一种基于动态声压控制技术的音响控制方法及装置与流程 专利技术说明

电子通信装置的制造及其应用技术1.本发明涉及音响控制技术，特别涉及一种基于动态声压控制技术的音响控制方法及装置。背景技术：2.音响设备是我们日常生活中不可或缺的一部分，但是使用不当会给人们带来不适。例如，过高的音量会影响人们的听力健康，而过低的音量则会影响音效的表现。为了解决这些问题，人们使用了各种音响控制技术，其中动态声压控制技术是一种较为有效的技术。3.目前，市场上的动态声压控制技术多数采用压缩扩展算法，其基本原理是通过控制输入信号的动态范围，实现输出信号的动态范围的控制。这种技术可以在一定程度上解决过高或过低的音量问题，但是在音效表现方面并不理想。技术实现要素：4.本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于动态声压控制技术的音响控制方法及装置，采用动态压缩技术和动态扩展技术能够对控制信号进行更加精细的处理，实现对声音智能化控制，使得音响设备能够自动调节声音大小，从而避免声音过大或过小的问题。5.相应的，本发明提供了一种基于动态声压控制技术的音响控制方法，包括：6.基于声压检测模块采取均方根检测算法实时检测信号的声压大小值；7.将检测到的声压大小值送入数字信号处理器控制的控制电路；8.在控制电路中设定目标声压大小值，并将检测到的声压大小值与目标值进行比较；9.若检测到的声压大小值高于目标值，控制电路将输出一个控制信号来降低输入信号的增益；10.若检测到的声压大小值低于目标值，控制电路将输出一个控制信号来提高输入信号的增益；11.采用动态压缩技术和动态扩展技术对控制信号动态范围的压缩或扩展，实现动态声压控制；12.将动态声压控制后的控制信号输出到音响设备中。13.优选的，所述基于声压检测模块采取均方根检测算法实时检测信号的声压大小，包括：14.通过声音传感器采集环境中的声音信号，转化为模拟电信号s(t)，t表示时间；15.基于pulse code modulation技术将模拟电信号s(t)转化为数字电信号s(n)，n表示采样的时间点，采样频率为fs；16.17.通过计算机处理数字信号，将其转换为声音波形图；18.去除声音波形图背景噪音，增强清晰度并转换回数字信号，w(n)为去噪后的数字信号；19.将波形图分成若干个周期，wi(n)为第个周期内的数字信号，计算每个周期内的平方和，第i个周期内的平方和为ei；[0020][0021]其中n为每个周期的采样点数；[0022]对平方和进行平均和开方，得到均方根值，rmsi第i个周期的均方根值；[0023][0024]根据均方根值判断声压大小，设定一个中间阈值t，根据方根值rmsi超过阈值t多少，给予声压大大小值信息。[0025]优选的，所述将检测到的声压大小值送入数字信号处理器控制的数字电路，包括：[0026]使用传感器将声压大小值的声波信号转换为电信号，送入模拟信号处理器；[0027]模拟信号处理器将声波信号放大，增强信号强度；[0028]模拟信号处理器将模拟信号转换为数字信号，通过模数转换器将模拟信号采样为一组数字信号；[0029]数字信号处理器对采样后的数字信号进行数字信号处理，包括滤波、去噪、增强。[0030]优选的，所述在控制电路中设定目标声压大小值，并将检测到的声压大小值与目标值进行比较，包括：[0031]将检测到的声压大小值与设定的目标声压大小值进行比较；[0032]比较结果包括三个状态：小于目标值、等于目标值、大于目标值；[0033]基于比较结果分析音响播放元件的工作状态和输出声音大小，获取环境中的实际声压大小接近设定的目标值。[0034]优选的，所述若检测到的声压大小值高于目标值，控制电路将输出一个控制信号来降低输入信号的增益，包括：[0035]检测到声压大小值高于目标值；[0036]控制电路根据检测到的数值计算出需要降低的增益值；[0037]控制电路向输入信号的放大器发送一个控制信号；[0038]放大器收到控制信号，根据控制信号调整增益值，使得输出信号的声压大小降低到目标值；[0039]持续监测输出信号的声压大小，若继续高于目标值，控制电路会继续发出控制信号，直到输出信号的声压大小稳定在目标值。