本发明涉及手机通信设备技术领域，尤其涉及一种手机音量调节方法和系统。
背景技术：
目前市面上针对老年人开发了多种手机产品，这些产品针对大多数老年人听力下降或损伤的实际情况，往往在手机中采用大功率扬声器，使得手机能发出很响亮的声音，无论是来电铃声还是音频播放，都能发出很大的声音。每上下调节一级音量，声音在每个频段都进行同样比例的调节，也即音量调节系统针对声音每个频段是线性增加或减少的。通过调整手机上的音量增加键，不断增加播放出的声音响度，每次调整音量键，都是声音整体上的增加，也即整个频率段上声音幅度的提升，使得声音响度有大幅度的增加。这样一种设计给老年人带来了很大的方便，让他们更容易听到手机发出的各种声音。但是这一设计也有着相应的缺陷，一是声音太响产生了很大的环境噪声污染，使得周围的人群产生很大的厌恶感，二是采用大功率的扬声器进行音频播放时，使得手机电池能耗很大，减少手机的使用时长。总之，目前手机产品采用大功率扬声器获得了大音量，却带来的负面效应：噪声污染和电池电量能耗高。
技术实现要素：
为了克服现有技术的不足，本发明提出一种手机音量调节系统，该系统针对听力下降或者听力损伤者的听力特征，设计了音频处理装置和方法，该装置和方法通过对要播放的音频信号的特殊处理，来完成音量的调节功能。所以不像传统的手机音量调节方案——音量调节键或按钮直接控制扬声器或听筒的播放音量的大小，本发明是通过专门的音量调节模块来完成音量调节。
为了达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种手机音量调节系统包括音量调节键或按钮、音量调节模块、音频处理模块、扬声器和听筒，其中音量调节模块包含滤波器组模块、放大模块组和信号合成模块。放大模块组包括第一放电模块、第二放大模块、……、第n放大模块。
上述的手机音量调节系统，音量调节键或按钮与音量调节模块相连，所述音量调节键或按钮发出音量增加或减少指令到音量调节模块。
上述的手机音量调节系统，音频处理模块与音量调节模块相连，所述音频处理模块输出需要播放的音频信号到音量调节模块。
上述的手机音量调节系统，音量调节模块与扬声器和听筒相连，所述音量调节模块输出调整后的音频信号，并通过扬声器或者听筒进行播放。
上述的手机音量调节系统，所述音量调节模块中首先将来自音频处理模块的音频信号输入到音量调节模块中的滤波器组模块，所述滤波器组模块对音频信号进行处理，将其分解为各个不同频率段的信号，然后输入到放大模块组中对应的各个不同频段的放大模块，再根据相应的音量调整策略对各个频段音频信号的音量分别进行放大调整，然后将所有通过放大模块处理后的信号输入到信号合成模块进行合成处理，将不同频段分别进行处理后的信号合成为全频信号，最终输出到扬声器或听筒。
上述的手机音量调节系统，所述音量调节模块针对不同听力下降或损伤者的听力特征，对音频信号在各个不同频段的分别进行音量调整，也即每次上下调整一级音量，根据调音策略对音频信号各个频段进行不同幅度的增减，而非按同样的比例进行增减，使得音量调节键或按钮形成一个非线性的调节系统。
本发明的有益效果是，本发明手机音量调节系统根据不同听力下降或损伤者的听力特征，对人耳听力较弱的频段进行较大幅度的增减，而对人耳听力较好的频段进行较小幅度的增减，最终使得在整体音量不是很大的情况下，使得更容易听到设备发出的声音，而不产生太大的环境噪声。同时因为每次音量调整在音频信号所有频段的整体幅度不大，也可达到设备电能节约的目的。
附图说明
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是某人听力损伤测试图
图2是音量调节系统的实现流程图
图3是各个频带进行音量调节的响度区间图
图4是手机中音频信号的音量调节系统实现结构图
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例以某一个听力老化的人的听力特征为例，来实施相应的音量调节的策略和方法。
听力老化的人的听力特征用听力损伤测试图来描述，图1所示即为某人听力损伤测试图。其解释为：每个人的听力对各个频段的声音响度都有一个最低阈值，而且各频段的阈值是不同的，对同一频段，每个人的阈值也是有差异的，通过每个人的听力测试来获取听力阈值图，即听力损伤测试图，能很好地反应人的听力特征以及损伤程度。
