CN112911460A - 音箱及其音效控制方法、音效控制系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种音箱及其音效控制方法、音效控制系统，属于电子技术领域，能够改善便携式音箱的音效。一种音箱音效控制方法，包括对输入的音频信号进行固定增益的调频的步骤以及将调频后的音频信号的输出幅度控制在合适的幅度水平内的步骤，该音箱音效控制方法还包括以下步骤中的至少一个步骤：在对输入的音频信号进行固定增益的调频的步骤之前，根据输入的音频信号的幅度大小自动调整各个频段内的音频信号的幅度增益的步骤；在将调频后的音频信号的输出幅度控制在合适的幅度水平内的步骤之前和/或之后，调节音箱的灵敏度的步骤；在将调频后的音频信号的输出幅度控制在合适的幅度水平内的步骤之后，在产生振音的频率点处施加负的增益的步骤。

Description

音箱及其音效控制方法、音效控制系统

技术领域

本公开涉及电子技术领域，具体地，涉及一种音箱及其音效控制方法、音效控制系统。

背景技术

图1示出现有便携式音箱的音效控制系统。如图1所示，输入的音频信号首先经过固定增益的均衡器进行调频，然后通过动态范围控制器将输出幅度控制在合适的幅度水平，再经过音量调节，最后由数模转换器输出处理后的音频信号。现有音效控制系统的缺点在于其输出的音效不够好。

发明内容

本公开的目的是提供一种音箱及其音效控制方法、音效控制系统，能够改善便携式音箱的音效。

根据本公开的第一实施例，提供一种音箱音效控制方法，该音箱音效控制方法包括对输入的音频信号进行固定增益的调频的步骤以及将调频后的音频信号的输出幅度控制在合适的幅度水平内的步骤，该音箱音效控制方法还包括以下步骤中的至少一个步骤：在所述对输入的音频信号进行固定增益的调频的步骤之前，根据输入的音频信号的幅度大小自动调整各个频段内的音频信号的幅度增益的步骤；在所述将调频后的音频信号的输出幅度控制在合适的幅度水平内的步骤之前和/或之后，调节所述音箱的灵敏度的步骤；在所述将调频后的音频信号的输出幅度控制在合适的幅度水平内的步骤之后，在产生振音的频率点处施加负的增益的步骤。

可选地，所述根据输入的音频信号的幅度大小自动调整各个频段内的音频信号的幅度增益的步骤，包括：将所述输入的音频信号的幅度与预设阈值进行比较，并基于比较结果自动调整各个频段内的音频信号的幅度增益。

可选地，所述预设阈值是可调整的。

可选地，所述幅度增益的最大值是可调整的。

可选地，随着所述音频信号幅度的增大，所述幅度增益的最大值按对数规律自动减少。

可选地，自动减少的最大值是可调整的。

可选地，所述将调频后的音频信号的输出幅度控制在合适的幅度水平内的步骤，包括：分频段地控制所述音频信号的输出幅度；以及全频段地控制所述分频段控制后的音频信号的输出幅度。

根据本公开的第二实施例，提供一种音箱音效控制系统，该音箱音效控制系统包括依序连接的固定增益均衡器和动态范围控制器，该音箱音效控制系统还包括以下中的至少一者：动态均衡器，该动态均衡器位于所述固定增益均衡器的前端，用于根据输入的音频信号的幅度大小自动调整各个频段内的音频信号的幅度增益；第一增益控制单元和/或第二增益控制单元，所述第一增益控制单元位于所述动态范围控制器的前端以及所述第二增益控制单元位于所述动态范围控制器的后端，用于调节所述音箱的灵敏度；后置均衡器，该后置均衡器位于所述动态范围控制器的后端，用于在产生振音的频率点处施加负的增益。

可选地，所述动态均衡器还用于将所述输入的音频信号的幅度与预设阈值进行比较，并基于比较结果自动调整各个频段内的音频信号的幅度增益。

可选地，所述预设阈值是可调整的。

可选地，所述幅度增益的最大值是可调整的。

可选地，随着所述音频信号幅度的增大，所述幅度增益的最大值按对数规律自动减少。

可选地，自动减少的最大值是可调整的。

可选地，所述动态范围控制器包括分频段动态范围控制器和全频段动态范围控制器，其中：所述分频段动态范围控制器用于分频段地控制所述音频信号的输出幅度；以及所述全频段动态范围控制器用于全频段地控制所述分频段动态范围控制器输出的音频信号的输出幅度。

