专利名称：使用传感器实现大动态范围声音自动控制的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子领域，尤其涉及一种使用传感器实现大动态范围声音自动控制的方法及装置。
背景技术：
日常生活中，带扬声器的声音播放装置经常由于所播放的音视频信号的信号源不同造成音量变化忽大忽小，例如在使用电视或收音装置时，更换不同电台往往会造成声音忽大忽小的变化，甚至在同一个电台播放不同节目时也会有音量大小的显著变化，尤其在夜深人静时这个问题的影响更加明显，用户需要在节目收看或收听过程中不断调节音量， 非常麻烦。现有的许多音视频产品中，为了控制输出的声音信号保持一致，通常在音频功放或音频功放的前置放大电路加入自动增益控制AGC (Automatic GainControl)电路，以达到自动控制音频产品的输出声音信号不会随着更前端输入信号源的波动而产生太大的变化， 使之保持足够的一致性。但是，目前电视内部的AGC电路主要的作用是在同一频道、同一电视节目中起着对声音电平进行自动调节作用，主要针对接收来的电视信号进行处理，确保电视信号不超出后级处理信号要求范围，由于不同的电视节目信号内部包含的音频信号强度不一样，虽然能保证电视信号正常工作，但解码出来的音频信号却不能保证完全一致，所以同一电视台的不同节目音量还是会不同，不同电视台音量就更没法保证一致。且AGC —般的增益倍数最大是40db，自动音量控制的范围不够大，不够细致，不能完全满足调整范围，如果超过这个范围，声音就无法调节回来，还可能变更大或变更小，因此传统的自动增益控制AGC电路不能完全解决声音播放装置由于信号源不同造成的音量变化忽大忽小的问题。
发明内容
鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明实施例提供了一种使用传感器实现大动态范围声音自动控制的方法及装置，能有效解决声音播放装置由于信号源不同造成的音量变化忽大忽小的问题。为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种使用传感器实现大动态范围声音自动控制的方法，包括通过传感器模块感测扬声器当前的振动数据和/或磁场变动数据；将感测到的当前振动数据和/或磁场变动数据经数据处理后与存储的调节数据进行比较，得出比较结果；根据所述比较结果自动调节扬声器当前音量。进一步的，所述方法还包括在用户通过手动调节音量操作停止时，将所述传感器模块感测到的扬声器的振动数据和/或磁场变动数据经过数据处理后保存为所述调节数据。
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进一步的，所述振动数据包括振幅数据；所述磁场变动数据包括磁场变化波峰值。进一步的，所述传感器模块包括三维加速度传感器、陀螺仪、地磁仪中的任一种或多种的组合。相应的，本发明实施例还提供了一种使用传感器实现大动态范围声音自动控制的装置，包括传感器模块，用于感测扬声器当前的振动数据和/或磁场变动数据；数据处理模块，与所述传感器模块相连，用于对所述振动数据和/或磁场变动数据进行数据处理；存储模块，与所述数据处理模块相连，用于存储调节数据；音量控制模块，分别与所述数据处理模块和所述存储模块相连，用于根据所述数据处理模块处理后的所述扬声器当前振动数据和/或磁场变动数据及所述存储模块内存储的调节数据自动调节扬声器当前音量。进一步的，所述音量控制模块包括比较单元，分别与所述数据处理模块和所述存储模块相连，用于将所述数据处理模块处理后的所述扬声器当前振动数据和/或磁场变动数据与所述存储模块内存储的调节数据进行比较，得出比较结果；调节单元，与所述比较单元相连，用于根据所述比较结果自动调节扬声器当前音量。进一步的，所述存储模块在用户通过手动调节音量操作停止时，将所述传感器模块所感测到的扬声器的振动数据和/或磁场变动数据经数据处理模块处理后保存为调节数据。进一步的，所述振动数据包括振幅数据；所述磁场变动数据包括磁场变化波峰值。进一步的，所述传感器模块包括三维加速度传感器、陀螺仪、地磁仪中的任一种或多种的组合。实施本发明实施例，将最近一次用户通过手动调节音量操作停止时，传感器模块感测到的扬声器振动数据和/或磁场变动数据经数据处理后保存为调节数据，然后将传感器模块感测到的扬声器当前的振动数据和/或磁场变动数据经数据处理后与所述调节数据进行比较，根据比较结果自动调节扬声器当前音量，能有效解决声音播放装置由于信号源不同造成的音量变化忽大忽小的问题。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明实施例一种使用传感器实现大动态范围声音自动控制的方法的流程图；图2是本发明实施例一种使用传感器实现大动态范围声音自动控制的装置的结构示意图。
