CN117939353A - 一种音响音质智能调控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及音响控制技术领域，尤其涉及一种音响音质智能调控系统，所述系统包括，数据采集模块，用以采集音频信号信息、音响信息与环境噪声；频率划分模块，对音频信号的类型进行划分，并根据采集的环境噪声、音响扬声器输入阻抗、音频放大器的输出阻抗对音频信号类型划分的过程进行调整；异常分析模块，用对音频信号动态范围的异常性进行分析；音质控制模块，对音响压缩器的压缩比与响应时间进行控制；音质监测模块，对音响音质进行分析，对音响音质的分析过程进行优化；控制更新模块，对下一管理周期音响压缩器的压缩比与响应时间的控制过程进行更新；本发明提高了音响的控制效率、提高了音响的音质。
Description
技术领域
本发明涉及音响控制技术领域，尤其涉及一种音响音质智能调控系统。
背景技术
随着数字媒体技术的飞速发展，消费者对音响设备的音质要求越来越高。传统的音响设备往往需要用户手动调节以适应不同的播放环境，这不仅操作繁琐，而且很难达到最优的音效体验。
中国专利公开号：CN103546842A公开了一种音响播放控制系统，包括：时钟单元根据从时间段设置单元接收到的第一时间段、第二时间段和第三时间段，在时间进入第一时间段时向控制单元发送第一信号，在时间进入第二时间段时向控制单元发送第二信号，在时间进入第三时间段时向控制单元发送第三信号；控制单元在从时钟单元接收到第一信号时，向音响设备发送第一控制信号，以使音响设备根据音响设备上的音量调节单元来控制音量；控制单元在从时钟单元接收到第二信号时，向音响设备发送第二控制信号，以使音响设备在当前音量小于或等于预定音量的情况下不产生音量变化，而在音响设备在当前音量大于预定音量的情况下将音量设置为预定音量。控制单元在从时钟单元接收到第三信号时，使音响设备暂停；由此可见，该方案在对音响进行控制时，仅针对音响音量进行控制，存在音响控制效率低、音响音质差的问题。
发明内容
为此，本发明提供一种音响音质智能调控系统，用以克服现有技术中音响控制效率低、音响音质差的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种音响音质智能调控系统，所述系统包括，
数据采集模块，用以采集音频信号信息、音响信息与环境噪声；
频率划分模块，用以根据采集的音频信号频率对音频信号的类型进行划分，并根据采集的环境噪声、音响扬声器输入阻抗、音频放大器的输出阻抗对音频信号类型划分的过程进行调整；
异常分析模块，用以根据采集的音频信号动态范围对音频信号动态范围的异常性进行分析；
音质控制模块，用以根据音频信号电平、音频信号类型与音频信号动态范围异常性的分析结果对音响压缩器的压缩比与响应时间进行控制；
音质监测模块，用以根据监测周期内采集的音频信号失真度对音响音质进行分析，还用以根据采集的音响信噪比对音响音质的分析过程进行一次优化，并根据采集的音频采样率对音响音质的分析过程进行二次优化；
控制更新模块，用以根据管理周期内音响音质的分析结果对下一管理周期音响压缩器的压缩比与响应时间的控制过程进行更新。
进一步地，所述频率划分模块设有频率划分单元，所述频率划分单元用以将采集的音频信号频率a0与各预设频率进行比对，并根据比对结果对音频信号的类型进行划分，其中：
当a0≤a1时，所述频率划分单元判定当前音频信号的类型为低频信号；
当a1＜a0＜a2时，所述频率划分单元判定当前音频信号的类型为中频信号；
当a0≥a2时，所述频率划分单元判定当前音频信号的类型为高频信号；
其中，a1为预设最低频率，a2为预设最高频率；
所述频率划分模块还设有第一调整单元，所述第一调整单元用以将采集的环境噪声s0与预设噪声s1进行比对，并根据比对结果对音频信号类型的划分过程进行一次调整，其中：
当s0≤s1时，所述第一调整单元判定环境噪声正常，不进行调整；
当s0＞s1时，所述第一调整单元判定环境噪声异常，并对音频信号类型的划分过程进行一次调整，将调整后的预设最低频率设为a1’，设定a1’=a1×{2-cos{(π/2)×[(s0-s1)/(s0+s1)]0.5}}，将调整后的预设最高频率设为a2’，设定a2’=a2×{2-cos{(π/2)×[(s0-s1)/(s0+s1)]0.5}}。
进一步地，所述频率划分模块设有第二调整单元，所述第二调整单元用以根据采集的音响扬声器输入阻抗c1与音频放大器的输出阻抗c2对音频信号类型的划分过程进行二次调整，其中：
