CN1801607B

CN1801607B - 音频输出装置、无线通信装置及其动态调整音量的方法

Info

Publication number: CN1801607B
Application number: CN 200410081785
Authority: CN
Inventors: 简灿男; 许泽亮
Original assignee: Quanta Computer Inc
Current assignee: Quanta Computer Inc
Priority date: 2004-12-31
Filing date: 2004-12-31
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2024-12-31
Also published as: CN1801607A

Abstract

本发明系有关于音频信号的自动调整方法，尤其是有关于随环境噪音而自动调整输出音量的方法与可携式无线通信装置。首先，输入音频信号。接着，检测环境噪音。最后，根据该环境噪音的强度，决定输出增益，并以该输出增益，放大并输出该音频信号。其中检测该环境噪音的步骤，首先接收多个不同方位的噪音来源，接着整合该等噪音来源，推算出该环境噪音的强度。

Description

音频输出装置、无线通信装置及其动态调整音量的方法

技术领域

本发明系有关于音频信号的自动调整方法，尤其是有关于随环境噪音而自动调整输出音量的方法与可携式无线通信装置。

背景技术

第1图系为现有的音频输出系统100，包括增益控制器102、存储器104、使用者接口106、音频产生器108和扬声器110。该音频输出系统100可以是一种可携式无线通信装置的一部分，例如手机。电波信号经由音频产生器108而转换为音频信号，经过增益控制器102的增益控制后，从扬声器110播放供人耳聆听。一般音频信号需经放大增益才能成为可听音波。该使用者接口106可输入控制信号CTRL#以调整增益控制器102中的增益值(gain)，供使用者调整音频信号的响度(loudiness)(俗称音量volume)。以一般的手机为例，通常包括一存储器104用以储存经过调整后的增益值，使增益控制器102在随后的通话过程皆根据该增益值放大该音频信号。

在安静的场合下，该音频信号的输出音量不需太大即清晰可闻。相对的，在吵杂的场合下，则需要相对调高该输出音量。由于可携式无线通信装置经常处于环境噪音不同的场合，通过使用者接口106频繁的调整音量十分不方便。因此一个能随着环境噪音而自动调整输出音量的功能是有必要的。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种动态调整音量的方法，用于可携式无线通信装置。该方法包括下列步骤。首先，输入音频信号。接着，检测环境噪音。最后，根据该环境噪音的强度，决定输出增益，并以该输出增益，放大并输出该音频信号。其中检测该环境噪音的步骤，首先接收多个不同方位的噪音来源，接着整合该等噪音来源，推算出该环境噪音的强度。其中决定该输出增益的步骤，系计算该环境噪音的声压级(SPL)(单位为分贝dB)，并接收自定义增益的值，再将该声压级加上该自定义增益，以做为该输出增益(单位为分贝)。

本发明另提供一种音频输出装置，包括音频产生器、噪音检测器、以及增益控制器。该音频产生器产生音频信号，该噪音检测器检测环境噪音，而该增益控制器耦接该音频产生器与该噪音检测器，根据该环境噪音的强度，决定输出增益，并以该输出增益放大并输出该音频信号。

该增益控制器包括处理器及放大器。该处理器计算该环境噪音的声压级，并产生控制信号，而该放大器接收该控制信号以产生对应的该输出增益，使该音频信号的强度放大。

该音频输出装置，更进一步包括操作接口耦接该增益控制器，用以供输入自定义增益，以及存储器耦接该增益控制器，用以储存该自定义增益。其中该增益放大器使该声压级加上该自定义增益，以得到该输出增益，使该音频信号放大。该音频输出装置更进一步包括扬声器耦接该增益控制器，用以播放该音频信号。

本发明另一实施例提供一种可携式无线通信装置，包括通信模块，以及上述音频输出装置。该通信模块系用以接收电波信号，供该音频产生装置转换为该音频信号。该音频输出装置包括多个噪音检测器，用以检测该环境噪音。其中该等噪音检测器将不同方位的噪音检测结果输入该增益控制器，而该增益控制器根据该等噪音检测结果判定该环境噪音的值。

