CN112073874A

CN112073874A - 一种用于智能音箱的音量控制系统及其控制方法

Info

Publication number: CN112073874A
Application number: CN202010877640.6A
Authority: CN
Inventors: 吴朝晖; 蔡振宇; 李斌; 钮东; 毛文健
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2020-08-27
Filing date: 2020-08-27
Publication date: 2020-12-11

Abstract

本发明公开了一种用于智能音箱的音量控制系统及其控制方法；智能音箱在播放音乐时，主动检测使用场景中是否存在用户，若存在用户，则测量用户与智能音箱之间的距离，再根据所述距离自动调节播放音量；智能音箱使用前由用户进行校准，以适应用户对于音量感觉的个体差异。本发明由智能音箱主动调节音量大小，让用户在使用场景中活动时无需任何操作就能在各个位置都享受到音量舒适的音乐，增强了用户的使用体验。

Description

一种用于智能音箱的音量控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及音箱音量控制领域，尤其涉及一种用于智能音箱的音量控制系统及其控制方法。

背景技术

音箱指可将音频信号变换为声音的一种设备。通俗地讲就是指音箱主机箱体或低音炮箱体内自带功率放大器，对音频信号进行放大处理后由音箱本身回放出声音，使其声音变大。智能音箱是音箱升级的产物，是家庭消费者用语音进行上网的一个工具。

目前的智能音箱音量的调节都需要人为操作进行控制，例如通过设备自身的音量调节物理按键进行音量调节，这样需要用户靠近音箱，旋转电位器或触碰开关进行音量调节；或者通过与智能音箱相应的客户端进行调节，这就需要用户在移动终端上打开相应客户端，进入音量控制界面进行音量调节；再或者通过语音指令来调节智能音箱的音量大小，这就需要用户对音箱发出相应的语音控制指令来调节音量，这也是智能音箱最常用的音量调节方法，但这种方法在很多情况下是不便利的，例如音乐播放音量过大或用户与智能音箱距离较远时，用户的语音指令难以被智能音箱识别，常常需要用户多次地大声呼喊才能唤醒智能音箱，影响使用者的体验。

公开号为CN108966077A的专利公开了一种利用音源距离来调节音量大小的方法，首先判断是否监听到用户的唤醒指令，再通过计算音源的距离来调节调节音箱音量的大小，实现音量的自动调节。虽然以上技术方案可以实现对音箱音量的自动调节，但该方法还是基于音箱接受到用户的唤醒指令后实现的，在很多情况下使用还是不便利，还是存在上述提到的缺陷，例如距离较远或者音乐播放音量过大时，智能音箱难以接收用户的唤醒指令，导致无法调节音量。再者，上述的方法对音箱来说是一种被动的调节方法，只有在收到用户指令时才能进行音量的调节，而对用户来说同样需要主动发出指令，依然不够便捷。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种用于智能音箱的音量控制系统及其控制方法；本发明通过主动测量用户与智能音箱之间的距离来调节音量大小，以达到自动调节音量的功能，提高用户的使用体验。

本发明通过下述技术方案实现：

一种用于智能音箱的音量控制系统，包括：

存储模块，用于设置并存储校准距离，以及用户与智能音箱之间的距离数值与音量值的标准关系曲线；

校准模块，用于校准用户与智能音箱之间的距离值与音量值的关系曲线；

人体检测模块，用于检测使用场景中是否存在用户；

测距模块，用于测量用户与智能音箱之间的距离；

调节模块，根据距离与所述关系曲线来调节音量。

在存储模块中，校准用户与智能音箱之间的距离数值与音量值的标准关系曲线具体包括：根据用户在校准距离下设置的舒适音量值与标准关系曲线中在校准距离下的音量值的差值，来调整用户与智能音箱之间的距离值与音量值的关系曲线。

在测距模块中，测量用户与智能音箱之间的距离具体包括：判断场景中用户数量，当场景中仅有一个用户时，直接测量所述用户与智能音箱之间的距离；当场景中的存在多个用户时，测量距离智能音箱最近的用户与智能音响之间的距离。

