专利名称：音量管理系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种音量管理系统及方法，特别是涉及一种通过管理音量管理系统的音量从而保护听力的系统及方法。
背景技术：
随着数字产品的发展，手持音频播放设备得到广泛应用。然而，在噪音比较大的环境中，会导致用户很难听到渴望的音频信号，因为噪音会掩盖用户渴望听到的音频信号。
为了解决该问题，市场上出现了许多音量控制系统及方法。如美国专利商标局于2003年7月3日公开的US 2003/0123680号专利申请文件，其揭露了一种音量控制系统及方法。该音量控制系统包括一扬声器、一音量控制单元、一解码单元、一用户选择单元、一噪音感应器、一音量设定表及一微控制器；该音量控制单元用于输出一音量控制信号；该解码单元响应该音量控制信号以调节音量控制值，并输出一音量控制值被调节后的声音信号到该扬声器；该用户选择单元选择一音量自动控制功能；该噪音感应器感应外部噪音；该音量设定表列出了各噪音值对应的音量控制值；该微控制器基于该感应的外部噪音确定一噪音值，从该音量设定表中读取该被确定的噪音值对应的音量控制值，及控制该音量控制单元以调节该音量控制值。该音量控制方法包括步骤存储一音量设定表，该音量设定表列出了各噪音值对应的音量控制值；感应外部噪音；确定该外部噪音的噪音水平；及基于该音量设定表，根据该被确定的噪音值调节该音量控制值。即如果外部噪音增加，则输出声音的音量控制值随之增加。
在噪音比较大的环境中，用户为了能够听到渴望的音频信号，就会增大音量控制值。另外，用户在收听快节奏音乐时，也会将音量控制值调到很大。然而，用户都存在一个听力生理极限，即响度不适级(Loudness Discomfort Level，LDL)，如果用户的耳朵长时间暴露在超过该响度不适级的环境下，则会对该用户的听力造成伤害。
发明内容有鉴于此，有必要提供一种音量管理系统及方法，计算一预设时间段内的音频能量累积值，当该音频能量累积值达到用户能够承受的极限值时，则输出一提示音，提醒用户调低当前音量控制值。
该音量管理系统包括一中央处理单元、一存储单元、一解码单元、一音量控制单元及一音量管理单元。该中央处理单元用于控制该音量管理系统中各单元的操作。该存储单元存储有多个音频数据。该解码单元读取并解码一音频数据生成一数字音频信号。该音量控制单元设定一当前音量控制值。该音量管理单元对该数字音频信号进行取样，获取一第一预设时间段内的多个振幅值；并从该音量控制单元获取该当前音量控制值；然后根据该多个振幅值及该当前音量控制值，计算该第一预设时间段内的音频能量累积值；当该音频能量累积值达到一默认值时，向该中央处理单元发送一命令信号，使得该中央处理单元响应该命令信号从而输出一提示音，以提醒用户调低当前音量控制值。
该音量管理方法包括下列步骤读取并解码一音频数据生成一数字音频信号。对该数字音频信号进行取样，获得该第一预设时间段内的多个振幅值。获取一当前音量控制值。根据该多个振幅值及该音量控制值，计算该第一预设时间段内的音频能量累积值。当该音频能量累积值达到一默认值时，发送一命令信号。响应该命令信号从而输出一提示音，以提醒用户调低该当前音量控制值。
相较于现有技术，所述的音量管理系统及方法计算该第一预设时间段内的音频能量累积值，当该音频能量累积值达到用户能够承受的极限值时，则输出一提示音，以提醒用户调低当前音量控制值，从而达到保护用户听力的目的。下面将结合附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是实施方式中本发明的音量管理系统的架构图。
图2是实施方式中本发明的音量管理单元的模块图。
图3是传统上播放音频数据的流程图。
图4是实施方式中本发明的音量管理方法的流程图。
具体实施方式如图1所示是本实施方式中音量管理系统的架构图。该音量管理系统1包括一中央处理单元10、一存储单元11、一解码单元12、一数/模转换器13、一音量控制单元14、一放大器15、一音频输出装置16及一音量管理单元17。该存储单元11存储有多个音频数据、解码程序及音量管理程序。该中央处理单元10控制该音量管理系统1中各单元的操作。该解码单元12读取一音频数据，并解码该音频数据产生一数字音频信号，然后将该数字音频信号传送至该数/模转换器13。该数/模转换器13将该数字音频信号转换为模拟音频信号，并将该模拟音频信号传送至该放大器15。该音量控制单元14设定一当前音量控制值。该放大器15根据该音量控制单元14设定的当前音量控制值将该模拟音频信号放大，并将放大后的模拟音频信号传送到该音频输出装置16。该音频输出装置16输出该模拟音频信号对应的声音。该音频输出装置16可为一耳机或一扬声器。