并根据所述音量参数确定是否需要对通过所述音响发出的声音进行调整，并在需要调整的情况下，根据所述音量参数和预先配置的调整参数对所述音响系统发出的声音的相应频率所对应的参数进行调整，其中，不同的音量参数或者不同的音量参数范围分别对应有相应的调整参数，音量参数或者音量参数范围与调整参数的对应关系是预先获取并配置在所述软件中的。

2.根据权利要求1所述的音频设备，其特征在于，

所述音频设备还包括：主芯片，用于对所述音频设备进行控制；

所述软件运行在所述主芯片上。

3.根据权利要求1所述的音频设备，其特征在于，

所述音频设备还包括：功率放大器，所述功率放大器与所述音响系统连接；

所述软件运行在所述功率放大器上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的音频设备，其特征在于，所述音量参数或者音量参数范围与所述调整参数的对应关系是根据等响曲线得到的。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的音频设备，其特征在于，

所述软件用于根据所述音量参数和预先配置的调整参数对所述音响系统发出的声音的相应频率所对应的增益进行调整。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的音频设备，其特征在于，所述音频设备包括以下至少之一：

电子乐器、音频播放设备。

7.一种音频处理方法，其特征在于，应用于权利要求1至6中任一项所述的音频设备中，包括：

获取所述音频设备的音量参数；

根据所述音量参数确定是否需要对通过所述音响发出的声音进行调整；

在需要调整的情况下，根据所述音量参数和预先配置的调整参数对所述音响系统发出的声音的相应频率所对应的参数进行调整，其中，不同的音量参数或者不同的音量参数范围分别对应有相应的调整参数，音量参数或者音量参数范围与调整参数的对应关系是预先获取并配置在所述软件中的。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述音量参数或者音量参数范围与所述调整参数的对应关系是根据等响曲线得到的。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据所述音量参数和预先配置的调整参数对所述音响系统发出的声音的相应频率所对应的参数进行调整包括：

根据所述音量参数和预先配置的调整参数对所述音响系统发出的声音的相应频率所对应的增益进行调整。

10.一种音频处理装置，其特征在于，包括：获取模块、确定模块和调整模块，所述获取模块、所述确定模块和所述调整模块位于权利要求1至6中任一项所述的软件中，包括：

所述获取模块，用于获取所述音频设备的音量参数；

所述确定模块，用于根据所述音量参数确定是否需要对通过所述音响发出的声音进行调整；

所述调整模块，用于在需要调整的情况下，根据所述音量参数和预先配置的调整参数对所述音响系统发出的声音的相应频率所对应的参数进行调整，其中，不同的音量参数或者不同的音量参数范围分别对应有相应的调整参数，音量参数或者音量参数范围与调整参数的对应关系是预先获取并配置在所述软件中的。