[0040]优选的，所述若检测到的声压大小值低于目标值，控制电路将输出一个控制信号来提高输入信号的增益，包括：[0041]检测到声压大小值低于目标值；[0042]控制电路根据检测到的数值计算出需要提高的增益值；[0043]控制电路向输入信号的放大器发送一个控制信号；[0044]放大器收到控制信号，根据控制信号调整增益值，使得输出信号的声压大小提高到目标值；[0045]持续监测输出信号的声压大小，若继续低于目标值，控制电路会继续发出控制信号，直到输出信号的声压大小稳定在目标值。[0046]优选的，所述采用动态压缩技术和动态扩展技术对控制信号动态范围的压缩或扩展，实现动态声压控制，包括：[0047]通过内部回路进行自适应控制获取控制信号，对控制信号的最大值和最小值进行检测，确定目标控制信号动态范围大小；[0048]将目标动态范围与原始控制信号的动态范围进行比较，计算出需要压缩或扩展的比例；[0049]将原始控制信号按照计算出的比例进行压缩或扩展，使其适配设定的目标动态范围；[0050]将压缩或扩展后的控制信号输出到控制系统中。[0051]本发明还提供了一种基于动态声压控制技术的音响控制装置，所述装置包括：[0052]声压检测模块：用于采取均方根检测算法实时检测信号的声压大小值[0053]动态声压门限模块：用于检测到的声压大小值高于目标值，控制电路将输出一个控制信号来降低输入信号的增益；[0054]动态声压检测模块：用于判断检测到的声压大小值高于目标值还是低于目标值，并输出控制信号；[0055]动态压缩模块：用于对控制信号动态范围的压缩；[0056]动态扩展模块：用于对控制信号动态范围的扩展；[0057]信号输出模块：用于将动态声压控制后的控制信号输出到音响设备；[0058]音频输出模块：用于将控制信号转化为音频信号并输出音频信号；[0059]控制模块：用于对音响控制装置进行控制。[0060]优选的，所述声压检测模块包括：[0061]输入子模块：用于使用传感器将声压大小值的声波信号转换为电信号，送入模拟信号处理器；[0062]放大增强子模块：用于模拟信号处理器将声波信号放大，增强信号强度；[0063]转换子模块：模拟信号处理器将模拟信号转换为数字信号，通过模数转换器将模拟信号采样为一组数字信号；[0064]处理子模块：数字信号处理器对采样后的数字信号进行数字信号处理，包括滤波、去噪、增强。[0065]优选的，所述控制装置的集成电路采用一次性非易失性存储器。[0066]本发明提供了一种基于动态声压控制技术的音响控制方法及装置，这种基于动态声压控制技术的音响控制方法能够实现对声音信能化控制，使得音响设备能够自动调节声音大小，从而避免声音过大或过小的问题。同时，采用动态压缩技术和动态扩展技术能够对控制信号进行更加精细的处理，提高音响输出的质量和稳定性，同时也能减少设备的功耗和损耗，从而延长设备的寿命，因此，该方法具有实用性和经济性，并能够提升用户的音乐体验感。附图说明[0067]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，显而易见的，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它的附图。[0068]图1是本发明实施例中一种基于动态声压控制技术的音响控制方法的流程示意图；[0069]图2是本发明实施例中一种基于动态声压控制技术的音响控制装置的结构组成示意图。具体实施方式[0070]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。[0071]图1示出了本发明实施例中的基于动态声压控制技术的音响控制方法的流程示意图，该方法包括：[0072]s11、基于声压检测模块采取均方根检测算法实时检测信号的声压大小值；[0073]优选的，所述基于声压检测模块采取均方根检测算法实时检测信号的声压大小，包括：通过声音传感器采集环境中的声音信号，转化为模拟电信号s(t)，t表示时间；基于pulse code modulation技术将模拟电信号s(t)转化为数字电信号s(n)，n表示采样的时间点，采样频率为fs；[0074][0075]通过计算机处理数字信号，将其转换为声音波形图；去除声音波形图背景噪音，增强清晰度并转换回数字信号，w(n)为去噪后的数字信号；将波形图分成若干个周期，wi(n)为第个周期内的数字信号，计算每个周期内的平方和，第i个周期内的平方和为ei；[0076][0077]其中n为每个周期的采样点数；对平方和进行平均和开方，得到均方根值，rmsi第i个周期的均方根值；[0078][0079]根据均方根值判断声压大小，设定一个中间阈值t，根据方根值rmsi超过阈值t多少，给予声压大大小值信息。