CN114449337A

CN114449337A - 音频信号处理方法、装置、设备及计算机可读存储介质

Info

Publication number: CN114449337A
Application number: CN202011200057.8A
Authority: CN
Inventors: 胡少波
Original assignee: Shenzhen TCL New Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen TCL New Technology Co Ltd
Priority date: 2020-10-30
Filing date: 2020-10-30
Publication date: 2022-05-06

Abstract

本发明公开一种音频信号处理方法、装置、设备及计算机可读存储介质，其中，所述音频信号处理方法包括步骤：采集音频输入通道的音频信号的幅值，从所有幅值中获取音频输入通道的最大音频幅值；通过调整最大音频幅值调整音频信号的输出音量，无论音频信号来源于何种设备或者网络，对该音频信号的最大音频幅度的调整可实现对音频信号的统一处理，防止音频信号的发送端和接收端配置的接口不相同，导致音频信号的幅值在处理前后发生改变，导致扬声器输出的声音发生音量突变的情况出现。

Description

音频信号处理方法、装置、设备及计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及音频处理领域，尤其涉及一种音频信号处理方法、装置、设备及计算机可读存储介质。

背景技术

目前，在电视、机顶盒或高清播放器等音频设备上通常配置有TV接口、VGA接口、高清晰多媒体接口(HDMI)、USB接口等，这些信号源接口可以接收不同类型的音频信号。当用户输入相同的音量时，不同信号通道的相同幅度音频信号依次经过音频解码、音频调节、I2S编码以及功放放大后，输出的幅值不同，从而使用户在切换通道时感受到输出声音突变现象。

针对上述现象，发明人分析发现，该现象的主要原因是由于不同信号源接口接收的音频信号采用不同的编解码方式，不同的编解码方式又有不同的采样率等，从而导致即使相同幅度的音频信号经不同的编解码后输出的音频信号的幅度也不同。当输入相同幅度的音频信号时，由于不同通道下预置同一音频增益曲线，因此用户输入音量也相同情况时增益幅度相同，但由于编解码会导致输出音频信号幅值的不同，进而用户会感受到扬声器输出的声音有突变现象，极大影响了用户使用，给用户造成了使用上的不方便。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种音频信号处理方法、装置、设备及计算机可读存储介质，旨在解决扬声器输出的声音因音频信号的幅值发生突变的问题，所述音频信号处理方法包括以下步骤：

采集音频输入通道的音频信号的幅值，从所有所述幅值中获取所述音频输入通道的最大音频幅值；

通过调整所述最大音频幅值调整所述音频信号的输出音量。

在一种实施方式中，所述调整所述最大音频幅值的步骤包括：

获取音频输出通道中存储的与所述音频输入通道处于同一音量点的参考音频幅值；

根据所述参考音频幅值调整所述最大音频幅值。

在一种实施例中，所述根据所述参考音频幅值调整所述最大音频幅值的步骤包括：

根据所述参考音频幅值与所述最大音频幅值，调整所述音频输入通道中音频调节器的增益，以调整所述最大音频幅值。

在一种实施例中，所述根据所述参考音频幅值与所述最大音频幅值，调整所述音频输入通道中音频调节器的增益的步骤包括：

计算所述参考音频幅值与所述最大音频幅值的差值；

当所述差值小于零时，以所述差值的大小为减小幅度减小所述增益；

当所述差值大于零时，以所述差值的大小为增大幅度增大所述增益。

当所述最大音频幅值大于所述参考音频幅值时，按设定的调整粒度将所述增益减小第一单元调整值；

当所述最大音频幅值小于所述参考音频幅值时，按设定的调整粒度将所述增益增大第二单元调整值。

在一种实施例中，所述调整所述最大音频幅值的步骤还包括：

若所述音频信号包括高频信号、中频信号和低频信号，则获取所述音频输入通道中与所述高频信号对应的第一最大音频信号、与所述中频信号对应的第二最大音频信号和与所述低频信号对应的第三最大音频信号；

