TW202207213A - 雜訊整型式音量調整系統、方法 - Google Patents

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陳浩銘
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Abstract

本發明提出一種雜訊整型式音量調整系統，包括一增益控制裝置、一雜訊整型式音量調整裝置、以及一聲音輸出裝置。該增益控制裝置根據用戶操作輸出一音量調整訊號。該雜訊整型式音量調整裝置設置於該增益控制裝置的輸出端並接收該音量調整訊號，其中該雜訊整型式音量調整裝置包括一雜訊整型模組、一設置於該雜訊整型模組輸出的映射模組、以及一設置於該映射模組輸出的音量調整模組。該雜訊整型式音量調整裝置將一原始音源訊號根據增益值輸出一增益音源訊號。該聲音輸出裝置接收該增益音量訊號並將該增益音量訊號轉換成音訊輸出。

Description

雜訊整型式音量調整系統、方法
本發明提供一種音量調整系統、方法，尤其是一種雜訊整型式音量調整系統、方法。
音響（Audio electronics），廣義上是指一種利用電子迴路設計進行音訊與電子訊號間之互相轉換的設備，但在一般口語上音響通常是意指所有用來播放或錄製聲音訊號的設備之總稱。
隨著科技的發展，人們對於娛樂的品質要求越來越高，例如人們會尋求更清楚的音質，所以在音響上的改良也不少之外，甚至對於音量調整過程中是否舒適也有所需求。
在傳統的音量調整系統下，音量調整會隨著調整的速率根據增益進行調整，但在傳統的音量調整方法會根據速率（例如速率為0.2ms/6dB）使用戶耳朵出現不連續的噪聲，這樣的方式會使用戶的耳朵在音量調整的過程中感到不適。
本發明提供一種雜訊整型式音量調整系統，包括一增益控制裝置、一雜訊整型式音量調整裝置、以及一聲音輸出裝置。該增益控制裝置根據用戶操作輸出一音量調整訊號。該雜訊整型式音量調整裝置設置於該增益控制裝置的輸出端並接收該音量調整訊號，其中該雜訊整型式音量調整裝置包括一雜訊整型模組、一設置於該雜訊整型模組輸出的映射模組、以及一設置於該映射模組輸出的音量調整模組，該雜訊整型模組依據所接收到的該音量調整訊號為上升段訊號時轉換輸出一上升階梯波訊號或依據所接收到的該音量調整訊號為下降段訊號時轉換輸出一下降階梯波訊號，該映射模組係依據該上升階梯波訊號或該下降階梯波訊號依序映射輸出複數個音量調整訊號，該音量調整模組依據該音量調整訊號調整一原始音源訊號的增益值並輸出一增益音源訊號。該聲音輸出裝置接收該增益音量訊號並將該增益音量訊號轉換成音訊輸出。
本發明另外提供一種雜訊整型式音量調整方法，包括：用戶操作一增益控制裝置使該增益控制裝置輸出一音量調整訊號至一雜訊整型式音量調整裝置；該雜訊整型式音量調整裝置的一雜訊整型模組依據所接收到的該音量調整訊號為上升段訊號時轉換輸出一上升階梯波訊號或依據所接收到的該音量調整訊號為下降段訊號時轉換輸出一下降階梯波訊號至一映射模組；該映射模組係依據接收到的該上升階梯波訊號或該下降階梯波訊號依序映射輸出複數個音量調整訊號至一音量調整模組；該音量調整訊號調整一原始音源訊號的增益值並輸出一增益音源訊號至一聲音輸出裝置；以及該聲音輸出裝置接收該增益音量訊號並將該增益音量訊號轉換成音訊輸出。
是以，比起習知技術，本發明能使調整音量的暫態影響較不明顯，並且能使用戶在調整音量時更加舒適。
有關本發明之詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下。再者，本發明中之圖式，為說明方便，其比例未必照實際比例繪製，該等圖式及其比例並非用以限制本發明之範圍，在此先行敘明。
以下針對本發明的其中一較佳實施例進行說明，請參閱「圖1」至「圖3」，為本發明雜訊整型式音量調整系統、雜訊整型式音量調整裝置、雜訊整型模組的方塊示意圖，如圖所示：
本發明雜訊整型式音量調整系統100中所述的裝置、模組或單元的組合及其對應執行的功能，可以由單一晶片或複數個晶片的組合協同執行，該等晶片配置的數量非屬本發明所欲限定的範圍。此外，所述的晶片可以為但不限定於處理器（Processor）、中央處理器（Central Processing Unit, CPU）、微處理器（Microprocessor）、數位訊號處理器（Digital Signal Processor, DSP）、特殊應用積體電路（Application Specific Integrated Circuits, ASIC） 、可程式化邏輯裝置（Programmable Logic Device, PLD）等可將資訊或訊號做處理、轉換用途或特殊用途的其他類似裝置或這些裝置的組合，於本發明中不予以限制。
本發明雜訊整型式音量調整系統100主要包括增益控制裝置10、雜訊整型式音量調整裝置20、以及聲音輸出裝置30。
所述的增益控制裝置10根據用戶操作輸出一音量調整訊號，增益控制裝置10於本發明中可以（但不限定）為於數位訊號處理器（digital signal processor，DSP）、函數訊號產生器（function generator）、任意波形產生器（Arbitrary waveform generators, AWG）、訊號產生器（Signal generator）等可產生訊號的裝置，於本發明中不予以限制。