在调节模块中，根据用户与所述智能音箱之间的距离数值，通过用户与智能音箱之间的距离值与音量值的关系曲线来获取相应的音量值，并根据音量值调节音量。

一种音量控制方法，其包括如下步骤：

S1.用户使用智能音箱前，在预设的校准距离下设置舒适音量值，并储存储在储存模块内；

S2.智能音箱根据所述用户在预设的校准距离下设置的舒适音量值，校准模块校准用户与智能音箱之间的距离值与音量值的关系曲线；

S3.智能音箱播放音乐时，人体检查模块主动检测使用场景中是否存在用户，若是，则跳到步骤S4；

S4.测距模块测量用户与智能音箱之间的距离；

S5.智能音箱根据所述距离与所述关系曲线通过调节模块来调节音量。

所述步骤S1之前步骤还包括一个前序步骤：

设置并存储校准距离和标准关系曲线，校准距离是用于校准关系曲线的用户与智能音箱之间的特定距离值；标准关系曲线是预设的用户与智能音箱之间的距离值与音量值的一条关系曲线。

所述步骤S2具体包括：

根据用户在校准距离下设置的舒适音量值与标准关系曲线中在校准距离下的音量值的差值，来调整用户与智能音箱之间的距离值与音量值的关系曲线。

所述步骤S4具体包括：

判断场景中用户数量，当场景中仅有一个用户时，直接测量所述用户与智能音箱之间的距离；当场景中的存在多个用户时，测量距离智能音箱最近的用户与智能音箱之间的距离。

步骤S5具体包括：

根据用户与智能音箱之间的距离值，通过用户与智能音箱之间的距离值与音量值的关系曲线来获取相应的音量值，根据该音量值调节音量。。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：

本发明智能音箱距离较远或者音乐播放音量过大时，仍然能够接收用户的唤醒指令，并可自由调节音量。本发明智能音箱克服了现有技术中只有在收到用户指令时才能进行音量的调节的缺陷，使用户操作更加便捷。

本发明通过主动测量用户与智能音箱之间的距离，根据用户所在位置调节音量，让用户无需任何操作，在所有位置都能享受到音量舒适的音乐，提高了用户的使用体验。

附图说明

图1是本发明智能音箱的音量控制方法流程图。

图2是本发明智能音箱音量控制系统结构图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。

如图1-2所示，本发明公开了一种智能音箱音量控制系统，包括：

存储模块，用于设置并存储校准距离以及用户与智能音箱之间的距离数值与音量值的标准关系曲线；存储模块是基于“无剑100open”开源平台实现的，在其他开发平台如树莓派、STM32、FPGA等都可以实现。

人体检测模块，用于检测使用场景中是否存在用户；

测距模块，用于测量用户与智能音箱之间的距离；

调节模块，根据用户与所述智能音箱之间的距离来调节音量。

检测使用场景中是否存在用户具体方法为：以设定的时间间隔主动获取环境信息，检测环境中是否有人体存在。检测到场景中存在用户时，判断场景中用户数量。

测量用户与智能音箱之间的距离具体方法为：

判断场景中用户数量，当场景中仅有一个用户时，直接测量所述用户与智能音箱之间的距离；当场景中的存在多个用户时，测量距离智能音箱最近的用户与智能音响之间的距离。

本发明首先进行校准，以适应用户对于音量感觉的个体差异，接着在智能音箱播放音乐时，主动检测用户，根据用户与智能音箱之间的距离，自动调节播放音量，让用户在使用场景中活动时，无需任何操作就能在各个位置都享受到音量舒适的音乐。

本发明智能音箱的音量控制步骤如下：

S1，用户使用智能音箱前，在预设的校准距离下设置舒适音量值。校准距离是用于校准关系曲线的用户与智能音箱之间的特定距离值，例如1米或1.5米。用户在校准距离下，通过用于控制智能音箱的移动客户端，设置当前位置下的舒适音量值。

S2，智能音箱根据用户在预设的校准距离下设置的舒适音量值，校准用户与智能音箱之间的距离值与音量值的关系曲线。根据用户在校准距离下设置的舒适音量值与标准关系曲线中在校准距离下的音量值的差值，来调整用户与智能音箱之间的距离值与音量值的关系曲线。

具体实现中，可以通过用户在校准距离下设置的舒适音量值与标准关系曲线中在校准距离下的音量值的差值，将关系曲线整体上下偏移与差值相同的量。

S3，智能音箱播放音乐时，主动检测使用场景中是否存在用户，若是，则跳到下一步(步骤S4)。智能音箱包含有人体检测模块，可检测环境中是否有用户存在以及存在用户的数量。

