专利名称：音量增益自适应装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种音量增益自适应装置及方法。
背景技术：
随着无线通讯的发展，全球移动电话用户越来越多，用户对移动电话的要求已不 仅满足于通话，而且要能够提供高质量的通话效果，尤其是目前移动多媒体技术的发展，移 动电话的通话质量更显重要。目前，当用户用手机拨打电话时，由于信号时好时坏，时大时小或者接听电话者将 手机远离或者靠近头部，会使得接听电话者接听到的声音忽大忽小，影响通话质量。因此，有必要提供一种音量增益自适应装置及方法，其可以根据传送出来的声音 信号的大小来自动调节接收者接收到的声音的大小，自动改善接受者接收到的声音忽大忽 小的情况，从而提高通话质量。
发明内容
本发明需解决的技术问题是提供一种音量自适应装置及方法，该装置及方法可以 根据声音发送者发送出的声音信号的大小自动改善接收声音信号者接收到的声音信号忽 大忽小的情况。根据上述需解决的技术问题，设计了一种音量增益自适应装置，该装置包括声音传送装置，用于接收外界的声音信号Sl并输出；音量增益控制装置，用于接收到声音传送装置输出的声音信号Sl并对该声音信 号Sl进行处理，得到第二声音信号S2并输出；声音接收装置，用于接收经音量增益控制装置输出的第二声音信号S2 ；当声音信号Sl大于-15分贝且小于0分贝时，将声音信号Sl衰减，得到第二声音 信号S2，并输出给声音接收装置；当声音信号Sl小于-15分贝且大于-40分贝时，将声音信号Sl增大，得到第二声 音信号S2，并输出给声音接收装置；当声音信号Sl小于或等于-40分贝时，对声音信号Sl不做处理，直接得到第二声 音信号S2，即第二声音信号S2等于声音信号Si，并输出给声音接收装置。优选的，当输入信号Sl大于-15分贝且小于0分贝时，第二声音信号S2 = (Sl-30)/3，输入信号 Sl 的信号衰减量 G2 为 10" ((S2-S1)/20)；当输入信号Sl大于-40分贝且小于-15分贝时，第二声音信号S2 = (3\51-30)/5，输入信号51的信号增大量61为10~((52-51)/20)。优选的，该音量增益自适应装置还包括噪声检测装置，该噪声检测装置用于判断 声音接收装置周围是否存在噪声信号N，并检测声音接收装置周围的噪声信号N的大小，根 据检测到的噪声信号N大小调节第二声音信号S2，得到第三声音信号S3并将该第三声音信 号S3传送给声音接收装置。
优选的，当噪声检测装置检测到的噪声信号N小于-40分贝时，对第二声音信号S2 不做处理，得到第三声音信号S3 ；当噪声检测装置检测到的噪声信号N大于-40分贝且小于0分贝时，对第二声音 信号S2进行放大得到第三声音信号S3，S3 = S2X (1-9 X N/40)。本发明还提供了一种音量增益自适应方法，该方法用于音量自适应装置，该装置 包括该装置包括声音传送装置，用于接收外界的声音信号Sl并输出；音量增益控制装置， 用于接收到声音传送装置输出的声音信号Sl并对该声音信号Sl进行处理，得到第二声音 信号S2并输出；声音接收装置，用于接收经音量增益控制装置输出的第二声音信号S2 ；该 方法如下步骤步骤SOOl 由声音传送装置将从外界接收到的第一声音信号Sl输出给音量增益 控制装置；步骤S002 由音量增益控制装置进行判断当声音信号Sl大于-15分贝且小于0分贝时，将声音信号Sl衰减，得到第二声音 信号S2，并输出给声音接收装置；当声音信号Sl小于-15分贝且大于-40分贝时，将声音信号Sl增大，得到第二声 音信号S2，并输出给声音接收装置；当声音信号Sl小于或等于-40分贝时，对声音信号Sl不做处理，直接得到第二声 音信号S2，即第二声音信号S2等于声音信号Si，并输出给声音接收装置；步骤S003 由接收声音装置接收第二声音信号S2。优选的，步骤S002中，当输入信号Sl大于-15分贝且小于0分贝时，第二声音信