当|c1-c2|/c2≤f时，所述第二调整单元判定音响扬声器输入阻抗与音频放大器的输出阻抗匹配，不进行调整；
当|c1-c2|/c2＞f时，所述第二调整单元判定音响扬声器输入阻抗与音频放大器的输出阻抗不匹配，并对音频信号类型的划分过程进行二次调整，将调整后的预设噪声设为s1’，设定s1’=s1×[1-(|c1-c2|/c2-f)/(|c1-c2|/c2+f)]。
进一步地，所述异常分析模块将采集的音频信号动态范围h0与预设差值h1进行比对，并根据比对结果对音频信号动态范围的异常性进行分析，其中：
当h0≤h1时，所述异常分析模块判定当前音频信号动态范围正常；
当h0＞h1时，所述异常分析模块判定当前音频信号动态范围异常。
进一步地，所述音质控制模块设有第一控制单元，所述第一控制单元用以将采集的音频信号的电平k0与预设压缩阈值k1进行比对，并根据比对结果对音频信号电平的异常性进行分析，其中：
当k0≤k1时，所述第一控制单元判定当前音频信号电平正常；
当k0＞k1时，所述第一控制单元判定当前音频信号电平异常；
当当前音频信号电平异常时，所述第一控制单元根据音频信号类型与音频信号动态范围异常性的分析结果对音响压缩器的压缩比进行控制，其中：
当音频信号类型为低频信号时，若音频信号的动态范围正常，所述第一控制单元将音频信号的压缩比设为Y1，设定Y1=y0×{1+(π/2)×arctan[sin(a1-a0)/(a0+a1)]}，若音频信号的动态范围异常，所述第一控制单元将音频信号的压缩比设为Y2，设定Y2=y0×{1+(π/2)×arctan[sin(a1-a0)/(a0+a1)]+α×(h0-h1)/(h0+h1)};
当音频信号类型为中频信号时，若音频信号的动态范围正常，所述第一控制单元将音频信号的压缩比设为Y3，设定Y3=y0，若音频信号的动态范围异常，所述第一控制单元将音频信号的压缩比设为Y4，设定Y4=y0×[1+α×(h0-h1)/(h0+h1)];
当音频信号类型为高频信号时，若音频信号的动态范围正常，所述第一控制单元将音频信号的压缩比设为Y5，设定Y5=y0×{1-(π/2)×arctan[sin(a0-a2)/(a0+a2)]}，若音频信号的动态范围异常，所述第一控制单元将音频信号的压缩比设为Y6，设定Y6=y0×{1-(π/2)×arctan[sin(a0-a2)/(a0+a2)]+α×(h0-h1)/(h0+h1)};
其中，y0为预设压缩比值，α为预设调整系数。
进一步地，所述音质控制模块设有第二控制单元，所述第二控制单元用以根据音频信号类型与音响压缩器压缩比的分析结果对压缩器的释放时间进行控制，其中：
当音频信号类型为低频时，若Yy≤y1，所述第二控制单元将压缩器的释放时间设为R1，设定R1=r0×{1+{exp{sin(a1-a0)×(π/2)/(a0+a1)}-1}/2}，若Yy＞y1，所述第二控制单元将压缩器的释放时间设为R2，设定R2=r0×{1+{exp{sin(a1-a0)×(π/2)/(a0+a1)}-1}/2+β×(Yy-y1)/(Yy+y1)}；
当音频信号类型为中频时，若Yy≤y1，所述第二控制单元将压缩器的释放时间设为R3，设定R3=r0，若Yy＞y1，所述第二控制单元将压缩器的释放时间设为R4，设定R4=r0×[1+β×(Yy-y1)/(Yy+y1)]；
当音频信号类型为高频时，若Yy≤y1，所述第二控制单元将压缩器的释放时间设为R5，设定R5=r0×{1-{exp{sin(a0-a2)×(π/2)/(a0+a2)}-1}/2}，若Yy＞y1，所述第二控制单元将压缩器的释放时间设为R6，设定R6=r0×{1-{exp{sin(a0-a2)×(π/2)/(a0+a2)}-1}/2+β×(Yy-y1)/(Yy+y1)}；
其中，Yy为音响压缩器的压缩比，y=1,2...6;y1为预设压缩比阈值，β为预设校正系数。
进一步地，所述音质监测模块设有音质监测单元，所述音质监测单元用以将监测周期内采集的音频信号失真度z0与预设失真度z1进行比对，并根据比对结果对音响的音质进行分析，其中：
当z0≤z1时，所述音质监测单元判定当前监测周期音响的音质合格；
当z0＞z1时，所述音质监测单元判定当前监测周期音响的音质不合格。
进一步地，所述音质监测单元设有第一优化单元，所述第一优化单元用以将监测周期内采集的音响的信噪比d0与预设信噪比d1进行比对，并根据比对结果对音响音质的分析过程进行一次优化，其中：
当d0≤d1时，所述第一优化单元判定当前监测周期音响的信噪比异常，并对音响音质的分析过程进行一次优化，将优化后的预设失真度设为z1’，设定z1’=z1×{1-ln[(d1-d0)/(d1+d0)+1]}；
