专利名称：一种普适计算环境下声源设备音量自动调节的方法
技术领域：
本发明涉及一种自动调节技术，特别是指一种声源设备音量自动调节的方法。
背景技术：
普适计算环境下，存在大量异构的声源设备，如PDA(个人数字代理)、智能手机、 数字化电视等。它们各自独立的为用户提供服务，这样的相互独立性，及工作无序性， 使它们工作时不可避免产生相互的干扰，导致用户声音舒适度下降。
为了更好的了解声音舒适度的概念，简单做一个介绍，普适空间环境的声音分为 两种，前景音及背景音(即噪音)。人对环境中整体声音大小所产生的舒适程度称为声 音舒适度。研究表明，人的声音舒适度随前景声音及背景音的大小变化的曲线均符合 正态分布，如图l所示。
为减少用户手动调节设备音量的工作，有些装置采用检测环境噪声值然后叠加一 个预设的常量输入到设备上作为设备的当前音量值，这样的方法简单易行，但只是单 方面对自身设备做调整。
目前已经出现了一种能够在环境和电话音量之间自动协调的方法。如申请号为 200610123264的发明专利，通过实时监测环境音量，当有电话接入时，检测环境音量 是否超过阈值常量，有则针对当前的环境音量及提前设定的影响通话的有声家电的工 作信息，通过相关软件进行分析，然后根据提前设定的调整音量幅度对家电的音量做 调整，如环境音量仍超过阈值，则对电话进行调整。
但是，上述方法对阈值的设定及各声源设备调整的音量幅度都只是简单的设置成 常量，且系统需要经过多次的检测调整。其次，上述方法没用考虑从用户本身因素出 发，并不适合普适计算环境下的以用户为中心的计算模式。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种普适计算环境下声源设备音量自动 调节的方法，能够根据不同用户对声音舒适度的不同要求做自适应的调整。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤
步骤一监测前景声音变化，启动用户识别，收集新用户对有效声音及环境声源 音量的要求信息；
首先通过音量检测设备，获得前景声音变化的信息，并启动用户识别。如果是已 经存在的用户则无需提示用户输入信息，如果识别出是新用户，则通过用户终端设备 提示用户输入信息。输入的要求信息包括最佳前景音量值的设定、最佳值可接受的波 动幅度的设定、背景音量最大值的设定及声音敏感度选择。最佳前景音量值是用于表 明用户在没有在背景音的情景下，使用声源设备时，最舒适的音量值。前景声音波动 幅度是用于表明用户对声源设备自动调节音量过后的可接受的变化幅度范围。背景音 量最大值是用于表明用户在使用声源设备时对环境中其他声音设备的最大可接受音量 值。声音敏感程度包括三个选项敏感、较敏感及不敏感。
步骤二由用户信息得出当前用户对声音舒适度要求范围，检测活动声源设备音 量，得出当前环境声音舒适度；
由用户的输入信息，根据人的声音舒适度随前景声音及噪音的大小S变化曲线图， 建模如下
M=e,2—(1 — ^2)"》0 w为前景声音波动幅度，z背景音最大值，"为用户声音舒适度下限，a,/ 系数用
于区别人对声音变化的敏感程度。敏感的人系数比不敏感的人的取值大一些。大量实
验表明"在0.001-0.01， / 在0.0001-0.001范围内时，曲线接近实际情况。 敏感的人a,/ 取值以大于等于0.006及0.0006为佳，不敏感的人取值小于0.003及 0.0003为佳。由此，根据用户的输入信息可计算获得用户声音舒适度下限"，上限为1。 当前环境其他活动声源终端设备检测自身音量值，对当前环境声音舒适度建模如
下
<formula>formula see original document page 4</formula>
系数a，"同上，x表示当前前景音量，A，^,…,^表示环境其他活动声源音量值，n 为活动声源个数，《，《,...,《为各活动声源舒适度影响系数，根据用户的个人喜好确定。 如对环境的其他设备声音没有偏好，《,《，...,6> 取值相同，如对某一种声源反感，相应 系数取值增大。A是用户输入的最佳前景音量值。由此，可得当前环境声音舒适度。