附图说明

第1图系为现有的音频信号输出装置100；

第2图系为本发明实施例之一的音频信号输出装置200；

第3图系为本发明实施例之一的可携式无线通信装置300；以及

第4图系为本发明实施例之一的动态调整音量方法流程图。

[标号说明]

102～增益控制器 104～存储器

106～使用者接口 108～音频产生器

110～扬声器 202～增益控制器

204～噪音检测器 302～处理器

304～噪音模块 306～放大器

308～通信模块

具体实施方式

第2图系为本发明实施例之一的音频信号输出装置200。除了包括存储器104、使用者接口106、音频产生器108和扬声器110之外，还包括增益控制器202和噪音检测器204。该使用者接口106耦接该增益控制器202，用以供输入自定义增益的值。该存储器104耦接该增益控制器202，用以储存该自定义增益的值。该扬声器110扬声器耦接该增益控制器202，用以播放该音频信号。该噪音检测器204系用来检测环境噪音的强度，可以是由振动薄膜、线圈、驻极电荷背极板、电流放大器或集成电路等组件组成。该存储器104，根据音频输出装置的设计，可以是闪存(FLASH)，或是动态随机存取存储器(DRAM)。该增益控制器202接收该噪音检测器204所输出的环境噪音检测结果，以及音频产生器108所输出的音频信号，根据该环境噪音的大小，决定输出增益的值，并以该输出增益放大该音频信号，从扬声器110输出。藉此人耳可听到随着环境噪音大小而自动调整音量大小的音频信号。在本实施例中，信号的强度以声压级(SPL)计算，单位是分贝(dB)或是加权分贝(dBA)。声压级的公式为：

声压级(dB)＝20.log₁₀(量度到的声压/参考声压)

其中参考声压值为20×10^-6Pa

其中Pa的定义为牛顿/米平方(N/m²)

因人耳对于高低频的敏感度不同，故该音频信号输出装置200可以包括均衡器(equalizer)(未图示)以处理高低音频的加权问题。为了要在各种不同环境噪音下都能清楚聆听该音频信号，该音频信号的输出增益必须大于环境噪音至一定的程度。由于人耳感测到的音量大小大致与音频信号的能量对数成正比，故输出增益的计算可以直接采用分贝的加减运算。举例来说，一种方式是，所检测到的环境噪音的声压级，直接做为该音频信号的输出增益。亦即不论环境噪音多大声，该音频信号的音量都维持在信号本身的声压级再加上该环境噪音的声压级，所以能确保一定比环境噪音大声，使人耳可清楚聆听。另一种方式是，根据由使用者接口106输入的自定义增益，加上该环境噪音的声压级，做为输出增益。亦即使用者可以自行决定该音频信号的音量应该比环境噪音大多少程度。本发明的实施例虽以上述方法决定输出增益之值，然而计算方式不限定于此。任何可根据环境噪音而动态调整该音频信号的输出增益的方式皆涵括在本发明的精神范围内。

第3图系为本发明实施例之一的可携式无线通信装置300。其中除了存储器104、使用者接口106、音频产生器108、扬声器110之外，尚包括噪音模块304当中包括多个噪音检测器204，以及通信模块308。而该增益控制器202中包括处理器302和放大器306。其中该通信模块308系用以接收或发送电波信号，与外界通信，该该音频产生器108则耦接该通信模块308，负责处理电波信号与音频信号之间的转换。该噪音模块304中的多个噪音检测器，系用以检测环境噪音。由于噪音的判断容易因为瞬间的局部接触而误判，例如手部、衣服影响收音状况，所以在该可携式无线通信装置300中的各不同方位分散放置许多噪音检测器204，可以避免局部噪音的误判。例如，当噪音只发生在其中一个噪音检测器204时，则视为局部噪音而忽略。相反的，若只有其中一个噪音检测器204没感测到声音时，则视为局部被遮盖而不考虑其影响。

