專利名稱：音量管理系統(tǒng)及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種音量管理系統(tǒng)及方法，特別是涉及一種通過管理音量管理系統(tǒng)的音量從而保護聽力的系統(tǒng)及方法。
背景技術：
隨著數(shù)字產品的發(fā)展，手持音頻播放設備得到廣泛應用。然而，在噪音比較大的環(huán)境中，會導致用戶很難聽到渴望的音頻信號，因為噪音會掩蓋用戶渴望聽到的音頻信號。
為了解決該問題，市場上出現(xiàn)了許多音量控制系統(tǒng)及方法。如美國專利商標局于2003年7月3日公開的US 2003/0123680號專利申請文件，其揭露了一種音量控制系統(tǒng)及方法。該音量控制系統(tǒng)包括一揚聲器、一音量控制單元、一解碼單元、一用戶選擇單元、一噪音感應器、一音量設定表及一微控制器；該音量控制單元用于輸出一音量控制信號；該解碼單元響應該音量控制信號以調節(jié)音量控制值，并輸出一音量控制值被調節(jié)后的聲音信號到該揚聲器；該用戶選擇單元選擇一音量自動控制功能；該噪音感應器感應外部噪音；該音量設定表列出了各噪音值對應的音量控制值；該微控制器基于該感應的外部噪音確定一噪音值，從該音量設定表中讀取該被確定的噪音值對應的音量控制值，及控制該音量控制單元以調節(jié)該音量控制值。該音量控制方法包括步驟存儲一音量設定表，該音量設定表列出了各噪音值對應的音量控制值；感應外部噪音；確定該外部噪音的噪音水平；及基于該音量設定表，根據(jù)該被確定的噪音值調節(jié)該音量控制值。即如果外部噪音增加，則輸出聲音的音量控制值隨之增加。
在噪音比較大的環(huán)境中，用戶為了能夠聽到渴望的音頻信號，就會增大音量控制值。另外，用戶在收聽快節(jié)奏音樂時，也會將音量控制值調到很大。然而，用戶都存在一個聽力生理極限，即響度不適級(Loudness Discomfort Level，LDL)，如果用戶的耳朵長時間暴露在超過該響度不適級的環(huán)境下，則會對該用戶的聽力造成傷害。

發(fā)明內容有鑒于此，有必要提供一種音量管理系統(tǒng)及方法，計算一預設時間段內的音頻能量累積值，當該音頻能量累積值達到用戶能夠承受的極限值時，則輸出一提示音，提醒用戶調低當前音量控制值。
該音量管理系統(tǒng)包括一中央處理單元、一存儲單元、一解碼單元、一音量控制單元及一音量管理單元。該中央處理單元用于控制該音量管理系統(tǒng)中各單元的操作。該存儲單元存儲有多個音頻數(shù)據(jù)。該解碼單元讀取并解碼一音頻數(shù)據(jù)生成一數(shù)字音頻信號。該音量控制單元設定一當前音量控制值。該音量管理單元對該數(shù)字音頻信號進行取樣，獲取一第一預設時間段內的多個振幅值；并從該音量控制單元獲取該當前音量控制值；然后根據(jù)該多個振幅值及該當前音量控制值，計算該第一預設時間段內的音頻能量累積值；當該音頻能量累積值達到一默認值時，向該中央處理單元發(fā)送一命令信號，使得該中央處理單元響應該命令信號從而輸出一提示音，以提醒用戶調低當前音量控制值。
該音量管理方法包括下列步驟讀取并解碼一音頻數(shù)據(jù)生成一數(shù)字音頻信號。對該數(shù)字音頻信號進行取樣，獲得該第一預設時間段內的多個振幅值。獲取一當前音量控制值。根據(jù)該多個振幅值及該音量控制值，計算該第一預設時間段內的音頻能量累積值。當該音頻能量累積值達到一默認值時，發(fā)送一命令信號。響應該命令信號從而輸出一提示音，以提醒用戶調低該當前音量控制值。
相較于現(xiàn)有技術，所述的音量管理系統(tǒng)及方法計算該第一預設時間段內的音頻能量累積值，當該音頻能量累積值達到用戶能夠承受的極限值時，則輸出一提示音，以提醒用戶調低當前音量控制值，從而達到保護用戶聽力的目的。下面將結合附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。

圖1是實施方式中本發(fā)明的音量管理系統(tǒng)的架構圖。
圖2是實施方式中本發(fā)明的音量管理單元的模塊圖。
圖3是傳統(tǒng)上播放音頻數(shù)據(jù)的流程圖。
圖4是實施方式中本發(fā)明的音量管理方法的流程圖。