步骤三根据用户对声音舒适度的要求及当前环境声音舒适度，对声源设备音量
做调整。
由用户的舒适度要求范围及当前环境声音舒适度比较，如果当前环境声音舒适度 不符合用户要求则对前景声音、各其他活动声源设备音量参数进行调整。调整方式可 以为首先选择预调整前景音量参数X至最佳值，然后依次预调整对声音舒适度影响较 大的声源设备音量参数，再次计算预调整环境舒适度，满足用户要求，则发送调整信 息至各声源设备，不满足则继续调整参数。调整方式也可以选择其他方式，只需要预 调整音量舒适度达到用户要求范围。
本发明的有益效果是由于同时考虑当前环境音量舒适度及不同用户对声音舒适 度的不同要求，本发明不仅能够有效的实现声源设备音量的自动调节，而且能够根据 不同用户的要求，做自适应的音量调整，满足了普适计算环境下用户的一些个性化需 求。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
图1示出了前景声音及背景音分别与人体舒适度的关系示意图； 图2示出了本发明所述方法的处理流程简图； 图3示出了本发明所述方法的处理流程详图。
具体实施例方式
以手机声音为前景声音为例，本发明所述对普适计算环境下声源设备音量的自动 调节方法的处理流程简图如图2所示，包括如下步骤
步骤201:监测前景声音变化，启动用户识别，收集新用户对有效声音及各个活 动声源设备音量的要求信息。
本发明首先通过音量检测设备，获得前景声音变化的信息。并启动用户识别，如 果是已经存在的用户则无需提示用户输入信息，如果识别出是新用户，则通过用户终 端设备提示用户输入信息。输入的信息包括最佳值的设定、最佳值可接受的波动幅度 的设定、背景音量最大值的设定及声音敏感度选择。最佳前景音量值，用于表明用户 在没有在背景音的情景下，使用手机时，最舒适的音量值。前景声音波动幅度用于 表明用户对手机自动调节音量过后的可接受的变化幅度范围。背景音最大值用于表 明用户在使用手机是对环境中其他声音设备的最大可接受音量值。声音敏感程度包
括三个选项，敏感、较敏感及不敏感。
步骤202:由用户信息得出当前用户对声音舒适度要求范围，检测活动声源设备
音量，得出当前环境声音舒适度；
由用户的输入信息，根据人的声音舒适度随前景声音及噪音的大小变化曲线图， 建模如下
<formula>formula see original document page 6</formula>w为前景声音波动幅度，z背景音最大值，w为用户声音舒适度下限，"，^系数用 于区别人对声音变化的敏感程度。敏感的人系数比不敏感的人的取值大一些。大量实 验表明"在0.001-0.01， / 在0.0001-0.001范围内时，曲线接近实际情况。敏感的人"，/ 取值以大于等于0.006及0.0006为佳，不敏感的人取值小于0.003及0.0003为佳。由
此，根据用户的输入信息可计算获得用户要求的声音舒适度下限"，上限为l
当前环境其他活动声源终端设备检测自身音量值，对当前环境声音舒适度建模如
下 "
<formula>formula see original document page 6</formula>(3)
系数"，P同上，X表示当前前景音量，^&,，^表示环境其他活动声源音量值， 《，《，...,0 为各活动声源舒适度影响系数，根据用户的个人喜好确定。如对环境的其他 设备声音没有偏好，《,《,...，《取值相同，如对某一种声源较反感，相应系数取值增大。
A是用户输入的最佳前景音量值。由此，可得当前环境声音舒适度。
步骤203:根据用户对声音舒适度的要求及当前环境声音舒适度，对声源设备音
量做相应的调整。
由用户的舒适度要求范围及当前环境声音舒适度比较，如果当前环境声音舒适度 不符合有户要求则对前景声音、各其他活动声源设备音量参数进行调整。如首先选择
预调整前景音量参数:c至最佳值，然后依次预调整对声音舒适度影响较大的声源设备 音量参数，再次计算预调整环境舒适度，满足用户要求，则发送调整信息至各声源设 备，不满足则继续调整参数。
