WO2015188581A1 - 一种利用音频控制马达震动的方法及装置 - Google Patents

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WO2015188581A1
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audio
motor vibration
data
amplitude
vibration
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PCT/CN2014/090492
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Inventor
郑跃杰
张玲东
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中兴通讯股份有限公司
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/72—Mobile telephones; Cordless telephones, i.e. devices for establishing wireless links to base stations without route selection
    • H04M1/725—Cordless telephones

Definitions

  • the present invention relates to a technique for controlling motor vibration of a terminal using audio, and more particularly to a method and related apparatus for controlling vibration of a motor using audio.
  • an audio module structure includes a user layer 111 (an application such as a user player and a framework layer and a hardware adaptation layer), an audio driver 112, and audio.
  • Hardware 123 codec codec, headphones, speakers, etc.
  • the motor module structure includes a user layer 121 (motor related application and frame layer and hardware adaptation layer), a motor drive 122, and a motor hardware layer 123.
  • the traditional terminal motor vibration method and experience are single, or rely on the support of the audio codec hardware to drive the motor to diversify the vibration.
  • the invention realizes the control of the audio to the terminal motor through software.
  • a method of controlling motor vibration using audio comprising:
  • the audio feature information includes an audio amplitude and/or an audio frequency
  • the step of establishing a correspondence between the audio feature information and the motor vibration duration includes:
  • the step of acquiring audio data for controlling motor vibration comprises:
  • the vibration event includes an event of the terminal incoming call and an event of the terminal microphone recording the audio file in real time;
  • the audio data is from a pre-stored audio file of the terminal or an audio file recorded by the terminal microphone in real time.
  • the step of obtaining the audio feature information corresponding to the audio data by parsing the audio data comprises:
  • the audio frequency in the time domain is acquired, and the most frequently occurring audio frequency is used as the audio frequency of the audio data in the time domain.
  • the method further includes:
  • the motor vibration is controlled in accordance with the obtained motor vibration intensity.
  • a device for controlling motor vibration by using audio comprising a relationship establishing module, a data sampling adapting module, a data processing module and a motor control module, wherein:
  • the relationship establishing module is configured to: establish a correspondence between audio feature information and a motor vibration duration
  • the data sampling adaptation module is configured to: obtain audio data used to control motor vibration;
  • the data processing module is configured to: obtain audio feature information corresponding to the audio data by parsing the audio data, and determine a motor vibration duration corresponding to the audio feature information according to the correspondence relationship;
  • the motor control module is configured to control motor vibration according to the duration of the motor vibration.
  • the audio feature information includes an audio amplitude and/or an audio frequency
  • the relationship establishing module is configured to establish a correspondence between the audio feature information and the motor vibration duration according to the following manner:
  • the data sampling adaptation module is configured to obtain audio data for controlling motor vibration as follows:
  • the vibration event of the terminal is detected in real time, and the audio data is acquired when the vibration event is detected, wherein the vibration event includes an event of the terminal incoming call, an event of the terminal microphone recording the audio file in real time, and the audio data is from the pre-stored audio of the terminal.
  • the data processing module is configured to obtain audio feature information corresponding to the audio data by parsing the audio data as follows:
  • the audio frequency in the time domain is acquired, and the most frequently occurring audio frequency is used as the audio frequency of the audio data in the time domain.
  • the relationship establishing module is further configured to: pre-divide the motor vibration intensity into several levels corresponding to different audio amplitudes, and form a mapping between the audio amplitude and the motor vibration intensity. table;
  • the data processing module is further configured to: after obtaining the corresponding audio amplitude by parsing the audio data, searching for a motor vibration intensity corresponding to the audio amplitude in the mapping table;
  • the motor control module is further configured to control motor vibration in accordance with the obtained motor vibration intensity.
  • a computer program comprising program instructions that, when executed by a computer, cause the computer to perform the above-described method of controlling motor vibration using audio.
  • the embodiment of the invention realizes the control of the audio on the terminal motor through software, realizes diversified vibration of the motor, and improves the user experience of the terminal vibration.
  • FIG. 1 is a structural diagram of an audio and motor module provided by the related art
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a method for controlling motor vibration using audio according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a block diagram of a device for controlling motor vibration using audio according to an embodiment of the present invention. and a schematic diagram of a position in the system;
  • FIG. 4 is a software flow diagram of controlling motor vibration using audio provided by an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a method for controlling motor vibration using audio according to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, including:
  • Step S201 Establish a correspondence between the audio feature information and the motor vibration duration.
  • the audio feature information includes an audio amplitude and/or an audio frequency.
  • the audio amplitude weight coefficient and/or the audio frequency weight coefficient are determined according to the known audio amplitude and/or audio frequency and the corresponding motor vibration duration, and the audio amplitude weight coefficient and/or audio is utilized.
  • the frequency weight coefficient establishes the correspondence between the audio amplitude and/or the audio frequency and the motor vibration duration.
  • the audio amplitude weight coefficient and/or the audio frequency weight coefficient are first determined by experimental data, and then the determined audio amplitude weight coefficient and/or audio frequency weight coefficient are used to obtain audio amplitude and/or audio.
  • the correspondence between the frequency and the duration of the motor vibration are first determined by experimental data, and then the determined audio amplitude weight coefficient and/or audio frequency weight coefficient are used to obtain audio amplitude and/or audio.
  • Step S202 Acquire audio data for controlling motor vibration.
