TWI487388B - 音量控制方法及具有自動音量調整功能的電子裝置 - Google Patents

音量控制方法及具有自動音量調整功能的電子裝置 Download PDF

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    • H03G3/20—Automatic control
    • H03G3/30—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
    • H03G3/32—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices the control being dependent upon ambient noise level or sound level

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Description

音量控制方法及具有自動音量調整功能的電子裝置
本發明是有關於一種控制方法，特別是指一種調整電子裝置之音量的音量控制方法。
電視機是現代人生活中必備的家電用品，但在人們觀看電視節目的過程中，往往會因為週遭環境因素的改變，例如：手機突然響起，而覺得電視機的聲音太大或太小，必須隨時手動調整電視機的音量，但卻可能在調音量的過程中，錯過了精彩或重要的節目畫面。
因此，為了解決上述的問題，習知的一種音量調整技術可以讓電視機根據其週遭環境的聲音自動調整本身所發出的聲音大小，但是這種技術一旦判斷聲音不是從電視機輸出時，皆認定該聲音為週遭環境中的噪音，以致於當使用者的手機響起時，電視機會將該手機鈴聲誤判為噪音而對應放大其所輸出的聲音(誤判為噪音增加)，使得使用者必須自行手動縮小電視機的音量，反而增加使用者看電視時的困擾。此外，習知音量自動調整技術只會一昧地讓電視機增加音量來蓋過週遭環境的噪音，如此作法使得當週遭環境的音頻訊號過大時，電視機就會輸出更大的音量，而在無形中對使用者的聽覺造成傷害。
因此，本發明之目的，即在提供一種可以根據所在環境的音頻訊號而對應調整電子裝置之音量的音量控制方法。
於是，本發明音量控制方法，係應用於一電子裝置，用以根據該電子裝置所在環境的一外部音頻訊號對應調整該電子裝置所輸出的音頻訊號強度，該音量控制方法包含以下步驟：
(A)電子裝置接收該外部音頻訊號；
(B)電子裝置比對外部音頻訊號的音軌與一特定音軌之間近似程度是否達一特定比例，較佳地該特定音軌係為使用者的手機來電鈴聲音軌，如此將可以判斷所在環境的音頻訊號是否為使用者的來電鈴聲；
(C)若外部音頻訊號的音軌與特定音軌的相似度達特定比例，即表示外部音頻訊號是使用者的手機來電鈴聲，則電子裝置暫停輸出音頻訊號。
較佳地，音量控制方法還包含以下步驟：
(D)若外部音頻訊號的音軌與特定音軌的相似度未達特定比例，即表示外部音頻訊號為噪音，則電子裝置於本身所輸出之音頻訊號的一斷音時間接收外部音頻訊號；及
(E)電子裝置根據在斷音時間所接收之外部音頻訊號，調整目前所輸出之音頻訊號強度，使其高於外部音頻訊號的強度。
進一步地，本音量控制方法還包含一位於步驟(C)之後執行的步驟(F)，電子裝置判斷是否接收到一靜音取消指令，若有，則執行步驟(A)並繼續輸出音頻訊號；否則重複執行步驟(C)。
較佳地，步驟(E)包括子步驟：
(E-1)電子裝置根據一音訊強度對照表設定一高於外部音頻訊號強度的目標音訊強度；
(E-2)電子裝置根據目標訊號強度調整所輸出之音頻訊號強度；及
