CN105450193A - 音量调节的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种音量调节的方法和装置，将待播放音频信号在预设频率范围内进行分段，并提取相应频段内的音频子信号；根据预设的音量均衡规则对提取出的音频子信号进行音量值调整；将调整后的音频子信号叠加，以生成预处理音频信号；根据所述预处理音频信号的音量值和预设的目标音量值计算所述预处理音频信号对应的增益值；根据所述增益值调整所述预处理音频信号的音量值，并输出调整后的所述预处理音频信号，从而使得电视输出的音量保持不变，防止了电视切换频道或切换节目时音量发生突变的现象发生。

Description

音量调节的方法及装置

技术领域

本发明涉及音频播放技术领域，尤其涉及一种音量调节的方法及装置。

背景技术

目前，人们在观看电视的过程中，当电视频道之间发生切换时，或者某一频道中的电视节目与广告节目之间发生切换时，由于不同的频道或者节目源本身的调制度不同，因此会导致在切换时电视的音量突然变大或变小的情况产生，用户需要不断地调整电视音量以使得电视音量保持在合适的范围内，从而导致用户操作比较繁琐。

发明内容

本发明的主要目的在于解决电视切换频道或切换节目时音量突变的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种音量调节的方法，所述音量调节的方法包括以下步骤：

将待播放音频信号在预设频率范围内进行分段，并提取相应频段内的音频子信号；

根据预设的音量均衡规则对提取出的音频子信号进行音量值调整；

将调整后的音频子信号叠加，得到预处理音频信号；

根据所述预处理音频信号的音量值和预设的目标音量值计算所述预处理音频信号对应的增益值；

根据所述增益值调整所述预处理音频信号的音量值，并输出调整后的所述预处理音频信号。

优选地，所述根据预设的音量均衡规则对提取出的音频子信号进行音量值调整的步骤包括：

计算提取出的各所述音频子信号的音量值与平均音量值；

分别计算各所述音频子信号的音量值与所述平均音量值之间的差值的绝对值；

对大于或等于预设阈值的所述绝对值对应的音频子信号进行音量值调整，使调整后的音频子信号的音量值与平均音量值之间的差值的绝对值小于所述预设阈值。

优选地，所述对大于或等于预设阈值的所述绝对值对应的音频子信号进行音量值调整的步骤包括：

根据预设增益系数对大于或等于预设阈值的所述绝对值对应的音频子信号进行音量值调整。

优选地，所述将待播放音频信号在预设频率范围内进行分段，并提取相应频段内的音频子信号的步骤包括：

将待播放音频信号通过余弦调制滤波器组在预设频率范围内进行均匀分段，并提取相应频段内的音频子信号或者将待播放音频信号通过Gammatone滤波器组在预设频率范围内进行非均匀分段，并提取相应频段内的音频子信号。

优选地，所述预设频率范围为20Hz至20kHz。

此外，为了实现上述目的，本发明还提供一种音量调节的装置，所述音量调节的装置包括：

提取模块，用于将待播放音频信号在预设频率范围内进行分段，并提取相应频段内的音频子信号；

第一调整模块，用于根据预设的音量均衡规则对提取出的音频子信号进行音量值调整；

叠加模块，用于将调整后的音频子信号叠加，得到预处理音频信号；

计算模块，用于根据所述预处理音频信号的音量值和预设的目标音量值计算所述预处理音频信号对应的增益值；

第二调整模块，用于根据所述增益值调整所述预处理音频信号的音量值，并输出调整后的所述预处理音频信号。

优选地，所述第一调整模块包括：

第一计算单元，用于计算提取出的各所述音频子信号的音量值与平均音量值；

第二计算单元，用于分别计算各所述音频子信号的音量值与所述平均音量值之间的差值的绝对值；

调整单元，用于对大于或等于预设阈值的所述绝对值对应的音频子信号进行音量值调整，使调整后的音频子信号的音量值与平均音量值之间的差值的绝对值小于所述预设阈值。

优选地，所述调整单元具体用于根据预设增益系数对大于或等于预设阈值的所述绝对值对应的音频子信号进行音量值调整。

优选地，所述提取模块具体用于将待播放音频信号通过余弦调制滤波器组在预设频率范围内进行均匀分段，并提取相应频段内的音频子信号或者用于将待播放音频信号通过Gammatone滤波器组在预设频率范围内进行非均匀分段，并提取相应频段内的音频子信号。