  • detecting a vibration event of the terminal in real time such as a terminal incoming call event (such as an incoming call, receiving a short message/MMS/IM message, an alarm reminder, etc.), an event in which the terminal microphone records an audio file in real time, and the like, and detecting a vibration event When the audio data is acquired.
  • the embodiment of the present invention is not limited to the source of the audio data.
  • the source of the audio data may be an audio file pre-stored by the terminal, or may be an audio file recorded by the terminal microphone in real time.
  • the audio data is mono data, and if it is mono data, perform subsequent processing directly; otherwise, extract data of one channel as audio data for controlling motor vibration, and then perform subsequent processing.
  • Step S203 Obtain corresponding audio feature information by parsing the audio data, and determine a motor vibration duration corresponding to the audio feature information.
  • the step of acquiring the audio amplitude includes: sampling audio amplitudes in a certain time domain (for example, 0.5S, 1S, 1.5S, 2S) of the audio data to obtain a plurality of sampled audio amplitudes, and using the plurality of Performing a polynomial interpolation calculation on the sampled audio amplitude to obtain a polynomial function in the time domain with respect to the audio amplitude, and finally using the audio amplitude corresponding to the intermediate time point in the time domain in the polynomial function as the audio data at the time The audio amplitude within the domain.
  • a certain time domain for example, 0.5S, 1S, 1.5S, 2S
  • the step of acquiring the audio frequency comprises: acquiring an audio frequency in the time domain by using a fast Fourier algorithm, and using an audio frequency having the most occurrence as an audio frequency of the audio data in the time domain.
  • the corresponding relationship between the audio characteristic information and the motor vibration duration determines the motor vibration duration corresponding to the audio amplitude and/or the audio frequency in the time domain.
  • Step S204 Control the motor vibration according to the determined duration of the motor vibration.
  • the motor vibration condition in the subsequent time domain can be determined by repeating steps S203 and S204.
  • the embodiment can not only ensure the service life of the motor by controlling the vibration duration of the motor, but also can realize the diversified vibration of the motor through the following steps.
  • the specific steps include:
  • the motor vibration intensity is pre-divided into several levels, each level corresponding to a different audio amplitude, thereby forming a mapping table between the audio amplitude and the motor vibration intensity. After the audio data is parsed to obtain the corresponding audio amplitude, the motor vibration intensity corresponding to the audio amplitude is searched in the mapping table, and the motor vibration is controlled in accordance with the obtained motor vibration intensity.
  • FIG. 3 is a block diagram of a device for controlling motor vibration using audio according to an embodiment of the present invention, and its position in the system.
  • the device is disposed in an audio module structure (including a user layer 111, an audio driver 112, The audio hardware 123) and the motor module structure (including the user layer 121, the motor driver 122, and the motor hardware layer 123) include: a relationship establishing module (not shown), a data sampling adapting module 31, and a data processing module 32.
  • motor control module 33 among them:
  • the relationship establishing module is configured to: establish a correspondence between the audio feature information and the motor vibration duration, specifically, the audio feature information includes an audio amplitude and/or an audio frequency, and the relationship establishing module follows the known audio amplitude and/or Or an audio frequency and a corresponding motor vibration duration, determining an audio amplitude weight coefficient and/or an audio frequency weight coefficient, and using the audio amplitude weight coefficient and/or the audio frequency weight coefficient to obtain an audio amplitude and/or Correspondence between audio frequency and motor vibration duration.
  • the relationship establishing module may be further configured to: establish a mapping table between the audio amplitude and the motor vibration intensity, specifically, pre-divide the motor vibration intensity into several levels corresponding to different audio amplitudes, thereby forming a A mapping table between the audio amplitude and the motor vibration intensity.
  • the data sampling and adapting module 31 is configured to: acquire audio data for controlling motor vibration, specifically, the data sampling and adapting module 31 detects a vibration event of the terminal in real time, such as a terminal incoming call event, and the terminal microphone records the audio in real time. The event of the file, etc., and when the shock event is detected, the audio data (the audio stream of different sources) is acquired, and the audio data can be collected from the existing audio file or the real-time MIC.
  • the data sampling and adapting module 31 determines the location Whether the audio data is mono data, if it is mono data, the subsequent processing is directly performed; otherwise, the data of one channel is extracted as the audio data for controlling the motor vibration, and then the subsequent processing is performed.
  • the data sampling adaptation module 31 is mainly responsible for collecting and simple processing of audio data (for example, extracting data of one channel), adapting normal audio file stream data and stream data of microphone recording.
  • the data processing module 32 is configured to: obtain the corresponding audio feature information by parsing the audio data, and determine a motor vibration duration corresponding to the audio feature information, specifically, the data processing module 32 pairs the audio
  • the audio amplitude in a certain time domain of the data is sampled to obtain a plurality of sampled audio amplitudes, and the polynomial interpolation calculation is performed by using the plurality of sampled audio amplitudes to obtain a polynomial function about the audio amplitude in the time domain, by using the polynomial function, Taking the audio amplitude corresponding to the intermediate time point in the time domain as the audio amplitude of the audio data in the time domain; and/or acquiring the audio frequency in the time domain by using a fast Fourier algorithm, and the number of occurrences The most audio frequency is used as the audio frequency of the audio data in the time domain; after the audio amplitude and/or audio frequency in the time domain is obtained, the audio feature information established by the relationship establishing module and the motor vibration duration are Correspond
  • the motor control module 33 is configured to: control the motor vibration according to the motor vibration duration, and optionally, the motor vibration tempo according to the motor vibration intensity. In other words, the motor control module 33 utilizes the acquired vibration intensity and duration to control motor vibration.