(E-3)電子裝置判斷所輸出之音頻訊號的強度是否達目標訊號強度，若否，則重複執行步驟(E-2)直到其所輸出之音頻訊號的強度達目標訊號強度。
較佳地，本音量控制方法還包含位於步驟(A)之前的步驟：
(G)電子裝置接收外部音頻訊號；及
(H)電子裝置根據外部音頻訊號調整目前所輸出之音頻訊號強度，使其高於外部音頻訊號的強度。
且步驟(H)進一步包含子步驟：
(H-1)電子裝置根據一音訊強度對照表設定一高於外部音頻訊號強度的目標音訊強度；
(H-2)電子裝置根據該目標訊號強度調整所輸出之音頻訊號強度；及
(H-3)電子裝置判斷所輸出的音頻訊號強度是否達目標訊號強度，若是，則執行步驟(A)；否則重複執行步驟(H-2)。
此外，本發明之另一目的，即在提供一種可以執行上述音量控制方法的具有自動音量調整功能的電子裝置。
於是，本發明具有自動音量調整功能的電子裝置，包含：一記憶單元、一音訊輸出單元、一音訊接收單元、一控制單元及一音軌比對單元。
記憶單元儲存有一特定音軌；音訊輸出單元用以輸出一音頻訊號；音訊接收單元接收電子裝置所在環境的一外部音頻訊號；控制單元耦接於音訊輸出單元及音訊接收單元；音軌比對單元耦接於控制單元，於音訊接收單元接收外部音頻訊號，音軌比對單元會比對外部音頻訊號的音軌與特定音軌的相似度是否達一特定比例，若是，則控制單元控制音訊輸出單元暫停輸出音頻訊號。
本發明之功效在於，本電子裝置可以接收所在環境的外部音頻訊號，並判別該外部音頻訊號係為噪音還是預設的手機來電鈴聲並進行對應地音量控制，如此使用上更為方便。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一個實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
參閱圖1及圖2，為本發明音量控制方法之一實施例，該音量控制方法係應用於一電子裝置100(如圖3所示)，用以控制該電子裝置100根據其外部環境的聲音對應調整本身所輸出的聲音大小，使得當電子裝置100所在環境的外在聲音改變時(例如：從比較吵鬧的白天到比較安靜的晚上)，電子裝置100可以自動地改變其音量大小，讓使用者能夠聽到適當的音量。本實施例之電子裝置100係以一電視機為例說明，但不以此為限。
配合參閱圖3，電子裝置100包含一記憶單元10、一音訊接收單元20、一訊號接收單元30、一控制單元40、一音軌比對單元50、一音訊輸出單元60及一顯示單元70。
記憶單元10中儲存有一特定音軌及一如圖4之音訊強度對照表，在本實施例中，該特定音軌為使用者預先所儲存的手機來電鈴聲之音軌；音訊接收單元20為一麥克風，用以接收電子裝置100所在環境的一外部音頻訊號；訊號接收單元30用以接收使用者透過遙控(圖未示)等週邊設備所發出的控制指令，例如：開啟/取消靜音(mute)；音軌比對單元50用以將音訊接收單元20所接收的外部音頻訊號與記憶單元10中的特定音軌進行比對；音訊輸出單元60係為一揚聲器，作為輸出音頻訊號之用，其中係由聲音解碼器、數位類比轉換器(DAC)等電路元件組成，由於音訊輸出單元60的內部電路非本案之重點，故不多加說明；顯示單元70則為一液晶顯示器。控制單元40耦接於記憶單元10、音訊接收單元20、訊號接收單元30、音軌比對單元50、音訊輸出單元60及顯示單元70，用以控制各個元件運作。
接著，以下將詳細說明電子裝置100係如何根據外部音量控制其本身所輸出的音量大小。特別說明的是，本實施例之電子裝置100可操作在剛開機時的一起始模式(如圖1)、無任何聲音輸出的一靜音模式及一工作模式(如圖2)。