具体实施例方式本发明实施例提供了一种使用传感器实现大动态范围声音自动控制的方法及装置，将音量调节操作停止时，传感器模块感测到的扬声器振动数据经数据处理后保存为调节数据，然后将传感器模块感测到的扬声器当前振动数据与所述调节数据进行比较，根据比较结果调节扬声器当前音量，能有效解决声音播放装置由于讯息不均造成的音量变化忽大忽小的问题。下面结合附图详细说明本发明的实施例。参见图1，为本发明实施例一种使用传感器实现大动态范围声音自动控制的方法的流程图，包括如下步骤步骤101 通过传感器模块感测扬声器当前的振动数据和/或磁场变动数据，所述感测到的当前扬声器的振动数据和/或磁场变动数据可以为当前一定时间内扬声器的振动数据和/或磁场变动数据，所述传感器模块包括三维加速度传感器、陀螺仪、地磁仪中的任一种或多种的组合，将所述传感器模块安装在扬声器附近较容易取得振动和/或磁场信息的地方，如喇叭纸盆上或其他地方，这样声音的检拾是透过振动的方式检拾的，不会被周围环境中其他声音，如由空气传来的声音所干扰，可靠性高。所述传感器模块感测到的扬声器振动数据可包括振幅数据，振动频率等。步骤102 将感测到的当前振动数据和/或磁场变动数据经数据处理后与存储的调节数据进行比较，得出比较结果；所述调节数据是用户在通过遥控器或其他方式进行手动调节音量操作停止时，系统自动保存的经过数据处理后的所述传感器模块感测到的扬声器的振动数据和/或磁场变动数据，为了确保调节数据的准确性，调节数据的检拾时间可以设定在用户在通过遥控器或其他方式进行手动调节音量操作停止后的一定时间内，其中感测的所述振动数据可以为振动波形，所述磁场变动数据可以为磁场变动波形，所述数据处理可以是将振动波形和/ 或磁场变动波形经运算得到最大振幅和/或磁场变化波峰值，将一定时间内检测到的最大振幅和/或磁场变化波峰值作为调节数据，所述调节数据作为目前音量的基准，保存后作为步骤102中比较的依据。所述调节数据会在每一次用户手动调节音量后进行更新，即调节数据为用户在最近的一次手动调节音量操作停止时，系统保存的经过数据处理后的所述传感器模块感测到的扬声器的振动数据和/或磁场变动数据，该调整数据作为后面音量调节对比的标准数据。所述传感器模块感测的振动数据经数据处理的处理过程包括依实际应用对振动数据和/或磁场变动数据进行滤波处理，然后经运算得到最大振幅，使得处理后的振动数据具有可保存性和可比性。步骤103 根据所述比较结果自动调节扬声器当前音量，本步骤是将所述调节数据作为对比的标准数据，调节数据对应的音量为标准音量，当所述比较结果显示当前一定时间内振动数据和/或磁场变动数据比所述调节数据小时，调高当前扬声器输出音量到标准音量，而当所述比较结果显示当前一定时间内振动数据和/或磁场变动数据比所述调节数据大时，及时调低当前扬声器输出音量到标准音量，使得当前音量保持在用户前期设定的音量区域内，而当声音播放装置完全没有声音信号输出时，所述传感器模块几乎感测不到振动和/或磁场变化数据，此时不对音量进行自动调节，以防止误调。通过此方式还能补偿某些特定音域因扬声器或音响设备的误差所造成的声音大小差异。所述传感器模块感测到的扬声器的数据包括振动数据和/或磁场变动数据，其中所述振动数据包括振幅数据，振动频率等，所述磁场变动数据包括磁场变化波峰值，实际操作时，可以以振动数据中的振幅数据或磁场变动数据中的磁场变化波峰值作为音量调节对比的标准，如用户使用遥控器或其他方式调整音量时，在音量调整操作停止时，保存经过数据处理后的一定时间内所述传感器模块感测到的扬声器的最大振幅数据和/或磁场变化波峰值作为调节数据，当换台或换另外的节目后，由于不同的节目录制基准音量不一致， 这时，传感器感测到的当前喇叭上的振幅数据经数据处理后与所述调节数据做比较，当比较结果为当前一定时间内的振幅数据和/或磁场变动数据大于调节数据，则扬声器内部电路调低当前输出声音讯号，反之，则调高，以使扬声器音量在所有节目、所有频道都能与原来的进行音量调节时保存下来的喇叭振幅数据一致，到达保持换台或换节目后音量一致的目的。由于本发明实施例采用传感器模块来检拾扬声器的输出音量，传感器可以感测振动数据达72db以上的动态范围，相比传统电子电路AGC的方式只能调节45db以内的动态范围，在控制范围和细致度上有显著优势，本发明实施例能更充分的解决较广范围的应用需求。上面介绍了本发明实施例中实现扬声器声音自动调校的方法，下面结合图2介绍本发明实施例中扬声器声音调校装置的结构。