  • This embodiment does not rely on specific hardware and audio data sources, and can use the software to process the pcm data in real time to control the vibration behavior of the motor to solve the motor vibration effect by simulating the rhythm of various audios.
  • Step 1 Define a mapping relationship.
  • the audio amplitude of the audio pcm data corresponds to the vibration intensity of the motor, and the vibration time of the motor is determined by a binary function of the audio frequency and amplitude.
  • the audio amplitude is directly from the audio pcm data Acquired, the audio frequency is obtained by a Fast Fourier Transform (FFT) algorithm.
  • FFT Fast Fourier Transform
  • Step 2 The motor vibration intensity can be achieved by controlling the input current value of the motor, and the drive layer can provide the interface.
  • the drive layer provides an adjustment motor current interface that the application calls to control the motor vibration intensity, wherein the motor vibration intensity is divided into several levels, such as three or more.
  • Step 3 Acquire audio PCM data.
  • the data can be obtained by having an audio file already existed, or it can be sourced from the microphone and the live recording data.
  • Step 4 Extract the mono data from the acquired pcm data for processing.
  • an interpolation algorithm (such as Lagrangian interpolation algorithm, Newton interpolation algorithm, etc.) is used to implement audio data. Processing, taking a point for every 100 ms of the pcm point in a certain time domain (for example, 1s), and then performing a polynomial interpolation to find an interpolation function (ie, a polynomial function), and taking an amplitude of 500 ms according to the interpolation function.
  • the input mapping function obtains the corresponding motor vibration intensity (or finds the motor vibration intensity corresponding to the amplitude by looking up the mapping table).
  • the frequency at which the intermediate point of the data is obtained using the FFT algorithm.
  • the corresponding vibration duration ( ⁇ 1 s) is obtained, and the vibration intensity and duration of the motor in 1 s are thus determined.
  • the audio data is then subdivided at 1 s time intervals to achieve diversified control of the motor.
  • the algorithm can also avoid over-switching the motor as much as possible in every 1 s calculation, so that the life of the motor is reduced.
  • the interpolation algorithm can simulate the audio playback mode as much as possible to synchronize the audio rhythm and motor vibration to improve the user experience.
  • the CPU of the mobile terminal preferably has a dual core or more CPU, and the memory preferably has a RAM of 1 G or more.
  • the monotonic data extracted from the pcm data of the audio data is used to control the vibration intensity and the duration of the vibration of the motor.
  • the audio data source can be an existing audio file, or it can be real-time audio pcm data, such as real-time pcm recorded from a microphone. Data sampling. It does not depend on specific hardware, and it is easy to smoothly migrate between various mobile terminal operating systems (OS). At the same time, taking into account the service life of the motor, by processing the pcm data, as much as possible, while ensuring the vibration rhythm, the number of motor switches and the duration of the motor vibration are reduced.
  • OS mobile terminal operating systems
  • the amplitude, frequency, and channel parameters of the PCM data are fully considered to realize the full reflection of the motor vibration to the change of the audio rhythm, and the rhythm of the audio data is expressed in a vibrating manner in an efficient and real-time manner.
  • 4 is a software flow diagram of controlling motor vibration using audio according to an embodiment of the present invention. Before acquiring an audio file, the following steps are included:
  • Step 1.1 The amplitude of the pcm data is divided into several levels, which respectively correspond to the different vibration intensities of the motor, that is, the mapping relationship between the amplitude and the vibration intensity is obtained.
  • the third level is taken as an example, that is, the amplitude of the pcm data is divided into three levels.
  • the motor does not vibrate when the amplitude is [0, 0.3]
  • the motor weakly vibrates when the amplitude is [0.3, 0.6]
  • the motor vibrates when the amplitude is [0.6, 1].
  • Step 1.2 Establish a correspondence relationship between the motor vibration duration and the amplitude and/or frequency of the pcm data.
  • This embodiment takes as an example a binary relationship function for establishing the motor vibration duration and the amplitude and frequency of the pcm data, and the binary relationship function is used.
  • Experimental data of sine waves with different rated frequencies at different amplitudes can be obtained, and the frequency is selected between 20HZ-20KHZ.
  • the resulting binary relational function is as follows:
  • A is the audio amplitude and is the audio frequency
  • m is the audio amplitude weight system
  • n is the audio frequency weight coefficient
  • Step 2.0 The motor drive provides an interface function that controls the motor vibration intensity.
  • Step S401 Acquire an audio file.
  • Step S402 Acquire information such as a PCM data format, a sampling rate, a channel, and the like of the audio file.
  • Step S403 Acquire PCM data (audio data), determine whether the PCM data is two-channel data, if it is two-channel data, execute step S404, if it is mono data, use it directly, and perform step S405.
  • Step S404 Extract data usage of one of the channels, and execute step S405.
  • Step S405 Acquire PCM data in the 1s time domain.
  • Step S406 determining whether the data acquisition is successful, and if successful, performing step S407 and the step S408, otherwise step S411 is performed.
  • Step S407 Analyze the PCM data in the 1 s time domain for controlling the motor vibration, and acquire the amplitude in the 1 s time domain.
  • a sample point is extracted every 100 ms, and 10 sample points are obtained, and polynomial interpolation calculation is performed to obtain a polynomial function in the region, and the amplitude corresponding to the time domain intermediate value point is obtained according to the function. As the amplitude in the 1s time domain.