该音量管理单元17获取该解码单元12输出的数字音频信号，对该数字音频信号进行取样，获取一第一预设时间段T1内的多个振幅值mi；并从该音量控制单元14获取一当前音量控制值V；然后根据该多个振幅值mi及该音量控制值V，应用一数学算法计算该第一预设时间段T1内的音频能量累积值Q，例如，该数学算法可为Q＝[∑(mi*V)2/N]1/2(其中，i从1到N)，Q表示该音频能量累积值，V表示当前音量控制值，N表示该第一预设时间段T1内获取该数字音频信号的振幅值mi的数目；并当该音频能量累积值Q达到一默认值K时(该默认值K为用户耳朵能够承受的音频能量累积值Q的极限值)，向该中央处理单元10发送一命令信号，使得该中央处理单元10响应该命令信号从而输出一提示音；另外，在一第二预设时间段T2内，如果该中央处理单元10未接收到用户调小该当前音量控制值的控制信号时，该音量管理单元17增加该提示音的音量控制值及/或提高该提示音的输出频率。
其中，输出提示音具体可为，该中央处理单元10响应该命令信号，从而控制该解码单元12从该存储单元11读取一提示音频数据；该解码单元12解码该提示音频数据产生一数字音频信号，然后将该数字音频信号传送至该数字模拟转换器13；该数字模拟转换器13将该数字音频信号转换为模拟音频信号，并将该模拟音频信号传送至该放大器15；该放大器15根据该音量控制单元14设定的当前音量控制值将该模拟音频信号放大，并将放大后的模拟音频信号传送到该音频输出装置16；该音频输出装置16输出该模拟音频信号对应的提示音，以提醒用户降低当前音量控制值。输出提示音具体还可为，中央处理单元10响应该命令信号从而执行一提示音频程序，生成一提示音频数据；该解码单元12解码该提示音频数据产生一数字音频信号，然后将该数字音频信号传送至该数字模拟转换器13；该数字模拟转换器13将该数字音频信号转换为模拟音频信号，并将该模拟音频信号传送至该放大器15；该放大器15根据该音量控制单元14设定的当前音量控制值将该模拟音频信号放大，并将放大后的模拟音频信号传送到该音频输出装置16；该音频输出装置16输出该模拟音频信号对应的提示音，以提醒用户降低当前音量控制值。
如图2所示是本实施方式中音量管理单元17的模块图。该音量管理单元17包括一取样模块20、一音量获取模块21、一计算模块22及一提示模块23。该取样模块20用于对该解码单元12输出的数字音频信号进行取样，获取该第一预设时间段T1内的多个振幅值mi。该音量获取模块21用于从该音量控制单元14获取一当前音量控制值V。该计算模块22用于在该控制单元11的控制下根据该多个振幅值mi及该音量控制值V，应用上述数学算法计算该第一预设时间段T1内的音频能量累积值Q。该提示模块23用于当该音频能量累积值Q达到该默认值K时，向该中央处理单元10发送一命令信号，使得该中央处理单元10响应该命令信号从而输出一提示音；并且在该第二预设时间段T2内，如果该中央处理单元10未接收到用户调小该当前音量控制值V的控制信号时，则该提示模块23增加该提示音的音量控制值及/或提高该提示音的输出频率。
如图3所示是传统上播放一音频数据的流程图。当用户选择一音频数据进行播放时，该中央处理单元10从该存储单元11中读取该音频数据(步骤S30)。该解码单元12在该中央处理单元10的控制下解码该音频数据产生一数字音频信号，并将该数字音频信号传送至该数/模转换器13(步骤S31)。该数/模转换器13将该数字音频信号转换为模拟音频信号，并将该模拟音频信号传送至该放大器15(步骤S32)。该放大器15根据当前音量控制值将该模拟音频信号放大，并将放大后的模拟音频信号传送到该音频输出装置16(步骤S33)。该音频输出装置16输出该模拟音频信号对应的声音(步骤S34)。
如图4所示是本实施方式中音量管理方法的流程图。在该中央处理单元10的控制下，该音量管理单元17获取该解码单元12输出的数字音频信号(步骤S40)。然后对该数字音频信号进行取样，获取该第一预设时间段T1内的多个振幅值mi(步骤S41)。并从该音量控制单元14获取一当前音量控制值V(步骤S42)。根据该多个振幅值mi及该音量控制值V，该音量管理单元17计算该第一预设时间段T1内的音频能量累积值Q(步骤S43)。判断该音频能量累积值Q是否达到一默认值K(步骤S44)。如果该音频能量累积值Q未达到一默认值K，流程返回步骤S40。如果该音频能量累积值Q达到一默认值K，向该中央处理单元10发送一命令信号(步骤S45)。该中央处理单元10响应该命令信号从而输出一提示音(步骤S46)，并开始计时(步骤S47)。该中央处理单元10侦测在该第二预设时间段T2内是否接收到用户调小该当前音量控制值的控制信号(步骤S48)。如果在该第二预设时间段T2内，该中央处理单元10未接收到用户调小该当前音量控制值的控制信号，该音量管理单元17增加该提示音的音量控制值及/或提高该提示音的输出频率(步骤S49)，然后流程返回步骤S47，该中央处理单元10重新计时；如果在该第二预设时间段T2内，该中央处理单元10接收到用户调小该当前音量控制值的控制信号，则该音量管理单元17调小该当前音量控制值(步骤S50)，然后流程返回步骤S40，即上述流程循环进行。其中，在输出该提示音的过程中，如果该中央处理单元10接收到用户关闭该提示音的控制信号，则该音量管理单元17驱动该中央处理单元10结束上述音量管理方法的流程。另外，当该中央处理单元10接收到一停止或暂停播放的控制信号时，亦结束上述音量管理方法的流程。
