CN113194381A - 音量调节方法、装置、音响设备和存储介质 - Google Patents

音量调节方法、装置、音响设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种音量调节方法、装置、音响设备和存储介质，其中，音响设备包括扬声器和麦克风，音量调节方法包括：获取输出到所述扬声器的第一音频信号；接收麦克风录制的第二音频信号；从所述第二音频信号中去除所述第一音频信号得到噪声信号；基于所述噪声信号调节所述扬声器播放所述第一音频信号的播放音量。本发明实施例的音量调节方法实现了从录制的音频信号中识别出噪声信号，并根据识别出的噪声大小自动调节扬声器的播放音量，无需用户手动调节扬声器的播放音量。

Description

音量调节方法、装置、音响设备和存储介质
技术领域
本发明实施例涉及音频处理技术领域，尤其涉及一种音量调节方法、装置、音响设备和存储介质。
背景技术
现有的音响设备通常包括扬声器和麦克风，扬声器用于音频信号重放，麦克风用于录制音频信号。
在音响设备的实际应用中，音响设备所处的环境常常具有一定的环境噪声，如果环境噪声过大，扬声器播放的声音在一定程度上被环境噪声所覆盖，在现有技术中，为了避免扬声器播放的声音被环境噪声所覆盖，需要用户手动调节扬声器的播放音量，例如，当音响设备所处环境嘈杂噪声增大时，用户手动增大扬声器的播放音量，而当外部噪声减弱时，用户再次手动将扬声器的播放音量降低，手动调节扬声器的播放音量虽然能够适应变化的环境噪声，然而，当用户离音响设备或者音响设备的遥控器比较远，又或者是用户在做饭、洗澡的时候，又或者环境噪声复杂变化频繁的时候，手动调节扬声器的播放音量非常不方便。
发明内容
本发明实施例提供一种音量调节方法、装置、音响设备和存储介质，以解决现有技术中用户手动调节扬声器的播放音量存在诸多不便的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种音量调节方法，应用于具有扬声器和麦克风的音响设备，包括：
获取输出到所述扬声器的第一音频信号；
接收麦克风录制的第二音频信号；
从所述第二音频信号中去除所述第一音频信号得到噪声信号；
基于所述噪声信号调节所述扬声器播放所述第一音频信号的播放音量。
可选地，所述从所述第二音频信号中去除所述第一音频信号得到噪声信号，包括：
获取所述音响设备的传输函数，所述传输函数表示音频信号从输出到被所述麦克风录制的音频传输特性；
采用所述传输函数计算所述第一音频信号被所述麦克风录制后的第一目标音频信号；
从所述第二音频信号中去除所述第一目标音频信号得到噪声信号。
可选地，所述基于所述噪声信号调节所述扬声器播放所述第一音频信号的播放音量，包括：
基于用户预先设定的播放音量计算噪声在多个频段的噪声基准值；
计算所述噪声信号在每个所述频段的噪声值；
针对每个频段，计算所述频段的噪声值与所述噪声基准值的比值得到每个频段的增益值；
基于所述增益值调节所述扬声器播放所述第一音频信号中每个频段的音频信号的播放音量。
可选地，所述基于用户预先设定的播放音量计算噪声在多个频段的噪声基准值，包括：
在以用户预先设置的播放音量播放第一音频信号的指定时长内，将所述指定时长内获取到的噪声信号作为参考噪声信号；
将所述参考噪声信号按照预设倍频划分为多个频段的分频参考噪声信号；
计算每个分频参考噪声信号的平均幅值作为所述分频参考噪声信号的噪声基准值。
可选地，所述计算所述噪声信号在每个所述频段的噪声值，包括：
针对每个周期获得的噪声信号，将所述噪声信号按照预设倍频划分为多个频段的分频噪声信号；
计算每个分频噪声信号的平均幅值作为所述分频噪声信号的噪声值。
可选地，所述基于所述增益值调节所述扬声器播放所述第一音频信号时每个频段的播放音量，包括：
基于每个频段的增益值对所述第一音频信号中相应频段的音频信号的幅值进行增益处理，以调节所述第一音频信号中每个频段的播放音量。
可选地，在基于所述增益值调节所述扬声器播放所述第一音频信号中每个频段的音频信号的播放音量之前，还包括：
获取所述扬声器的播放音量；
判断所述播放音量是否大于预设阈值；
若是，停止对所述扬声器的播放音量进行调节；
若否，执行基于所述增益值调节所述扬声器播放所述第一音频信号中每个频段的音频信号的播放音量的步骤。
第二方面，本发明实施例提供了一种音量调节装置，应用于具有扬声器和麦克风的音响设备，包括：
第一音频信号获取模块，用于获取输出到所述扬声器的第一音频信号；
第二音频信号接收模块，用于接收麦克风录制的第二音频信号；
噪声信号确定模块，用于从所述第二音频信号中去除所述第一音频信号得到噪声信号；
音量调节模块，用于基于所述噪声信号调节所述扬声器播放所述第一音频信号的播放音量。
可选地，所述噪声信号确定模块包括：