  • Step S408 Parse the PCM data in the 1s time domain for controlling the motor vibration, and acquire the frequency in the 1s time domain.
  • the FFT algorithm is used to obtain the frequency with the most frequent occurrence frequency as the frequency in the 1s time domain.
  • Step S409 input the amplitude acquired in step S407 into the mapping relationship of step 1.1 to obtain the motor vibration intensity in the 1s time domain; and input the frequency and amplitude obtained in steps S407 and S408 as parameters into the step 1.2.
  • the motor vibration duration in the 1s time domain is obtained.
  • Step S410 Control the motor vibration according to the interface function described in step 2.0 according to the motor vibration intensity and duration in the 1s time domain.
  • step 2.0 With the input of the PCM data, by repeating steps S405-S410, the motor vibration intensity and duration in the corresponding time domain are obtained, and the interface function of step 2.0 is invoked to control the motor vibration.
  • the software of the embodiment of the present invention implements the correspondence between the audio curve and the motor vibration by using the polynomial interpolation and the FFT algorithm.
  • Other software solutions are also included in the scope of the requirements of the embodiments of the present invention, and the implementation manner of the invention can be implemented in Android, IOS, Mobile operating systems such as Windows Mobile are directly ported smoothly.
  • Embodiments of the present invention also disclose a computer program comprising program instructions that, when executed by a computer, cause the computer to perform the above-described method of controlling motor vibration using audio.
  • the embodiment of the invention also discloses a carrier carrying the above computer program.
  • the embodiment of the present invention processes the PCM data in real time by software to drive the motor vibration, can be applied on any terminal without relying on proprietary hardware, and has high real-time, portability and feasibility, and is a major innovation of related technologies;
  • the motor vibration realized by the software method has an audio rhythm and brings a brand new user experience to the user.
  • the embodiment of the invention realizes the control of the audio on the terminal motor through software, realizes diversified vibration of the motor, and improves the user experience of the terminal vibration. Therefore, the present invention has strong industrial applicability.