当d0＞d1时，所述第一优化单元判定当前监测周期音响的信噪比正常，不进行优化。
进一步地，所述音质监测模块设有第二优化单元，所述第二优化单元将监测周期内采集的音频采样率g0与预设采样率g1进行比对，并根据比对结果对音响音质的分析过程进行二次优化，其中：
当g0≤g1时，所述第二优化单元判定当前监测周期音频采样率正常，不进行进行优化；
当g0＞g1时，所述第二优化单元判定当前监测周期音频采样率高，并对音响音质的分析过程进行二次优化，将优化后的预设信噪比设为d1’，设定d1’=d1×[1-γ×(g0-g1)/(g0+g1)]；
其中，γ为预设优化系数。
进一步地，所述控制更新模块根据管理周期内音响音质的分析结果对下一管理周期音响压缩器的压缩比与响应时间的控制过程进行更新，其中：
当i1/i0≤H时，所述控制更新模块判定当前管理周期音响音质正常，不进行更新；
当i1/i0＞H时，所述控制更新模块判定当前管理周期音响音质异常，并对下一管理周期音响压缩器的压缩比与响应时间的控制过程进行更新，将更新后的预设压缩比设为y0’，设定y0’=y0×[1-η×(i1/i0-H)/(i1/i0+H)]；
其中，i1为管理周期内音质异常的监测周期的数量，i2为管理周期内监测周期的数量，H为预设异常占比，η为预设更新系数。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，所述频率划分模块通过设置预设频率以提高音频信号类型划分的准确性，通过设置预设噪声以减少环境噪声过大对频率划分带来的不利影响，进而提高了音响信号类型划分的准确性，通过设置预设异常系数以减少阻抗不匹配对频率划分带来的不利影响，进而提高了音响信号类型划分的准确性，所述异常分析模块通过设置预设异常差值以提高音频信号动态范围异常性分析的准确性，进而提高了音响压缩器压缩比与释放时长控制的准确性，所述音质控制模块通过设置预设压缩比与预设调整系数以提高音响压缩器压缩比控制的准确性，进而提高了音响压缩器释放时长控制的准确性，通过设置预设压缩比阈值与预设释放时间以提高了音响压缩器释放时长控制的准确性，从而提高了音响的控制效率、提高了音响的音质，所述音质监测模块通过设置预设失真度以提高音响音质分析的准确性，通过设置预设信噪比以提高音响音质分析的准确性，进而提高了音响压缩器压缩比与释放时长控制的准确性，通过设置预设采样率以提高音响音质分析的准确性，进而提高了音响压缩器压缩比与释放时长控制的准确性，所述控制更新模块通过设置预设异常占比与预设更新系数以提高管理周期内音响音质分析的准确性，进而提高了音响压缩器压缩比与释放时长控制的准确性，最终提高了音响的控制效率、提高了音响的音质。
附图说明
图1为本实施例一种音响音质智能调控系统的结构示意图；
图2为本实施例频率划分模块的结构示意图；
图3为本实施例音质控制模块的结构示意图；
图4为本实施例音质监测模块的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1所示，其为本实施例一种音响音质智能调控系统的结构示意图，所述系统包括，
数据采集模块，用以采集音频信号信息、音响信息与环境噪声；所述音频信号信息包括音频信号频率、音频信号电平、音频信号动态范围、音频采样率和音频信号失真度，所述动态范围是音频信号中最大和最小可听声音强度之间的比例，它表示音频信号的强度变化范围,计算公式为：动态范围 = 20×log10(最大音频信号电平/最小音频信号电平)；所述音响信息包括音响扬声器输入阻抗、音频放大器的输出阻抗与信噪比；本实施例中不对音频信号信息、音响信息与环境噪声的采集方式作具体限定，本领域技术人员可自由设置，只需满足音频信号信息、音响信息与环境噪声的采集要求即可，其中，所述音频信号信息与音响信息可通过音频分析软件采集，所述音响扬声器输入阻抗、音频放大器的输出阻抗可通过阻抗分析仪采集，所述环境噪声可通过声音传感器采集；
频率划分模块，用以根据采集的音频信号频率对音频信号的类型进行划分，并根据采集的环境噪声、音响扬声器输入阻抗、音频放大器的输出阻抗对音频信号类型划分的过程进行调整，频率划分模块与所述数据采集模块连接；
异常分析模块，用以根据采集的音频信号动态范围对音频信号动态范围的异常性进行分析，异常分析模块与所述数据采集模块连接；
音质控制模块，用以根据音频信号电平、音频信号类型与音频信号动态范围异常性的分析结果对音响压缩器的压缩比与响应时间进行控制，音质控制模块与所述频率划分模块、异常分析模块连接；