优选地，所述预设频率范围为20Hz至20kHz。

本发明提供的音量调节的方法和装置，首先按照频段提取多路音频子信号，然后根据预设的音量均衡规则对满足条件的音频子信号进行音量值调整，以使得调整后的各路音频子信号之间的音量值较为均衡，再将调整后的音频子信号叠加以生成预处理音频信号，最后再根据计算的增益值对预处理音频信号进行音量值调整，以使得电视输出的音量保持不变，防止了电视切换频道或切换节目时音量发生突变的现象发生。

附图说明

图1为本发明音量调节的方法一实施例的流程示意图；

图2为图1中对音频子信号进行音量值调整的一实施例的细化流程示意图；

图3为本发明音量调节的装置一实施例的功能模块示意图；

图4为图3中第一调整模块的细化功能模块示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种音量调节的方法。

参照图1，图1为本发明音量调节的方法一实施例的流程示意图，该音量调节的方法包括以下步骤：

步骤S10，将待播放音频信号在预设频率范围内进行分段，并提取相应频段内的音频子信号；

本实施例中，待播放音频信号为电视机将要播放的音频信号，在其他实施例中，也可以为电脑、收音机等设备将要播放的音频信号。上述按照预设的频率提取音频子信号的方式可以根据实际需要进行选择，可以通过滤波器组将音频信号按照频率分段，分成多路音频子信号。人类听力频率范围为20Hz至20kHz，优选地，所述预设频率范围为20Hz至20kHz，可以在该范围内按照频率分段，频率分段的方式可以根据实际需要进行选择，例如可以采用均匀分段的方式，也可以采用非均匀分段的方式。本实施例中，按照预设的频率进行音频子信号提取的具体实施方式如下：

第一种实施方式如下，步骤S10包括：将待播放音频信号通过余弦调制滤波器组在预设频率范围(例如20Hz至20kHz)内进行均匀分段，并提取相应频段内的音频子信号。

第二种实施方式如下，步骤S10包括：将待播放音频信号通过Gammatone滤波器组在预设频率范围(例如20Hz至20kHz)内进行非均匀分段，并提取相应频段内的音频子信号。

步骤S20，根据预设的音量均衡规则对提取出的音频子信号进行音量值调整；

在本实施例中，通过预设的音量均衡规则对上述提取出的各路音频子信号进行音量值均衡处理，以使得各路音频子信号之间的音量值比较均衡。例如，可以预设一阈值MT，并计算提取出的各个音频子信号的音量值和平均值，将所有音量值与平均值的差值的绝对值大于或等于该阈值的音频子信号进行音量值缩小或增大处理，以使得各音频子信号的音量值和平均值的差值的绝对值均小于该阈值。

优选地，步骤S20的具体实施例如图2所示，步骤S20包括：

步骤S21，计算提取出的各所述音频子信号的音量值与平均音量值；

本实施例中，设共有N路音频子信号，这N路子信号的幅度值分别为x₁,x₂…x_N，各路音频子信号对应的音量值分别为M₁,M₂…M_N，各路音频子信号的音量值计算公式如下：

M_i＝20log|x_i|

设音频子信号的平均音量值为则平均音量值的计算公式如下：

$\stackrel{\‾}{M}=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{M}_i$

步骤S22，分别计算各所述音频子信号的音量值与所述平均音量值之间的差值的绝对值；

本实施例中，设各音频子信号的音量值与平均音量值之间的差值分别为D₁,D₂…D_N，则上述差值计算公式如下：

$D_i=M_i-\stackrel{\‾}{M}$

差值D_i的绝对值为：

$\left|D_i\right|=|M_i-\stackrel{\‾}{M}|$

步骤S23，对满足差值的绝对值|D_i|≥MT对应的音频子信号进行音量值调整，使调整后的音频子信号的音量值与平均音量值之间的差值的绝对值|D_i|<MT。

具体地，步骤S23包括：根据预设增益系数对满足|D_i|≥MT对应的音频子信号进行音量值调整，对于满足|D_i|<MT对应的音频子信号不需要进行音量值调整。

例如，当D_i≥MT时，需要对该差值所对应的音频子信号进行音量值调整，此时增益系数的范围为(0,1)，也就是需要将该差值所对应的音频子信号的音量值调小以使得该音频子信号的音量值与平均音量值之间的差值小于或等于MT。当D_i≤-MT时，需要对该差值所对应的音频子信号进行音量值调整，此时增益系数大于1，也就是需要将该差值所对应的音频子信号的音量值调大以使得D_i≥-MT。以上均为了使处理后满足|D_i|<MT。

