CN109688498A

CN109688498A - 一种音量调节方法、耳机及存储介质

Info

Publication number: CN109688498A
Application number: CN201811408271.5A
Authority: CN
Inventors: 陈琦峰
Original assignee: Weifang Goertek Electronics Co Ltd
Current assignee: Weifang Goertek Electronics Co Ltd
Priority date: 2018-11-23
Filing date: 2018-11-23
Publication date: 2019-04-26
Anticipated expiration: 2038-11-23
Also published as: CN109688498B

Abstract

本申请实施例提供一种音量调节方法、耳机及存储介质，其中，所述方法包括：获取所述耳机的麦克风采集到的环境噪声信号，并计算所述环境噪声信号对应的第一声压级，所述麦克风暴露于外界环境中；获取所述耳机的扬声器输出的有用信号，并计算所述有用信号对应的第二声压级；若所述第二声压级与所述第一声压级的差值小于第一预设阈值，则增大所述扬声器的输出音量。在本申请实施例中，在耳机使用过程中，可通过计算外界环境噪声信号与耳机播放的有用信号的声压级，并对两者声压级进行比对，来确定音量调节方案，以实现音量的自动调节。据此，可自动调节耳机播放的有用信号的音量，以对抗不断变化的环境噪声信号，进而可提高用户的听音清晰度。

Description

一种音量调节方法、耳机及存储介质

技术领域

本申请涉及声音处理技术领域，尤其涉及一种音量调节方法、耳机及存储介质。

背景技术

日常生活中，耳机的应用非常的广泛，例如，听音乐、语音通话等等。

通常，耳机通过其扬声器播放有用信号，有用信号可传输至人耳，以实现人耳的听音。但是，在一些喧闹的场景中，外界的环境噪声信号可能也会传输至人耳，而环境噪声信号会与有用信号相互干涉，这将影响人耳的听音清晰度，甚至造成用户听不清有用信号，严重影响了听觉体验。

发明内容

本申请的多个方面提供一种音量调节方法、耳机及存储介质，以改善耳机的听音清晰度。

本申请实施例提供一种音量调节方法，适用于耳机，所述方法包括：

获取所述耳机的麦克风采集到的环境噪声信号，并计算所述环境噪声信号对应的第一声压级，所述麦克风暴露于外界环境中；

获取所述耳机的扬声器输出的有用信号，并计算所述有用信号对应的第二声压级；

若所述第二声压级与所述第一声压级的差值小于第一预设阈值，则增大所述扬声器的输出音量。

本申请实施例还提供一种耳机，包括：麦克风、扬声器和控制器，所述麦克风暴露在外界环境中；

所述麦克风，用于采集环境噪声信号，并将所述环境噪声信号发送至所述控制器；

所述扬声器，用于向所述控制器输出有用信号；

所述控制器，用于计算所述环境噪声信号对应的第一声压级；计算所述有用信号对应的第二声压级；若所述第二声压级与所述第一声压级的差值小于第一预设阈值，则增大所述扬声器的输出音量。

本申请实施例还提供一种存储计算机指令的计算机可读存储介质，其特征在于，当所述计算机指令被一个或多个处理器执行时，致使所述一个或多个处理器执行前述的音量调节方法。

在本申请实施例中，在耳机使用过程中，可通过计算外界环境噪声信号与耳机播放的有用信号的声压级，并对两者声压级进行比对，来确定音量调节方案，以实现音量的自动调节。据此，可自动调节耳机播放的有用信号的音量，以对抗不断变化的环境噪声信号，进而可提高用户的听音清晰度。