传输函数获取子模块，用于获取所述音响设备的传输函数，所述传输函数表示音频信号从输出到被所述麦克风录制的音频传输特性；
目标音频信号计算子模块，用于采用所述传输函数计算所述第一音频信号被所述麦克风录制后的第一目标音频信号；
噪声信号确定子模块，用于从所述第二音频信号中去除所述第一目标音频信号得到噪声信号。
可选地，所述音量调节模块包括：
噪声基准值计算子模块，用于基于用户预先设定的播放音量计算噪声在多个频段的噪声基准值；
噪声值计算子模块，用于计算所述噪声信号在每个所述频段的噪声值；
增益值计算子模块，用于针对每个频段，计算所述频段的噪声值与所述噪声基准值的比值得到每个频段的增益值；
音量调节子模块，用于基于所述增益值调节所述扬声器播放所述第一音频信号中每个频段的音频信号的播放音量。
可选地，所述噪声基准值计算子模块包括：
参考噪声信号获取单元，用于在以用户预先设置的播放音量播放第一音频信号的指定时长内，将所述指定时长内获取到的噪声信号作为参考噪声信号；
第一分频单元，用于将所述参考噪声信号按照预设倍频划分为多个频段的分频参考噪声信号；
噪声基准值计算单元，用于计算每个分频参考噪声信号的平均幅值作为所述分频参考噪声信号的噪声基准值。
可选地，所述噪声值计算子模块包括：
第二分频单元，用于针对每个周期获得的噪声信号，将所述噪声信号按照预设倍频划分为多个频段的分频噪声信号；
噪声值计算单元，用于计算每个分频噪声信号的平均幅值作为所述分频噪声信号的噪声值。
可选地，所述音量调节子模块包括：
幅值增益处理单元，用于基于每个频段的增益值对所述第一音频信号中相应频段的音频信号的幅值进行增益处理，以调节所述第一音频信号中每个频段的播放音量。
可选地，在音量调节子模块还包括：
播放音量获取子模块，用于获取所述扬声器的播放音量；
播放音量判断子模块，用于判断所述播放音量是否大于预设阈值；
音量停止调节子模块，用于停止对所述扬声器的播放音量进行调节。
第三方面，本发明实施例提供了一种音响设备，所述音响设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明任一实施例所述的音量调节方法。
第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本发明任一实施例所述的音量调节方法。
本发明实施例音量调节方法，应用于具有扬声器和麦克风的音响设备，在获取输出到扬声器的第一音频信号以及接收麦克风录制的第二音频信号后，从第二音频信号中去除第一音频信号得到噪声信号，基于噪声信号调节扬声器播放第一音频信号的播放音量，本发明实施例的音量调节方法实现了从录制的音频信号中识别出噪声信号，并根据识别出的噪声大小自动调节扬声器的播放音量，无需用户手动调节扬声器的播放音量。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种音量调节方法的步骤流程图；
图2A是本发明实施例二提供的一种音量调节方法的步骤流程图；
图2B是本发明实施例中音响设备的示意图；
图2C是本发明实施例中测试获得传输函数的示意图；
图2D是本发明实施例中计算噪声基础值的示意图；
图2E是本发明实施例中音量调节的示意图；
图2F是本发明实施例中总音量控制的示意图；
图3是本发明实施例三提供的一种音量调节装置的结构框图；
图4是本发明实施例四提供的一种音响设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种音量调节方法的步骤流程图，本发明实施例可适用于调节扬声器播放音量的情况，该方法可以由本发明实施例的音量调节装置来执行，该音量调节装置可以由硬件或软件来实现，并集成在本发明实施例所提供的音响设备中，具体地，如图1所示，本发明实施例的音量调节方法可以包括如下步骤：
S101、获取输出到扬声器的第一音频信号。
在本发明实施例中，音响设备包括扬声器、麦克风、功率放大器以及处理器，其中，扬声器用于播放音频信号，麦克风用于录制音频信号，功率放大器用于将音频信号放大后输出到扬声器，处理器用于接收麦克风录制的音频信号以及将需要播放的音频信号输出到功率放大器，在实际应用中，音响设备可以位于卧室、客厅、办公室、厨房、浴室中。
具体到本发明实施例中，第一音频信号可以是待播放的音频信号，第一音频信号由处理器处理后输出到功率放大器，并由功率放大器价格第一音频信号放大后输出到扬声器进行播放。
S102、接收麦克风录制的第二音频信号。