号S2 = (S1-30) /3，输入信号 Sl 的信号衰减量 G2 为 10~ ((S2-S1) /20)；当输入信号Sl大于-40分贝且小于-15分贝时，第二声音信号S2 = (3\51-30)/5，输入信号51的信号增大量61为10~((52-51)/20)。优选的，所述音量自适应装置还包括该音量增益自适应装置还包括噪声检测装 置，该噪声检测装置用于判断声音接收装置周围是否存在噪声信号N，并检测声音接收装置 周围的噪声信号N的大小，根据检测到的噪声信号N大小调节第二声音信号S2，得到第三声 音信号S3并将该第三声音信号S3传送给声音接收装置；其中，当噪声检测装置检测到的噪声信号N小于-40分贝时，对第二声音信号S2 不做处理，得到第三声音信号S3 ；当噪声检测装置检测到的噪声信号N大于-40分贝且小于0分贝时，对第二声音 信号S2进行放大得到第三声音信号S3，S3 = S2X (1-9 X N/40)。本发明的有益效果在于本发明提供的音量自适应装置及方法不需要接收信号者 手动调节音量大小，其会根据发出声音信号的大小来自动调节接收信号者接收到的声音信
号的音量。在本发明的一个实施例中，还可以根据接收声音信号者周围的噪声信号的大小来 自动调节音量，从而更进一步提高通话质量。
图1是本发明提供的用手机通话时的信号流通过程示意图；图2是本发明提供的音量自适应装置的结构框图；图3是本发明提供的音量自适应方法的流程图；图4是未经本发明处理的接收到的语音信号的波形；图5是经本发明处理的接收到的语音信号的波形；图6是第二声音信号S2与声音信号Sl之间的函数关系图。
具体实施例方式下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。参见图1-6，本发明提供的音量增益自适应装置包括声音传送装置，用于接收外界的声音信号Sl并输出；音量增益控制装置，用于接收到声音传送装置输出的声音信号Sl并对该声音信 号Sl进行处理，得到第二声音信号S2并输出；声音接收装置，用于接收经音量增益控制装置输出的第二声音信号S2 ；当声音信号Sl大于-15分贝且小于0分贝时，将声音信号Sl衰减，得到第二声音 信号S2，并输出给声音接收装置；当声音信号Sl小于-15分贝且大于-40分贝时，将声音信号Sl增大，得到第二声 音信号S2，并输出给声音接收装置；当声音信号Sl小于或等于-40分贝时，对声音信号Sl不做处理，直接得到第二声 音信号S2，即第二声音信号S2等于声音信号Si，并输出给声音接收装置。当输入信号Sl大于-15分贝且小于0分贝时，第二声音信号S2 = (S1-30) /3，输入信号 Sl 的信号衰减量 G2 为 10~ ((S2-S1) /20)；当输入信号Sl大于-40分贝且小于-15分贝时，第二声音信号S2 = (3\51-30)/5，输入信号51的信号增大量61为10~((52-51)/20)。作为一个优选实施例，该音量增益自适应装置还包括噪声检测装置，该噪声检测 装置用于判断声音接收装置周围是否存在噪声信号N，并检测声音接收装置周围的噪声信 号N的大小，根据检测到的噪声信号N大小调节第二声音信号S2，得到第三声音信号S3并 将该第三声音信号S3传送给声音接收装置。当噪声检测装置检测到的噪声信号N小于-40分贝时，对第二声音信号S2不做处 理，得到第三声音信号S3;当噪声检测装置检测到的噪声信号N大于-40分贝且小于0分贝时，对第二声音 信号S2进行放大得到第三声音信号S3，S3 = S2X (1-9 X N/40)。本发明还提供了一种音量增益自适应方法，该方法用于音量自适应装置，该装置 包括该装置包括声音传送装置，用于接收外界的声音信号Sl并输出；音量增益控制装置， 用于接收到声音传送装置输出的声音信号Sl并对该声音信号Sl进行处理，得到第二声音 信号S2并输出；声音接收装置，用于接收经音量增益控制装置输出的第二声音信号S2 ；其特征在于，步骤SOOl 由声音传送装置将从外界接收到的第一声音信号Sl输出给音量增益 控制装置；步骤S002 由音量增益控制装置进行判断当声音信号Sl大于-15分贝且小于0分贝时，将声音信号Sl衰减，得到第二声音 信号S2，并输出给声音接收装置；当声音信号Sl小于-15分贝且大于-40分贝时，将声音信号Sl增大，得到第二声 音信号S2，并输出给声音接收装置；当声音信号Sl小于或等于-40分贝时，对声音信号Sl不做处理，直接得到第二声 音信号S2，即第二声音信号S2等于声音信号Si，并输出给声音接收装置；步骤S003 由接收声音装置接收第二声音信号S2。