图1中，在各个频率测试点上测出的听力阈值处于图中圆弧圈中或者以上的范围，说明听力正常，如果处于圆弧圈的下方，说明听力有损伤。实际上听力下降或者有损坏的人，并不是在每一个频率段都会有损伤，而是在某些频率段有损伤，图1中，在每条频率线上的小圆圈即为此听力下降的人所测出的听力阈值结果，能看出，这个人在频率250hz、500hz、1000hz、和2000hz这些点上具有正常的听力能力，而4000hz和6000hz有较重的听力损坏，在8000hz频率点上听力处于轻度损伤。这个测试是一个典型的听力处于下降过程中的人的测试结果，许多人都具有类似的损伤类型，即低频段听力完好无损，中频段听力下降较为严重，而高频段损伤程度又不是那么严重。当然也存在其他听力损坏的情况，比如低频段听力损伤更严重或者高频段听力损伤更严重，甚至在各个频段听力损伤都特别严重等。
针对以上介绍的听力下降或受损者情况，如果要让他们能更好地听见手机发出的声音，实际上不需要对每一个频段的声音进行增强或放大，而只需要对某一些损坏的声音频段进行个性化的增强就可以达到目的。
图2为实施例的音量调节实现流程图，所述流程图完成对图1所示听力特征的音量调整策略的实现。由图1所述的几个关键的听力测试频率点：250hz、500hz、1000hz、2000hz、4000hz、6000hz和8000hz，又考虑人类听力的最高频率20khz，图2中的滤波器组模块实现对输入音频信号的分解，将其分解为8个没有交叠的子带信号，各个子带的频带范围为：125hz-300hz、301hz-800hz、801hz-1500hz、1501hz-3000hz、3001hz-5000hz、5001hz-7000hz、7001hz-10000hz和10001hz-200000hz。以上所述每一个子带都分别包含一个听力测试频率点。
然后将上述的每个子带信号成分输入到放大模块组，上述所分解出的8个子带成分分别对应图2中第一放大模块至第八放大模块，例如125hz-300hz子带的信号输入到第一放大模块，301hz-800hz子带的信号输入到第二放大模块，以此类推。
当上述每个子带信号输入到上述对应的放大模块后，放大模块要对信号进行放大操作，这一操作由放大模块中的音量调节策略和输入到放大模块中的音量调节键或按钮的指令来决定。
上述图2中输入到放大模块中的音量调节键或按钮的指令即为对音量调节键或按钮的人为操作指令，通常这一操作指令就为音量增加和减少，以及增加或减少的量度。例如操作上述音量键向音量增加的方向按压一级，即是向放大模块发出指令：要对声音信号增加一级的音量，假如操作上述音量键向音量减少的方向按压三级，即是向放大模块发出指令：要对声音信号减小三级的音量。
上述图2中音量调节键或按钮的指令是同时输入到图2中第一放大模块至第八放大模块。
上述图2中音量调节键或按钮对音量增加的量度和减少的量度都有一个限制，量度由音频信号的最大最小响度值和最大响度值来决定，一般最小响度值为20db，而最大响度值取决于音频信号。
上述图2中音量调节键或按钮的音量增加或减少指令在每个放大模块中的实现是有差异的，即针对同一音量增加或减少指令，上述图2中8个放大模块对输入的子带信号的放大程度是有差异的。
上述图2中基于听力损伤测试图中的各听力测试点的听力阈值的音量调节策略要将各个子带信号分别进行音量放大调整，音量调节策略的设置在上述各个放大模块中分别设置，其设置依据来自图3所示各个频带进行音量调节的响度区间图。
上述图3中的圆点为听力老化者在各个频率测试点上的听力阈值点，而最上面水平方向上的连线是音量调节策略中所设置的声音响度阈值曲线，即该听力老化者在所有频率段上能听到声音响度的最小值曲线。其设置依据为：在等响曲线中，人耳在125hz-20000hz这个范围内的正常听力阈值都集中在-5db-20db之间，所以在音量调节系统中可以选择20db作为每个正常听力子带的响度阈值，图3中125hz-3000hz这一频带上听力无损失，所以将20db设置为音量调节系统在这个频段上的响度阈值，该频段包含125hz-300hz、301hz-800hz、801hz-1500hz和1501hz-3000hz这四个子带。而对于4000hz、6000hz、8000hz这三个频率点，听力老化程度较严重，所以将这三个频率点对应子带的声音响度阈值设置为这三个频率点处的听力老化者的听力阈值，将3001hz-5000hz的声音响度阈值调整到65db，将5001hz-7000hz的声音响度阈值调整为75db，将7001hz-10000hz的声音响度阈值调整为45db。