附图说明

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

图1为本申请一实施例提供的一种耳机的结构示意图；

图1a为本申请一实施例提供的一种麦克风的示例性部署位置；

图2为本申请另一实施例提供的一种音量调节方法的流程示意图；

图3为本申请另一实施例提供的另一种音量调节方的流程示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

现有技术中，在一些喧闹的场景中，外界的环境噪声信号可能也会传输至人耳，而环境噪声信号会与有用信号相互干涉，这将影响人耳的听音清晰度，甚至造成用户听不清有用信号，严重影响了听觉体验。为解决现有技术存在的问题，在本申请的一些实施例中：在耳机使用过程中，可通过计算外界环境噪声信号与耳机播放的有用信号的声压级，并对两者声压级进行比对，来确定音量调节方案，以实现音量的自动调节。据此，可自动调节耳机播放的有用信号的音量，以对抗不断变化的环境噪声信号，进而可提高用户的听音清晰度。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

图1为本申请一实施例提供的一种耳机的结构示意图。如图1所示，该耳机包括：麦克风10、扬声器20和控制器30，麦克风10暴露在外界环境中；

麦克风10，用于采集环境噪声信号，并将环境噪声信号发送至控制器30；

扬声器20，用于向控制器30输出有用信号；

控制器30，用于计算环境噪声信号对应的第一声压级；计算有用信号对应的第二声压级；若第二声压级与第一声压级的差值小于第一预设阈值，则增大扬声器20的输出音量。

本实施例提供的耳机可应用于各种场景中，例如，语音通话场景、音乐播放场景等等，本实施例对此不作限定。针对不同的场景，扬声器20输出的有用信号可能各不相同，例如，对于语音通话场景，扬声器20输出的有用信号为远端用户的声音信号。又例如，对于音乐播放场景，扬声器20输出的有用信号为音乐信号。

图1a为本申请一实施例提供的一种麦克风的示例性部署位置。本实施例中，麦克风10暴露在外界环境中，以采集环境噪声信号。麦克风10的设置位置可根据结构设计需要进行灵活部署，例如，可将麦克风10部署在耳机的耳罩外侧背对人耳的位置。又例如，对于用于语音通话场景的耳机，还可将麦克风10设置为耳机的耳罩外侧且离人嘴较远的位置。当然，还可以部署在耳机的其它位置，本实施例并不限于此。

对控制器30来说，可获取麦克风10采集到的环境噪声信号以及扬声器20输出的有用信号，并分别计算环境噪声信号和有用信号的声压级。其中，声压级可表征声音信号的大小、强弱的等信息。

发明人在研究过程中发现，当环境噪声信号的声压级过大时，将影响人耳对有用信号的听声清晰度。据此，本实施例中，控制器30可将有用信号对应的第二声压级和环境噪声信号对应的第一声压级作差，根据的差值来确定音量调节方案。其中，确定音量调节方案时所采用的音量调节策略可根据实际需要进行灵活调整，以下将示例性的对音量调节策略进行描述，但应当理解的是，本实施例并不限于此。

在一些实际应用中，当第二声压级与第一声压级的差值小于第一预设阈值时，可增大扬声器20的输出音量。例如，可将扬声器20的输出音量调高一级，当然，也可调高两级，本实施例对此不作限定。其中，第一预设阈值可根据实际需要进行设置，例如，可设置为6dBSPL，当然，还可设置为其它值，在此不再穷举。

当第二声压级与第一声压级的差值等于第一预设阈值，或者位于第一预设阈值或第二预设阈值之间时，可不调节扬声器20的输出音量。其中，第二预设阈值可大于或等于第一预设阈值。

当第二声压级与第一声压级的差值大于第二预设阈值时，可降低扬声器20的输出音量，第二预设阈值可大于或等于第一预设阈值。例如，可将扬声器20的输出音量调低一级，当然，也可调高两级，本实施例对此不作限定。其中，第一预设阈值可根据实际需要进行设置，例如，可设置为与前述示例中提供的第一预设阈值6dBSPL相等。又例如，可设置为8dBSPL且大于第一预设阈值。当然，还可设置为其它值，在此不再穷举。