音质监测模块，用以根据监测周期内采集的音频信号失真度对音响音质进行分析，还用以根据采集的音响信噪比对音响音质的分析过程进行一次优化，并根据采集的音频采样率对音响音质的分析过程进行二次优化，音质监测模块与所述音质控制模块连接；本实施例中不对监测周期的设置作具体限定，本领域技术人员可自由设置，只需满足监测周期的设置要求即可，其中，监测周期可设置为0.5h、1h等；
控制更新模块，用以根据管理周期内音响音质的分析结果对下一管理周期音响压缩器的压缩比与响应时间的控制过程进行更新，控制更新模块与所述音质监测模块连接；本实施例中不对管理周期的设置作具体限定，本领域技术人员可自由设置，只需满足管理周期的设置要求即可，其中，管理周期的设置应大于监测周期的设置，管理周期可设置为7天、10天、20天等。
请参阅图2所示，其为本实施例频率划分模块的结构示意图，所述频率划分模块包括，
频率划分单元，用以根据采集的音频信号频率对音频信号的类型进行划分；
第一调整单元，用以根据采集的环境噪声对音频信号类型的划分过程进行一次调整，第一调整单元与所述频率划分单元连接；
第二调整单元，用以根据采集的音响扬声器输入阻抗与音频放大器的输出阻抗对音频信号类型的划分过程进行二次调整，第二调整单元与所述第一调整单元连接。
请参阅图3所示，其为本实施例音质控制模块的结构示意图，所述音质控制模块包括，
第一控制单元，用以根据采集的音频信号的电平、音频信号类型与音频信号动态范围异常性的分析结果对音响压缩器的压缩比进行控制；
第二控制单元，用以根据音频信号类型与音响压缩器压缩比的分析结果对压缩器的释放时间进行控制，第二控制单元与所述第一控制单元连接。
请参阅图4所示，其为本实施例音质监测模块的结构示意图，所述音质监测模块包括，
音质监测单元，用以根据监测周期内采集的音频信号失真度对音响的音质进行分析；
第一优化单元，用以根据监测周期内采集的音响的信噪比对音响音质的分析过程进行一次优化，第一优化单元与所述音质监测模块连接；
第二优化单元，用以根据监测周期内采集的音频采样率对音响音质的分析过程进行二次优化，第二优化单元与所述第一优化单元连接。
具体而言，本实施例所述音响音质智能调控系统应用于家用或影院音响的调控，通过对音频信号的频率类型进行划分，并对音频信号动态范围的异常性进行分析，根据音频信号类型与动态范围异常性的分析结果对音响压缩器进行控制，并对音质进行监测，提高了音响的控制效率、提高了音响的音质。
具体而言，所述频率划分单元将采集的音频信号频率a0与各预设频率进行比对，并根据比对结果对音频信号的类型进行划分，其中：
当a0≤a1时，所述频率划分单元判定当前音频信号的类型为低频信号；
当a1＜a0＜a2时，所述频率划分单元判定当前音频信号的类型为中频信号；
当a0≥a2时，所述频率划分单元判定当前音频信号的类型为高频信号；
其中，a1为预设最低频率，a2为预设最高频率。
具体而言，所述频率划分单元通过设置预设频率以提高音频信号类型划分的准确性，进而提高音响压缩器压缩比与释放时长控制的准确性，从而提高了音响的控制效率、提高了音响的音质；本实施例中不对预设频率的设置作具体限定，本领域技术人员可自由设置，只需满足预设频率的设置要求即可，其中，a1的最佳取值为250赫兹，a2的最佳取值为2000赫兹。
具体而言，所述第一调整单元将采集的环境噪声s0与预设噪声s1进行比对，并根据比对结果对音频信号类型的划分过程进行一次调整，其中：
当s0≤s1时，所述第一调整单元判定环境噪声正常，不进行调整；
当s0＞s1时，所述第一调整单元判定环境噪声异常，并对音频信号类型的划分过程进行一次调整，将调整后的预设最低频率设为a1’，设定a1’=a1×{2-cos{(π/2)×[(s0-s1)/(s0+s1)]0.5}}，将调整后的预设最高频率设为a2’，设定a2’=a2×{2-cos{(π/2)×[(s0-s1)/(s0+s1)]0.5}}。
具体而言，所述第一调整单元通过设置预设噪声以减少环境噪声过大对频率划分带来的不利影响，进而提高了音响信号类型划分的准确性，从而提高音响压缩器压缩比与释放时长控制的准确性，最终提高了音响的控制效率、提高了音响的音质；本实施例中不对预设噪声的设置作具体限定，本领域技术人员可自由设置，只需满足预设噪声的设置要求即可，其中，s1的最佳取值为40分贝；本实施例中不对音频信号类型的划分过程一次调整的方式作具体限定，本领域技术人员还可加入音响所在空间体积的因素进行调整。
具体而言，所述第二调整单元根据采集的音响扬声器输入阻抗c1与音频放大器的输出阻抗c2对音频信号类型的划分过程进行二次调整，其中：