通过图2所述音量调节键或者按钮对声音音量进行调节，最小音量值即为上述图3中声音响度阈值曲线对应的各个频带的值。
通过对上述图2所示音量键或按钮的调整使得音频信号在各个子带上处于如图3所示声音响度阈值后，音量键或按钮继续增加，每增加一级，在各个子带上响度增加的值也会有区别，各子带上增加的幅度都是均匀的。考虑设备所播放音频信号的最大响度值一般为120db，上述图3中各个频率点的声音响度阈值与最大响度值的差，即为该频率点处能调整的响度区间，表示上述图3中的d1、d2、d3、d4、d5、d6和d7，其中d1=d2=d3=d4=100db，d5=55db，d6=45db，d7=75db。每次音量调整一级，每个子带的响度值就要在对应的响度区间上等量递增或递减。例如音量键一共分为20级，那么每个响度区间上音量的调整就可分为20级，每1级调整对应的响度变化在每子带内就应该为d1=d2=d3=d4=100/20=5db，d5=55/20=2.75db，d6=45/20=2.25db，d7=75/20=3.75db。上面的d1、d1、d2、d3、d4、d5、d6和d7就代表音量调整一级对应每个子带内音频信号响度值变化大小。当然针对无级音量调节系统，针对音量调节键或按钮的每一次上下调节，在每个频率段的响度变化也是线性的，只是针对每个频段的线性变化率不同。
上述音量调节实施例对每个频段声音响度的调整是通过对音频信号幅值的增加来实现的，即每调整一级，对每个频段的声音响度幅值直接加上响度变化值。
以上是针对听力下降或损伤者的音量调节策略的描述，须说明的是，该实施例对音频信号划分为8个子带，实际上可以根据实际情况进行子带分解，使得音量调节系统更具有个性化。
上述的音量调节实施例对各个子带信号分别进行音量调整后，还要通过上述图2所示的信号合成模块将各个子带信号合成为一个全频带信号，最终获得一个音量调整后的音频信号，并输出到图4所述的扬声器或听筒进行播放。
上述的音量调节策略的实现，需要利用不同听力下降或损伤者的听力阈值曲线来对该音量调节系统进行初始化设置，即要完成对上述图2中的滤波器组模块、放大模块组合信号合成模块组进行初始化设置。故在使用本发明提出的音量调节功能前，必须先去医院或听力测试机构对自己耳朵听力进行测试，在获得图1所述的听力损伤测试图后，才可以在设备上进行设置，输入图中的数值，使得该功能得以正确运行。
上述图2音量调节系统的实现流程图在手机硬件装置中的实现流程，由图4所示的手机中音频信号的音量调节系统实现结构图来展现，图4中，音量调节模块用于完成图2所述的音量调节功能的所有模块功能。图4中所述的音频处理模块、听筒、扬声器和音量调节键或按钮为常规的手机功能模块，为了达到本发明中的音量调节功能，本发明在手机中新增加的音量调节模块是一个专门的功能模块，普通手机中的音频处理模块直接将待播放的音频信号通过听筒或扬声器来播放，而且音量调节键或按钮直接调整听筒或者扬声器的音量。而本发明中音频处理模块输出的音频信号还需要通过音量调节模块进行处理，而且音量调节键和按钮也直接与所述的音量调节模块相连，通过这一模块对音量进行调整后，再从听筒或扬声器输出。
本发明的原理己经通过实施例或操作模式的实例在上面进行了描述。然而,本发明不应该被解释为限于上面讨论的特定实施例，例如该实施例对音频信号划分为8个子带，实际上可以根据实际情况进行子带分解，使得音量调节系统更具有个性化；又如本发明对其它声音播放系统同样有效，如平板电脑、电视或带语音操控功能的设备。
上述或多或少特定的实施例因此应该被认为是说明性的,而不是限制性的,并且应该理解的是,本领域技术人员可以在所述实施例中作出变化,而不背离由所附的权利要求所限定的本发明的范围。