所述的雜訊整型式音量調整裝置20設置於該增益控制裝置10的輸出端用以接收該音量調整訊號以及由麥克風或存儲裝置所提供的原始音源訊號OV。於本實施例中，請參酌「圖2」，前述的雜訊整型式音量調整裝置20包括雜訊整型模組22、設置於雜訊整型模組22輸出的映射模組24、以及設置於映射模組24輸出的音量調整模組26。
所述的雜訊整型模組22依據所接收到的該音量調整訊號為上升段訊號時轉換輸出一上升階梯波訊號或依據所接收到的該音量調整訊號為下降段訊號時轉換輸出一下降階梯波訊號。請參酌「圖3」，雜訊整型模組22包括輸入端連接至增益控制裝置10的延遲單元222、以及輸入端連接至延遲單元20的多位階量化器224，其中，延遲單元222包含輸入端連接至增益控制裝置10的第一加法器2222、輸入端連接至第一加法器222與多位階量化器224的第二加法器2224、以及輸入端連接至第二加法器2224的延遲器2226，延遲器2226的輸出端連接至第一加法器2222。
所述的第一加法器2222、第二加法器2224可以為但不限定於加法器（Adder）、半加器（Half Adder）、全加器（Full adder）、波紋進位加法器、超前進位加法器實現、或其它用於執行加法運算的數位電路、邏輯閘或其組合，於本發明中不予以限制。
所述的延遲器2226可以為但不限定於積分器（Integrator）、計數器（Counter）等可以做為訊號延遲或積分用途之電路或其組合，於本發明中不予以限制。
請復參閱「圖1」，所述的聲音輸出裝置30接收該增益音量訊號並將該增益音量訊號轉換成音訊輸出。該聲音輸出裝置30可以為（但不限定）是揚聲器、電動式揚聲器、壓電式揚聲器、電極式揚聲器、電漿體揚聲器等可把電流頻率轉化為聲音的裝置，於本發明中不予以限制。
以上針對本發明硬體架構的一具體實施例進行說明，有關於本發明的工作程式將於下面進行更進一步的說明，請一併參閱「圖4」，為本發明雜訊整型式音量調整方法的流程示意圖：
首先，用戶操作增益控制裝置10並使增益控制裝置10輸出音量調整訊號至雜訊整型式音量調整裝置20（步驟S201）。
於本實施例中，音量調整訊號為上升段訊號或是下降段訊號，所述的上升段訊號於一實施例中可以為由0(最小)至1(最大) 之間的上升區間，所述的下降段訊號於一實施例中可以為由1(最大)至0(最小)之間的下降區間。於其他實施例中，上升段訊號與下降段訊號的峰值與波型可根據實際內容調整，於本發明中不予以限制。
接續，雜訊整型式音量調整裝置20的雜訊整型模組22依據所接收到的該音量調整訊號為上升段訊號時轉換輸出一上升階梯波訊號或依據所接收到的該音量調整訊號為下降段訊號時轉換輸出一下降階梯波訊號至映射模組24（步驟S202）。
於本實施例中，雜訊整型模組22係依據下面的關係式輸出該上升階梯波訊號或該下降階梯波訊號：
Figure 02_image001
；
Figure 02_image003
； 其中，
Figure 02_image005
為第
Figure 02_image007
階段輸入至延遲單元222的音量調整訊號，
Figure 02_image009
為第
Figure 02_image007
階段輸出的該上升階梯波訊號或該下降階梯波訊號，
Figure 02_image011
為第
Figure 02_image013
階段輸出的該上升階梯波訊號或該下降階梯波訊號，
Figure 02_image015
為第
Figure 02_image007
階段時延遲單元222輸出至多位階量化器224的輸出訊號，
Figure 02_image017
為第
Figure 02_image013
階段時該延遲單元222輸出至多位階量化器224的輸出訊號，
Figure 02_image019
為該多位階量化器224預設的位階數值，floor()為一floor函數。其中，
Figure 02_image019
為一正整數。
接續，映射模組24係依據接收到的上升階梯波訊號或下降階梯波訊號依序映射輸出複數個音量調整訊號至音量調整模組26（步驟S203）。
於本實施例中，映射模組24係依據下面的關係式映射輸出該音量調整訊號：
Figure 02_image021
；
Figure 02_image023
； 其中，
Figure 02_image025
為第
Figure 02_image007
階段輸入至映射模組24的上升階梯波訊號或下降階梯波訊號，
Figure 02_image027
為第
Figure 02_image007
階段映射輸出的音量調整訊號，Z為正整數，
Figure 02_image029
為預設的音量增益單元(dB)。
接續，音量調整模組26調整原始音源訊號OV的增益值並輸出增益音源訊號至聲音輸出裝置30（步驟S204）。
該音量調整模組26係依據下面的關係式輸出該增益音源訊號：
Figure 02_image031
； 其中，
Figure 02_image033
為該映射模組24第
Figure 02_image007