当|c1-c2|/c2≤f时，所述第二调整单元判定音响扬声器输入阻抗与音频放大器的输出阻抗匹配，不进行调整；
当|c1-c2|/c2＞f时，所述第二调整单元判定音响扬声器输入阻抗与音频放大器的输出阻抗不匹配，并对音频信号类型的划分过程进行二次调整，将调整后的预设噪声设为s1’，设定s1’=s1×[1-(|c1-c2|/c2-f)/(|c1-c2|/c2+f)]；
其中，f为预设异常系数。
具体而言,所述第二调整单元通过设置预设异常系数以减少阻抗不匹配对频率划分带来的不利影响，进而提高了音响信号类型划分的准确性，从而提高音响压缩器压缩比与释放时长控制的准确性，最终提高了音响的控制效率、提高了音响的音质；本实施例中不对预设异常系数的设置作具体限定，本领域技术人员可自由设置，只需满足预设异常系数的设置要求即可，其中，f的最佳取值为0.1。
具体而言，所述异常分析模块将采集的音频信号动态范围h0与预设差值h1进行比对，并根据比对结果对音频信号动态范围的异常性进行分析，其中：
当h0≤h1时，所述异常分析模块判定当前音频信号动态范围正常；
当h0＞h1时，所述异常分析模块判定当前音频信号动态范围异常。
具体而言，所述异常分析模块通过设置预设异常差值以提高音频信号动态范围异常性分析的准确性，进而提高了音响压缩器压缩比与释放时长控制的准确性，最终提高了音响的控制效率、提高了音响的音质；本实施例中不对预设差值的设置作具体限定，本领域技术人员可自由设置，只需满足预设差值的设置要求即可，其中，h1的最佳取值为60分贝。
具体而言，所述第一控制单元将采集的音频信号的电平k0与预设压缩阈值k1进行比对，并根据比对结果对音频信号电平的异常性进行分析，其中：
当k0≤k1时，所述第一控制单元判定当前音频信号电平正常；
当k0＞k1时，所述第一控制单元判定当前音频信号电平异常；
当当前音频信号电平异常时，所述第一控制单元根据音频信号类型与音频信号动态范围异常性的分析结果对音响压缩器的压缩比进行控制，其中：
当音频信号类型为低频信号时，若音频信号的动态范围正常，所述第一控制单元将音频信号的压缩比设为Y1，设定Y1=y0×{1+(π/2)×arctan[sin(a1-a0)/(a0+a1)]}，若音频信号的动态范围异常，所述第一控制单元将音频信号的压缩比设为Y2，设定Y2=y0×{1+(π/2)×arctan[sin(a1-a0)/(a0+a1)]+α×(h0-h1)/(h0+h1)};
当音频信号类型为中频信号时，若音频信号的动态范围正常，所述第一控制单元将音频信号的压缩比设为Y3，设定Y3=y0，若音频信号的动态范围异常，所述第一控制单元将音频信号的压缩比设为Y4，设定Y4=y0×[1+α×(h0-h1)/(h0+h1)];
当音频信号类型为高频信号时，若音频信号的动态范围正常，所述第一控制单元将音频信号的压缩比设为Y5，设定Y5=y0×{1-(π/2)×arctan[sin(a0-a2)/(a0+a2)]}，若音频信号的动态范围异常，所述第一控制单元将音频信号的压缩比设为Y6，设定Y6=y0×{1-(π/2)×arctan[sin(a0-a2)/(a0+a2)]+α×(h0-h1)/(h0+h1)};
其中，y0为预设压缩比值，α为预设调整系数。
具体而言，所述第一控制单元通过设置预设压缩比与预设调整系数以提高音响压缩器压缩比控制的准确性，进而提高了音响压缩器释放时长控制的准确性，从而提高了音响的控制效率、提高了音响的音质；本实施例中不对预设压缩比值、预设调整系数与预设压缩阈值的设置作具体限定，本领域技术人员可自由设置，只需满足预设压缩比、预设调整系数与预设压缩阈值的设置要求即可，其中，k1的最佳取值为-20dBV，α的最佳取值为0.68，y0的最佳取值为4。
具体而言，所述第二控制单元根据音频信号类型与音响压缩器压缩比的分析结果对压缩器的释放时间进行控制，其中：
当音频信号类型为低频时，若Yy≤y1，所述第二控制单元将压缩器的释放时间设为R1，设定R1=r0×{1+{exp{sin(a1-a0)×(π/2)/(a0+a1)}-1}/2}，若Yy＞y1，所述第二控制单元将压缩器的释放时间设为R2，设定R2=r0×{1+{exp{sin(a1-a0)×(π/2)/(a0+a1)}-1}/2+β×(Yy-y1)/(Yy+y1)}；
当音频信号类型为中频时，若Yy≤y1，所述第二控制单元将压缩器的释放时间设为R3，设定R3=r0，若Yy＞y1，所述第二控制单元将压缩器的释放时间设为R4，设定R4=r0×[1+β×(Yy-y1)/(Yy+y1)]；
