CN112700784A - 一种基于itu-r bs.1770的响度校准方法及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及音频播放技术领域，提供一种基于ITU‑R BS.1770的响度校准方法及存储介质，根据当前音频播放设备的电气特性进行峰值标定，逐步地获取电压峰峰值、音量阈值，使得音频播放设备在播放任意类型的音频文件时，均不会因功率过低出现音频失真的情况；以音量阈值对所有的音频文件进行响度测试，获取到对应的目标响度对所有的音频文件进行统一的响度匹配，可在保证音频不失真的前提下，将所有的音频文件校准为统一的播放响度，提高用户的使用体验，并减少声音响度调试的工作量。

Description

一种基于ITU-R BS.1770的响度校准方法及存储介质
技术领域
本发明涉及音频播放技术领域，尤其涉及一种基于ITU-R BS.1770的响度校准方法及存储介质。
背景技术
汽车仪表盘有多种类型的报警音，不同类型的报警音在相同模拟信号输出幅度下，其响度是不同的。通常研发工程师通过人耳主管评定，微调不同类型报警音的增益(通过不同类型对应不同音量)。但是，每个人对声音响度的感觉不同，响度校准个人主观意见占比太大，导致测试标准难以统一。
当然，现有技术中还采用第三方检测工具进行测试响度，但是仍旧依赖于研发工程师的主观评定。例如根据测试结果，对每一种类型报警音逐一地进行音源或音量的调整。但是，依旧存在以下技术问题：
1、未经标准化的方法标定的音源/音量调节，又将导致输出信号失真，引发新的问题。
2、进入产品生产后期，若未能尽早发现喇叭功率与预设电压不匹配(例如，输入电压大于喇叭的预设电压值)，则将出现某个类型声音音量无论怎么调整都偏小的故障，而强行增大音量，则将导致音频失真。
发明内容
本发明提供一种基于ITU-R BS.1770的响度校准方法及存储介质，解决了现有车载仪表盘报警仪响度不一致、校准难度高的技术问题。
为解决以上技术问题，本发明提供一种基于ITU-R BS.1770的响度校准方法，包括步骤：
S1、获取当前音频播放设备的电气特性，计算出对应的电压峰峰值；
S2、根据所述电压峰峰值获取所述音频播放设备的音量阈值；
S3、根据所述音量阈值对所有的音频文件进行响度测试，从中筛选出目标响度；
S4、根据所述目标响度对所有的所述音频文件进行统一的响度匹配。
本基础方案根据当前音频播放设备的电气特性进行峰值标定，逐步地获取电压峰峰值、音量阈值，使得音频播放设备在播放任意类型的音频文件时，均不会因功率过低出现音频失真的情况；以音量阈值对所有的音频文件进行响度测试，获取到对应的目标响度对所有的音频文件进行统一的响度匹配，可在保证音频不失真的前提下，将所有的音频文件校准为统一的播放响度，提高用户的使用体验，并减少声音响度调试的工作量。
在进一步的实施方式中，所述步骤S1包括：
S11、获取当前音频播放设备的最大功率和电阻值；
S12、根据欧姆定律、所述最大功率和所述电阻值计算得到电压峰峰值。
在进一步的实施方式中，所述步骤S2包括：
以所述电压峰峰值为电压阈值，修改音频编解码器的驱动程序的输入参数，并驱动所述音频播放设备，获取其对应的音频音量作为音量阈值。
本方案以当前音频播放设备的最大功率为阈值，结合欧姆定律，可获取到音频播放设备在最大输出功率下的电压峰峰值，即得到在音频播放设备不失真的前提下的最大电压幅值，并进一步得到音频播放设备能够播出的最大音量(音量阈值)，从而可避免播放音频破音，并保证音频播放设备稳定工作在正常状态，延长其使用寿命。
在进一步的实施方式中，所述步骤S3包括：
S31、将所有的音频文件进行一般化处理得到标准音频文件；
S32、根据所述音量阈值将所有的所述标准音频文件标准化到最大振幅，以国际标准ITU-T-RBS.1779为标准，获取其中播放响度最低的音频响度值作为目标响度。
本方案对所有的音频文件进行一般化处理，得到统一标准的标准音频文件，可过滤掉各音频文件播放格式上的差异性和其它无关项的干扰；根据音量阈值将所有的标准音频文件标准化到最大振幅，以国际标准ITU-T-RBS.1779为标准，可客观地对所有的标准音频文件，进行统一且规范的响度处理，获取得到播放响度最低的音频响度值作为目标响度，此目标响度可配置任一音频文件，使之不失真、音量最大且与其它音频文件响度一致。
在进一步的实施方式中，所述一般化处理包括：
若所述音频文件的播放时长小于预设时长且为周期播放类型，根据其播放频率则将所述音频文件编辑为周期播放格式，使其播放时长大于所述预设时长；
或者，若所述音频文件的播放时长小于所述预设时长且为单次播放类型，则在所述音频文件末尾追加零信号，使其播放时长大于所述预设时长。
本方案根据实际情况，若音频文件的播放时长小于预设时长，则将无法进行响度的计算，因此针对不同播放类型的音频文件进行了不同方式的时长延长处理，包括将周期播放类型的音频文件以对应的播放频率再次编辑为周期播放格式、在单次播放类型的音频文件增加无干扰的零信号，使得所有的音频文件均满足响度计算条件。
在进一步的实施方式中，所述一般化处理还包括：根据所述音频播放设备的播放特性设置标准播放格式，根据标准播放格式将所有的所述音频文件转换为统一的单声道格式或立体声道格式。