如圖1之步驟S10，電子裝置100於剛開機時會進入起始模式，並控制單元40會根據上次關機前所記錄的音量參數判斷上次關機時是否為靜音模式，若是，則控制單元40仍然會保持在靜音模式(即進入步驟S20及S30)；否則執行步驟S40。
在本實施例中，電子裝置100在靜音模式中的控制係如步驟S20及S30所述。在步驟S20中，控制單元40控制音訊輸出單元60停止輸出音頻訊號，並同時控制顯示單元70顯示對應目前所輸出之影像的字幕及靜音「mute」字樣。
在步驟S30中，控制單元40判斷訊號接收單元30是否有接收到一靜音取消指令，若有，則執行步驟S40；否則重複執行步驟S20。在本實施例中，當訊號接收單元30收到使用者透過遙控器或是按壓電子裝置100上的靜音功能鍵(圖未示)發出的一靜音取消指令時，會傳送一控制訊號至控制單元40，讓控制單元40根據該控制訊號偵測外在環境中的音頻訊號。
特別說明的是，在本實施例中，若上次關機前係為靜音模式，則當電子裝置100再度開啟時，電子裝置100仍會保持在靜音模式(步驟S20)，直到使用者手動取消靜音(步驟S30)。當然，本實施例也可以不管上次關機前是否在靜音模式，在電子裝置100開機時，省略步驟S10~S30，由控制單元40直接執行步驟S40。
在步驟S40中，控制單元40控制音訊接收單元20接收電子裝置100所在環境的外部音頻訊號，並執行步驟S50，控制單元40根據如圖4所示之儲存於記憶單元10中的音訊強度對照表調整音訊輸出單元60所輸出的音頻訊號強度。
如圖4所示，音訊強度對照表的橫軸為聲音對應調整值，該調整值係對應顯示單元70所顯示的音量刻度(volume bar，通常為0~100)，縱軸為音訊輸出單元60所輸出音頻訊號強度的dB值，且L1為音訊輸出單元60應該要輸出的音頻訊號強度曲線；L2為音訊接收單元20所接收的外部音頻訊號強度曲線。在本實施例中，為了使使用者在有噪音的環境下還能夠清楚地聽見電子裝置100所發出的聲音，音訊輸出單元60所輸出的音頻訊號強度應大於外部音頻訊號強度且兩者相差一預設強度(本實施例為3dB)，也就是曲線L1是曲線L2往上位移3dB，舉例來說，當外部音頻訊號的強度為70dB時，音訊輸出單元60輸出的音頻訊號強度應為73dB，對應顯示單元70所顯示的音量刻度為98。
且在步驟S50中會執行以下子步驟：
步驟S51，控制單元40根據音訊強度對照表設定一大於外部音頻訊號強度3dB的目標訊號強度，例如：若外部音頻訊號的強度為60dB，目標訊號強度則為63dB。
步驟S52，控制單元40根據該目標訊號強度調整音訊輸出單元60所輸出的音頻訊號強度。特別說明的是，音訊輸出單元60所輸出的音頻訊號強度是從一起始強度開始上升，並同時控制顯示單元70顯示一條隨著音量上升逐漸增長的音量刻度。在本實施例中，該起始強度為30dB，對應顯示單元70所顯示的音量刻度為10，以避免音訊輸出單元60在電子裝置100剛開機時就輸出過大的音量而縮短使用壽命。
步驟S53，控制單元40持續判斷目前音訊輸出單元60目前所輸出之音頻訊號的強度是否等於目標訊號強度(63dB)，若是，則控制音訊輸出單元60將輸出音量固定在63dB，並進入工作模式；否則重複執行步驟S52及S53，直到音訊輸出單元60輸出之音量達到目標訊號強度(63dB)為止。
簡單地說，在電子裝置100開機時，只要上次關機前不為靜音模式(音量刻度為0)，音訊輸出單元60就會從起始音量(即音量刻度為30)漸漸往上調升，在本實施例中，音量刻度上升的速度係為每500ms上升一格，直到該音量達到控制單元40所設定之目標音量，亦即電子裝置100一開機時，就會先執行步驟S10~S50，從起始音量調整到適合當時環境的一目標音量，如此將可以避免電子裝置100開機時，音訊輸出單元60輸出過大的聲音而導致損壞。