[0080]通过以上步骤，可以实现对环境中声压大小的实时检测，并给出相应的声压大小值信息；该步骤方法具有精度高、实时性好等优点，适用于各种需要对声压大小进行实时检测的场合。[0081]s12、将检测到的声压大小值送入数字信号处理器控制的控制电路；[0082]优选的，所述将检测到的声压大小值送入数字信号处理器控制的控制电路，包括：使用传感器将声压大小值的声波信号转换为电信号，送入模拟信号处理器；模拟信号处理器将声波信号放大，增强信号强度；模拟信号处理器将模拟信号转换为数字信号，通过模数转换器将模拟信号采样为一组数字信号；数字信号处理器对采样后的数字信号进行数字信号处理，包括滤波、去噪、增强。[0083]具体的，首先，使用声压传感器将声波信号转换为电信号，所述声压传感器是一种能够将声波信号转换为电信号的传感器，它能够测量声波的压力变化，并将其转换为电信号输出；接下来，将电信号送入模拟信号处理器。模拟信号处理器是一种能够对模拟信号进行处理的电路，它能够放大信号强度，增强信号的质量；然后，将模拟信号转换为数字信号，模数转换器是一种能够将模拟信号转换为数字信号的电路，它能够将模拟信号采样为一组数字信号；最后，对采样后的数字信号进行数字信号处理，所述数字信号处理器是一种能够对数字信号进行处理的电路，它能够对数字信号进行滤波、去噪、增强等处理，以提高信号的质量和可靠性。[0084]s13、在控制电路中设定目标声压大小值，并将检测到的声压大小值与目标值进行比较；优选的，所述在控制电路中设定目标声压大小值，并将检测到的声压大小值与目标值进行比较，包括：将检测到的声压大小值与设定的目标声压大小值进行比较；比较结果包括三个状态：小于目标值、等于目标值、大于目标值；基于比较结果分析音响播放元件的工作状态和输出声音大小，获取环境中的实际声压大小接近设定的目标值。[0085]具体的，声压大小值可以通过麦克风等传感器进行实时采集，并与设定的目标声压大小值进行比较。比较结果可以分为三种状态：小于目标值、等于目标值、大于目标值。当实际声压大小小于目标值时，控制系统可以通过增加音响播放元件的输出声音大小来提高环境中的声压大小，获取其接近设定的目标值。控制系统需要不断更新比较结果，以保持目标声压大小的稳定控制；这可以通过实时采集环境中的声压大小值，并与设定的目标值进行比较，然后根据比较结果调整音响播放元件的输出声音大小来实现。[0086]s14、声压大小值是否高于目标值；[0087]优选的，可使用声压计或其他测量设备来测量当前的声压大小值。如果测量结果低于目标值，则进入步骤s15输出一个控制信号来提高输入信号的增益。如果测量结果高于目标值，则进入步骤s16输出一个控制信号来降低输入信号的增益。[0088]s15、输出一个控制信号来提高输入信号的增益；[0089]优选的，所述若检测到的声压大小值低于目标值，控制电路将输出一个控制信号来提高输入信号的增益，包括：检测到声压大小值低于目标值；控制电路根据检测到的数值计算出需要提高的增益值；控制电路向输入信号的放大器发送一个控制信号；放大器收到控制信号，根据控制信号调整增益值，使得输出信号的声压大小提高到目标值；持续监测输出信号的声压大小，若继续低于目标值，控制电路会继续发出控制信号，直到输出信号的声压大小稳定在目标值。[0090]具体的，这是一个自动增益控制系统，用于调节输入信号的音量，使其达到预设的目标值；当检测到输入信号的声压大小低于目标值时，控制电路会计算出需要提高的增益值，并向放大器发送控制信号，调整增益值，使输出信号的声压大小提高到目标值。系统会持续监测输出信号的声压大小，如果仍然低于目标值，控制电路会继续发出控制信号，直到输出信号的声压大小稳定在目标值。这个系统可以应用于音频设备、通信设备等领域，提高信号的可靠性和稳定性。