当音频信号类型为高频时，若Yy≤y1，所述第二控制单元将压缩器的释放时间设为R5，设定R5=r0×{1-{exp{sin(a0-a2)×(π/2)/(a0+a2)}-1}/2}，若Yy＞y1，所述第二控制单元将压缩器的释放时间设为R6，设定R6=r0×{1-{exp{sin(a0-a2)×(π/2)/(a0+a2)}-1}/2+β×(Yy-y1)/(Yy+y1)}；
其中，Yy为音响压缩器的压缩比，y=1,2...6;y1为预设压缩比阈值，r0为预设释放时间，β为预设校正系数。
具体而言，所述第二控制单元通过设置预设压缩比阈值与预设释放时间以提高了音响压缩器释放时长控制的准确性，从而提高了音响的控制效率、提高了音响的音质；本实施例中不对预设压缩比阈值、预设校正系数与预设释放时间的设置作具体限定，本领域技术人员可自由设置，只需满足预设压缩比阈值、预设校正系数与预设释放时间的设置要求即可，其中，y1的最佳取值为6，r0的最佳取值为180ms，β的最佳取值为0.2。
具体而言，所述音质监测单元将监测周期内采集的音频信号失真度z0与预设失真度z1进行比对，并根据比对结果对音响的音质进行分析，其中：
当z0≤z1时，所述音质监测单元判定当前监测周期音响的音质合格；
当z0＞z1时，所述音质监测单元判定当前监测周期音响的音质不合格。
具体而言，所述音质监测单元通过设置预设失真度以提高音响音质分析的准确性，进而提高了音响压缩器压缩比与释放时长控制的准确性，最终提高了音响的控制效率、提高了音响的音质；本实施例中不对预设失真度的设置作具体限定，本领域技术人员可自由设置，只需满足预设失真度的设置要求即可，其中，z1的最佳取值为0.01。
具体而言，所述第一优化单元将监测周期内采集的音响的信噪比d0与预设信噪比d1进行比对，并根据比对结果对音响音质的分析过程进行一次优化，其中：
当d0≤d1时，所述第一优化单元判定当前监测周期音响的信噪比异常，并对音响音质的分析过程进行一次优化，将优化后的预设失真度设为z1’，设定z1’=z1×{1-ln[(d1-d0)/(d1+d0)+1]}；
当d0＞d1时，所述第一优化单元判定当前监测周期音响的信噪比正常，不进行优化。
具体而言，所述第一优化单元通过设置预设信噪比以提高音响音质分析的准确性，进而提高了音响压缩器压缩比与释放时长控制的准确性，最终提高了音响的控制效率、提高了音响的音质；本实施例中不对预设信噪比的设置作具体限定，本领域技术人员可自由设置，只需满足预设信噪比的设置要求即可，其中，d1的最佳取值为70dB；本实施例中不对音响音质的分析过程的一次优化过程作具体限定，本领域技术人员还可加入监测周期的平均环境噪声对音响音质的分析过程进行优化。
具体而言，所述第二优化单元将监测周期内采集的音频采样率g0与预设采样率g1进行比对，并根据比对结果对音响音质的分析过程进行二次优化，其中：
当g0≤g1时，所述第二优化单元判定当前监测周期音频采样率正常，不进行进行优化；
当g0＞g1时，所述第二优化单元判定当前监测周期音频采样率高，并对音响音质的分析过程进行二次优化，将优化后的预设信噪比设为d1’，设定d1’=d1×[1-γ×(g0-g1)/(g0+g1)]；
其中，γ为预设优化系数。
具体而言，所述第二优化单元通过设置预设采样率以提高音响音质分析的准确性，进而提高了音响压缩器压缩比与释放时长控制的准确性，最终提高了音响的控制效率、提高了音响的音质；本实施例中不对预设采样率与预设优化系数的设置作具体限定，本领域技术人员可自由设置，只需满足预设采样率与预设优化系数的设置要求即可，其中，g1的最佳取值为44kHz，γ的最佳取值为0.56。
具体而言，所述控制更新模块根据管理周期内音响音质的分析结果对下一管理周期音响压缩器的压缩比与响应时间的控制过程进行更新，其中：
当i1/i0≤H时，所述控制更新模块判定当前管理周期音响音质正常，不进行更新；
当i1/i0＞H时，所述控制更新模块判定当前管理周期音响音质异常，并对下一管理周期音响压缩器的压缩比与响应时间的控制过程进行更新，将更新后的预设压缩比设为y0’，设定y0’=y0×[1-η×(i1/i0-H)/(i1/i0+H)]；
其中，i1为管理周期内音质异常的监测周期的数量，i2为管理周期内监测周期的数量，H为预设异常占比，η为预设更新系数。