参见图2，为本发明实施例一种使用传感器实现大动态范围声音自动控制的装置的结构示意图，包括传感器模块10，用于感测扬声器当前的振动数据和/或磁场变动数据，所述传感器模块10包括三维加速度传感器、陀螺仪、地磁仪中的任一种或多种的组合。将所述传感器模块10安装在扬声器附近较容易取得振动信息的地方，如喇叭纸盆上或其他地方，这样声音的检拾是透过振动的方式检拾的，不会被周围环境中其他声音，如由空气传来的声音所干扰，可靠性高。所述传感器模块感测到的扬声器振动数据可包括振幅数据，振动频率寸。数据处理模块20，与所述传感器模块10相连，用于对所述振动数据和/或磁场变动数据进行数据处理，所述振动数据可以为振动波形，所述磁场变动数据可以为磁场变动波形，所述数据处理是指对一定时间内的振动波形和/或磁场变动波形进行运算，以得到最大振幅和/或磁场变化波峰值，使得处理后的振动数据具有可保持性和可比性，所述数据处理模块20可以为一个处理芯片。存储模块30，与所述数据处理模块20相连，用于存储调节数据；所述存储模块30 在用户通过遥控器或其他方式进行手动调节音量操作停止时，将所述传感器模块所感测到的扬声器的振动数据和/或磁场变动数据经数据处理模块处理后保存为调节数据，所述振动数据可以为振动波形，所述磁场变动数据可以为磁场变动波形，所述数据处理是指将一定时间内的振动波形和/或磁场变动波形，经运算得到最大振幅和/或磁场变化波峰值，将最大振幅和/或磁场变化波峰值作为调节数据，所述调节数据作为目前音量的基准，保存后作为以后比较的依据。所述调节数据会在每一次用户手动调节音量后进行更新，即调节数据为用户在最近的一次手动调节音量操作停止时，存储模块30保存的经过数据处理后的所述传感器模块感测到的扬声器的振动数据和/或磁场变动数据，所述调整数据作为后面音量调节对比的标准数据。音量控制模块40，分别与所述数据处理模块20和所述存储模块30相连，用于根据所述数据处理模块20处理后的所述扬声器当前振动数据和/或磁场变动数据及所述存储模块30内存储的调节数据自动调节扬声器当前音量，所述当前振动数据和/或磁场变动数据指当前一定时间内的振动数据和/或磁场变动数据。音量控制时，将所述调节数据作为对比的标准数据，当所述比较结果显示当前一定时间内的振动数据和/或磁场变动数据比所述调节数据小时，调高当前扬声器输出音量，而当所述比较结果显示当前一定时间内的振动数据和/或磁场变动数据比所述调节数据大时，调低当前扬声器输出音量，使得当前音量保持在用户前期设定的音量区域内，而当声音播放装置完全没有声音信号输出时，所述传感器模块10几乎感测不到振动数据，此时不对音量进行自动调节，以防止误调。通过此方式还能补偿某些特定音域因扬声器或音响设备的误差所造成的声音大小差异。其中，所述音量控制模块40可进一步包括比较单元401，分别与所述数据处理模块20和所述存储模块30相连，用于将所述数据处理模块20处理后的所述扬声器当前振动数据和/或磁场变动数据与所述存储模块 30内存储的调节数据进行比较，得出比较结果；调节单元402，与所述比较单元401相连，用于根据所述比较结果自动调节扬声器
当前音量。本实施例中，所述传感器模块10感测到的扬声器的数据包括振动数据和/或磁场变动数据，其中所述振动数据包括振幅数据，振动频率等，实际操作时，可以以振动数据中的振幅数据或磁场变动数据中的磁场变化波峰值作为音量调节对比的标准，如用户使用遥控器或其他方式调整音量时，在音量调整操作停止时，存储模块30保存经过数据处理模块20处理后的所述传感器模块10感测到的扬声器的在一定时间内的最大振幅数据和/或磁场变化波峰值作为调节数据，当换台或换另外的节目后，由于不同的节目录制基准音量不一致，这时，传感器模块10感测到的当前喇叭上的振动数据和/或磁场变动数据经数据处理后传到音量控制模块40中的比较单元401，与所述存储模块30中存储的调节数据进行比较，当比较结果为当前一定时间内的振幅数据和/或磁场变动数据大于调节数据，则通过调节单元402调低扬声器当前输出声音讯号，反之，则调高，以使扬声器音量在所有节目、所有频道都能与原来的进行音量调节时保存下来的喇叭振幅数据一致，到达保持换台或换节目后音量一致的目的。由于本发明实施例采用传感器模块来检拾扬声器的输出音量，传感器可以感测振动数据达72db以上的动态范围，相比传统电子电路AGC的方式只能调节45db以内的动态范围，在控制范围和细致度上有显著优势，本发明实施例能更充分的解决较广范围的应用需求。且将所述传感器模块安装在扬声器附近较容易取得振动信息和磁场信息的地方，如喇叭纸盆上或其他地方，这样声音的检拾是透过振动的方式检拾的，不会被周围环境中其他声音，如由空气传来的声音所干扰，可靠性高。本发明实施例通过反馈信号的形式进行扬声器声音的自动调校，适用于电视或其他带扬声器的电子设备，如收音机、MP3、笔记本电脑、台式电脑音箱等，能有效解决声音播放装置由于讯息不均造成的音量变化忽大忽小的问题。