[0091]s16、输出一个控制信号来降低输入信号的增益；[0092]若检测到的声压大小值高于目标值，控制电路将输出一个控制信号来降低输入信号的增益；优选的，所述若检测到的声压大小值高于目标值，控制电路将输出一个控制信号来降低输入信号的增益，包括：检测到声压大小值高于目标值；控制电路根据检测到的数值计算出需要降低的增益值；控制电路向输入信号的放大器发送一个控制信号；放大器收到控制信号，根据控制信号调整增益值，使得输出信号的声压大小降低到目标值；持续监测输出信号的声压大小，若继续高于目标值，控制电路会继续发出控制信号，直到输出信号的声压大小稳定在目标值。[0093]具体的，这也是一个自动增益控制系统，用于调节输入信号的音量，使其达到预设的目标值；当检测到输入信号的声压大小高于目标值时，控制电路会计算出需要降低的增益值，并向放大器发送控制信号，调整增益值，使输出信号的声压大小降低到目标值。系统会持续监测输出信号的声压大小，如果仍然高于于目标值，控制电路会继续发出控制信号，直到输出信号的声压大小稳定在目标值。这个系统可以应用于音频设备、通信设备等领域，提高信号的可靠性和稳定性。[0094]s17、采用动态压缩技术和动态扩展技术对控制信号动态范围的压缩或扩展，实现动态声压控制；[0095]优选的，所述采用动态压缩技术和动态扩展技术对控制信号动态范围的压缩或扩展，实现动态声压控制，包括：通过内部回路进行自适应控制获取控制信号，对控制信号的最大值和最小值进行检测，确定目标控制信号动态范围大小；将目标动态范围与原始控制信号的动态范围进行比较，计算出需要压缩或扩展的比例；将原始控制信号按照计算出的比例进行压缩或扩展，使其适配设定的目标动态范围；将压缩或扩展后的控制信号输出到控制系统中。[0096]具体的，该步骤通过内部回路获取控制信号，并对其进行最大值和最小值的检测，以确定目标控制信号的动态范围大小；将目标动态范围与原始控制信号的动态范围进行比较，计算出需要压缩或扩展的比例；根据计算出的比例，对原始控制信号进行压缩或扩展，以使其适配设定的目标动态范围；将压缩或扩展后的控制信号输出到控制系统中，以实现自适应控制。[0097]s18、将动态声压控制后的控制信号输出到音响设备中。[0098]具体的，动态声压控制(drc)是一种音频处理技术，用于控制音频信号的动态范围，以避免音频信号过于嘈杂或过于安静。drc通常由数字信号处理器(dsp)实现，其输出控制信号可以通过多种方式传输到音响设备中。常见的方法是使用数字音频接口(例如s/pdif或hdmi)将控制信号传输到音响设备中。在这种情况下，dsp将控制信号编码为数字信号，并将其嵌入到音频信号中。音响设备可以解码控制信号并相应地调整音频信号的动态范围；另一种方法是使用模拟控制信号，这通常需要使用额外的电路来将数字控制信号转换为模拟信号；模拟控制信号可以通过多种方式传输到音响设备中，例如使用电缆或无线传输。无论使用哪种方法，控制信号都需要与音频信号同步，以确保正确的控制；这通常通过在音频信号中嵌入同步信号来实现，或者使用专门的同步电路来确保控制信号与音频信号同步。总之，将动态声压控制后的控制信号输出到音响设备中需要使用数字或模拟信号传输，并确保控制信号与音频信号同步。[0099]图2示出了本发明实施例中的基于动态声压控制技术的音响控制装置的结构组成示意图，所述装置包括：[0100]声压检测模块21：用于采取均方根检测算法实时检测信号的声压大小值动态声压门限模块22：用于检测到的声压大小值高于目标值，控制电路将输出一个控制信号来降低输入信号的增益；动态声压检测模块23：用于判断检测到的声压大小值高于目标值还是低于目标值，并输出控制信号；动态压缩模块24：用于对控制信号动态范围的压缩；动态扩展模块25：用于对控制信号动态范围的扩展；信号输出模块26：用于将动态声压控制后的控制信号输出到音响设备；音频输出模块27：用于将控制信号转化为音频信号并输出音频信号；控制模块28：用于对音响控制装置进行控制。[0101]优选的，所述控制装置配置了slg46140的连接矩阵、i/o引脚和集成组件。slg46140包括以下模拟和数字资源，slg46140是一种用户可编程设备，具有一次性可编程(otp)存储器元件，能够构造组合逻辑元件。三个i/o引脚为位模式提供到板上的连接。