根据本公开的第三实施例，提供一种音箱，该音箱包括根据本公开第二实施例所述的音箱音效控制系统。

通过上述技术方案，能够有效地增强音箱尤其是便携式音箱的音效。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1示出现有便携式音箱的音效控制系统。

图2示出根据本公开一种实施例的音箱音效控制系统的示意框图。

图3示出根据本公开一种实施例的音箱音效控制系统的又一示意框图。

图4示出根据本公开一种实施例的音箱音效控制方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

图2示出根据本公开一种实施例的音箱音效控制系统的示意框图。如图2所示，该音箱音效控制系统包括依序连接的固定增益均衡器21和动态范围控制器22。进一步参考图2，该音箱音效控制系统还包括以下中的至少一者：(1)动态均衡器23；(2)第一增益控制单元24和/或第二增益控制单元25，其中第一增益控制单元24位于动态范围控制器22的前端，第二增益控制单元25位于动态范围控制器22的后端；(3)后置均衡器26，该后置均衡器26位于动态范围控制器22的后端。在图2中，动态均衡器23、第一增益控制单元24、第二增益控制单元25、后置均衡器26是用虚线框表示的，用以说明音箱音效控制系统可以包括这几个单元中的其中至少一者。

固定增益均衡器21用于采用固定增益对输入的音频信号进行调频。也即，固定增益均衡器21在对输入的音频信号进行调频时，不会对音频信号的高音频段和低音频段做区分，而是无论是高音频段还是低音频段，都会采用相同的固定增益进行调频，这是现有技术的通常做法。通过采用这样的技术方案，当输入的音频信号处于较低幅度时，能够使低音频段和高音频段的音频信号的幅度得到固定增益的提升，从而产生较好的低音或高音听感，让音色变得更突出。

然而，如果经过固定增益提升处理后的音频信号处于较大幅度，那么接下来，动态范围控制器22就会对其进行很大的压缩量，这会造成音乐细节的大量损失，导致音乐音色大幅度降低。为了解决这个问题，在根据本公开的实施例中，如图2所示，会在固定增益均衡器21的前端设置动态均衡器23，用于根据输入的音频信号的幅度大小自动调整各个频段内的音频信号的幅度增益。也即，在不同的音频信号频段内，根据音频信号的幅度大小，动态均衡器23会采用不同的幅度增益对音频信号的幅度大小进行调整，例如如果某个音频信号频段内音频信号的幅度小，则动态均衡器23在执行自动调整时所采用的幅度增益可能会比较大，如果某个音频信号频段内音频信号的幅度大，则动态均衡器23在执行自动调整时所采用的幅度增益可能会比较小。通过采用这样的技术方案，使得即使在音频信号的幅度接近0dB的情况下，动态范围控制器22接下来也不会对其进行大幅度的压缩，即满足了小音频信号的低音及高音的音色要求，同时又保证了大音频信号不过多地损失音乐细节。

在一种可能的实施方式中，动态均衡器23可以将输入的音频信号的幅度与预设阈值进行比较，并基于比较结果自动调整各个频段内的音频信号的幅度增益。

预设阈值是可调整的，例如，可以在某个应用场景下将预设阈值设置为A，而在另一个应用场景下将预设阈值设置为B，或者预设阈值的值A和B也可以按照某种规律变化，例如按照线性或者非线性规律递增、递减等等。

幅度增益的最大值也是可调整的，例如，可以在某个应用场景下将幅度增益的最大值设置为C，而在另一个应用场景下将幅度增益的最大值设置为D等等。而且，随着音频信号幅度的增大，幅度增益的最大值可以例如按对数规律自动减少，而且自动减少的最大值也是可调整的。举例说明自动减少的最大值的含义。假设在某个应用场景的初始时刻幅度增益的最大值是E，然后幅度增益的最大值按照对数规律自动减少，当幅度增益的最大值减少至F时，达到了所要求的自动减少的最大值也即E-F，则接下来幅度增益的最大值不会继续按照对数规律自动减少，而是保持为F。

通过采用上述技术方案，就能够根据实际应用场景，自动调整幅度增益的最大值、预设阈值等等，进一步地确保了处理后的音频信号的音色。

动态范围控制器22用于将音频信号的输出幅度控制在合适的幅度水平。图3示出根据本公开一种实施例的音箱音效控制系统的又一示意框图。如图3所示，动态范围控制器22可以包括分频段动态范围控制器221和全频段动态范围控制器222。

分频段动态范围控制器221用于分频段地控制音频信号的输出幅度，例如，在第一音频信号频段上，将音频信号的输出幅度控制在第一幅度，在第二音频信号频段上，将音频信号的输出幅度控制在第二幅度。