步骤S002 中，当输入信号Sl大于-15分贝且小于0分贝时，第二声音信号S2 = (S1-30) /3，输入信号 Sl 的信号衰减量 G2 为 10~ ((S2-S1) /20)；当输入信号Sl大于-40分贝且小于-15分贝时，第二声音信号S2 = (3\51-30)/5，输入信号51的信号增大量61为10~((52-51)/20)。所述音量自适应装置还包括该音量增益自适应装置还包括噪声检测装置，该噪声 检测装置用于判断声音接收装置周围是否存在噪声信号N，并检测声音接收装置周围的噪 声信号N的大小，根据检测到的噪声信号N大小调节第二声音信号S2，得到第三声音信号 S3并将该第三声音信号S3传送给声音接收装置；其中，当噪声检测装置检测到的噪声信号N小于-40分贝时，对第二声音信号S2 不做处理，得到第三声音信号S3 ；当噪声检测装置检测到的噪声信号N大于-40分贝且小于0分贝时，对第二声音 信号S2进行放大得到第三声音信号S3，S3 = S2X (1-9 X N/40)。声音接收装置和声音传送装置可以是手机。手机的系统电噪声值为_40dB，当得到 的信号低于_40dB时，认为时系统中的噪声信号(不是采集到的噪声信号)，不作处理，输出 信号=输入信号；当得到的信号大于_40dB时，将其放大。手机中输入信号和输出信号的上限为OdB，信号高于-IOdB时扬声器会损坏；手机 中扬声器的输入信号下限为-30dB，低于_30dB时扬声器放出的声音听不清楚。在-IOdB和_30dB之间任意取一个值_15dB，当输入信号大于_15dB时，得到增益 值，此时的增益值小于1 ；当声音信号小于_15dB时，得到增益值，此时的增益值大于1。可以得到输入信号和输出信号的关系式为S2 = Sl (此时 χ < -40)，增益=10" ((Sl-Sl)/20)S2 = (3S1-30) /5 (此时 _40dB < Sl < _15dB)，增益=10" ((S2-S1) /20)S2 = (S1-30) /3 (此时 _15dB < χ < OdB)，增益=10" ((y-x) /20)由这个关系式可知，当声音信号S 1大于_15dB时，第二声音信号S2小于声音信 号Sl ；声音信号Sl大于-15dB时，第二声音信号S2大于声音信号Si。
设监测到的噪声级为XdB，系统的电噪声为-40dB (可以通过实际测量得到具体的 值)，最大的噪声极为OdB.当监测到的噪声级小于_40dB时，不做任何处理，增益为1 ；当监测到的噪声级大 于-40dB时，增益大于1 ；当监测到的噪声极为OdB时，增益出现最大10.表达式为增益=1-9X/40.由于人说话时是有间隔的，而路边的噪声是相对平稳的，所以接收到的信号的频 谱是一会儿既有语音信号又有噪声信号，一会儿只有噪声信号，那么，就可以根据这个特 点，当没有语音信号时，将接收到的信号进行分析.从而分析出此时的噪声级大小.本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发 明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
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权利要求
一种音量增益自适应装置，其特征在于该装置包括声音传送装置，用于接收外界的声音信号S1并输出；音量增益控制装置，用于接收到声音传送装置输出的声音信号S1并对该声音信号S1进行处理，得到第二声音信号S2并输出；声音接收装置，用于接收经音量增益控制装置输出的第二声音信号S2；当声音信号S1大于-15分贝且小于0分贝时，将声音信号S1衰减，得到第二声音信号S2，并输出给声音接收装置；当声音信号S1小于-15分贝且大于-40分贝时，将声音信号S1增大，得到第二声音信号S2，并输出给声音接收装置；当声音信号S1小于或等于-40分贝时，对声音信号S1不做处理，直接得到第二声音信号S2，即第二声音信号S2等于声音信号S1，并输出给声音接收装置。