本发明所述方法的处理流程详图，如图3所示。
其中，步骤301、 302、 303、 304及305包括在图2所示的步骤201内。 步骤301:当前景声音改变则启动用户识别。
步骤302:判断当前用户是否是新用户，若是，则提示用户输入相关信息；否则, 执行步骤304。
步骤303:提示用户输入相关信息，包括手机音量最佳值的设定、最佳值可接受
的波动幅度的设定、背景音量最大值的设定及声音敏感度选择。
步骤304:发送用户信息至协调服务器及发送音量检测信息至各声源终端。
步骤305:收集各声源终端检测到的音量信息。
其中，步骤306及307包括在图2所示的步骤202内。
步骤306:根据用户信息及各声源音量信息计算用户舒适度要求范围及当前环境 舒适度。
步骤307:判断当前环境舒适度是否符合当前用户舒适度需求，若是，则系统协 调一次协调工作结束，否则，执行步骤308。
其中，步骤308及309包括在图2所示的步骤203内。
步骤308:根据用户的舒适度要求及当前环境舒适度，调整模型中的参数，直至 调整过后的参数满足用户需求，并输出各声源设备的音量调整幅度。
步骤309:各声源设备按调整信息中的调整幅度，调整自身的音量， 一次协调工 作结束，等待下一次的调节。
权利要求
1.一种普适计算环境下声源设备音量自动调节的方法，其特征在于包括下述步骤(a)监测前景声音变化，启动用户识别，收集新用户对有效声音及环境声源音量的要求信息；(b)由用户信息得出当前用户对声音舒适度要求范围，检测活动声源设备音量，得出当前环境声音舒适度；其中，用户声音舒适度下限 α，β>0，上限为1，w为前景声音波动幅度，z背景音最大值，α，β系数用于区别人对声音变化的敏感程度，α为0.001～0.01，β为0.0001～0.001；当前环境声音舒适度x，zi，θiφ 0，i＝1，2...n，θ1+θ2+...+θn＝1，x表示当前前景音量，z1，z2，...，zn表示环境其他活动声源音量值，n为活动声源个数，θ1，θ2，...，θn为各活动声源舒适度影响系数，根据用户的个人喜好确定，如对环境的其他设备声音没有偏好，θ1，θ2，...，θn取值相同，如对某一种声源反感，相应系数取值增大；pb是用户输入的最佳前景音量值；(c)根据用户对声音舒适度的要求及当前环境声音舒适度，对声源设备音量做调整。
2、 根据权利要求1所述的一种普适计算环境下声源设备音量自动调节的方 法，其特征在于步骤(a)所述的要求信息包括最佳前景音量值的设定、最佳值 可接受的波动幅度的设定、背景音量最大值的设定及声音敏感度选择；最佳前 景音量值是用于表明用户在没有在背景音的情景下，使用声源设备时，最舒适 的音量值；前景声音波动幅度是用于表明用户对声源设备自动调节音量过后的 可接受的变化幅度范围；背景音量最大值是用于表明用户在使用声源设备时对 环境中其他声音设备的最大可接受音量值；声音敏感程度包括三个选项敏感、 较敏感及不敏感。
3、 根据权利要求l所述的一种普适计算环境下声源设备音量自动调节的方法，其 特征在于步骤(b)所述的a，/ 取值对于敏感用户取0.01^a20.006 ， 0.0012/ 20.0006;不敏感用户取值0.003 2" 20.001， G.0003 2 " 20.0001 。
全文摘要
本发明公开了一种普适计算环境下声源设备音量自动调节的方法，首先监测前景声音变化，启动用户识别，收集新用户对有效声音及环境声源音量的要求信息；由用户信息得出当前用户对声音舒适度要求范围，检测活动声源设备音量，得出当前环境声音舒适度；最后根据用户对声音舒适度的要求及当前环境声音舒适度，对声源设备音量做调整。本发明能够根据不同用户的要求，做自适应的音量调整，满足了普适计算环境下用户的一些个性化需求。
文档编号H03G3/20GK101369805SQ200810151190
公开日2009年2月18日 申请日期2008年9月28日 优先权日2008年9月28日
发明者周兴社, 周珊丹, 张桂英, 王凯博, 王海鹏 申请人:西北工业大学