当麦克风打开后，麦克风可以录制到第二音频信号，在扬声器未播放第一音频信号时，麦克风录制的第二音频信号为环境噪声信号，在一个示例中，音响设备放置于浴室内，环境噪声信号可以包括浴室中水流、风扇、人的脚步声等形成的信号。在扬声器播放第一音频信号时，扬声器在第一音频信号的驱动下对空气产生振动形成声波，该声波传输到麦克风形成录制音频信号，即在扬声器播放第一音频信号时，麦克风录制的第二音频信号包括环境噪声信号和第一音频信号，麦克风录制的第二音频信号经过模数转换后输出到处理器，处理器可以接收到第二音频信号。
S103、从所述第二音频信号中去除所述第一音频信号得到噪声信号。
在实际应用中，第二音频信号为环境噪声信号和第一音频信号被麦克风录制后的音频信号的叠加，需要从第二音频信号中确定出第一音频信号被麦克风录制后的音频信号，而第一音频信号被麦克风录制后的音频信号并不能通过直接测试获得。在一个可选实施例中，可以预先设置音响设备的传输函数，通过该传输函数对第一音频信号转换得到第一目标音频信号，该第一目标音频信号为理论上麦克风录制到的第一音频信号。其中，传输函数表示音频信号从处理器输出到被麦克风录制的音频传输特性，该传输函数与功率放大器、扬声器、音响设备的箱体、外部环境、A/D和D/A转换器相关。对于一个设计好并处于固定环境中的音响设备，其传输函数可以预先通过测试获得并且固定不变。
在通过传输函数计算第一音频信号被麦克风录制后的第一目标音频信号后，可以从第二音频信号中除去第一目标音频信号即可以得到噪声信号，该噪声信号为音响设备所处环境的噪声信号。
S104、基于所述噪声信号调节所述扬声器播放所述第一音频信号的播放音量。
具体地，用户播放音乐时，通常设定一个播放音量，可以基于该播放音量获取到环境中噪声信号的噪声基准值，当在播放第一音频信号的过程中通过麦克风周期性地检测到噪声信号后，计算噪声信号的噪声值，将该噪声值与噪声基准值的比值作为增益值，通过该增益值来调节扬声器播放第一音频信号的播放音量，以使得播放音量与噪声值相适应，即噪声值增大时播放音量随之增大，反之播放音量减小。
本发明实施例音量调节方法，应用于具有扬声器和麦克风的音响设备，在获取输出到扬声器的第一音频信号以及接收麦克风录制的第二音频信号后，从第二音频信号中去除第一音频信号得到噪声信号，基于噪声信号调节扬声器播放第一音频信号的播放音量，本发明实施例的音量调节方法实现了从录制的音频信号中识别出噪声信号，并根据识别出的噪声大小自动调节扬声器的播放音量，无需用户手动调节扬声器的播放音量。
实施例二
图2A为本发明实施例二提供的一种音量调节方法的步骤流程图，本发明实施例在前述实施例一的基础上进行优化，具体地，如图2A所示，本发明实施例的音量调节方法可以包括如下步骤：
S201、获取输出到扬声器的第一音频信号。
如图2B所示的音响设备包括数字处理器、功率放大器、扬声器和麦克风，数字处理器生成第一音频信号Xr(参考信号)输出到功率放大器，第一音频信号Xr经功率放大器放大后驱动扬声器，扬声器振动形成声波来播放第一音频信号。
S202、接收麦克风录制的第二音频信号。
如图2B所示，第一音频信号Xr通过功率放大器并经由扬声器重放后形成声音信号Xm，扬声器重放后形成的声音信号Xm和噪声信号Xn被麦克风所录制为第二音频信号Xt，该第二音频信号Xt为声音信号Xm和噪声信号Xn的叠加信号。
S203、获取所述音响设备的传输函数，所述传输函数表示音频信号从输出到被所述麦克风录制的音频传输特性。
在本发明实施例中，传输函数描述了音频信号从处理器输出到被麦克风录制的音频传输特性，该传输函数与功率放大器、扬声器、音响设备的箱体、外部环境、A/D和D/A转换器相关。
如图2C所示，在音响设备设计时，可以通过测量方法获得传输函数Htf，具体地，测量时可以采用扫频(sine sweep)或最大长度伪随机序列(MLS)的测量方法，所获得的传输函数Htf以时域有限长脉冲响应(FIR)的形式描述，上述测量方法考虑了音响设备放置于桌面的普遍情况，该传输函数Htf描述了音响设备的器件特性、音箱内部传声路径(如图2B中的路径1)、直达声(图2B中的路径2)以及桌面的反射声(图2B中的路径3)对音频的传输特性。
在另一个示例中，可以实时测量音响设备所在环境的传输函数Hmtf，该传输函数Hmtf除了与音响设备的器件特性、放置位置有关外，还与音响设备所在的空间有关，比如音响设备所在环境的空间大小、空气湿度、空气温度、所在环境空间的墙面装饰反射等相关。具体地，在音响设备启动时，处理器生成N阶数字伪随机序列信号(MLS)，并控制扬声器播放M次N阶数字伪随机序列信号，麦克风录制到M次音频信号输出到处理器，处理器对M次录制得到的音频信号计算平均值得到目标录制音频信号，采用预设的排序矩阵对目标录制音频信号进行计算得到传输函数。