如圖2所示，在工作模式中，控制單元40執行步驟S100，控制單元40控制音訊接收單元20接收電子裝置100所在環境的外部音頻訊號。特別注意的是，控制單元40會週期性(例如：1分鐘)地控制音訊接收單元20接收外部音頻訊號，且每次接收時間為30秒，但不以此為限。
接著，音軌比對單元50會執行步驟S200，比較外部音頻訊號的音軌與記憶單元10中所儲存的特定音軌(手機來電鈴聲)的相似度是否達到一特定比例(本實施例以70%為例)，若是，則表示所收到的外部音頻訊號是一手機的來電鈴聲，此時，控制單元40會執行步驟S300而進入靜音模式，暫時禁止音訊輸出單元60輸出聲音，並同時控制顯示單元70顯示對應目前所輸出之影像的字幕及靜音「mute」字樣，以避免電子裝置100所發出的聲音干擾使用者接聽電話，並執行步驟S400；特別說明的是，音軌比對單元50係比對外部音頻訊號中的每一個位元(byte)是否與特定音軌中的每一個位元相同，並且於相同的位元數達總位元數的特定比例(70%)時，才會判定該外部音頻訊號為手機來電鈴聲，當然，比對音軌的方式可以有很多種，並不以本實施例為限。相反地，若音軌比對單元50比較外部音頻訊號的音軌與特定音軌的相似度未達該特定比例，則執行步驟S500。
亦即，由於音訊接收單元20所接收的外部音頻訊號可能包括使用者的手機來電鈴聲以及外部的噪音，因此，在步驟S200中，當音軌比對單元50比對外部音頻訊號與預設的手機來電鈴聲的相似度為低(相似度低於70%)，則判定該外部音頻訊號為噪音。
在步驟S400中，控制單元40判斷訊號接收單元30是否有接收到使用者透過遙控器或是按壓電子裝置100上的靜音功能鍵而發出的靜音取消指令，若有，則執行步驟S100；否則重複執行步驟S300。
在步驟S500中，控制單元40控制音訊接收單元20在音訊輸出單元60所輸出之音頻訊號的一斷音時間接收外部音頻訊號。此處所指的斷音時間係為電視機所播出的聲音與聲音之間斷音的空檔時間，在此期間音訊接收單元20所接收的外部音頻訊號將不會包含音訊輸出單元60所輸出之音頻訊號，也就是只會包含電子裝置100本身所發出的聲音以外的外部音頻訊號，這讓控制單元40在判斷噪音強度時可以更為準確。
因此，在音訊接收單元20接收到外部音頻訊號後，控制單元40則執行步驟S600，判斷音訊接收單元20接收到的外部音頻訊號的強度是否達到一最大噪音強度，即判斷外部音頻訊號強度的dB值是否為最大噪音dB值(例如：98dB)，若是，則表示電子裝置100所在環境的噪音已達音訊強度對照表的最大值，音訊輸出單元60無法輸出強度大於外部音頻訊號3dB的音頻訊號，亦即如圖4所示，當外界音訊已達到最大噪音強度(例如：73dB)，電子裝置100所對應輸出的音量已達100dB而無法再往上調升，此時為保護使用者聽力不致受到太大音量傷害，控制單元40會執行步驟S300及S400，進入靜音模式，以降低整體環境的音量並同時保護使用者。而在步驟S600中，若控制單元40判斷外部音頻訊號的強度未達到最大噪音強度，則執行步驟S700。
在步驟S700中，控制單元40根據音訊輸出單元60所輸出的音頻訊號強度(dB值)，判斷該音頻訊號強度是否大於外部音頻訊號強度達一預設強度，例如：3dB，若是，則表示使用者所在環境的噪音並不會干擾使用者觀看電視，因此執行步驟S701，維持目前音訊輸出單元60所輸出的音頻訊號強度，否則執行步驟S800。