人体检测模块可以由红外传感器模块、摄像头模块等模块组成，以设定的时间间隔主动获取环境信息，检测环境中是否有人体存在。人体检测模块可以安装在所述智能音箱的本体上，或者独立安装在房间的天花板角落、窗口等位置，以便于检测环境中是否有用户存在。

S4，测量用户与智能音箱之间的距离。测量用户与智能音箱之间的距离由测距模块来实现，测距模块可以使用电应普公司的A06一体超声波测距模块实现，也可以采用摄像机双目测距实现，还可以采用红外传测距、超声波测距等现有技术实现；测距模块测量智能音箱与人体之间水平方向上的距离值。测量时先判断场景中的用户数量，当场景中只存在一个用户时，测量值为所述用户与所述智能音箱之间的距离值；当场景中存在多个用户时，测量值为与所述智能音箱距离最近的用户与所述智能音箱之间的距离值。

S5，根据用户与智能音箱之间的距离来调节音量。具体实现中，根据用户与智能音箱之间的距离数值，通过用户与智能音箱之间的距离数值与音量值的关系曲线，查找相应的音量值，根据所述音量值调节音量。

所述步骤S1之前步骤还包括步骤：

标准关系曲线可以通过以下方式获得：

采集大量用户在各个距离下的舒适音量值作为数据集，运用机器学习的算法进行曲线拟合，求出最适合的距离值与音量值的关系曲线，作为标准关系曲线。

所述步骤S3还包括：

若检测结果为没有用户存在，则继续执行S1，直至检测结果为用户存在，跳到步骤S2。

所述人体检测模块独立安装时，可通过有线连接、蓝牙、WiFi等方式与智能音箱进行通信连接。

本实施例首先进行校准，以适应用户对于音量感觉的个体差异，接着在智能音箱播放音乐时，通过传感器主动检测用户，再根据用户与智能音箱之间的距离，自动调节播放音量；在使用前进行校准，以适应用户对于音量感觉的个体差异。用户在使用场景中活动时，无需任何操作就能在各个位置都享受到音量舒适的音乐。由于无需为人操作，由音箱主动调节音量值，因此是一种更加智能的音箱控制方式，提高了用户的使用体验。

如上所述，便可较好地实现本发明。

本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于智能音箱的音量控制系统，其特征在于：

人体检测模块，用于检测使用场景中是否存在用户；

测距模块，用于测量用户与智能音箱之间的距离；

调节模块，根据距离与所述关系曲线来调节音量。

2.根据权利要求1所述用于智能音箱的音量控制系统，其特征在于：

3.根据权利要求2所述用于智能音箱的音量控制系统，其特征在于：在测距模块中，测量用户与智能音箱之间的距离具体包括：判断场景中用户数量，当场景中仅有一个用户时，直接测量所述用户与智能音箱之间的距离；当场景中的存在多个用户时，测量距离智能音箱最近的用户与智能音响之间的距离。

4.根据权利要求3所述用于智能音箱的音量控制系统，其特征在于：

5.根据权利要求4所述用于智能音箱的音量控制系统，其特征在于：

所述测距模块为红外传测距模块、超声波测距模块或者摄像头测距模块，用于测量智能音箱与人体之间水平方向上的距离值。

6.一种音量控制方法，其特征在于采用权利要求1-5中任一项所述用于智能音箱的音量控制系统实现，其包括如下步骤：

S4.测距模块测量用户与智能音箱之间的距离；

S5.智能音箱根据距离与关系曲线通过调节模块来调节音量。

7.根据权利要求6所述音量控制方法，其特征在于，所述步骤S1之前步骤还包括一个前序步骤：

8.根据权利要求7所述音量控制方法，其特征在于，步骤S2具体包括：

根据用户在校准距离下设置的音量值与标准关系曲线中在校准距离下的音量值的差值，来调整用户与智能音箱之间的距离值与音量值的关系曲线。

9.根据权利要求8所述音量控制方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：

10.根据权利要求9所述音量控制方法，其特征在于，步骤S5具体包括：根据用户与智能音箱之间的距离值，通过用户与智能音箱之间的距离值与音量值的关系曲线来获取相应的音量值，根据该音量值调节音量。