示例性地，音响设备开机时可以启动自测功能，音响设备的处理器生成阶数为N的MLS信号，其中，N可以是14、15、16、17等，N阶MLS信号循环播放次数为Nrp，N阶MLS信号经功率放大器后由扬声器播放，并由麦克风同步录制，处理器将录制的M次信号进行平均运算，平均后的信号为yrp，处理器采用预置的相应阶数的MLS求解排序矩阵HA和HB快速求解传输函数Hmtf，传输函数Hmtf的原始长度为2N-1个采样点，为节省处理器的存储空间和运行速度，对传输函数Hmtf进行时间窗截断，使得最终的传输函数Hmtf中采样点减小。
本发明实施例可以采用预先设置的传输函数Htf，也可以采用实时测量方法获得传输函数Hmtf，示例性地，当处理器性能比较低时可以直接采用预先设置的传输函数Htf，当处理器性能较高时可以实时测量获得传输函数Hmtf。
S204、采用所述传输函数计算所述第一音频信号被所述麦克风录制后的第一目标音频信号。
具体地，记第一音频信号为Xr，该第一音频信号经扬声器重放后被麦克风录制的第一目标音频信号为Xm，则有：
Xm＝Xr·Htf
或Xm＝Xr·Htmf
本发明实施例通过音响设备的传输函数来计算第一音频信号经扬声器重放后被麦克风录制的第一目标音频信号，充分考虑了音响设备的器件特性和所处环境，相对于直接采用第一音频信号来确定噪声信号，提高了噪声信号的准确度。
S205、从所述第二音频信号中去除所述第一目标音频信号得到噪声信号。
具体地，记噪声信号为Yn，则计算Yn如下公式：
Yn＝Xt-Xm
上述公式中Xt为麦克风录制的第二音频信号。
S206、基于用户预先设定的播放音量计算噪声在多个频段的噪声基准值。
在本发明的一个可选实施例中，在以用户预先设置的播放音量播放第一音频信号的指定时长内，将指定时长内获取到的噪声信号作为参考噪声信号，将参考噪声信号按照预设倍频划分为多个频段的分频参考噪声信号，计算每个分频参考噪声信号的平均幅值作为分频参考噪声信号的噪声基准值。
具体地，在用户播放第一音频信号并设定播放音量后，扬声器播放第一音频信号一段时间，如扬声器播放第一音频信号1～5秒钟时，麦克风录制到第二音频信号，并从第二音频信号中去除第一音频信号得到噪声信号，该噪声信号作为参考噪声信号y0，将参考噪声信号按照1个倍频程或1/3倍频程划分为K个频段，得到分频参考噪声信号y01、y02、……y0k。
针对每个频段的分频参考噪声信号y0k，对分频参考噪声信号y0k的幅值进行时间长度为Tacc的平方求和并计算平均值，假设Tacc＝T1-T0，T0为积分起始时间，T1为积分结束时间，Tacc可选的范围为2～5秒，则每个频段的分频参考噪声信号y0k的噪声基准值q0bk计算如下：
Figure BDA0003045199750000121
由上述计算公式计算得到K个分频参考噪声信号的噪声基准值q0b1、q0b2、……q0bk。
如图2D为每个频段的噪声值的计算示意图，对于一个噪声信号yn，通过频带滤波器将噪声信号划分为k个频段(频带)的分频信号ynk，在对每个分频信号ynk进行指定时间的能量(幅值)积分并计算平均值后得到平均能量值作为噪声值。
S207、计算所述噪声信号在每个所述频段的噪声值。
在本发明实施例中，麦克风可以按照预设周期录制第二音频信号，如每间隔5秒录制一次第二音频信号并在去除第一音频信号后获得周期内的噪声信号，与噪声基准值的计算方法相同，针对每个周期获得的噪声信号，将噪声信号按照预设倍频划分为多个频段的分频噪声信号，计算每个分频噪声信号的平均幅值作为分频噪声信号的噪声值，具体可以通过如下公式计算分频噪声信号的噪声值：
Figure BDA0003045199750000131
上述公式中，n为第n个周期获得的噪声信号，对于第n个周期获得的噪声信号yn，其多个分频噪声信号的噪声值为qyb1、qyb2、……qybk。
S208、针对每个频段，计算所述频段的噪声值与所述噪声基准值的比值得到每个频段的增益值。
在本发明的一个可选实施例中，对于每个频段，可以计算每个频段的噪声值与每个频段的噪声基准值的比值作为每个频段的增益值，具体地，可以通过以下公式计算增益值gbk：
Figure BDA0003045199750000141
在本发明的一个可选实施例中，当通过实时测量的方式获得传输函数Hmtf时，还可以基于传输函数Hmtf计算音响设备所处环境在参考频段的参考混响时间RTbc以及在各个频段的混响时间RTbk，计算参考混响时间RTbc与各个频段的混响时间RTbk的比值作为每个频段的权重，通过权重对每个频段的增益值进行调整得到每个频段的最终的增益值。
在一个示例中，对于传输函数Hmtf中的每个采样频率，可以通过施罗德后向积分算法将传输函数Hmtf转换为幅值衰变的曲线，从曲线中确定幅值从0分贝衰减到-10分贝的斜率，推导幅值计算衰减到-60分贝的时间作为混响时间，或者从曲线中确定幅值从-5分贝衰减到-35分贝的斜率，推导幅值计算衰减到-60分贝的时间作为混响时间，其中，将传输函数Hmtf转换为幅值衰变的曲线可以是对传输函数Hmtf做快速傅里叶变换后得到的频率曲线。其中，参考混响时间RTbc可以选择频率3KHz对应的混响时间，其他频段的混响时间RTbk，可以通过该频段中每个频率采样点对应的混响时间的平均值来计算。