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Abstract

一种利用音频控制马达震动的方法及装置，所述方法包括：建立音频特征信息与马达震动时长的对应关系（S201）；获取用来控制马达震动的音频数据（S202）；通过解析所述音频数据，得到相应的音频特征信息，并确定所述音频特征信息对应的马达震动时长（S203）；按照所确定的马达震动时长，控制马达震动（S204）。所述技术方案实时处理音频数据，从而驱动马达震动，不依赖于专有硬件，可在任何终端上应用，具有高度的实时性、移植性和可行性，极高的提高了用户体验。

Description

一种利用音频控制马达震动的方法及装置 技术领域
本发明涉及利用音频控制终端马达震动的技术，特别涉及一种利用音频控制马达震动的方法及相关装置。
背景技术
移动终端的马达震动和音频播放是相对独立的功能。图1是相关技术提供的音频和马达模块结构图，如图1所示，通常，音频模块结构包含用户层111(用户播放器等应用以及框架层和硬件适配层)、音频驱动112、音频硬件123(编译码器codec,耳机，扬声器等硬件)。马达模块结构包含用户层121(马达相关应用及框架层和硬件适配层)、马达驱动122、马达硬件层123。
传统的终端马达震动方法和体验单一，或者依赖于音频编解码硬件的支持驱动马达多样化震动，本发明通过软件方式实现音频对终端马达的控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用音频控制马达震动的方法及装置，能更好地通过软件方式实现音频对终端马达的控制。
为解决上述技术问题，采用如下技术方案：
一种利用音频控制马达震动的方法，包括：
建立音频特征信息与马达震动时长的对应关系；
获取用来控制马达震动的音频数据；
通过解析所述音频数据，得到与所述音频数据相应的音频特征信息，并根据所述对应关系确定所述音频特征信息对应的马达震动时长；
按照所确定的马达震动时长，控制马达震动。
可选地，所述音频特征信息包括音频振幅和/或音频频率；
所述建立音频特征信息与马达震动时长的对应关系的步骤包括：
按照已知音频振幅和/或音频频率及相应得到的马达震动时长，确定音频振幅权值系数和/或音频频率权值系数；
利用所述音频振幅权值系数和/或音频频率权值系数，得到音频振幅和/或音频频率与马达震动时长的对应关系。
可选地，所述获取用来控制马达震动的音频数据的步骤包括：
实时检测终端的震动事件，并当检测到震动事件时，获取所述音频数据；
其中，所述震动事件包括终端来电事件、终端麦克实时录制音频文件的事件；
其中，所述音频数据来自终端的预存音频文件或终端麦克实时录制的音频文件。
可选地，所述通过解析所述音频数据，得到与所述音频数据相应的音频特征信息的步骤包括：
对所述音频数据的一时域内的音频振幅进行采样，得到多个采样音频振幅；利用所述多个采样音频振幅进行多项式插值计算，得到所述时域内的关于音频振幅的多项式函数；利用所述多项式函数，将所述时域内的中间时间点对应的音频振幅作为所述音频数据在所述时域内的音频振幅；和/或，
利用快速傅里叶算法，获取所述时域内的音频频率，并将出现次数最多的音频频率作为所述音频数据在所述时域内的音频频率。
可选地，该方法还包括：
将马达震动强度预先划分为对应于不同音频振幅的若干等级，形成所述音频振幅与马达震动强度之间的映射表；
通过解析所述音频数据而得到与所述音频数据相应的音频振幅后，在所述映射表中查找对应于所述音频振幅的马达震动强度；
按照所得到的马达震动强度，控制马达震动。
一种利用音频控制马达震动的装置，包括关系建立模块、数据采样适配模块、数据处理模块及马达控制模块，其中：
所述关系建立模块设置成：建立音频特征信息与马达震动时长的对应关系；
所述数据采样适配模块设置成：获取用来控制马达震动的音频数据；
所述数据处理模块设置成：通过解析所述音频数据，得到与所述音频数据相应的音频特征信息，并根据所述对应关系确定所述音频特征信息对应的马达震动时长；
所述马达控制模块设置成：按照所述马达震动时长，控制马达震动。
可选地，所述音频特征信息包括音频振幅和/或音频频率；
所述关系建立模块设置成按照如下方式建立音频特征信息与马达震动时长的对应关系：
按照已知音频振幅和/或音频频率及相应得到的马达震动时长，确定音频振幅权值系数和/或音频频率权值系数，并利用所述音频振幅权值系数和/或音频频率权值系数，得到音频振幅和/或音频频率与马达震动时长的对应关系。
可选地，所述数据采样适配模块设置成按照如下方式获取用来控制马达震动的音频数据：
实时检测终端的震动事件，并当检测到震动事件时，获取所述音频数据，其中，所述震动事件包括终端来电事件、终端麦克实时录制音频文件的事件，所述音频数据来自终端的预存音频文件或终端麦克实时录制的音频文件。
可选地，所述数据处理模块设置成按照如下方式通过解析所述音频数据，得到与所述音频数据相应的音频特征信息：
对所述音频数据的某一时域内的音频振幅进行采样，得到多个采样音频振幅，利用所述多个采样音频振幅进行多项式插值计算，得到所述时域内的关于音频振幅的多项式函数，利用所述多项式函数，将所述时域内的中间时间点对应的音频振幅作为所述音频数据在所述时域内的音频振幅；和/或，
利用快速傅里叶算法，获取所述时域内的音频频率，并将出现次数最多的音频频率作为所述音频数据在所述时域内的音频频率。
可选地，所述关系建立模块还设置成：将马达震动强度预先划分为对应于不同音频振幅的若干等级，形成所述音频振幅与马达震动强度之间的映射 表；
所述数据处理模块还设置成：通过解析所述音频数据而得到相应的音频振幅后，在所述映射表中查找对应于所述音频振幅的马达震动强度；
所述马达控制模块还设置成：按照所得到的马达震动强度，控制马达震动。
一种计算机程序，包括程序指令，当该程序指令被计算机执行时，使得该计算机可执行上述的利用音频控制马达震动的方法。
一种载有上述计算机程序的载体。
与相关技术相比较，本发明技术方案的有益效果在于：
本发明实施例通过软件方式实现音频对终端马达的控制，实现马达多样化震动，提升终端震动的用户体验。