階段輸入至該音量調整模組26的該音量調整訊號，
Figure 02_image035
為第
Figure 02_image007
階段輸入至該音量調整模組26的該原始音源訊號OV，
Figure 02_image037
為該音量調整模組26於第
Figure 02_image007
階段輸出的該增益音源訊號。
最後，聲音輸出裝置30接收該增益音量訊號並將該增益音量訊號轉換成音訊輸出並使用戶能聽到（步驟S205）。
綜上所述，比起習知技術，本發明能使調整音量的暫態影響較不明顯，並且能使用戶在調整音量時更加舒適。
以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍內。
100:雜訊整型式音量調整系統 10:增益控制裝置 20:雜訊整型式音量調整裝置 22:雜訊整型模組 222:延遲單元 2222:第一加法器 2224:第二加法器 2226:延遲器 224:多位階量化器 24:映射模組 26:音量調整模組 30:聲音輸出裝置 OV:原始音源訊號 S201-205:步驟
圖1，本發明雜訊整型式音量調整系統的方塊示意圖。
圖2，本發明雜訊整型式音量調整裝置的方塊示意圖。
圖3，本發明雜訊整型模組的方塊示意圖。
圖4，本發明雜訊整型式音量調整方法的流程示意圖。
100:雜訊整型式音量調整系統
10:增益控制裝置
20:雜訊整型式音量調整裝置
30:聲音輸出裝置
OV:原始音源訊號

Claims (10)

  1. 一種雜訊整型式音量調整系統，包括： 一增益控制裝置，根據用戶操作輸出一音量控制訊號； 一雜訊整型式音量調整裝置，設置於該增益控制裝置的輸出端並接收該音量調整訊號，其中該雜訊整型式音量調整裝置包括一雜訊整型模組、一設置於該雜訊整型模組輸出的映射模組、以及一設置於該映射模組輸出的音量調整模組，該雜訊整型模組依據所接收到的該音量調整訊號為上升段訊號時轉換輸出一上升階梯波訊號或依據所接收到的該音量調整訊號為下降段訊號時轉換輸出一下降階梯波訊號，該映射模組係依據該上升階梯波訊號或該下降階梯波訊號依序映射輸出複數個音量調整訊號，該音量調整模組依據該音量調整訊號調整一原始音源訊號的增益值並輸出一增益音源訊號；以及 一聲音輸出裝置，接收該增益音量訊號並將該增益音量訊號轉換成音訊輸出。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的雜訊整型式音量調整系統，其中，該雜訊整型模組包括一輸入端連接至該增益控制裝置的延遲單元、以及一輸入端連接至該延遲單元的多位階量化器，該延遲單元包含一輸入端連接至該增益控制裝置的第一加法器、一輸入端連接至該第一加法器與該多位階量化器的第二加法器、以及一輸入端連接至該第二加法器的延遲器，該延遲器的輸出端連接至該第一加法器。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的雜訊整型式音量調整系統，其中，該雜訊整型模組係依據下面的關係式輸出該上升階梯波訊號或該下降階梯波訊號：
    Figure 03_image001
    ；
    Figure 03_image003
    ； 其中，
    Figure 03_image005
    為第
    Figure 03_image007
    階段輸入至該延遲單元的該音量調整訊號，
    Figure 03_image009
    為第
    Figure 03_image007
    階段輸出的該上升階梯波訊號或該下降階梯波訊號，
    Figure 03_image011
    為第
    Figure 03_image013
    階段輸出的該上升階梯波訊號或該下降階梯波訊號，
    Figure 03_image015
    為第
    Figure 03_image007
    階段時該延遲單元輸出至該多位階量化器的輸出訊號，
    Figure 03_image017
    為第
    Figure 03_image013
    階段時該延遲單元輸出至該多位階量化器的輸出訊號，
    Figure 03_image019
    為該多位階量化器預設的位階數值，floor()為一floor函數。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的雜訊整型式音量調整系統，其中，該映射模組係依據下面的關係式映射輸出該音量調整訊號：
    Figure 03_image021
    ；
    Figure 03_image023
    ； 其中，
    Figure 03_image025
    為第
    Figure 03_image007
    階段輸入至該映射模組的該上升階梯波訊號或該下降階梯波訊號，
    Figure 03_image027
    為第
    Figure 03_image007
    階段映射輸出的該音量調整訊號，Z為正整數，
    Figure 03_image029