步骤S30，将所有满足|D_i|<MT的音频子信号叠加，得到预处理音频信号；

由于本发明先对待播放音频信号在预设频率范围内进行分段，并提取相应频段内的音频子信号，然后分别判断各路音频子信号是否满足预设的音量均衡规则，若某一路或某些路音频子信号的音量值与多个音频子信号的平均值差异较大，则将所述某一路或某些路音频子信号进行音量值调整，调整后，再将各路音频子信号叠加生成预处理音频信号，之后再对预处理音频信号进行音量值调整，以使得电视音量保持不变。本发明提供的音量调节的方法能够使得各个频道的音量较为均衡，音效效果更好。例如，某一音频信号包含了一个较强烈的低频信号(如鼓声)，如果不采用本发明中的分频段对各路音频子信号进行音量值调整，而是直接对整个音频信号进行音量值调整的话，为了使得电视输出的音量保持平衡，则需要将音频信号的音量值进行压缩处理，在压缩低频段的同时，中高频段也被压缩(例如人声)，从而导致虽然电视输出的音量保持不变，但是人声变小，甚至使得用户听不到人声。相反，如果采用本发明中的分频段对各路音频子信号进行音量值调整，例如只对低频段音频信号进行压缩处理，即只减小鼓声，人声保持不变，因此电视输出的音效更好，更能满足用户的需求。

步骤S40，根据所述预处理音频信号的音量值和预设的目标音量值计算所述预处理音频信号对应的增益值；

本实施例中，设预处理音频信号的音量值为L，预设的目标音量值为N，设上述预处理音频信号对应的增益值为g，则增益值g的计算公式如下：

$g={10}^{\frac{N-L}{20}}$

本实施例中，上述目标音量值N可以为用户设定的期望音量值。

步骤S50，根据所述增益值调整所述预处理音频信号的音量值，并输出调整后的所述预处理音频信号。本实施例中，上述增益值是根据目标音量值N计算的，通过将预处理音频信号的音量值与上述增益值相乘，使得电视机输出的音量始终保持不变。

本发明提供的音量调节的方法，首先按照频段提取多路音频子信号，然后根据预设的音量均衡规则对满足条件的音频子信号进行音量值调整，以使得调整后的各路音频子信号之间的音量值较为均衡，再将调整后的音频子信号叠加以生成预处理音频信号，最后再根据计算的增益值对预处理音频信号进行音量值调整，以使得电视输出的音量保持不变，防止了电视切换频道或切换节目时音量发生突变的现象发生。

参照图3，图3为本发明音量调节的装置一实施例的功能模块示意图。

需要强调的是，对本领域的技术人员来说，图3所示功能模块图仅仅是一个较佳实施例的示例图，本领域的技术人员围绕图3所示的功能模块，可轻易进行新的功能模块的补充；各功能模块的名称是自定义名称，仅用于辅助理解各个程序功能块，不用于限定本发明的技术方案，本发明技术方案的核心是，各自定义名称的功能模块所要达成的功能。

本实施例提出一种音量调节的装置，包括：

提取模块10，用于将待播放音频信号在预设频率范围内进行分段，并提取相应频段内的音频子信号；

本实施例中，待播放音频信号为电视机将要播放的音频信号，在其他实施例中，也可以为电脑、收音机等设备将要播放的音频信号。上述按照预设的频率提取音频子信号的方式可以根据实际需要进行选择，可以通过滤波器组将音频信号按照频率分段，分成多路音频子信号。人类听力频率范围为20Hz至20kHz，优选地，所述预设频率范围为20Hz至20kHz，可以在该范围内按照频率分段，频率分段的方式可以根据实际需要进行选择，例如可以采用均匀分段的方式，也可以采用非均匀分段的方式。本实施例中，提取模块10按照预设的频率进行音频子信号提取的具体实施方式如下：

第一种实施方式中，所述提取模块10具体用于将待播放音频信号通过余弦调制滤波器组在预设频率范围(例如20Hz至20kHz)内进行均匀分段，并提取相应频段内的音频子信号。

第二种实施方式中，所述提取模块10具体用于将待播放音频信号通过Gammatone滤波器组在预设频率范围(例如20Hz至20kHz)内进行非均匀分段，并提取相应频段内的音频子信号。