获取所述音频输出通道中存储的与所述音频输入通道处于同一音量点的参考高频幅值、参考中频幅值及参考低频幅值；

根据所述第一最大音频信号与所述参考高频幅值的大小关系，调整所述第一最大音频幅值；根据所述第二最大音频信号与所述参考中频幅值的大小，调整所述第二最大音频幅值；根据所述第三最大音频信号与所述参考低频幅值的大小，调整所述第三最大音频幅值。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种音频信号处理装置，所述音频信号处理装置包括：

采集模块，用于采集音频输入通道的音频信号的幅值；

获取模块，用于从所有所述幅值中获取所述音频输入通道的最大音频幅值；

调整模块，用于通过调整所述最大音频幅值调整所述音频信号的输出音量。

在一种实施方式中，所述调整模块还包括：

获取单元，用于获取音频输出通道中存储的与所述音频输入通道处于同一音量点的参考音频幅值；

调整单元，用于根据所述参考音频幅值调整所述最大音频幅值。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种音频信号处理设备，所述音频信号处理设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的音频信号处理程序，所述音频信号处理程序被所述处理器执行时实现如上所述的音频信号处理方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有所述音频信号处理程序，所述音频信号处理程序被处理器执行时实现如上所述的音频信号处理方法的步骤。

附图说明

图1为实现本发明各个实施例一种设备的硬件结构示意图；

图2为本发明音频信号处理方法第一实施例的流程示意图；

图3为本发明音频信号处理方法第三实施例的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种音频信号处理设备，参照图1，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的结构示意图。

需要说明的是，图1即可为音频信号处理设备的硬件运行环境的结构示意图。本发明实施例音频信号处理设备可以是PC(Personal Computer，个人电脑)，便携计算机，服务器等设备。

如图1所示，该音频信号处理设备可以包括：处理器1001，例如CPU，存储器1005，用户接口1003，网络接口1004，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

可选地，音频信号处理设备还可以包括RF(Radio Frequency，射频)电路，传感器、WiFi模块等等。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的音频信号处理设备结构并不构成音频信号处理设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种计算机存储可读存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及音频信号处理程序。其中，操作系统是管理和控制音频信号处理设备硬件和软件资源的程序，支持音频信号处理程序以及其它软件或程序的运行。

图1所示的音频信号处理方法设备，可用于解决扬声器输出的声音因音频信号的幅值发生突变的问题，用户接口1003主要用于侦测或者输出各种信息；网络接口1004主要用于与后台服务器交互，进行通信；处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的音频信号处理程序，并执行以下操作：

通过调整所述最大音频幅值调整所述音频信号的输出音量。

所述调整所述最大音频幅值的步骤包括：

根据所述参考音频幅值调整所述最大音频幅值。

所述根据所述参考音频幅值调整所述最大音频幅值的步骤包括：

所述根据所述参考音频幅值与所述最大音频幅值，调整所述音频输入通道中音频调节器的增益的步骤包括：

计算所述参考音频幅值与所述最大音频幅值的差值；

处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的音频信号处理程序，并还执行：

本发明通过采集音频输入通道的音频信号的幅值，从所有幅值中获取音频输入通道的最大音频幅值，通过调节最大音频幅值调整音频信号的输出音量，无论音频信号来源于何种设备或者网络，对该音频信号的最大音频幅度的调整可实现对音频信号的统一处理，防止音频信号的发送端和接收端配置的接口不相同，导致音频信号的幅值在处理前后发生改变，导致扬声器输出的声音发生音量突变的情况出现。