2.根据权利要求1所述的音量增益自适应装置，其特征在于 当输入信号Sl大于-15分贝且小于0分贝时，第二声音信号S2 = (Sl-30)/3，输入信号(Si)的信号衰减量(G2)为 10" ((S2-S1)/20)； 当输入信号Sl大于-40分贝且小于-15分贝时，第二声音信号52= (3XSl-30)/5，输入信号 Sl 的信号增大量 Gl 为 10" ((S2-S1)/20)。
3.根据权利要求1或2所述的音量增益自适应装置，其特征在于该音量增益自适应 装置还包括噪声检测装置，该噪声检测装置用于判断声音接收装置周围是否存在噪声信号 N,并检测声音接收装置周围的噪声信号N的大小，根据检测到的噪声信号N大小调节第二 声音信号S2，得到第三声音信号S3并将该第三声音信号S3传送给声音接收装置。
4.根据权利要求3所述的音量增益自适应装置，其特征在于当噪声检测装置检测到的噪声信号N小于-40分贝时，对第二声音信号S2不做处理， 得到第三声音信号S3 ；当噪声检测装置检测到的噪声信号N大于-40分贝且小于0分贝时，对第二声音信号 S2进行放大得到第三声音信号S3，53= S2X (1-9XN/40)。
5.一种音量增益自适应方法，该方法用于音量自适应装置，该装置包括该装置包括声 音传送装置，用于接收外界的声音信号Sl并输出；音量增益控制装置，用于接收到声音传 送装置输出的声音信号Sl并对该声音信号Sl进行处理，得到第二声音信号S2并输出；声 音接收装置，用于接收经音量增益控制装置输出的第二声音信号S2;其特征在于，该方法 如下步骤步骤SOOl 由声音传送装置将从外界接收到的第一声音信号Sl输出给音量增益控制 装置；步骤S002 由音量增益控制装置进行判断当声音信号Sl大于-15分贝且小于0分贝时，将声音信号Sl衰减，得到第二声音信号 S2，并输出给声音接收装置；当声音信号Sl小于-15分贝且大于-40分贝时，将声音信号Sl增大，得到第二声音信 号S2，并输出给声音接收装置；当声音信号Sl小于或等于-40分贝时，对声音信号Sl不做处理，直接得到第二声音信号S2，即第二声音信号S2等于声音信号Si，并输出给声音接收装置；步骤S003 由接收声音装置接收第二声音信号S2。
6.根据权利要求5所述的音量自适应方法，其特征在于步骤S002中，当输入信号Sl大于-15分贝且小于0分贝时，第二声音信号S2 = (Sl-30)/3，输入信号Sl的信号衰减量G2为10~((S2-Sl)/20)；当输入信号Sl大于-40分贝且小于-15分贝时，第二声音信号52= (3XSl-30)/5，输入信号 Sl 的信号增大量 Gl 为 10" ((S2-S1)/20)。
7.根据权利要求5或6所述的音量自适应方法，其特征在于所述音量自适应装置还 包括该音量增益自适应装置还包括噪声检测装置，该噪声检测装置用于判断声音接收装置 周围是否存在噪声信号N，并检测声音接收装置周围的噪声信号N的大小，根据检测到的噪 声信号N大小调节第二声音信号S2，得到第三声音信号S3并将该第三声音信号S3传送给 声音接收装置；其中，当噪声检测装置检测到的噪声信号N小于-40分贝时，对第二声音信号S2不做 处理，得到第三声音信号S3;当噪声检测装置检测到的噪声信号N大于-40分贝且小于0分贝时，对第二声音信号 S2进行放大得到第三声音信号S3，53= S2X (1-9XN/40)。
全文摘要
本发明涉及了一种音量增益自适应装置及方法，该装置包括声音传送装置，用于接收外界的声音信号S1并输出；音量增益控制装置，用于接收到声音传送装置输出的声音信号S1并对该声音信号S1进行处理，得到第二声音信号S2并输出；声音接收装置，用于接收经音量增益控制装置输出的第二声音信号S2；当声音信号S1大于-15分贝且小于0分贝时，将声音信号S1衰减，得到第二声音信号S2，并输出给声音接收装置。该装置及方法可以根据声音发送者发送出的声音信号的大小自动改善接收声音信号者接收到的声音信号忽大忽小的情况。
文档编号H04M1/60GK101883164SQ20101021296
公开日2010年11月10日 申请日期2010年6月29日 优先权日2010年6月29日
发明者周荣冠, 王小军 申请人:瑞声声学科技(深圳)有限公司;瑞声声学科技(常州)有限公司