第一调整模块20，用于根据预设的音量均衡规则对提取出的音频子信号进行音量值调整；

在本实施例中，通过预设的音量均衡规则对上述提取出的各路音频子信号进行音量值均衡处理，以使得各路音频子信号之间的音量值比较均衡。例如，可以预设一阈值MT，并计算提取出的各个音频子信号的音量值和平均值将所有音量值与平均值的差值的绝对值大于或者等于该阈值的音频子信号进行音量值缩小或增大处理，以使得各音频子信号的音量值和平均值的差值的绝对值均小于该阈值。

优选地，参照图4，第一调整模块20包括：

第一计算单元21，用于计算提取出的各所述音频子信号的音量值与平均音量值；

本实施例中，设共有N路音频子信号，这N路子信号的幅度值分别为x₁,x₂…x_N，各路音频子信号对应的音量值分别为M₁,M₂…M_N，各路音频子信号的音量值计算公式如下：

M_i＝20log|x_i|

设音频子信号的平均音量值为则平均音量值的计算公式如下：

$\stackrel{\&OverBar;}{M}=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{M}_i$

第二计算单元22，用于分别计算各所述音频子信号的音量值与所述平均音量值之间的差值的绝对值；

本实施例中，设各音频子信号的音量值与平均音量值之间的差值分别为D₁,D₂…D_N，则上述差值计算公式如下：

$D_i=M_i-\stackrel{\&OverBar;}{M}$

差值D_i的绝对值为：

$\left|D_i\right|=|M_i-\stackrel{\&OverBar;}{M}|$

调整单元23，对满足差值的绝对值|D_i|≥MT对应的音频子信号进行音量值调整，使调整后的音频子信号的音量值与平均音量值之间的差值的绝对值|D_i|<MT。

具体地，所述调整单元23具体用于根据预设增益系数对满足|D_i|≥MT对应的音频子信号进行音量值调整，对于满足|D_i|<MT对应的音频子信号不需要进行音量值调整。

例如，当D_i≥MT时，需要对该差值所对应的音频子信号进行音量值调整，此时增益系数的范围为(0,1)，也就是需要将该差值所对应的音频子信号的音量值调小以使得该音频子信号的音量值与平均音量值之间的差值小于或等于MT。当D_i≤-MT时，需要对该差值所对应的音频子信号进行音量值调整，此时增益系数大于1，也就是需要将该差值所对应的音频子信号的音量值调大以使得D_i≥-MT。以上均为了使处理后满足|D_i|<MT。

叠加模块30，用于将所有满足|D_i|<MT的音频子信号叠加，得到预处理音频信号；

由于本发明先对待播放音频信号在预设频率范围内进行分段，并提取相应频段内的音频子信号，然后分别判断各路音频子信号是否满足预设的音量均衡规则，若某一路或某些路音频子信号的音量值与多个音频子信号的平均值差异较大，则将所述某一路或某些路音频子信号进行音量值调整，调整后，再将各路音频子信号叠加生成预处理音频信号，之后再对预处理音频信号进行音量值调整，以使得电视音量保持不变。本发明提供的音量调节的方法能够使得各个频道的音量较为均衡，音效效果更好。例如，某一音频信号包含了一个较强烈的低频信号(如鼓声)，如果不采用本发明中的分频段对各路音频子信号进行音量值调整，而是直接对整个音频信号进行音量值调整的话，为了使得电视输出的音量保持平衡，则需要将音频信号的音量值进行压缩处理，在压缩低频段的同时，中高频段也被压缩(例如人声)，从而导致虽然电视输出的音量保持不变，但是人声变小，甚至使得用户听不到人声。相反，如果采用本发明中的分频段对各路音频子信号进行音量值调整，例如只对低频段音频信号进行压缩处理，即只减小鼓声，人声保持不变，因此电视输出的音效更好，更能满足用户的需求。

计算模块40，用于根据所述预处理音频信号的音量值和预设的目标音量值计算所述预处理音频信号对应的增益值；

本实施例中，设预处理音频信号的音量值为L，设预设的目标音量值为N，设上述预处理音频信号对应的增益值为g，则增益值g的计算公式如下：

$g={10}^{\frac{N-L}{20}}$

本实施例中，上述目标音量值N可以为用户设定的期望音量值。

第二调整模块50，用于根据所述增益值调整所述预处理音频信号的音量值，并输出调整后的所述预处理音频信号。本实施例中，上述增益值是根据目标音量值N计算的，通过将预处理音频信号的音量值与上述增益值相乘，使得电视机输出的音量始终保持不变。