实施本发明实施例，将用户通过手动调节音量操作停止时，传感器模块感测到的扬声器振动数据和/或磁场变动数据经数据处理后保存为调节数据，然后将传感器模块感测到的扬声器当前的振动数据和/或磁场变动数据经数据处理后与所述调节数据进行比较，根据比较结果自动调节扬声器当前音量，能有效解决声音播放装置由于信号源不同造成的音量变化忽大忽小的问题。以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。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本发明可借助软件加必需的硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过硬件来实施。基于这样的理解， 本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来， 该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
权利要求
1.一种使用传感器实现大动态范围声音自动控制的方法，其特征在于，包括通过传感器模块感测扬声器当前的振动数据和/或磁场变动数据；将感测到的当前振动数据和/或磁场变动数据经数据处理后与存储的调节数据进行比较，得出比较结果；根据所述比较结果自动调节扬声器当前音量。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在用户通过手动调节音量操作停止时，将所述传感器模块感测到的扬声器的振动数据和/或磁场变动数据经过数据处理后保存为所述调节数据。
3.如权利要求1或2所述方法，其特征在于所述振动数据包括振幅数据；所述磁场变动数据包括磁场变化波峰值。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述传感器模块包括三维加速度传感器、陀螺仪、地磁仪中的任一种或多种的组合。
5.一种使用传感器实现大动态范围声音自动控制的装置，其特征在于，包括传感器模块，用于感测扬声器当前的振动数据和/或磁场变动数据；数据处理模块，与所述传感器模块相连，用于对所述振动数据和/或磁场变动数据进行数据处理；存储模块，与所述数据处理模块相连，用于存储调节数据；音量控制模块，分别与所述数据处理模块和所述存储模块相连，用于根据所述数据处理模块处理后的所述扬声器当前振动数据和/或磁场变动数据及所述存储模块内存储的调节数据自动调节扬声器当前音量。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述音量控制模块包括比较单元，分别与所述数据处理模块和所述存储模块相连，用于将所述数据处理模块处理后的所述扬声器当前振动数据和/或磁场变动数据与所述存储模块内存储的调节数据进行比较，得出比较结果；调节单元，与所述比较单元相连，用于根据所述比较结果自动调节扬声器当前音量。
7.如权利要求5或6所述的装置，其特征在于所述存储模块在用户通过手动调节音量操作停止时，将所述传感器模块所感测到的扬声器的振动数据和/或磁场变动数据经数据处理模块处理后保存为调节数据。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于所述振动数据包括振幅数据；所述磁场变动数据包括磁场变化波峰值。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述传感器模块包括三维加速度传感器、陀螺仪、地磁仪中的任一种或多种的组合。
全文摘要
本发明提供了一种使用传感器实现大动态范围声音自动控制的方法，通过传感器模块感测扬声器当前的振动数据和/或磁场变动数据；将感测到的当前振动数据和/或磁场变动数据经数据处理后与存储的调节数据进行比较，得出比较结果；根据所述比较结果自动调节扬声器当前音量，相应的，本发明还提供了一种使用传感器实现大动态范围声音自动控制的装置，能有效解决声音播放装置由于信号源不同造成的音量变化忽大忽小的问题。
文档编号H04R3/00GK102316396SQ20101022480
公开日2012年1月11日 申请日期2010年7月9日 优先权日2010年7月9日
发明者廖明忠 申请人:廖明忠