本发明移动终端具体实施方式与下述音频信号处理方法各实施例基本相同，在此不再赘述。

基于上述结构，提出本发明音频信号处理方法的各个实施例。

本发明提供一种音频信号处理方法。

参照图2，图2为本发明音频信号处理方法第一实施例的程示意图。

在本实施例中，提供了音频信号处理方法的实施例，需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

在本实施例中，音频信号处理方法包括：

步骤S10，采集音频输入通道的音频信号的幅值，从所有所述幅值中获取所述音频输入通道的最大音频幅值；

终端播放音频时，一般都是从网络或音频存储设备上获取音频信号，再对音频信号进行编解码等其他处理，将处理后的音频信号发送至终端的扬声器，由于音频信号的发送端和接收端配置的接口不相同，导致音频信号的幅值发生改变，音频信号幅值的变化影响声音音量的变化，所以音频信号幅值的改变进一步地导致扬声器输出的声音发生音量突变的情况，本实施例提出对音频信号进行处理的方法，解决输出的声音出现音量突变的情况。首先从音频输入通道获取网络或者音频存储设备发送的音频信号，并分析该音频信号对应的幅值，逐个比较各个幅值之间的大小，取最大幅值作为音频输入通道的最大音频幅值，采集的音频信号可以是音乐或者其他，采集的时长为预设时长，预设时长可以30s，40s等，由研究人员确定。

步骤S20，通过调整所述最大音频幅值调整所述音频信号的输出音量。

扬声器输出的声音的音量发生突变是由幅值的改变引起的，所以本实施例通过改变音频输入通道的最大音频幅值调整音频信号的输出音量。

在一种实施例中，调整所述最大音频幅值的步骤包括：

步骤a，获取音频输出通道中存储的与所述音频输入通道处于同一音量点的参考音频幅值；

步骤b，根据所述参考音频幅值调整所述最大音频幅值。

音频信号通过音频输出通道进入扬声器，音量点可以是0至100中的任意一个数值，音量点的数值由用户输入。参考音频幅值为扬声器在固定的音量点下最优的幅值，扬声器在固定的音量点下输出与该音量点对应的参考音频幅值的音频信号，声音效果最好，所以需根据参考音频幅值调整最大音频幅值。音频输出通道将音量点与参考音频幅值一一对应存储，存储方式可以以表格的方式存储，也可以以曲线图的方式存储，不同的音量点对应的参考音频幅值不同，读取音频输出通道中与当前音量点对应的参考音频幅值，再根据参考音频幅值调整最大音频幅值。

在一些实施例中，步骤b包括：

步骤b1，根据所述参考音频幅值与所述最大音频幅值，调整所述音频输入通道中音频调节器的增益，以调整所述最大音频幅值。

本实施例提供一种调整音频输入通道的最大音频幅值的方法，通过改变音频输入通道中音频调节器的增益可实现对音频输入通道的最大音频幅值的调整，对最大音频幅值的调整就是将最大音频幅值调整至与参考音频幅值相等。首先比较参考音频幅值与最大音频幅值的大小，当最大音频幅值大于参考音频幅值时，减小音频输入通道中音频调节器的增益，实现减小最大音频幅值；当最大音频幅值小于参考音频幅值时，增大音频输入通道中音频调节器的增益，实现增大最大音频幅值。

在一些可实施方式中，步骤b1还包括：

步骤b111，计算所述参考音频幅值与所述最大音频幅值的差值；

步骤b112，当所述差值小于零时，以所述差值的大小为减小幅度减小所述增益；

步骤b113，当所述差值大于零时，以所述差值的大小为增大幅度增大所述增益。

当最大音频幅值大于参考音频幅值时，减小音频输入通道中音频调节器的增益，减小的幅度为参考音频幅值与最大音频幅值的差值的绝对值，；当最大音频幅值小于参考音频幅值时，增大音频输入通道中，增大的幅度为参考音频幅值与最大音频幅值的差值的绝对值。音频调节器的增益减小或增大参考音频幅值与最大音频幅值的差值的绝对值，可实现最大音频幅值等于参考音频幅值。

本实施例通过采集音频输入通道的音频信号的幅值，从所有幅值中获取音频输入通道的最大音频幅值，通过调节最大音频幅值调整音频信号的输出音量，无论音频信号来源于何种设备或者网络，对该音频信号的最大音频幅度的调整可实现对音频信号的统一处理，防止音频信号的发送端和接收端配置的接口不相同，导致音频信号的幅值在处理前后发生改变，导致扬声器输出的声音发生音量突变的情况出现。