    為預設的音量增益單元。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的雜訊整型式音量調整系統，其中，該音量調整模組係依據下面的關係式輸出該增益音源訊號：
    Figure 03_image031
    ； 其中，
    Figure 03_image033
    為該映射模組第
    Figure 03_image007
    階段輸入至該音量調整模組的該音量調整訊號，
    Figure 03_image035
    為第
    Figure 03_image007
    階段輸入至該音量調整模組的該原始音源訊號，
    Figure 03_image037
    為該音量調整模組於第
    Figure 03_image007
    階段輸出的該增益音源訊號。
  6. 一種雜訊整型式音量調整方法，包括： 用戶操作一增益控制裝置使該增益控制裝置輸出一音量控制訊號至一雜訊整型式音量調整裝置； 該雜訊整型式音量調整裝置的一雜訊整型模組依據所接收到的該音量調整訊號為上升段訊號時轉換輸出一上升階梯波訊號或依據所接收到的該音量調整訊號為下降段訊號時轉換輸出一下降階梯波訊號至一映射模組； 該映射模組係依據接收到的該上升階梯波訊號或該下降階梯波訊號依序映射輸出複數個音量調整訊號至一音量調整模組； 該音量調整模組調整一原始音源訊號的增益值並輸出一增益音源訊號至一聲音輸出裝置；以及 該聲音輸出裝置接收該增益音量訊號並將該增益音量訊號轉換成音訊輸出。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的雜訊整型式音量調整方法，其中，該雜訊整型模組包括一輸入端連接至該增益控制裝置的延遲單元、以及一輸入端連接至該延遲單元的多位階量化器，該延遲單元包含一輸入端連接至該增益控制裝置的第一加法器、一輸入端連接至該第一加法器與該多位階量化器的第二加法器、以及一輸入端連接至該第二加法器的延遲器，該延遲器的輸出端連接至該第一加法器。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的雜訊整型式音量調整方法，其中，該雜訊整型模組係依據下面的關係式輸出該上升階梯波訊號或該下降階梯波訊號：
    Figure 03_image001
    ；
    Figure 03_image003
    ； 其中，
    Figure 03_image005
    為第
    Figure 03_image007
    階段輸入至該延遲單元的該音量調整訊號，
    Figure 03_image009
    為第
    Figure 03_image007
    階段輸出的該上升階梯波訊號或該下降階梯波訊號，
    Figure 03_image011
    為第
    Figure 03_image013
    階段輸出的該上升階梯波訊號或該下降階梯波訊號，
    Figure 03_image015
    為第
    Figure 03_image007
    階段時該延遲單元輸出至該多位階量化器的輸出訊號，
    Figure 03_image017
    為第
    Figure 03_image013
    階段時該延遲單元輸出至該多位階量化器的輸出訊號，
    Figure 03_image019
    為該多位階量化器預設的位階數值，floor()為一floor函數。
  9. 如申請專利範圍第6項所述的雜訊整型式音量調整方法，其中，該映射模組係依據下面的關係式映射輸出該音量調整訊號：
    Figure 03_image021
    ；
    Figure 03_image023
    ； 其中，
    Figure 03_image025
    為第
    Figure 03_image007
    階段輸入至該映射模組的該上升階梯波訊號或該下降階梯波訊號，
    Figure 03_image027
    為第
    Figure 03_image007
    階段映射輸出的該音量調整訊號，Z為正整數，
    Figure 03_image029
    為預設的音量增益單元。
  10. 如申請專利範圍第6項所述的雜訊整型式音量調整方法，其中，該音量調整模組係依據下面的關係式輸出該增益音源訊號：
    Figure 03_image031
    ； 其中，
    Figure 03_image033
    為該映射模組第
    Figure 03_image007
    階段輸入至該音量調整模組的該音量調整訊號，
    Figure 03_image035
    為第
    Figure 03_image007
    階段輸入至該音量調整模組的該原始音源訊號，
    Figure 03_image037
    為該音量調整模組於第
    Figure 03_image007
    階段輸出的該增益音源訊號。
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