全频段动态范围控制器222用于全频段地控制分频段动态范围控制器221输出的音频信号的输出幅度，例如，假设输入的音频信号的频率范围是F1～F2，则全频段动态范围控制器222会在整个频率范围F1～F2内将音频信号的输出幅度控制在例如第三幅度。这里的第一幅度、第二幅度、第三幅度可以相等或不等。

当分频段动态范围控制器221进行分频段控制时，在输入的音频信号的幅度较大的情况下，分频段动态范围控制器221会进行分频段压缩处理，则在频响曲线上，会在分频点附近产生6dB的功率超标，此时音箱的扬声器的实际功率远大于额定工作功率，如果不做处理，会造成扬声器辐射的声音严重失真，长时间工作甚至会烧坏扬声器。在本公开中，通过在分频段动态范围控制器221之后再设置全频段动态范围控制器222，则在遇到上述情况时，全频段动态范围控制器222就会通过设置合适的阈值而将6dB的功率超标压平，从而在频响曲线上也能得到一条平直的曲线，避免了扬声器辐射的声音的严重失真以及长时间工作时的烧坏，从而保护了音箱的扬声器。

返回参考图2。第一增益控制单元24位于动态范围控制器22的前端，第二增益控制单元25位于动态范围控制器22的后端，可以用于方便地调节音箱尤其是便携式音箱的灵敏度。例如，通过调节第一增益控制单元24，能够提升音箱的灵敏度，通过调节第二增益控制单元25，能够调节音箱的输出功率。通过采用第一增益控制单元24、第二增益控制单元25，能够方便地调节音箱的灵敏度，降低了音效调节的难度和周期。

后置均衡器26位于动态范围控制器22的后端，用于在产生振音的频率点处施加负的增益。当音频信号的幅度较大时，动态范围控制器22会做压缩处理，从频率响应图上看，在人声听觉范围的20Hz-20KHz频带范围内，会出现一条较直的水平直线，但由于便携式音箱扬声器及腔体的限制，在某个高频点会产生振音，因此通过后置均衡器26，能够在产生振音的频率点处施加负的增益，使得在频响曲线上产生一个凹陷，从而消除振音，增强音箱的音色。

通过采用上面描述的技术方案，由于根据本公开实施例的音箱音效控制系统包括以下中的至少一者：(1)动态均衡器23；(2)位于动态范围控制器22前端的第一增益控制单元24和/或后端的第二增益控制单元25；(3)位于动态范围控制器22后端的后置均衡器26，所以能够有效地增强音箱尤其是便携式音箱的音效，大幅度降低音箱的研发成本和周期。

返回参考图3，根据本公开实施例的音箱音效控制系统还包括音量调节器27和数模转换器28。其中，音量调节器27用于对后置均衡器26处理后的音频信号进行音量调节，数模转换器28则对音量调节后的音频信号进行数模转换并输出。这样就能够输出音效好的音频信号。

根据本公开的又一实施例，提供一种音箱，该音箱包括根据本公开实施例的音箱音效控制系统。该音箱可以是任何类型的音箱，尤其是便携式音箱。

图4示出根据本公开一种实施例的音箱音效控制方法的流程图。如图4所示，该音箱音效控制方法包括以下步骤：在步骤S41中，对输入的音频信号进行固定增益的调频；以及在步骤S42中，将调频后的音频信号的输出幅度控制在合适的幅度水平内。

如图4所示，该音箱音效控制方法还包括以下步骤S43-S46中的至少一个步骤：

在步骤S43中，在对输入的音频信号进行固定增益的调频的步骤之前，根据输入的音频信号的幅度大小自动调整各个频段内的音频信号的幅度增益；

在步骤S44中，在将调频后的音频信号的输出幅度控制在合适的幅度水平内的步骤之前和/或之后，调节音箱的灵敏度；

在步骤S45中，在将调频后的音频信号的输出幅度控制在合适的幅度水平内的步骤之后，调节音箱的灵敏度；

在步骤S46中，在将调频后的音频信号的输出幅度控制在合适的幅度水平内的步骤之后，在产生振音的频率点处施加负的增益。

通过采用上述的技术方案，能够有效地增强音箱尤其是便携式音箱的音效。

可选地，步骤S43中所述的根据输入的音频信号的幅度大小自动调整各个频段内的音频信号的幅度增益，包括：将输入的音频信号的幅度与预设阈值进行比较，并基于比较结果自动调整各个频段内的音频信号的幅度增益。