附图概述
图1是相关技术提供的音频和马达模块结构图；
图2是本发明实施例提供的利用音频控制马达震动的方法原理框图；
图3是本发明实施例提供的利用音频控制马达震动的装置框图及其在系统中的位置示意图；
图4是本发明实施例提供的利用音频控制马达震动的软件流程图。
本发明的较佳实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图2是本发明实施例提供的利用音频控制马达震动的方法原理框图，如图2所示，包括：
步骤S201：建立音频特征信息与马达震动时长的对应关系。
所述音频特征信息包括音频振幅和/或音频频率。
具体地说，按照已知音频振幅和/或音频频率及相应得到的马达震动时长，确定音频振幅权值系数和/或音频频率权值系数，并利用所述音频振幅权值系数和/或音频频率权值系数，建立音频振幅和/或音频频率与马达震动时长的对应关系。换句话说，首先通过实验数据确定音频振幅权值系数和/或音频频率权值系数，然后再利用所确定的音频振幅权值系数和/或音频频率权值系数，得到音频振幅和/或音频频率与马达震动时长的对应关系。
步骤S202：获取用来控制马达震动的音频数据。
具体地说，实时检测终端的震动事件，例如终端来电事件(例如来电呼叫、接收到短信/彩信/即时消息、闹钟提醒等)、终端麦克实时录制音频文件的事件等，并当检测到震动事件时，获取所述音频数据。本发明实施例不拘泥于音频数据的来源，所述音频数据的来源可以是终端预存的音频文件，也可以是终端麦克实时录制的音频文件。
可选地，需要判断所述音频数据是否是单声道数据，如果是单声道数据，则直接进行后续处理，否则提取其中一个声道的数据作为控制马达震动的音频数据，然后进行后续处理。
步骤S203：通过解析所述音频数据，得到相应的音频特征信息，并确定所述音频特征信息对应的马达震动时长。
所述音频振幅的获取步骤包括：对所述音频数据的某一时域(例如0.5S、1S、1.5S、2S内)内的音频振幅进行采样，得到多个采样音频振幅，并利用所述多个采样音频振幅进行多项式插值计算，得到所述时域内的关于音频振幅的多项式函数，最后将所述多项式函数中所述时域内的中间时间点对应的音频振幅作为所述音频数据在所述时域内的音频振幅。
所述音频频率的获取步骤包括：利用快速傅里叶算法，获取所述时域内的音频频率，并将出现次数最多的音频频率作为所述音频数据在所述时域内的音频频率。
在得到所述时域内的音频振幅和/或音频频率后，利用步骤S201中所建 立的音频特征信息与马达震动时长的对应关系，确定所述时域内的音频振幅和/或音频频率对应的马达震动时长。
步骤S204：按照所确定的马达震动时长，控制马达震动。
后续时域内的马达震动情况，可以通过重复步骤S203和步骤S204确定。
本实施例不仅可以通过控制马达震动时长，保证了马达使用寿命，还可以通过以下步骤，使马达实现多样化震动，具体步骤包括：
将马达震动强度预先划分为若干等级，每个等级对应于不同音频振幅，从而形成音频振幅与马达震动强度之间的映射表。在解析音频数据而得到相应的音频振幅后，在所述映射表中查找对应于所述音频振幅的马达震动强度，并按照所得到的马达震动强度，控制马达震动。
图3是本发明实施例提供的利用音频控制马达震动的装置框图及其在系统中的位置示意图，如图3所示，所述装置设置在音频模块结构(包括用户层111、音频驱动112、音频硬件123)和马达模块结构(包括用户层121、马达驱动122、马达硬件层123)之间，包括：关系建立模块(图中未示出)、数据采样适配模块31、数据处理模块32和马达控制模块33。其中：
所述关系建立模块设置成：建立音频特征信息与马达震动时长的对应关系，具体地说，所述音频特征信息包括音频振幅和/或音频频率，所述关系建立模块按照已知音频振幅和/或音频频率及相应得到的马达震动时长，确定音频振幅权值系数和/或音频频率权值系数，并利用所述音频振幅权值系数和/或音频频率权值系数，得到音频振幅和/或音频频率与马达震动时长的对应关系。可选地，所述关系建立模块还可以设置成：建立音频振幅和马达震动强度之间的映射表，具体地说，将马达震动强度预先划分为对应于不同音频振幅的若干等级，从而形成所述音频振幅与马达震动强度之间的映射表。
所述数据采样适配模块31设置成：获取用来控制马达震动的音频数据，具体地说，所述数据采样适配模块31实时检测终端的震动事件，例如终端来电事件、终端麦克实时录制音频文件的事件等，并当检测到震动事件时，获取所述音频数据(不同来源音频流)，音频数据既可以来自已有的音频文件也可以是实时的MIC采集数据。可选地，所述数据采样适配模块31判断所 述音频数据是否是单声道数据，如果是单声道数据，则直接进行后续处理，否则提取其中一个声道的数据作为控制马达震动的音频数据，然后进行后续处理。换句话说，所述数据采样适配模块31主要负责音频数据的收集和简单处理(例如提取一个声道的数据)，适配普通的音频文件流数据和麦克风录音的流数据。
所述数据处理模块32设置成：通过解析所述音频数据，得到相应的音频特征信息，并确定所述音频特征信息对应的马达震动时长，具体地说，所述数据处理模块32对所述音频数据的某一时域内的音频振幅进行采样，得到多个采样音频振幅，利用所述多个采样音频振幅进行多项式插值计算，得到所述时域内的关于音频振幅的多项式函数，利用所述多项式函数，将所述时域内的中间时间点对应的音频振幅作为所述音频数据在所述时域内的音频振幅；和/或利用快速傅里叶算法，获取所述时域内的音频频率，并将出现次数最多的音频频率作为所述音频数据在所述时域内的音频频率；在得到所述时域内的音频振幅和/或音频频率后，利用所述关系建立模块建立的音频特征信息与马达震动时长的对应关系，确定所述时域内的音频振幅和/或音频频率对应的马达震动时长，可选地，还可以利用所述音频振幅与马达震动强度之间的映射表，确定所述时域内的音频振幅对应的马达震动强度。换句话说，所述数据处理模块集成音频PCM数据(即音频数据)的重要算法，处理PCM数据，并转换成马达对应的震动强度和时长。