藉此，该噪音模块304将不同方位的噪音检测结果送至该增益控制器202中的处理器302。该增益控制器202可根据该等噪音检测结果，例如以平均法计算，推得该环境噪音的声压级(SPL)，单位是分贝。其中，处理器302可用以根据该声压级产生控制信号CTRL#，而该放大器306则接收该控制信号CTRL#以使音频信号获得该输出增益。在本例中，同样的，该处理器302可以直接使该音频信号的输出增益等于该声压级，也可以从存储器104中读取使用者从使用者接口106输入的自定义增益，加上该环境噪音的声压级，做为该音频信号的输出增益。最后，耦接该放大器306的扬声器110，将该音频信号播放出来供人聆听。该可携式无线通信装置可以是手机、个人数字助理(PDA)、无线对讲机等。该控制信号CTRL#的操作方式则不限于数字或模拟。

第4图系为本发明实施例之一的动态调整音量方法流程图。基本上有三件事是同时进行中的。第一，在步骤402中，设置自定义增益值。也就是在一般的音频输出装置中设置音量的动作。第二，在步骤404中接收音频信号，例如对可携式无线通信装置而言，音频信号即是从电磁波信号转换而得。第三，在步骤406中检测环境噪音，在步骤408中算出环境噪音的声压值。接着，在步骤410中，根据该自定义增益和环境噪音的声压值，放大该音频信号，最后在步骤412中，藉扬声器输出该音频信号。因此在持续使用的状态下，上述步骤是循环持续进行的。

以上提供的实施例已突显本发明的诸多特色。本发明虽以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做各种的更动与润饰。此外本说明书依照规定所提的分段标题并不用于限定其内容所述的范围，尤其是背景技术中所提未必是已揭露的习知发明，发明说明亦非用以限定本发明的技术特征。是以本发明的新颖性、创造性以及保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。

Claims

1.一种动态调整音量的方法，包括下列步骤：

设置自定义增益、输入音频信号、检测环境噪音并计算环境噪音的声压值；

根据该自定义增益和环境噪音的强度声压值决定该输入音频信号的输出增益；以及

以该输出增益，放大并输出该音频信号。

2.根据权利要求1所述的动态调整音量的方法，其中检测该环境噪音的步骤包括：

接收多个不同方位的噪音来源；以及

整合所述噪音来源，推算出该环境噪音的声压值。

3.根据权利要求1所述的动态调整音量的方法，其中决定该输出增益的步骤，包括：

将该声压值加上该自定义增益，做为该输出增益。

4.一种音频输出装置，包括：

音频产生器，用以产生音频信号；

噪音检测器，用以检测环境噪音；

存储器，用以储存所设置的自定义增益；以及

增益控制器，耦接该音频产生器、该噪音检测器和该存储器，用以根据该设置的自定义增益和环境噪音的声压值，决定输出增益，并以该输出增益放大并输出该音频信号，其中该增益控制器包括：

处理器，耦接该噪音检测器用以根据检测的环境噪音计算该环境噪音的声压值，并产生控制信号；以及

放大器，耦接该处理器用以接收该控制信号以产生对应的该输出增益，使该音频信号的强度放大。

5.根据权利要求4所述的音频输出装置，其中：

该增益控制器使该环境噪音的声压值加上该自定义增益，做为该输出增益。

6.根据权利要求4所述的音频输出装置，还包括：

扬声器，耦接该增益控制器，用以播放该音频信号。

7.一种可携式无线通信装置，包括：

通信模块，用以接收电波信号；

音频产生器，耦接该通信模块，用以将该电波信号转换成音频信号；

多个噪音检测器，用以检测环境噪音；

存储器，用以储存所设置的自定义增益；以及

增益控制器，耦接该音频产生器、所述噪音检测器和该存储器，用以根据该设置的自定义增益和环境噪音的声压值，决定输出增益，并以该输出增益放大并输出该音频信号，其中该增益控制器包括：

处理器，耦接所述噪音检测器用以根据检测的环境噪音计算该环境噪音的声压值，并根据该环境噪音的声压值产生控制信号；以及

放大器，耦接该处理器用以接收该控制信号以产生对应的该输出增益，以放大该音频信号。

8.根据权利要求7所述的可携式无线通信装置，其中该输出增益等于该声压值加该自定义增益。

9.根据权利要求7所述的可携式无线通信装置，还包括：

扬声器，耦接该增益控制器，用以播放该音频信号。