具体而言，所述控制更新模块通过设置预设异常占比与预设更新系数以提高管理周期内音响音质分析的准确性，进而提高了音响压缩器压缩比与释放时长控制的准确性，最终提高了音响的控制效率、提高了音响的音质；本实施例中不对预设异常占比与预设更新系数的设置作具体限定，本领域技术人员可自由设置，只需满足预设异常占比与预设更新系数的设置要求即可，其中，H的最佳取值为0.18，η的最佳取值为0.25。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种音响音质智能调控系统，其特征在于，包括，
数据采集模块，用以采集音频信号信息、音响信息与环境噪声；
频率划分模块，用以根据采集的音频信号频率对音频信号的类型进行划分，并根据采集的环境噪声、音响扬声器输入阻抗、音频放大器的输出阻抗对音频信号类型划分的过程进行调整；
异常分析模块，用以根据采集的音频信号动态范围对音频信号动态范围的异常性进行分析；
音质控制模块，用以根据音频信号电平、音频信号类型与音频信号动态范围异常性的分析结果对音响压缩器的压缩比与响应时间进行控制；
音质监测模块，用以根据监测周期内采集的音频信号失真度对音响音质进行分析，还用以根据采集的音响信噪比对音响音质的分析过程进行一次优化，并根据采集的音频采样率对音响音质的分析过程进行二次优化；
控制更新模块，用以根据管理周期内音响音质的分析结果对下一管理周期音响压缩器的压缩比与响应时间的控制过程进行更新。
2.根据权利要求1所述的音响音质智能调控系统，其特征在于，所述频率划分模块设有频率划分单元，所述频率划分单元用以将采集的音频信号频率a0与各预设频率进行比对，并根据比对结果对音频信号的类型进行划分，其中：
当a0≤a1时，所述频率划分单元判定当前音频信号的类型为低频信号；
当a1＜a0＜a2时，所述频率划分单元判定当前音频信号的类型为中频信号；
当a0≥a2时，所述频率划分单元判定当前音频信号的类型为高频信号；
其中，a1为预设最低频率，a2为预设最高频率；
所述频率划分模块还设有第一调整单元，所述第一调整单元用以将采集的环境噪声s0与预设噪声s1进行比对，并根据比对结果对音频信号类型的划分过程进行一次调整，其中：
当s0≤s1时，所述第一调整单元判定环境噪声正常，不进行调整；
当s0＞s1时，所述第一调整单元判定环境噪声异常，并对音频信号类型的划分过程进行一次调整，将调整后的预设最低频率设为a1’，设定a1’=a1×{2-cos{(π/2)×[(s0-s1)/(s0+s1)]0.5}}，将调整后的预设最高频率设为a2’，设定a2’=a2×{2-cos{(π/2)×[(s0-s1)/(s0+s1)]0.5}}。
3.根据权利要求2所述的音响音质智能调控系统，其特征在于，所述频率划分模块设有第二调整单元，所述第二调整单元用以根据采集的音响扬声器输入阻抗c1与音频放大器的输出阻抗c2对音频信号类型的划分过程进行二次调整，其中：
当|c1-c2|/c2≤f时，所述第二调整单元判定音响扬声器输入阻抗与音频放大器的输出阻抗匹配，不进行调整；
当|c1-c2|/c2＞f时，所述第二调整单元判定音响扬声器输入阻抗与音频放大器的输出阻抗不匹配，并对音频信号类型的划分过程进行二次调整，将调整后的预设噪声设为s1’，设定s1’=s1×[1-(|c1-c2|/c2-f)/(|c1-c2|/c2+f)]。
4.根据权利要求2所述的音响音质智能调控系统，其特征在于，所述异常分析模块将采集的音频信号动态范围h0与预设差值h1进行比对，并根据比对结果对音频信号动态范围的异常性进行分析，其中：
当h0≤h1时，所述异常分析模块判定当前音频信号动态范围正常；
当h0＞h1时，所述异常分析模块判定当前音频信号动态范围异常。
5.根据权利要求4所述的音响音质智能调控系统，其特征在于，所述音质控制模块设有第一控制单元，所述第一控制单元用以将采集的音频信号的电平k0与预设压缩阈值k1进行比对，并根据比对结果对音频信号电平的异常性进行分析，其中：
当k0≤k1时，所述第一控制单元判定当前音频信号电平正常；
当k0＞k1时，所述第一控制单元判定当前音频信号电平异常；
当当前音频信号电平异常时，所述第一控制单元根据音频信号类型与音频信号动态范围异常性的分析结果对音响压缩器的压缩比进行控制，其中：
当音频信号类型为低频信号时，若音频信号的动态范围正常，所述第一控制单元将音频信号的压缩比设为Y1，设定Y1=y0×{1+(π/2)×arctan[sin(a1-a0)/(a0+a1)]}，若音频信号的动态范围异常，所述第一控制单元将音频信号的压缩比设为Y2，设定Y2=y0×{1+(π/2)×arctan[sin(a1-a0)/(a0+a1)]+α×(h0-h1)/(h0+h1)};
当音频信号类型为中频信号时，若音频信号的动态范围正常，所述第一控制单元将音频信号的压缩比设为Y3，设定Y3=y0，若音频信号的动态范围异常，所述第一控制单元将音频信号的压缩比设为Y4，设定Y4=y0×[1+α×(h0-h1)/(h0+h1)];