权利要求
1.一种音量管理系统，包括一中央处理单元、一解码单元及一音量控制单元，该解码单元获取一音频数据并解码该音频数据生成一数字音频信号，其特征在于，该系统还包括一音量管理单元，在该中央处理单元的控制下，对该解码单元输出的数字音频信号进行取样，获取一第一预设时间段内的多个振幅值，并从该音量控制单元获取一当前音量控制值，然后根据该多个振幅值及该音量控制值，计算该第一预设时间段内的音频能量累积值；及当该音频能量累积值达到一默认值时，向该中央处理单元发送一命令信号，使得该中央处理单元响应该命令信号从而输出一提示音。
2.如权利要求1所述的音量管理系统，其特征在于，该默认值为用户耳朵能够承受的音频能量累积值的极限值。
3.如权利要求1所述的音量管理系统，其特征在于，在一第二预设时间段内，如果该中央处理单元未接收到用户调小当前音量控制值的控制信号时，该音量管理单元增加该提示音的音量控制值及/或提高该提示音的输出频率。
4.如权利要求1所述的音量管理系统，其特征在于，输出提示音的方法可为，该中央处理单元响应该命令信号从而控制该解码单元从该存储单元读取一提示音频数据；该解码单元解码该提示音频数据产生一数字音频信号；该数/模转换器将该数字音频信号转换为模拟音频信号；该放大器根据该音量控制单元设定的当前音量控制值将该模拟音频信号放大；该音频输出装置输出该模拟音频信号对应的提示音。
5.如权利要求1所述的音量管理系统，其特征在于，输出提示音的方法可为，该中央处理单元响应该命令信号从而执行一提示音频程序，从而产生一提示音频数据；该解码单元解码该提示音频数据产生一数字音频信号；该数/模转换器将该数字音频信号转换为模拟音频信号；该放大器根据该音量控制单元设定的当前音量控制值将该模拟音频信号放大；该音频输出装置输出该模拟音频信号对应的提示音。
6.一种音量管理方法，其特征在于，包括步骤读取一音频数据并解码该音频数据生成一数字音频信号；对该数字音频信号进行取样，获得一预设时间段内的多个振幅值；获取一当前音量控制值；根据该多个振幅值及该音量控制值，计算该预设时间段内的音频能量累积值；当该音频能量累积值达到一默认值时，发送一命令信号；及响应该命令信号从而输出一提示音。
7.如权利要求6所述的音量管理方法，其特征在于，该默认值为用户耳朵能够承受的音频能量累积值的极限值。
8.如权利要求6所述的音量管理方法，其特征在于，在一第二预设时间段内未接收到用户调小当前音量控制值的控制信号时，则增加该提示音的音量及/或提高该提示音的输出频率。
9.如权利要求6所述的音量管理方法，其特征在于，输出提示音的方法可为，读取一提示音频数据；解码该提示音频数据产生一数字音频信号；将该数字音频信号转换为模拟音频信号；根据当前设定的音量控制值将该模拟音频信号放大；输出该模拟音频信号对应的提示音。
10.如权利要求6所述的音量管理方法，其特征在于，输出提示音的方法可为，执行一提示音频程序从而产生一提示音频数据；解码该提示音频数据产生一数字音频信号；将该数字音频信号转换为模拟音频信号；根据当前设定的音量控制值将该模拟音频信号放大；输出该模拟音频信号对应的提示音。
全文摘要
本发明提供了一种音量管理方法，包括下列步骤读取一音频数据并解码该音频数据生成一数字音频信号。对该数字音频信号进行取样，获得一预设时间段内的多个振幅值。获取一当前音量控制值。根据该多个振幅值及该音量控制值，计算该预设时间段内的音频能量累积值。当该音频能量累积值达到一默认值时，发送一命令信号。响应该命令信号从而输出一提示音，以提醒用户调低该当前音量控制值。本发明还提供一音量管理系统。该音量管理系统及方法用于当该音频能量累积值达到用户能够承受的极限值时，则自动调低当前音量控制值，从而达到保护用户听力的目的。
文档编号H03G3/20GK1941619SQ20051010006
公开日2007年4月4日 申请日期2005年9月30日 优先权日2005年9月30日
发明者谢冠宏, 王汉哲, 连文钏 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司