通过权重对每个频段的增益值调整如下公式：
Figure BDA0003045199750000142
通过音响设备所处环境的传输函数Hmtf计算每个频段的混响时间来计算权重，通过权重对频段的增益值进行调整，综合考虑了音响设备所处环境对各个频段的音频信号的影响，能够结合音响设备所处环境对音频信号的频率特性来调节播放音量，即考虑了音响设备所处环境来调节播放音量，播放音量调节更为精确。
进一步地，还可以对每个频段的增益值进行平滑处理得到平滑处理后的增益值，具体地，可以通过以下公式对增益值进行平滑处理：
gbk(n)＝gbk(n-1)·(1-α)+g'bk(n)·α
上述公式中，n为周期，α为滤波系数，g'bk(n)为周期n计算得到的增益值，gbk(n-1)周期n-1计算得到的增益值，gbk(n)为平滑后的增益值，其中，滤波系数α通过以下公式计算：
Figure BDA0003045199750000151
其中，fs为滤波采样率，ta为平滑过渡时间(一般设置为50-100毫秒)。
本发明实施例对每个频段的增益值进行平滑处理，可以避免通过增益值调节播放音量时出现音量突变，起到音量调节平缓的良好效果。
S209、获取所述扬声器的播放音量。
在本发明实施例中，扬声器的播放音量为各个频段的播放音量的和值，具体通过如下公式计算：
Figure BDA0003045199750000152
即在起始时间T0到结束时间T1时间内对第一音频信号Xr各个频段的音频信号的幅值计算和值后求平均值作为播放音量。
S210、判断所述播放音量是否大于预设阈值。
在实际应用中，可以根据音响设备中扬声器和麦克风的特性设置阈值D，并判断以下公式是否成立，在以下公式成立时，说明当前播放音量过大，可以执行S211，否则执行S212。
Figure BDA0003045199750000161
S211、停止对所述扬声器的播放音量进行调节。
具体地，如果当前播放音量大于预设阈值，并且增益值大于1，说明需要调高播放音量，如果再调高播放音量有可能会使的扬声器寿命下降甚至损坏，则可以不再对播放音量进行调节，直到环境噪声降低需要调低播放音量时再对音量进行调节。
如图2F所示为播放音量饱和控制的示意图，如果当前播放音量大于预设阈值，并且增益值大于1，则对每个频段(频带)的增益值进行锁定不再进行调节。
S212、基于所述增益值调节所述扬声器播放所述第一音频信号中每个频段的音频信号的播放音量。
如果当前播放音量大于预设阈值，则可以对播放音量进行调节。具体地，如图2E和图2F所示，可以基于每个频段的增益值对第一音频信号S中相应频段的音频信号Sbn的幅值进行增益处理，以调节第一音频信号中每个频段的播放音量，具体地，处理器在计算得到各个频段的增益值后，通过以下公式对第一音频信号进行处理：
Figure BDA0003045199750000162
公式中Sbk为第一音频信号中第k个频段的信号，通过上述公式对第一音频信号进行增益处理后，该增益处理后的第一音频信号经由功率放大器放大后驱动扬声器以调节后的播放音量播放声音。
本发明实施例在获取输出到扬声器的第一音频信号和接收麦克风录制的第二音频信号后，获取音响设备的传输函数，采用传输函数计算第一音频信号被麦克风录制后的第一目标音频信号，从第二音频信号中去除第一目标音频信号得到噪声信号，基于用户预先设定的播放音量计算噪声在多个频段的噪声基准值，以及计算噪声信号在每个频段的噪声值，针对每个频段，计算该频段的噪声值与噪声基准值的比值得到每个频段的增益值，基于增益值调节扬声器播放第一音频信号中每个频段的音频信号的播放音量，实现了从录制的音频信号中识别出噪声信号，并根据识别出的噪声大小自动调节扬声器的播放音量，无需用户手动调节扬声器的播放音量。
进一步地，分频段来计算增益值并通过每个频段的增益值来调节相应频段的音频信号的播放音量，实现了按照音频信号的频率特性调节播放音量，实现播放音量的精准调节。
更进一步地，通过音响设备的传输函数来计算第一音频信号经扬声器重放后被麦克风录制的第一目标音频信号，充分考虑了音响设备的器件特性和所处环境，相对于直接采用第一音频信号来确定噪声信号，提高了噪声信号的准确度，最终能够提高播放音量调节的准确度。
更进一步地，在播放音量大于预设阈值时停止调节播放音量，可以避免音量过高造成音响设备损坏。
实施例三
图3是本发明实施例三提供的一种音量调节装置的结构框图，如图3所示，本发明实施例的音量调节装置应用于具有扬声器和麦克风的音响设备，具体可以包括如下模块：
第一音频信号获取模块301，用于获取输出到所述扬声器的第一音频信号；