另外，本实施例中，控制器30可间隔性地比对第二声压级和第二声压级，并跟随比对结果自动调节音量。例如，第二声压级与第一声压级的当前差值小于第一预设阈值，控制器30可按照音量调节策略将当前的音量调低一级。基于音量的变化，第二声压级将随之变化。之后，控制器30可继续获取环境噪声信号及有用信号，并基于新获取到的环境噪声信号及有用信号，执行对第二声压级与第一声压级的下一次比对，若该次比对结果仍为第二声压级与第一声压级的差值小于第一预设阈值，则将音量再调低一级；而若该次比对结果仍为第二声压级与第一声压级的差值大于第一预设阈值，则可将音量调高一级。

据此，本实施例中，控制器30对扬声器20的输出音量的调节过程为一个动态调节过程，因此，当耳机所处的外界环境发生变化时，控制器30可适应性的调整扬声器20的输出音量。另外，通过设定第一预设阈值、第二预设阈值等针对第二声压级与第一声压级的差值判断条件，可在调节音量的过程中充分考虑用户的听觉习惯，例如，用户习惯较高的听音清晰度时，可将第一预设阈值设定的大一些，用户习惯一般的听音清晰度时，则可将第一预设阈值设定的小一些，从而可满足用户的个性化需求。

值得说明的是，本实施例中，在增大扬声器20的输出音量时，若已经将扬声器20的音量调节至最大值，则即使控制器30确定出第二声压级与第一声压级的差值小于第一预设阈值，控制器30也不再继续执行增大扬声器20的输出音量的操作。这种情况下，控制器30可提示用户离开当前的外界环境，或者执行其它操作，本实施例不作限定。据此，可保证音量调节后的输出音量不损伤用户听力，从而实现在不损伤用户听力的前提下提高用户的听音清晰度。

本实施例中，在耳机使用过程中，可通过计算外界环境噪声信号与耳机播放的有用信号的声压级，并对两者声压级进行比对，来确定音量调节方案，以实现音量的自动调节。据此，可自动调节耳机播放的有用信号的音量，以对抗不断变化的环境噪声信号，进而可提高用户的听音清晰度。

在上述或下述实施例中，如前文所提及的，麦克风10可设置在耳机的耳罩外侧，麦克风10采集到的为实际的环境噪声信号，而耳机的耳罩通常会阻隔一部分环境噪声信号，这使得麦克风10采集到的环境噪声信号与人耳实际接收到的环境噪声信号有差别。为了提高音量调节的精确度，本实施例中，可对麦克风10采集到的环境噪声信号进行修正，以还原出人耳接收到的环境噪声信号。

其中，修正信号用于表征耳罩等因素对环境噪声信号从外界传输至人耳的过程中产生的影响。以下将示例性描述修正信号的确定过程，但应当理解的是，本实施例并不限于此。修正信号可存储在耳机本地的存储区域中。

在一些实际应用中，可在在消声环境中播放测试信号，并获取仿真耳在未佩戴耳机和佩戴耳机时分别采集到的第一测试信号和第二测试信号；计算第一测试信号和第二测试信号的差信号，作为修正信号。

其中，仿真耳用于模拟耳机使用过程中人耳的作用和位置。据此，仿真耳未佩戴耳机的状态用于模拟裸耳的状态，仿真耳佩戴耳机的状态用于模拟使用耳机的状态。据此，若将测试信号作为环境噪声信号，则可通过两种实验状态分别确定出实际的环境噪声信号和人耳接收到的环境噪声信号。仿真耳在未佩戴耳机时采集到的第一测试信号对应实际的环境噪声信号，仿真耳在佩戴耳机时采集到的第二测试信号对应人耳接收到的环境噪声信号。

据此，控制器30可计算第一测试信号和第二测试信号的差信号，作为修正信号。值得说明的是，本实施例中，修正信号的确定过程中所执行处理动作可由控制器30完成，当然，也可由其它处理设备完成，而将获得的修正信号告知控制器30。