进一步地，提出本发明音频信号处理方法的第二实施例。音频信号处理方法的第二实施例与音频信号处理方法的第一实施例的区别在于步骤b1还包括：

步骤b121，当所述最大音频幅值大于所述参考音频幅值时，按设定的调整粒度将所述增益减小第一单元调整值；

步骤b122，当所述最大音频幅值小于所述参考音频幅值时，按设定的调整粒度将所述增益增大第二单元调整值。

本实施例提供一种实时动态的调整最大音频幅值的方式，周期性的获取采集到的音频信号的最大音频幅值，在实时动态的调整过程中，每一次调整可按一定的调整粒度进行。

当最大音频幅值大于参考音频幅值，将最大音频幅值减小第一单元调整值，调整之后，由于实时动态进行调整，仍要获取调整之后的音频信号的最大音频幅度，并与参考音频幅值进行比较，若此时仍比参考音频幅值大，则将当前的最大音频幅值再减小第一单元调整值；

当最大音频幅值小于参考音频幅值，将最大音频幅值增大第二单元调整值，调整之后，由于实时动态进行调整，仍要获取调整之后的音频信号的最大音频幅度，并与参考音频幅值进行比较，若此时仍比参考音频幅值大，则将当前的最大音频幅值再增大第二单元调整值。

第一单元调整值和第二单元调整值可以相同，也可以不同；本领域的普通技术人员可知，调整粒度越小，即第一单元调整值和第二单元调整值越小，则调整精度越高，但调整到参考音频幅值需要的时间越长。可根据实际需要设定合适的调整粒度。

进一步地，提出本发明音频信号处理方法的第三实施例。音频信号处理方法的第三实施例与音频信号处理方法的第一实施例和第二实施例的区别在于，参照图3，所述音频处理方法还包括：

步骤B10，若所述音频信号包括高频信号、中频信号和低频信号，则获取所述音频输入通道中与所述高频信号对应的第一最大音频信号、与所述中频信号对应的第二最大音频信号和与所述低频信号对应的第三最大音频信号；

本实施例提供了另外一中对音频信号处理的方法，该方法对音频信号进行分段，分别对每段音频信号进行处理。具体的，本实施例将接收到的音频信号按照频率的大小分为高频、中频和低频，一般的，将音频信号中频率大于2kHZ(赫兹)的信号确定为高频信号，将频率大于500HZ且小于或等于2kHZ的信号确定为中频信号，将频率小于或等于500HZ的信号确定为低频信号。将高频信号中的最大音频信号确定为第一最大音频信号，将中频信号中的最大音频信号确定为第二最大音频信号，将低频信号中的最大音频信号确定为第三最大音频信号。

步骤B20，获取所述音频输出通道中存储的与所述音频输入通道处于同一音量点的参考高频幅值、参考中频幅值及参考低频幅值；

步骤B30，根据所述第一最大音频信号与所述参考高频幅值的大小关系，调整所述第一最大音频幅值；根据所述第二最大音频信号与所述参考中频幅值的大小，调整所述第二最大音频幅值；根据所述第三最大音频信号与所述参考低频幅值的大小，调整所述第三最大音频幅值。

音频输出通道中存储有不同的音量点下，与高频信号对应的参考音频幅值(参考高频幅值)，与中频信号对应的参考音频幅值(参考中频幅值)，与低频信号对应的参考音频幅值(参考低频幅值)，与第一实施例相同的是，扬声器在固定的音量点下输出与参考高频幅值对应的高频信号、与参考中频幅值对应的中频信号、与参考低频幅值对应的低频信号，声音效果最好。从与所述音频输入通道处于同一音量点的音频输出通道中获取参考高频幅值、参考中频幅值及参考低频幅值，再根据参考高频幅值与第一最大音频信号的大小关系调整第一最大音频幅值，根据参考中频幅值与第二最大音频信号的大小关系调整第二最大音频幅值，及根据参考低频幅值与第三最大音频信号的大小关系调整第三最大音频幅值。具体的调整方法均可参照第一实施例和第二实施例。