可选地，预设阈值是可调整的。

可选地，幅度增益的最大值是可调整的。

可选地，随着音频信号幅度的增大，幅度增益的最大值按对数规律自动减少。

可选地，自动减少的最大值是可调整的。

可选地，步骤S42中所述的将调频后的音频信号的输出幅度控制在合适的幅度水平内，包括：分频段地控制音频信号的输出幅度；以及全频段地控制分频段控制后的音频信号的输出幅度。

根据本公开实施例的音箱音效控制方法中各个步骤所执行操作的具体实施方式已经在根据本公开实施例的音箱音效控制系统中进行了详细描述，此处不再赘述。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (15)

1.一种音箱音效控制方法，该音箱音效控制方法包括对输入的音频信号进行固定增益的调频的步骤以及将调频后的音频信号的输出幅度控制在合适的幅度水平内的步骤，其特征在于，该音箱音效控制方法还包括以下步骤中的至少一个步骤：

在所述对输入的音频信号进行固定增益的调频的步骤之前，根据输入的音频信号的幅度大小自动调整各个频段内的音频信号的幅度增益的步骤；

在所述将调频后的音频信号的输出幅度控制在合适的幅度水平内的步骤之前和/或之后，调节所述音箱的灵敏度的步骤；

在所述将调频后的音频信号的输出幅度控制在合适的幅度水平内的步骤之后，在产生振音的频率点处施加负的增益的步骤。

2.根据权利要求1所述的音箱音效控制方法，其特征在于，所述根据输入的音频信号的幅度大小自动调整各个频段内的音频信号的幅度增益的步骤，包括：将所述输入的音频信号的幅度与预设阈值进行比较，并基于比较结果自动调整各个频段内的音频信号的幅度增益。

3.根据权利要求2所述的音箱音效控制方法，其特征在于，所述预设阈值是可调整的。

4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的音箱音效控制方法，其特征在于，所述幅度增益的最大值是可调整的。

5.根据权利要求4所述的音箱音效控制方法，其特征在于，随着所述音频信号幅度的增大，所述幅度增益的最大值按对数规律自动减少。

6.根据权利要求5所述的音箱音效控制方法，其特征在于，自动减少的最大值是可调整的。

7.根据权利要求1所述的音箱音效控制方法，其特征在于，所述将调频后的音频信号的输出幅度控制在合适的幅度水平内的步骤，包括：

分频段地控制所述音频信号的输出幅度；以及

全频段地控制所述分频段控制后的音频信号的输出幅度。

8.一种音箱音效控制系统，该音箱音效控制系统包括依序连接的固定增益均衡器和动态范围控制器，其特征在于，该音箱音效控制系统还包括以下中的至少一者：

动态均衡器，该动态均衡器位于所述固定增益均衡器的前端，用于根据输入的音频信号的幅度大小自动调整各个频段内的音频信号的幅度增益；

第一增益控制单元和/或第二增益控制单元，所述第一增益控制单元位于所述动态范围控制器前端以及所述第二增益控制单元位于所述动态范围控制器的后端，用于调节所述音箱的灵敏度；

后置均衡器，所述后置均衡器位于所述动态范围控制器的后端，用于在产生振音的频率点处施加负的增益。

9.根据权利要求8所述的音箱音效控制系统，其特征在于，所述动态均衡器还用于将所述输入的音频信号的幅度与预设阈值进行比较，并基于比较结果自动调整各个频段内的音频信号的幅度增益。

10.根据权利要求9所述的音箱音效控制系统，其特征在于，所述预设阈值是可调整的。

11.根据权利要求8至10中任一权利要求所述的音箱音效控制系统，其特征在于，所述幅度增益的最大值是可调整的。

12.根据权利要求11所述的音箱音效控制系统，其特征在于，随着所述音频信号幅度的增大，所述幅度增益的最大值按对数规律自动减少。

13.根据权利要求12所述的音箱音效控制系统，其特征在于，自动减少的最大值是可调整的。

14.根据权利要求8所述的音箱音效控制系统，其特征在于，所述动态范围控制器包括分频段动态范围控制器和全频段动态范围控制器，其中：

所述分频段动态范围控制器，用于分频段地控制所述音频信号的输出幅度；以及

所述全频段动态范围控制器，用于全频段地控制所述分频段动态范围控制器输出的音频信号的输出幅度。

15.一种音箱，其特征在于，该音箱包括根据权利要求8至14中任一权利要求所述的音箱音效控制系统。

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