本方案根据音频播放设备的播放特性设置标准播放格式，例如若音频播放设备为单声道播放，则将单声道作为标准播放格式，对所有的音频文件进行播放格式的统一校准，从而过滤掉因播放格式不一致导致的实际输出音量不一致的干扰因素，提高响度校准的准确度。
在进一步的实施方式中，所述步骤S4具体包括：在将所有的所述标准音频文件的响度统一配置为所述目标响度后，将所述标准音频文件复原为一般化处理前的播放时长。
本方案在响度校准后，统一对所有的标准音频文件进行目标响度的配置，随后将配置后的标准音频文件复原为原本播放时长的音频文件，，使得所有音频文件可维持其原有音频内容且响度一致。
在进一步的实施方式中，所述标准音频文件为播放时长大于所述预设时长、且为标准播放格式的音频文件。
本发明还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序用于实现上述一种基于ITU-R BS.1770的响度校准方法。其中，存储介质可以是磁碟、光盘、只读存储器(Read Only Memory，ROM)或者随机存取器(Random Access Memory，RAM)等。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种基于ITU-R BS.1770的响度校准方法的工作流程图；
图2是本发明实施例提供的超短时长的音频文件的波形示意图；
图3是本发明实施例提供的对应于图2的标准音频文件的波形示意图；
图4是本发明实施例提供的示波器的模拟波形图。
具体实施方式
下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本发明的限定，包括附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制，因为在不脱离本发明精神和范围基础上，可以对本发明进行许多改变。
本发明实施例提供的一种基于ITU-R BS.1770的响度校准方法，如图1所示，在本实施例中，包括步骤S1～S4：
S1、获取当前音频播放设备的电气特性，计算出对应的电压峰峰值，包括步骤S11～S12：
S11、获取当前音频播放设备的最大功率和电阻值；
S12、根据欧姆定律、最大功率和电阻值计算得到电压峰峰值。
在本实施例中，音频播放设备为车载仪表喇叭。
S2、根据电压峰峰值获取音频播放设备的音量阈值，具体为：
以电压峰峰值为电压阈值，修改音频编解码器的驱动程序的输入参数，并驱动音频播放设备，获取其对应的音频音量作为音量阈值。
本实施例以当前音频播放设备的最大功率为阈值，结合欧姆定律，可获取到音频播放设备在最大输出功率下的电压峰峰值，即得到在音频播放设备不失真的前提下的最大电压幅值，并进一步得到音频播放设备能够播出的最大音量(音量阈值)，从而可避免播放音频破音，并保证音频播放设备稳定工作在正常状态，延长其使用寿命。
S3、根据音量阈值对所有的音频文件进行响度测试，从中筛选出目标响度，包括步骤S31～S32：
S31、将所有的音频文件进行一般化处理得到标准音频文件；
S32、根据音量阈值将所有的标准音频文件标准化到最大振幅，以国际标准ITU-T-RBS.1779为标准，获取其中播放响度最低的音频响度值作为目标响度。
在本实施例中，所述音频文件包括但不限于车载仪表的多种报警音频文件。
在本实施例中，一般化处理包括：
若音频文件的播放时长小于预设时长且为周期播放类型，根据其播放频率则将音频文件编辑为周期播放格式，使其播放时长大于预设时长；
或者，参见图2、图3，若音频文件的播放时长小于预设时长且为单次播放类型，则在音频文件末尾追加零信号，使其播放时长大于预设时长。
在进一步的实施方式中，一般化处理还包括：根据音频播放设备的播放特性设置标准播放格式，根据标准播放格式将所有的音频文件转换为统一的单声道格式或立体声道格式。
在本实施例中，预设时长为400ms，在其它实施例中可根据实际情况进行具体地选择。另外，在本实施例中，车载仪表喇叭一般仅设有1个，即为单声道，因此，本实施例中的标准播放格式为单声道格式。
本实施例对所有的音频文件进行一般化处理，得到统一标准的标准音频文件，可过滤掉各音频文件播放格式上的差异性和其它无关项的干扰；根据音量阈值将所有的标准音频文件标准化到最大振幅，以国际标准ITU-T-RBS.1779为标准，可客观地对所有的标准音频文件，进行统一且规范的响度处理，获取得到播放响度最低的音频响度值作为目标响度，此目标响度可配置任一音频文件，使之不失真、音量最大且与其它音频文件响度一致。
根据实际情况，若音频文件的播放时长小于预设时长，则将无法进行响度的计算，因此针对不同播放类型的音频文件进行了不同方式的时长延长处理，包括将周期播放类型的音频文件以对应的播放频率再次编辑为周期播放格式、在单次播放类型的音频文件增加无干扰的零信号，使得所有的音频文件均满足响度计算条件。
根据音频播放设备的播放特性设置标准播放格式，例如若音频播放设备为单声道播放，则将单声道作为标准播放格式，对所有的音频文件进行播放格式的统一校准，从而过滤掉因播放格式不一致导致的实际输出音量不一致的干扰因素，提高响度校准的准确度。
S4、根据目标响度对所有的音频文件进行统一的响度匹配，具体为：在将所有的标准音频文件的响度统一配置为目标响度后，将标准音频文件复原为一般化处理前的播放时长。