所述马达控制模块33设置成：按照所述马达震动时长，控制马达震动，可选地，还可以按照马达震动强度控制马达震动的节奏。换句话说，所述马达控制模块33利用获取的震动强度和时长来控制马达震动。
本实施例不依赖于特定硬件和音频数据来源，可以实时的利用软件对pcm数据进行处理控制马达的震动行为，以解决通过模拟各种音频的节奏来渲染马达震动效果。
具体工作步骤如下：
步骤一：定义一个映射关系。
音频pcm数据的音频振幅对应马达的震动强度，马达的震动时间由音频频率和振幅的二元函数确定。其中，所述音频振幅由音频pcm数据直接可以 获取，音频频率由快速傅里叶变换(FFT)算法获得。
步骤二：马达震动强度可以通过控制马达的输入电流值来实现，驱动层可以提供该接口。
具体地说，驱动层提供调节马达电流接口，应用程序调用此接口控制马达震动强度，其中，所述马达震动强度分若干等级，例如三级或以上。
步骤三：音频PCM数据的获取。
数据的获取可以是已经存在音频文件，也可以来源与麦克风的即时录音数据。
步骤四：从获取的pcm数据，提取单声道数据进行处理。
目前常用的音频采样率8kHZ-44.1kHZ，数据量很大。直接使用音频的曲线来控制会严重影响马达的使用寿命，所以需要进一步对数据进行抽象简化，本实施例采用插值算法(例如拉格朗日插值算法、牛顿插值算法等)来实现对音频数据的处理，对某一时域(以1s为例)内的pcm点每隔100ms取点，然后做一次多项式插值，求出插值函数(即多项式函数)，根据所述插值函数取时间在500ms时的振幅，输入映射函数获取对应的马达震动强度(或者通过查找映射表，找到与所述振幅对应的马达震动强度)。使用FFT算法获取数据中间点时的频率。使用获取的频率和/或振幅输入步骤一中的二元函数获取对应的震动时长(<1s)，1s内马达的震动强度和时长由此确定。如此对音频数据以1s时间间隔来细分，来达到对马达的多样化控制。该算法每隔1s计算的方式也可以尽可能避免过度开关马达，使马达的寿命减小。插值算法可以尽可能的仿真音频的播放方式以实现音频节奏和马达震动的同步，提高用户体验。
由于本实施例中有大量对pcm数据振幅、频率的及时处理，为了保证马达震动能够及时响应音频的变化，移动终端的CPU优选双核或以上的CPU，内存优选1G或以上的RAM。
本方案中利用从音频数据的pcm数据提取的单声道数据实现对马达的震动强度和震动时长的控制。不拘泥于音频数据来源，音频数据来源可以是已有的音频文件，也可以是实时的音频pcm数据，比如从麦克风录音的实时pcm 数据采样。不依赖于特定硬件，便于在各个移动终端操作系统(OS)之间平滑移植。同时考虑到马达的使用寿命，通过对pcm数据的处理，尽可能在保证震动节奏感的同时,减少马达开关次数和马达震动时长。数据处理中充分考虑PCM数据的振幅，频率，声道等参数以实现马达震动对音频节奏变化的充分体现，高效实时的以震动方式表现音频数据的节奏。图4是本发明实施例提供的利用音频控制马达震动的软件流程图，在获取音频文件前，还包括以下步骤：
步骤1.1：将pcm数据的振幅划分为若干等级，分别对应马达的不同震动强度，即得到关于振幅与振动强度的映射关系，本实施例以三级为例，即pcm数据的振幅划分为三级，分别对应马达三级震动强度，例如，振幅在[0,0.3]时马达不震动，振幅在[0.3,0.6]时马达弱震动，振幅在[0.6,1]时马达强震动。
步骤1.2：建立马达震动时长和pcm数据的振幅和/或频率的对应关系，本实施例以建立马达震动时长和pcm数据的振幅和频率的二元关系函数为例，所述二元关系函数使用不同额定频率的正弦波在不同振幅时的实验数据可以获取，频率在20HZ-20KHZ之间选取。假设得到的二元关系函数如下：
(1)
其中，A为音频振幅，为音频频率，m为音频振幅权值系统，n为音频频率权值系数。
步骤2.0：马达驱动提供控制马达震动强度接口函数。
如图4所示，利用音频控制马达震动的步骤如下：
步骤S401：获取音频文件。
步骤S402：获取音频文件的PCM数据格式、采样率、声道等信息。
步骤S403：获取PCM数据(音频数据)，判断PCM数据是否为双声道数据，如果是双声道数据，则执行步骤S404，如果是单声道数据则直接使用，执行步骤S405。
步骤S404：提取其中一个声道的数据使用，执行步骤S405。
步骤S405：获取1s时域内的PCM数据。
步骤S406：判断数据获取是否成功，若成功，则执行步骤S407和步骤 S408，否则执行步骤S411。
步骤S407：解析用来控制马达震动的1s时域内的PCM数据，获取1s时域内的振幅。
对在这段时间内的PCM数据每隔100ms抽取一个样本点，共取得10个样本点后进行多项式插值计算，获取所述区域内的多项式函数，根据该函数取时域中间值点对应的振幅作为所述1s时域内的振幅。
步骤S408：解析用来控制马达震动的1s时域内的PCM数据，获取1s时域内的频率。
在这1s时域内使用FFT算法获得出现频率次数最多的频率作为这1s时域内的频率。
步骤S409：将步骤S407中获取的振幅输入所述步骤1.1的映射关系中，取得所述1s时域内的马达震动强度；将步骤S407和步骤S408中获取的频率和振幅作为参数输入所述步骤1.2中确定的二元关系函数(1)中，获取所述1s时域内的马达震动时长。
步骤S410：按照所述1s时域内马达震动强度和时长调用步骤2.0所述的接口函数控制马达震动。
随着PCM数据的输入，通过重复步骤S405-S410，取得对应时域内马达震动强度和时长，调用步骤2.0的接口函数控制马达震动。
本发明实施例软件使用了多项式插值和FFT算法实现了音频曲线和马达震动的对应关系，其他软件方案也在本发明实施例要求的包含范围之内，且该发明实现方式可以在Android、IOS、Windows Mobile等移动操作系统直接平滑移植。
利用本发明实施例可以实现的如移动终端来电音频震动提醒，麦克风信号收集实时触发震动等利用音频来渲染震动的方案也在本专利要求范围之内。
本发明实施例还公开了一种计算机程序，包括程序指令，当该程序指令被计算机执行时，使得该计算机可执行上述的利用音频控制马达震动的方法。
本发明实施例还公开了一种载有上述计算机程序的载体。