在匹配从功放输入端经过取样、隔离、整形、再叠加后的小信号输入到slg46140设计编程完的代码gpx文件将被转发到silego，以集成到生产过程中。[0102]优选的，通过集成离散电路和无源组件，在单一、小型、低功耗器件中实现多种混合信号功能；通过这种方式从功放输入端的小信号进行采样、隔离、整形、比较、叠加转换直流检测信号、再反馈到slg46140可编程混合信号矩阵集成电路进行控制，根据功放输入信号的动态声压大小，使用slg46140可编程混合信号矩阵通过软件和硬件协调控制电池供电升压电路输出电压的动态范围，提高电路工作效率降低对电池的损耗，根据软件的设置在电池模式检测主机音量，当音量设置小于只有三分之一时，主控系统发信号给slg46140控制电池供电的升压电路让输出电压降低到符合功放电路输出声音的动态范围效果，这样也可以提高升压电路工作效率。当识别到音响产品接入交流电时，控制mos断开电池声压输出让声压ic停止工作，同时对电池进行充电，这时主机电源板smps输出直流电，整机输出功率设置在最高动态输出模式，实现产品电池使用率最大化，有效延长产品续航时间。[0103]优选的，所述声压检测模块包括：输入子模块：用于使用传感器将声压大小值的声波信号转换为电信号，送入模拟信号处理器；放大增强子模块：用于模拟信号处理器将声波信号放大，增强信号强度；转换子模块：模拟信号处理器将模拟信号转换为数字信号，通过模数转换器将模拟信号采样为一组数字信号；处理子模块：数字信号处理器对采样后的数字信号进行数字信号处理，包括滤波、去噪、增强。[0104]优选的，所述控制装置的集成电路采用一种一次性非易失性存储器。[0105]具体的，通过对非易失性存储器进行编程，使用易于使用的开发工具。[0106]进一步的，实现动态升压控制就是从功放输入端经过取样、隔离、整形、再叠加后的小信号经过slg46140可编程混合信号矩阵集成通过软件编程，slg46140是一次性可编程的非易失性存储器，3脚输出是根据音乐动态变化成比例的输出相应值去调整升压输出的电压。当功放声音输入幅度较小时slg46140的3脚会输出相应值到升压ic的反馈脚，从而调整升压输出的电压能满足功放要求，使升压ic处于最高效率状态。[0107]如果slg46140的3脚不做处理，升压ic则根据反馈固定参数输出最高的电压，当功放输入信号在100mv时功放输出的功率和动态不需要那么高电压，此时输入相同负载也相同情况下，升压反馈固定参数升压ic是输出最高的电压在18v效率是70％左右，这时是整个升压效率最低的状态，一般低压升得越高效率越低，温升也高，损耗也是最高这样电池使用续航时间明显的减短。如果经过取样、隔离、整形、再叠加后的小信号经过slg46140的做了编程处理后输出去控制，给升压的反馈控制使升压输出电压降到10v，是符合此时100mv输入信号相同负载也相同，升压的效率高于是70％。当功放输入音频信号大时升压升到满足功放声音效果的输出电压，当音频小信号时升压电压降低这时效率就越高，在这时对电池的损耗减小了，这样增加了电池续航时间。[0108]本发明提供了一种基于动态声压控制技术的音响控制方法及装置，这种基于动态声压控制技术的音响控制方法能够实现对声音信能化控制，使得音响设备能够自动调节声音大小，从而避免声音过大或过小的问题。同时，采用动态压缩技术和动态扩展技术能够对控制信号进行更加精细的处理，提高音响输出的质量和稳定性，同时也能减少设备的功耗和损耗，从而延长设备的寿命，因此，该方法具有实用性和经济性，并能够提升用户的音乐体验感。[0109]本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(rom，readonly memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁盘或光盘等。[0110]另外，以上对本发明实施例所提供的一种基于动态声压控制技术的音响控制方法及装置进行了详细介绍，本文中应采用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。









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