本实施例在响度校准后，统一对所有的标准音频文件进行目标响度的配置，随后将配置后的标准音频文件复原为原本播放时长的音频文件，使得所有音频文件可维持其原有音频内容且响度一致。
在本实施例中，标准音频文件为播放时长大于预设时长、且为标准播放格式的音频文件。
在本实施例中，采用SOC(系统级芯片)和示波器模拟对音频播放设备进行音量阈值的获取，参见图4，具体工作原理如下：
控制SOC播放一个Full Scale正弦波的音频文件，播放的音频数据经过音频编解码器芯片D/A转换、模拟放大器放大后送到音频播放设备。此时，在音频播放设备的输入端进行测量(此时音频设备的输入端接入示波器)，即可从示波器的显示界面上读取到模拟信号的输出电压幅度值(即音频播放设备的输入端的电压幅度值)，通过驱动程序修改放大器参数，调整电压幅度值，使之恰好小于音频播放设备参数所支持的最大电压幅度值(即电压峰峰值)，记下此刻放大器的参数值，将该值作为本系统的音量阈值。
本发明实施例根据当前音频播放设备的电气特性进行峰值标定，逐步地获取电压峰峰值、音量阈值，使得音频播放设备在播放任意类型的音频文件时，均不会因功率过低出现音频失真的情况；以音量阈值对所有的音频文件进行响度测试，获取到对应的目标响度对所有的音频文件进行统一的响度匹配，可在保证音频不失真的前提下，将所有的音频文件校准为统一的播放响度，提高用户的使用体验，并减少声音响度调试的工作量。
实施例2
本发明实施例还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序用于实现上述实施例1提供的一种基于ITU-R BS.1770的响度校准方法。其中，存储介质可以是磁碟、光盘、只读存储器(Read Only Memory，ROM)或者随机存取器(Random Access Memory，RAM)等。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的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 (9)

1.一种基于ITU-R BS.1770的响度校准方法，其特征在于，包括步骤：
S1、获取当前音频播放设备的电气特性，计算出对应的电压峰峰值；
S2、根据所述电压峰峰值获取所述音频播放设备的音量阈值；
S3、根据所述音量阈值对所有的音频文件进行响度测试，从中筛选出目标响度；
S4、根据所述目标响度对所有的所述音频文件进行统一的响度匹配。
2.如权利要求1所述的一种基于ITU-R BS.1770的响度校准方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
S11、获取当前音频播放设备的最大功率和电阻值；
S12、根据欧姆定律、所述最大功率和所述电阻值计算得到电压峰峰值。
3.如权利要求1所述的一种基于ITU-R BS.1770的响度校准方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
以所述电压峰峰值为电压阈值，修改音频编解码器的驱动程序的输入参数，并驱动所述音频播放设备，获取其对应的音频音量作为音量阈值。
4.如权利要求1所述的一种基于ITU-R BS.1770的响度校准方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
S31、将所有的音频文件进行一般化处理得到标准音频文件；
S32、根据所述音量阈值将所有的所述标准音频文件标准化到最大振幅，以国际标准ITU-T-RBS.1779为标准，获取其中播放响度最低的音频响度值作为目标响度。
5.如权利要求4所述的一种基于ITU-R BS.1770的响度校准方法，其特征在于，在所述步骤S31，所述一般化处理包括：
若所述音频文件的播放时长小于预设时长且为周期播放类型，根据其播放频率则将所述音频文件编辑为周期播放格式，使其播放时长大于所述预设时长；
或者，若所述音频文件的播放时长小于所述预设时长且为单次播放类型，则在所述音频文件末尾追加零信号，使其播放时长大于所述预设时长。
6.如权利要求5所述的一种基于ITU-R BS.1770的响度校准方法，其特征在于，在所述步骤S31中，所述一般化处理还包括：根据所述音频播放设备的播放特性设置标准播放格式，根据标准播放格式将所有的所述音频文件转换为统一的单声道格式或立体声道格式。
7.如权利要求6所述的一种基于ITU-R BS.1770的响度校准方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：在将所有的所述标准音频文件的响度统一配置为所述目标响度后，将所述标准音频文件复原为一般化处理前的播放时长。
8.如权利要求6所述的一种基于ITU-R BS.1770的响度校准方法，其特征在于：所述标准音频文件为播放时长大于所述预设时长、且为标准播放格式的音频文件。
9.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序用于实现权利要求1-8所述的一种基于ITU-R BS.1770的响度校准方法。
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