第二音频信号接收模块302，用于接收麦克风录制的第二音频信号；
噪声信号确定模块303，用于从所述第二音频信号中去除所述第一音频信号得到噪声信号；
音量调节模块304，用于基于所述噪声信号调节所述扬声器播放所述第一音频信号的播放音量。
可选地，所述噪声信号确定模块303包括：
传输函数获取子模块，用于获取所述音响设备的传输函数，所述传输函数表示音频信号从输出到被所述麦克风录制的音频传输特性；
目标音频信号计算子模块，用于采用所述传输函数计算所述第一音频信号被所述麦克风录制后的第一目标音频信号；
噪声信号确定子模块，用于从所述第二音频信号中去除所述第一目标音频信号得到噪声信号。
可选地，所述音量调节模块304包括：
噪声基准值计算子模块，用于基于用户预先设定的播放音量计算噪声在多个频段的噪声基准值；
噪声值计算子模块，用于计算所述噪声信号在每个所述频段的噪声值；
增益值计算子模块，用于针对每个频段，计算所述频段的噪声值与所述噪声基准值的比值得到每个频段的增益值；
音量调节子模块，用于基于所述增益值调节所述扬声器播放所述第一音频信号中每个频段的音频信号的播放音量。
可选地，所述噪声基准值计算子模块包括：
参考噪声信号获取单元，用于在以用户预先设置的播放音量播放第一音频信号的指定时长内，将所述指定时长内获取到的噪声信号作为参考噪声信号；
第一分频单元，用于将所述参考噪声信号按照预设倍频划分为多个频段的分频参考噪声信号；
噪声基准值计算单元，用于计算每个分频参考噪声信号的平均幅值作为所述分频参考噪声信号的噪声基准值。
可选地，所述噪声值计算子模块包括：
第二分频单元，用于针对每个周期获得的噪声信号，将所述噪声信号按照预设倍频划分为多个频段的分频噪声信号；
噪声值计算单元，用于计算每个分频噪声信号的平均幅值作为所述分频噪声信号的噪声值。
可选地，所述音量调节子模块包括：
幅值增益处理单元，用于基于每个频段的增益值对所述第一音频信号中相应频段的音频信号的幅值进行增益处理，以调节所述第一音频信号中每个频段的播放音量。
可选地，在音量调节子模块还包括：
播放音量获取子模块，用于获取所述扬声器的播放音量；
播放音量判断子模块，用于判断所述播放音量是否大于预设阈值；
音量停止调节子模块，用于停止对所述扬声器的播放音量进行调节。
本发明实施例所提供的音量调节装置可执行本发明实施例一、实施例二所提供的音量调节方法，具备执行方法相应的功能和有益效果。
实施例四
参照图4，示出了本发明一个示例中的一种音响设备的结构示意图。如图4所示，该音响设备具体可以包括：处理器401、存储器402、具有触摸功能的显示屏403、输入装置404、输出装置405以及通信装置406。该音响设备中处理器401的数量可以是一个或者多个，图4中以一个处理器401为例。该音响设备中存储器402的数量可以是一个或者多个，图4中以一个存储器402为例。该设备的处理器401、存储器402、显示屏403、输入装置404、输出装置405以及通信装置406可以通过总线或者其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。
存储器402作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明任意实施例所述的音量调节方法对应的程序指令/模块(例如，上述音量调节装置中的第一音频信号获取模块301、第二音频信号接收模块302、噪声信号确定模块303和音量调节模块304)，存储器402可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作装置、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据设备的使用所创建的数据等。此外，存储器402可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器402可进一步包括相对于处理器401远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
显示屏403为具有触摸功能的显示屏403，其可以是电容屏、电磁屏或者红外屏。一般而言，显示屏403用于根据处理器401的指示显示数据，还用于接收作用于显示屏403的触摸操作，并将相应的信号发送至处理器401或其他装置。可选的，当显示屏403为红外屏时，其还包括红外触摸框，该红外触摸框设置在显示屏403的四周，其还可以用于接收红外信号，并将该红外信号发送至处理器401或者其他设备。
通信装置406，用于与其他设备建立通信连接，其可以是有线通信装置和/或无线通信装置。