本实施例提供的对音频信号进行处理的方法，对音频信号中高频信号、中频信号和低频信号分别处理，使得高频信号、中频信号即低频信号分别对应的声音效果达到最优，进一步地使得扬声器输出的声音音质更加立体饱满，提升用户的体验感。

此外，本发明实施例还提出一种音频信号处理方法装置，所述音频信号处理装置包括：

采集模块，用于采集音频输入通道的音频信号的幅值；

在一种实施方式中，所述调整模块还包括：

在一种实施方式中，所述调整单元还用于根据所述参考音频幅值与所述最大音频幅值，调整所述音频输入通道中音频调节器的增益，以调整所述最大音频幅值。

在一种实施方式中，所述调整单元还包括：

计算子单元，用于计算所述参考音频幅值与所述最大音频幅值的差值；

调整子单元，用于根据所述差值调整所述音频输入通道中音频调节器的增益；

减小单元，用于当所述差值小于零时，以所述差值的大小为减小幅度减小所述增益；

增大单元，用于当所述差值大于零时，以所述差值的大小为增大幅度增大所述增益。

在一种实施方式中，所述减小单元还用于当所述最大音频幅值大于所述参考音频幅值时，按设定的调整粒度将所述增益减小第一单元调整值；

所述增大单元还用于当所述最大音频幅值小于所述参考音频幅值时，按设定的调整粒度将所述增益增大第二单元调整值。

在一种实施方式中，所述获取模块还用于若所述音频信号包括高频信号、中频信号和低频信号，则获取所述音频输入通道中与所述高频信号对应的第一最大音频信号、与所述中频信号对应的第二最大音频信号和与所述低频信号对应的第三最大音频信号；

所述调整模块还用于根据所述第一最大音频信号与所述参考高频幅值的大小关系，调整所述第一最大音频幅值；根据所述第二最大音频信号与所述参考中频幅值的大小，调整所述第二最大音频幅值；根据所述第三最大音频信号与所述参考低频幅值的大小，调整所述第三最大音频幅值。

本发明所述音频信号处理方法装置实施方式与上述音频信号处理方法各实施例基本相同，在此不再赘述。

此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有音频信号处理程序，所述音频信号处理程序被处理器执行时实现如上所述的音频信号处理方法的各个步骤。

需要说明的是，计算机可读存储介质可设置在音频信号处理设备中。

本发明计算机可读存储介质具体实施方式与上述音频信号处理各实施例基本相同，在此不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其它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、物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它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物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，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，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，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种音频信号处理方法，其特征在于，所述音频信号处理方法包括以下步骤：

通过调整所述最大音频幅值调整所述音频信号的输出音量。

2.如权利要求1所述的音频信号处理方法，其特征在于，所述调整所述最大音频幅值的步骤包括：

根据所述参考音频幅值调整所述最大音频幅值。

3.如权利要求2所述的音频信号处理方法，其特征在于，所述根据所述参考音频幅值调整所述最大音频幅值的步骤包括：

4.如权利要求3所述的音频信号处理方法，其特征在于，所述根据所述参考音频幅值与所述最大音频幅值，调整所述音频输入通道中音频调节器的增益的步骤包括：

计算所述参考音频幅值与所述最大音频幅值的差值；

5.如权利要求3所述的音频信号处理方法，其特征在于，所述根据所述参考音频幅值与所述最大音频幅值，调整所述音频输入通道中音频调节器的增益的步骤包括：

6.如权利要求1所述的音频信号处理方法，其特征在于，所述调整所述最大音频幅值的步骤还包括：

7.一种音频信号处理装置，其特征在于，所述音频信号处理装置包括：

采集模块，用于采集音频输入通道的音频信号的幅值；

8.一种音频信号处理装置，其特征在于，所述调整模块还包括：

9.一种音频信号处理设备，其特征在于，所述音频信号处理设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的音频信号处理程序，所述音频信号处理程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的音频信号处理方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有音频信号处理程序，所述音频信号处理程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的音频信号处理方法的步骤。