本实施例中，基于修正信号，控制器30可基于预置的修正信号，对环境噪声信号进行修正，以获得人耳接收到的环境噪声信号；计算人耳接收到的环境噪声信号对应的声压级，作为第一声压级。其中，由于麦克风10输出的为电信号，为了方便计算出第一声压级，控制器30可根据麦克风10输出的第一电信号及麦克风10的灵敏度，计算麦克风10采集到的环境噪声信号的频谱。基于麦克风10采集到的环境噪声信号的频谱，可对环境噪声信号的频谱和预置的修正信号的频谱作差，以获得人耳接收到的环境噪声信号的频谱，并可基于人耳接收到的环境噪声信号的频谱，计算人耳接收到的环境噪声信号在各个频率上的能量值之和，作为第一声压级。当然，本实施例中，还可采用其它方式计算第一声压级，在此不再穷举。

本实施例中，通过对麦克风10采集到的环境噪声进行修正，可获得人耳接收到的环境噪声信号，据此，可根据人耳接收到的环境噪声信号和有用信号的声压级差别，来确定音量调节方案。因此，本实施例中，以人耳位置作为音量调节的数据参考位置，基于人耳位置的环境噪声信号与有用信号的声压级的差别，确定音量调节方案，可获得更高的调节精度，从而可进一步改善听音清晰度。

在上述或下述实施例中，控制器30可获取扬声器20输出的第二电信号；根据第二电信号及扬声器20与人耳之间的声学频率响应，计算扬声器20输出的有用信号的频谱；基于有用信号的频谱，计算有用信号在各个频率上的能量值之和，作为第二声压级。

本实施例中，由于扬声器20输出的为电信号，为了更好地计算第二声压级，可根据扬声器20输出的第二电信号及扬声器20与人耳之间的声学频率响应，计算出有用信号的频谱，并基于有用信号的匹配计算第二声压级。当然，本实施例中，还可采用其它方式计算第二声压级，在此不再穷举。

图2为本申请另一实施例提供的一种音量调节方法的流程示意图。如图2所示，该方法包括：

200、获取耳机的麦克风采集到的环境噪声信号，并计算环境噪声信号对应的第一声压级，麦克风暴露于外界环境中；

201、获取耳机的扬声器输出的有用信号，并计算有用信号对应的第二声压级；

202、若第二声压级与第一声压级的差值小于第一预设阈值，则增大扬声器的输出音量。

本实施例提供的音量调节方法可适用于各种需要提高听音清晰度的场景，例如，耳机的语音通话场景、耳机的音乐播放场景、汽车内的音乐播放场景等等。对于不同的场景，耳机的扬声器输出的有用信号的内容可能不同，例如，对于语音通话场景，扬声器输出的有用信号为远端用户的声音信号。又例如，对于音乐播放场景，扬声器输出的有用信号为音乐信号。

图3为本申请另一实施例提供的另一种音量调节方法的流程示意图。如图3所示，该方法包括：

300、获取耳机的麦克风采集到的环境噪声信号，麦克风暴露于外界环境中；

301、基于预置的修正信号，对环境噪声信号进行修正，以获得人耳接收到的环境噪声信号；

302、计算人耳接收到的环境噪声信号对应的声压级，作为第一声压级；

303、获取耳机的扬声器输出的有用信号，并计算有用信号对应的第二声压级；

304、若第二声压级与第一声压级的差值小于第一预设阈值，则增大扬声器的输出音量.

其中，步骤300、303、304可参考前述实施例中的描述，在此不再赘述。

本实施例中，通过对麦克风采集到的环境噪声进行修正，可获得人耳接收到的环境噪声信号，据此，可根据人耳接收到的环境噪声信号和有用信号的声压级差别，来确定音量调节方案。因此，本实施例中，以人耳位置作为音量调节的数据参考位置，基于人耳位置的环境噪声信号与有用信号的声压级的差别，确定音量调节方案，可获得更高的调节精度，从而可进一步改善听音清晰度。