输入装置404可用于接收输入的数字或者字符信息，以及产生与设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置405可以包括扬声器等音频设备。需要说明的是，输入装置404和输出装置405的具体组成可以根据实际情况设定。
处理器401通过运行存储在存储器402中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述音量调节方法。
具体地，实施例中，处理器401执行存储器402中存储的一个或多个程序时，具体实现本发明实施例提供的音量调节方法的步骤。
实施例五
本发明实施例五还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时可实现本发明任意实施例中的音量调节方法。
当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明应用于设备上任意实施例所提供的音量调节方法中的相关操作。
需要说明的是，对于装置、音响设备、存储介质实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，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，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，音响设备，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的音量调节方法。
值得注意的是，上述音量调节装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种音量调节方法，其特征在于，应用于具有扬声器和麦克风的音响设备，所述音量调节方法包括：
获取输出到扬声器的第一音频信号；
接收麦克风录制的第二音频信号；
从所述第二音频信号中去除所述第一音频信号得到噪声信号；
基于所述噪声信号调节所述扬声器播放所述第一音频信号的播放音量。
2.根据权利要求1所述的音量调节方法，其特征在于，所述从所述第二音频信号中去除所述第一音频信号得到噪声信号，包括：
获取所述音响设备的传输函数，所述传输函数表示音频信号从输出到被所述麦克风录制的音频传输特性；
采用所述传输函数计算所述第一音频信号被所述麦克风录制后的第一目标音频信号；
从所述第二音频信号中去除所述第一目标音频信号得到噪声信号。
3.根据权利要求1所述的音量调节方法，其特征在于，所述基于所述噪声信号调节所述扬声器播放所述第一音频信号的播放音量，包括：
基于用户预先设定的播放音量计算噪声在多个频段的噪声基准值；
计算所述噪声信号在每个所述频段的噪声值；
针对每个频段，计算所述频段的噪声值与所述噪声基准值的比值得到每个频段的增益值；
基于所述增益值调节所述扬声器播放所述第一音频信号中每个频段的音频信号的播放音量。
4.根据权利要求3所述的音量调节方法，其特征在于，所述基于用户预先设定的播放音量计算噪声在多个频段的噪声基准值，包括：
在以用户预先设置的播放音量播放第一音频信号的指定时长内，将所述指定时长内获取到的噪声信号作为参考噪声信号；
将所述参考噪声信号按照预设倍频划分为多个频段的分频参考噪声信号；
计算每个分频参考噪声信号的平均幅值作为所述分频参考噪声信号的噪声基准值。
5.根据权利要求3所述的音量调节方法，其特征在于，所述计算所述噪声信号在每个所述频段的噪声值，包括：
针对每个周期获得的噪声信号，将所述噪声信号按照预设倍频划分为多个频段的分频噪声信号；
计算每个分频噪声信号的平均幅值作为所述分频噪声信号的噪声值。
6.根据权利要求3-5任一项所述的音量调节方法，其特征在于，所述基于所述增益值调节所述扬声器播放所述第一音频信号时每个频段的播放音量，包括：
基于每个频段的增益值对所述第一音频信号中相应频段的音频信号的幅值进行增益处理，以调节所述第一音频信号中每个频段的播放音量。
7.根据权利要求3-5任一项所述的音量调节方法，其特征在于，在基于所述增益值调节所述扬声器播放所述第一音频信号中每个频段的音频信号的播放音量之前，还包括：
获取所述扬声器的播放音量；
判断所述播放音量是否大于预设阈值；
若是，停止对所述扬声器的播放音量进行调节；
若否，执行基于所述增益值调节所述扬声器播放所述第一音频信号中每个频段的音频信号的播放音量的步骤。
8.一种音量调节装置，其特征在于，应用于具有扬声器和麦克风的音响设备，包括：
第一音频信号获取模块，用于获取输出到所述扬声器的第一音频信号；
第二音频信号接收模块，用于接收麦克风录制的第二音频信号；
噪声信号确定模块，用于从所述第二音频信号中去除所述第一音频信号得到噪声信号；
音量调节模块，用于基于所述噪声信号调节所述扬声器播放所述第一音频信号的播放音量。