本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
综上所述，本发明实施例具有以下技术效果：
本发明实施例以软件方式实时处理PCM数据来驱动马达震动，不依赖专有硬件，可在任何终端上应用，具有高度实时性、移植性和可行性，是对相关技术的一次重大革新；并且，软件方式实现的马达震动具有音频的节奏感，会给用户带来全新的用户体验。
尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。
工业实用性
本发明实施例通过软件方式实现音频对终端马达的控制，实现马达多样化震动，提升终端震动的用户体验。因此本发明具有很强的工业实用性。

Claims (12)

  1. 一种利用音频控制马达震动的方法，包括：
    建立音频特征信息与马达震动时长的对应关系；
    获取用来控制马达震动的音频数据；
    通过解析所述音频数据，得到与所述音频数据相应的音频特征信息，并根据所述对应关系确定所述音频特征信息对应的马达震动时长；
    按照所确定的马达震动时长，控制马达震动。
  2. 根据权利要求1所述的利用音频控制马达震动的方法，其中：
    所述音频特征信息包括音频振幅和/或音频频率；
    所述建立音频特征信息与马达震动时长的对应关系的步骤包括：
    按照已知音频振幅和/或音频频率及相应得到的马达震动时长，确定音频振幅权值系数和/或音频频率权值系数；
    利用所述音频振幅权值系数和/或音频频率权值系数，得到音频振幅和/或音频频率与马达震动时长的对应关系。
  3. 根据权利要求2所述的利用音频控制马达震动的方法，其中，所述获取用来控制马达震动的音频数据的步骤包括：
    实时检测终端的震动事件，并当检测到震动事件时，获取所述音频数据；
    其中，所述震动事件包括终端来电事件、终端麦克实时录制音频文件的事件；
    其中，所述音频数据来自终端的预存音频文件或终端麦克实时录制的音频文件。
  4. 根据权利要求2或3所述的利用音频控制马达震动的方法，其中，所述通过解析所述音频数据，得到与所述音频数据相应的音频特征信息的步骤包括：
    对所述音频数据的一时域内的音频振幅进行采样，得到多个采样音频振幅；利用所述多个采样音频振幅进行多项式插值计算，得到所述时域内的关于音频振幅的多项式函数；利用所述多项式函数，将所述时域内的中间时间 点对应的音频振幅作为所述音频数据在所述时域内的音频振幅；和/或，
    利用快速傅里叶算法，获取所述时域内的音频频率，并将出现次数最多的音频频率作为所述音频数据在所述时域内的音频频率。
  5. 根据权利要求4所述的利用音频控制马达震动的方法，该方法还包括：
    将马达震动强度预先划分为对应于不同音频振幅的若干等级，形成所述音频振幅与马达震动强度之间的映射表；
    通过解析所述音频数据而得到与所述音频数据相应的音频振幅后，在所述映射表中查找对应于所述音频振幅的马达震动强度；
    按照所得到的马达震动强度，控制马达震动。
  6. 一种利用音频控制马达震动的装置，包括关系建立模块、数据采样适配模块、数据处理模块及马达控制模块，其中：
    所述关系建立模块设置成：建立音频特征信息与马达震动时长的对应关系；
    所述数据采样适配模块设置成：获取用来控制马达震动的音频数据；
    所述数据处理模块设置成：通过解析所述音频数据，得到与所述音频数据相应的音频特征信息，并根据所述对应关系确定所述音频特征信息对应的马达震动时长；
    所述马达控制模块设置成：按照所述马达震动时长，控制马达震动。
  7. 根据权利要求6所述的利用音频控制马达震动的装置，其中：
    所述音频特征信息包括音频振幅和/或音频频率；
    所述关系建立模块设置成按照如下方式建立音频特征信息与马达震动时长的对应关系：
    按照已知音频振幅和/或音频频率及相应得到的马达震动时长，确定音频振幅权值系数和/或音频频率权值系数，并利用所述音频振幅权值系数和/或音频频率权值系数，得到音频振幅和/或音频频率与马达震动时长的对应关系。
  8. 根据权利要求7所述的利用音频控制马达震动的装置，其中，所述数据采样适配模块设置成按照如下方式获取用来控制马达震动的音频数据：
    实时检测终端的震动事件，并当检测到震动事件时，获取所述音频数据，其中，所述震动事件包括终端来电事件、终端麦克实时录制音频文件的事件，所述音频数据来自终端的预存音频文件或终端麦克实时录制的音频文件。
  9. 根据权利要求7或8所述的利用音频控制马达震动的装置，其中，所述数据处理模块设置成按照如下方式通过解析所述音频数据，得到与所述音频数据相应的音频特征信息：
    对所述音频数据的某一时域内的音频振幅进行采样，得到多个采样音频振幅，利用所述多个采样音频振幅进行多项式插值计算，得到所述时域内的关于音频振幅的多项式函数，利用所述多项式函数，将所述时域内的中间时间点对应的音频振幅作为所述音频数据在所述时域内的音频振幅；和/或，
    利用快速傅里叶算法，获取所述时域内的音频频率，并将出现次数最多的音频频率作为所述音频数据在所述时域内的音频频率。
  10. 根据权利要求9所述的利用音频控制马达震动的装置，其中：
    所述关系建立模块还设置成：将马达震动强度预先划分为对应于不同音频振幅的若干等级，形成所述音频振幅与马达震动强度之间的映射表；
    所述数据处理模块还设置成：通过解析所述音频数据而得到相应的音频振幅后，在所述映射表中查找对应于所述音频振幅的马达震动强度；
    所述马达控制模块还设置成：按照所得到的马达震动强度，控制马达震动。
  11. 一种计算机程序，包括程序指令，当该程序指令被计算机执行时，使得该计算机可执行权利要求1-5中任一项所述的利用音频控制马达震动的方法。
  12. 一种载有权利要求11所述计算机程序的载体。
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