在一可选实施例中，步骤301之前，还包括：

在消声环境中播放测试信号，并获取仿真耳在未佩戴耳机和佩戴耳罩时分别采集到的第一测试信号和第二测试信号；

计算第一测试信号和第二测试信号的差信号，作为修正信号。

在一可选实施例中，步骤301包括：

获取麦克风输出的第一电信号；

根据第一电信号及麦克风的灵敏度，计算麦克风采集到的环境噪声信号的频谱。

在一可选实施例中，步骤302，包括：

对环境噪声信号的频谱和预置的修正信号的频谱作差，以获得人耳接收到的环境噪声信号的频谱；

步骤303，包括：

基于人耳接收到的环境噪声信号的频谱，计算人耳接收到的环境噪声信号在各个频率上的能量值之和，作为第一声压级。

在一可选实施例中，步骤303包括：

获取扬声器输出的第二电信号；

根据第二电信号及扬声器与人耳之间的声学频率响应，计算扬声器输出的有用信号的频谱；

基于有用信号的频谱，计算有用信号在各个频率上的能量值之和，作为第二声压级。

在一可选实施例中，该方法还包括：

若第二声压级与第一声压级的差值大于第二预设阈值，则降低扬声器的输出音量；第二预设阈值大于或等于第一预设阈值。

相应地，本申请实施例还提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，计算机程序被执行时能够实现上述方法实施例中可由控制器执行的各步骤。

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、系统、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。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims

1.一种音量调节方法，适用于耳机，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述环境噪声信号对应的第一声压级，包括：

基于预置的修正信号，对所述环境噪声信号进行修正，以获得人耳接收到的环境噪声信号；

计算所述人耳接收到的环境噪声信号对应的声压级，作为所述第一声压级。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述基于预置的修正信号，对所述环境噪声信号进行修正之前，还包括：

在消声环境中播放测试信号，并获取仿真耳在未佩戴所述耳机和佩戴所述耳机时分别采集到的第一测试信号和第二测试信号；

计算所述第一测试信号和所述第二测试信号的差信号，作为所述修正信号。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取麦克风采集到的环境噪声信号，包括：

获取所述麦克风输出的第一电信号；

根据所述第一电信号及所述麦克风的灵敏度，计算所述麦克风采集到的环境噪声信号的频谱。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于预置的修正信号，对所述环境噪声信号进行修正，以获得人耳接收到的环境噪声信号，包括：

对所述环境噪声信号的频谱和所述预置的修正信号的频谱作差，以获得所述人耳接收到的环境噪声信号的频谱；

所述计算所述人耳接收到的环境噪声信号对应的声压级，作为所述第一声压级，包括：

基于所述人耳接收到的环境噪声信号的频谱，计算所述人耳接收到的环境噪声信号在各个频率上的能量值之和，作为所述第一声压级。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取扬声器输出的有用信号，包括：

获取所述扬声器输出的第二电信号；

根据所述第二电信号及所述扬声器与人耳之间的声学频率响应，计算所述扬声器输出的有用信号的频谱；

所述计算所述有用信号对应的第二声压级，包括：

基于所述有用信号的频谱，计算所述有用信号在各个频率上的能量值之和，作为所述第二声压级。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

若所述第二声压级与所述第一声压级的差值大于第二预设阈值，则降低所述扬声器的输出音量；所述第二预设阈值大于或等于所述第一预设阈值。

8.一种耳机，其特征在于，包括：麦克风、扬声器和控制器，所述麦克风暴露在外界环境中；

所述扬声器，用于向所述控制器输出有用信号；

9.根据权利要求8所述的耳机，其特征在于，所述控制器在计算所述环境噪声信号对应的第一声压级时，用于：

10.根据权利要求9所述的耳机，其特征在于，所述控制器在所述基于预置的修正信号，对所述环境噪声信号进行修正之前，还用于：

11.根据权利要求8所述的耳机，其特征在于，所述控制器还用于：

12.一种存储计算机指令的计算机可读存储介质，其特征在于，当所述计算机指令被一个或多个处理器执行时，致使所述一个或多个处理器执行权利要求1～7任一项所述的音量调节方法。