本发明提供的音量调节的装置，首先按照频段提取多路音频子信号，然后根据预设的音量均衡规则对满足条件的音频子信号进行音量值调整，以使得调整后的各路音频子信号之间的音量值较为均衡，再将调整后的音频子信号叠加以生成预处理音频信号，最后再根据计算的增益值对预处理音频信号进行音量值调整，以使得电视输出的音量保持不变，防止了电视切换频道或切换节目时音量发生突变的现象发生。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种音量调节的方法，其特征在于，所述音量调节的方法包括以下步骤：

将待播放音频信号在预设频率范围内进行分段，并提取相应频段内的音频子信号；

根据预设的音量均衡规则对提取出的音频子信号进行音量值调整；

将调整后的音频子信号叠加，得到预处理音频信号；

根据所述预处理音频信号的音量值和预设的目标音量值计算所述预处理音频信号对应的增益值；

根据所述增益值调整所述预处理音频信号的音量值，并输出调整后的所述预处理音频信号。

2.如权利要求1所述的音量调节的方法，其特征在于，所述根据预设的音量均衡规则对提取出的音频子信号进行音量值调整的步骤包括：

计算提取出的各所述音频子信号的音量值与平均音量值；

分别计算各所述音频子信号的音量值与所述平均音量值之间的差值的绝对值；

对大于或等于预设阈值的所述绝对值对应的音频子信号进行音量值调整，使调整后的音频子信号的音量值与平均音量值之间的差值的绝对值小于所述预设阈值。

3.如权利要求2所述的音量调节的方法，其特征在于，所述对大于或等于预设阈值的所述绝对值对应的音频子信号进行音量值调整的步骤包括：

根据预设增益系数对大于或等于预设阈值的所述绝对值对应的音频子信号进行音量值调整。

4.如权利要求1所述的音量调节的方法，其特征在于，所述将待播放音频信号在预设频率范围内进行分段，并提取相应频段内的音频子信号的步骤包括：

将待播放音频信号通过余弦调制滤波器组在预设频率范围内进行均匀分段，并提取相应频段内的音频子信号或者将待播放音频信号通过Gammatone滤波器组在预设频率范围内进行非均匀分段，并提取相应频段内的音频子信号。

5.如权利要求4所述的音量调节的方法，其特征在于，所述预设频率范围为20Hz至20kHz。

6.一种音量调节的装置，其特征在于，所述音量调节的装置包括：

提取模块，用于将待播放音频信号在预设频率范围内进行分段，并提取相应频段内的音频子信号；

第一调整模块，用于根据预设的音量均衡规则对提取出的音频子信号进行音量值调整；

叠加模块，用于将调整后的音频子信号叠加，得到预处理音频信号；

计算模块，用于根据所述预处理音频信号的音量值和预设的目标音量值计算所述预处理音频信号对应的增益值；

第二调整模块，用于根据所述增益值调整所述预处理音频信号的音量值，并输出调整后的所述预处理音频信号。

7.如权利要求6所述的音量调节的装置，其特征在于，所述第一调整模块包括：

第一计算单元，用于计算提取出的各所述音频子信号的音量值与平均音量值；

第二计算单元，用于分别计算各所述音频子信号的音量值与所述平均音量值之间的差值的绝对值；

调整单元，用于对大于或等于预设阈值的所述绝对值对应的音频子信号进行音量值调整，使调整后的音频子信号的音量值与平均音量值之间的差值的绝对值小于所述预设阈值。

8.如权利要求7所述的音量调节的装置，其特征在于，所述调整单元具体用于根据预设增益系数对大于或等于预设阈值的所述绝对值对应的音频子信号进行音量值调整。

9.如权利要求6所述的音量调节的装置，其特征在于，所述提取模块具体用于将待播放音频信号通过余弦调制滤波器组在预设频率范围内进行均匀分段，并提取相应频段内的音频子信号或者用于将待播放音频信号通过Gammatone滤波器组在预设频率范围内进行非均匀分段，并提取相应频段内的音频子信号。

10.如权利要求6所述的音量调节的装置，其特征在于，所述预设频率范围为20Hz至20kHz。