在步驟S800中，控制單元40判斷訊號接收單元30是否有接收到由來自遙控器的一音量控制指令，若有，則表示使用者想要手動調整電子裝置100的聲音大小，故控制單元40執行步驟S801，控制單元40根據音量控制指令調整音訊輸出單元60所輸出的音頻訊號強度，也就是將音頻訊號強度調整與使用者想要的音量大小相同，且於執行完畢後結束流程。在步驟S800中，若訊號接收單元30未接收到任何音量控制指令，則控制單元40執行步驟S900，控制單元40根據儲存於記憶單元10中的音訊強度對照表(如圖4)調整音訊輸出單元60所輸出的音頻訊號強度。
而在本實施例之步驟S900中會執行以下子步驟：
首先，控制單元40會執行步驟S901，根據儲存於記憶單元10中的音訊強度對照表設定一大於外部音頻訊號強度達該預設強度(3dB)的目標訊號強度。
接著進行步驟S902，控制單元40根據該目標訊號強度調整音訊輸出單元60所輸出的音頻訊號強度。特別說明的是，在工作模式中的步驟S902與起始模式中的步驟S52不同，在啟始模式時，控制單元40會控制音訊輸出單元60所輸出的音頻訊號強度從起始強度開始上升；而在工作模式時，控制單元40則是控制音訊輸出單元60從上一次調整後的強度調整到目標訊號強度，也就是說音訊輸出單元60所輸出的音頻訊號強度可能被增加或減少。
然後，控制單元40執行步驟S903，判斷目前音訊輸出單元60所輸出的音頻訊號強度(dB值)是否達目標訊號強度(dB值)，若是，則維持該音頻訊號強度並結束流程，且等待下次繼續偵測外部環境中的音頻訊號；否則控制單元40重複執行步驟S902及S903。
綜上所述，本發明電子裝置100透過本音量控制方法，可以根據其所在環境外在的噪音(音頻訊號)強度自動地對應調整本身所輸出的聲音音量大小，讓使用者不需因週遭環境噪音的改變而必需常常手動調整電子裝置100的音量大小，在使用上更為方便，且本音量控制方法還可以在使用者的手機響起時控制電子裝置100自動進入靜音模式，以避免電子裝置100所發出的聲音干擾使用者接聽電話，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
S10~S50．．．步驟
S51~S53．．．步驟
S100~S900．．．步驟
S700~S701．．．步驟
S901~S903．．．步驟
100．．．電子裝置
10．．．記憶單元
20．．．音訊接收單元
30．．．訊號接收單元
40．．．控制單元
50．．．音軌比對單元
60．．．音訊輸出單元
70．．．顯示單元
圖1是說明本發明音量控制方法之一實施例的流程圖，其中係為起始模式的流程步驟；
圖2是說明本發明音量控制方法之一實施例的流程圖，其中係為工作模式的流程步驟；
圖3是應用本實施例之音量控制方法的電子裝置的電路方塊圖；及
圖4是說明電子裝置所發出的音頻訊號強度與外部音頻訊號強度之間關係的波形圖。
S100~S900．．．步驟
S700~S701．．．步驟
S800~S801．．．步驟
S901~S903．．．步驟

Claims (10)

  1. 一種音量控制方法，係應用於一電子裝置，用以根據該電子裝置所在環境的一外部音頻訊號對應調整該電子裝置所輸出的音頻訊號強度，該音量控制方法包含以下步驟：(A)該電子裝置接收該外部音頻訊號；(B)該電子裝置比對該外部音頻訊號的音軌與一特定音軌的相似度是否達一特定比例；(C)若該外部音頻訊號的音軌與該特定音軌的相似度達該特定比例，則該電子裝置暫停輸出音頻訊號；(D)若該外部音頻訊號的音軌與該特定音軌的相似度未達該特定比例，則該電子裝置於本身所輸出之音頻訊號的一斷音時間接收該外部音頻訊號；及(E)該電子裝置根據在該斷音時間所接收之外部音頻訊號，調整目前所輸出之音頻訊號強度，使其高於該外部音頻訊號的強度。