9.一种音响设备，其特征在于，所述音响设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一项所述的音量调节方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的音量调节方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114143667A (zh) * 2021-11-30 2022-03-04 深圳Tcl新技术有限公司 音量调节方法、存储介质及电子设备
CN114596871A (zh) * 2022-03-22 2022-06-07 镁佳(北京)科技有限公司 一种车机音量调整方法、装置及电子设备

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5724110A (en) * 1980-07-21 1982-02-08 Fujitsu Ltd Automatic sound volume adjusting system
US20100158275A1 (en) * 2008-12-24 2010-06-24 Fortemedia, Inc. Method and apparatus for automatic volume adjustment
CN107124149A (zh) * 2017-05-05 2017-09-01 北京小鱼在家科技有限公司 一种音量调整方法、装置和设备
CN109068213A (zh) * 2018-08-09 2018-12-21 歌尔科技有限公司 一种耳机响度控制方法和装置
CN109348335A (zh) * 2018-10-30 2019-02-15 歌尔科技有限公司 一种耳机的增益调节方法、装置和电子设备
CN110677774A (zh) * 2019-08-21 2020-01-10 中国平安财产保险股份有限公司 一种音量自适应调节方法、装置和计算机设备及存储介质
CN111464903A (zh) * 2020-04-02 2020-07-28 东莞市和乐电子有限公司 一种耳机音量自适应调节方法
CN112235462A (zh) * 2020-10-14 2021-01-15 展讯通信（上海）有限公司 语音调节方法、系统、电子设备及计算机可读存储介质

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5724110A (en) * 1980-07-21 1982-02-08 Fujitsu Ltd Automatic sound volume adjusting system
US20100158275A1 (en) * 2008-12-24 2010-06-24 Fortemedia, Inc. Method and apparatus for automatic volume adjustment
CN107124149A (zh) * 2017-05-05 2017-09-01 北京小鱼在家科技有限公司 一种音量调整方法、装置和设备
CN109068213A (zh) * 2018-08-09 2018-12-21 歌尔科技有限公司 一种耳机响度控制方法和装置
CN109348335A (zh) * 2018-10-30 2019-02-15 歌尔科技有限公司 一种耳机的增益调节方法、装置和电子设备
CN110677774A (zh) * 2019-08-21 2020-01-10 中国平安财产保险股份有限公司 一种音量自适应调节方法、装置和计算机设备及存储介质
CN111464903A (zh) * 2020-04-02 2020-07-28 东莞市和乐电子有限公司 一种耳机音量自适应调节方法
CN112235462A (zh) * 2020-10-14 2021-01-15 展讯通信（上海）有限公司 语音调节方法、系统、电子设备及计算机可读存储介质

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114143667A (zh) * 2021-11-30 2022-03-04 深圳Tcl新技术有限公司 音量调节方法、存储介质及电子设备
CN114596871A (zh) * 2022-03-22 2022-06-07 镁佳(北京)科技有限公司 一种车机音量调整方法、装置及电子设备
CN114596871B (zh) * 2022-03-22 2023-03-28 镁佳(北京)科技有限公司 一种车机音量调整方法、装置及电子设备

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