当音频信号类型为高频信号时，若音频信号的动态范围正常，所述第一控制单元将音频信号的压缩比设为Y5，设定Y5=y0×{1-(π/2)×arctan[sin(a0-a2)/(a0+a2)]}，若音频信号的动态范围异常，所述第一控制单元将音频信号的压缩比设为Y6，设定Y6=y0×{1-(π/2)×arctan[sin(a0-a2)/(a0+a2)]+α×(h0-h1)/(h0+h1)};
其中，y0为预设压缩比值，α为预设调整系数。
6.根据权利要求5所述的音响音质智能调控系统，其特征在于，所述音质控制模块设有第二控制单元，所述第二控制单元用以根据音频信号类型与音响压缩器压缩比的分析结果对压缩器的释放时间进行控制，其中：
当音频信号类型为低频时，若Yy≤y1，所述第二控制单元将压缩器的释放时间设为R1，设定R1=r0×{1+{exp{sin(a1-a0)×(π/2)/(a0+a1)}-1}/2}，若Yy＞y1，所述第二控制单元将压缩器的释放时间设为R2，设定R2=r0×{1+{exp{sin(a1-a0)×(π/2)/(a0+a1)}-1}/2+β×(Yy-y1)/(Yy+y1)}；
当音频信号类型为中频时，若Yy≤y1，所述第二控制单元将压缩器的释放时间设为R3，设定R3=r0，若Yy＞y1，所述第二控制单元将压缩器的释放时间设为R4，设定R4=r0×[1+β×(Yy-y1)/(Yy+y1)]；
当音频信号类型为高频时，若Yy≤y1，所述第二控制单元将压缩器的释放时间设为R5，设定R5=r0×{1-{exp{sin(a0-a2)×(π/2)/(a0+a2)}-1}/2}，若Yy＞y1，所述第二控制单元将压缩器的释放时间设为R6，设定R6=r0×{1-{exp{sin(a0-a2)×(π/2)/(a0+a2)}-1}/2+β×(Yy-y1)/(Yy+y1)}；
其中，Yy为音响压缩器的压缩比，y=1,2...6;y1为预设压缩比阈值，β为预设校正系数。
7.根据权利要求1所述的音响音质智能调控系统，其特征在于，所述音质监测模块设有音质监测单元，所述音质监测单元用以将监测周期内采集的音频信号失真度z0与预设失真度z1进行比对，并根据比对结果对音响的音质进行分析，其中：
当z0≤z1时，所述音质监测单元判定当前监测周期音响的音质合格；
当z0＞z1时，所述音质监测单元判定当前监测周期音响的音质不合格。
8.根据权利要求7所述的音响音质智能调控系统，其特征在于，所述音质监测单元设有第一优化单元，所述第一优化单元用以将监测周期内采集的音响的信噪比d0与预设信噪比d1进行比对，并根据比对结果对音响音质的分析过程进行一次优化，其中：
当d0≤d1时，所述第一优化单元判定当前监测周期音响的信噪比异常，并对音响音质的分析过程进行一次优化，将优化后的预设失真度设为z1’，设定z1’=z1×{1-ln[(d1-d0)/(d1+d0)+1]}；
当d0＞d1时，所述第一优化单元判定当前监测周期音响的信噪比正常，不进行优化。
9.根据权利要求8所述的音响音质智能调控系统，其特征在于，所述音质监测模块设有第二优化单元，所述第二优化单元将监测周期内采集的音频采样率g0与预设采样率g1进行比对，并根据比对结果对音响音质的分析过程进行二次优化，其中：
当g0≤g1时，所述第二优化单元判定当前监测周期音频采样率正常，不进行进行优化；
当g0＞g1时，所述第二优化单元判定当前监测周期音频采样率高，并对音响音质的分析过程进行二次优化，将优化后的预设信噪比设为d1’，设定d1’=d1×[1-γ×(g0-g1)/(g0+g1)]；
其中，γ为预设优化系数。
10.根据权利要求5所述的音响音质智能调控系统，其特征在于，所述控制更新模块根据管理周期内音响音质的分析结果对下一管理周期音响压缩器的压缩比与响应时间的控制过程进行更新，其中：
当i1/i0≤H时，所述控制更新模块判定当前管理周期音响音质正常，不进行更新；
当i1/i0＞H时，所述控制更新模块判定当前管理周期音响音质异常，并对下一管理周期音响压缩器的压缩比与响应时间的控制过程进行更新，将更新后的预设压缩比设为y0’，设定y0’=y0×[1-η×(i1/i0-H)/(i1/i0+H)]；
其中，i1为管理周期内音质异常的监测周期的数量，i2为管理周期内监测周期的数量，H为预设异常占比，η为预设更新系数。
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