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述之音量控制方法，還包含一於該步驟(C)之後執行的步驟(F)，該電子裝置判斷是否接收到一靜音取消指令，若有，則執行步驟(A)並繼續輸出音頻訊號；否則重複執行步驟(C)。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述之音量控制方法，其中，該步驟(E)包括子步驟：(E-1)該電子裝置根據一音訊強度對照表設定一高於該外部音頻訊號強度的音頻訊號強度； (E-2)該電子裝置根據該目標訊號強度調整所輸出之音頻訊號強度；及(E-3)該電子裝置判斷所輸出之音頻訊號的強度是否達該目標訊號強度，若否，則重複執行步驟(E-2)直到該電子裝置所輸出之音頻訊號的強度達該目標訊號強度。
  4. 依據申請專利範圍第1項所述之音量控制方法，還包含於該步驟(A)之前執行的步驟：(G)該電子裝置接收該外部音頻訊號；及(H)該電子裝置根據該外部音頻訊號調整目前本身所輸出之音頻訊號強度，使其高於該外部音頻訊號的強度。
  5. 依據申請專利範圍第4項所述之音量控制方法，其中，該步驟(H)包含子步驟：(H-1)該電子裝置根據一音訊強度對照表設定一高於該外部音頻訊號強度的目標訊號強度；(H-2)該電子裝置根據該目標訊號強度調整所輸出之音頻訊號強度；及(H-3)該電子裝置判斷其所輸出的音頻訊號的強度是否達該目標訊號強度，若是，則執行步驟(A)；否則重複執行步驟(H-2)。
  6. 依據申請專利範圍第3項所述之音量控制方法，還包含一位於該步驟(D)與步驟(E)之間的步驟(I)，該電子裝置判斷該外部音頻訊號的強度是否達到一最大噪音強度，若是，則暫停輸出音頻訊號，否則執行步驟(E)。
  7. 依據申請專利範圍第6項所述之音量控制方法，還包含一位於該步驟(I)與該步驟(E)之間的步驟(J)，該電子裝置判斷其所輸出的音頻訊號強度是否大於該外部音頻訊號強度達一預設強度，若是，則維持目前所輸出的音頻訊號強度；若否，則執行步驟(E)。
  8. 依據申請專利範圍第1項所述之音量控制方法，其中，該步驟(A)中，該電子裝置係週期地接收該外部音頻訊號。
  9. 一種具有自動音量調整功能的電子裝置，包含：一記憶單元，儲存有一特定音軌；一音訊輸出單元，用以輸出一音頻訊號；一音訊接收單元，接收該電子裝置所在環境的一外部音頻訊號；一控制單元，耦接於該音訊輸出單元及該音訊接收單元；及一音軌比對單元，耦接於該控制單元，於該音訊接收單元接收該外部音頻訊號，該音軌比對單元會比對該外部音頻訊號的音軌與該特定音軌的相似度是否達一特定比例，若是，則該控制單元控制該音訊輸出單元暫停輸出音頻訊號；若否，則該控制單元控制該音訊接收單元於該音訊輸出單元所輸出之音頻訊號的一斷音時間接收該外部音頻訊號，並根據所接收之外部音頻訊號調整該音訊輸出單元目前所輸出之音頻訊號強度，使其高於該外部音頻訊號的強度。
  10. 依據申請專利範圍第9項所述之具有自動音量調整功能的電子裝置，其中，該記憶單元還儲存有一與該音訊輸出單元所輸出之音頻訊號強度有關的音訊強度對照表，當該音軌比對單元比對該外部音頻訊號的音軌與該特定音軌之間近似程度未達該特定比例，該控制單元對該音頻訊號強度的調整，是根據該音訊強度對照表設定一高於該外部音頻訊號強度的目標訊號強度，且根據該目標訊號強度調整該音訊輸出單元所輸出之音頻訊號強度，直到該音訊輸出單元所輸出之音頻訊號的強度達該目標訊號強度。
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