具體實施方式如圖1所示是本實施方式中音量管理系統(tǒng)的架構圖。該音量管理系統(tǒng)1包括一中央處理單元10、一存儲單元11、一解碼單元12、一數(shù)/模轉換器13、一音量控制單元14、一放大器15、一音頻輸出裝置16及一音量管理單元17。該存儲單元11存儲有多個音頻數(shù)據(jù)、解碼程序及音量管理程序。該中央處理單元10控制該音量管理系統(tǒng)1中各單元的操作。該解碼單元12讀取一音頻數(shù)據(jù)，并解碼該音頻數(shù)據(jù)產生一數(shù)字音頻信號，然后將該數(shù)字音頻信號傳送至該數(shù)/模轉換器13。該數(shù)/模轉換器13將該數(shù)字音頻信號轉換為模擬音頻信號，并將該模擬音頻信號傳送至該放大器15。該音量控制單元14設定一當前音量控制值。該放大器15根據(jù)該音量控制單元14設定的當前音量控制值將該模擬音頻信號放大，并將放大后的模擬音頻信號傳送到該音頻輸出裝置16。該音頻輸出裝置16輸出該模擬音頻信號對應的聲音。該音頻輸出裝置16可為一耳機或一揚聲器。該音量管理單元17獲取該解碼單元12輸出的數(shù)字音頻信號，對該數(shù)字音頻信號進行取樣，獲取一第一預設時間段T1內的多個振幅值mi；并從該音量控制單元14獲取一當前音量控制值V；然后根據(jù)該多個振幅值mi及該音量控制值V，應用一數(shù)學算法計算該第一預設時間段T1內的音頻能量累積值Q，例如，該數(shù)學算法可為Q＝[∑(mi*V)2/N]1/2(其中，i從1到N)，Q表示該音頻能量累積值，V表示當前音量控制值，N表示該第一預設時間段T1內獲取該數(shù)字音頻信號的振幅值mi的數(shù)目；并當該音頻能量累積值Q達到一默認值K時(該默認值K為用戶耳朵能夠承受的音頻能量累積值Q的極限值)，向該中央處理單元10發(fā)送一命令信號，使得該中央處理單元10響應該命令信號從而輸出一提示音；另外，在一第二預設時間段T2內，如果該中央處理單元10未接收到用戶調小該當前音量控制值的控制信號時，該音量管理單元17增加該提示音的音量控制值及/或提高該提示音的輸出頻率。
其中，輸出提示音具體可為，該中央處理單元10響應該命令信號，從而控制該解碼單元12從該存儲單元11讀取一提示音頻數(shù)據(jù)；該解碼單元12解碼該提示音頻數(shù)據(jù)產生一數(shù)字音頻信號，然后將該數(shù)字音頻信號傳送至該數(shù)字模擬轉換器13；該數(shù)字模擬轉換器13將該數(shù)字音頻信號轉換為模擬音頻信號，并將該模擬音頻信號傳送至該放大器15；該放大器15根據(jù)該音量控制單元14設定的當前音量控制值將該模擬音頻信號放大，并將放大后的模擬音頻信號傳送到該音頻輸出裝置16；該音頻輸出裝置16輸出該模擬音頻信號對應的提示音，以提醒用戶降低當前音量控制值。輸出提示音具體還可為，中央處理單元10響應該命令信號從而執(zhí)行一提示音頻程序，生成一提示音頻數(shù)據(jù)；該解碼單元12解碼該提示音頻數(shù)據(jù)產生一數(shù)字音頻信號，然后將該數(shù)字音頻信號傳送至該數(shù)字模擬轉換器13；該數(shù)字模擬轉換器13將該數(shù)字音頻信號轉換為模擬音頻信號，并將該模擬音頻信號傳送至該放大器15；該放大器15根據(jù)該音量控制單元14設定的當前音量控制值將該模擬音頻信號放大，并將放大后的模擬音頻信號傳送到該音頻輸出裝置16；該音頻輸出裝置16輸出該模擬音頻信號對應的提示音，以提醒用戶降低當前音量控制值。
如圖2所示是本實施方式中音量管理單元17的模塊圖。該音量管理單元17包括一取樣模塊20、一音量獲取模塊21、一計算模塊22及一提示模塊23。該取樣模塊20用于對該解碼單元12輸出的數(shù)字音頻信號進行取樣，獲取該第一預設時間段T1內的多個振幅值mi。該音量獲取模塊21用于從該音量控制單元14獲取一當前音量控制值V。該計算模塊22用于在該控制單元11的控制下根據(jù)該多個振幅值mi及該音量控制值V，應用上述數(shù)學算法計算該第一預設時間段T1內的音頻能量累積值Q。該提示模塊23用于當該音頻能量累積值Q達到該默認值K時，向該中央處理單元10發(fā)送一命令信號，使得該中央處理單元10響應該命令信號從而輸出一提示音；并且在該第二預設時間段T2內，如果該中央處理單元10未接收到用戶調小該當前音量控制值V的控制信號時，則該提示模塊23增加該提示音的音量控制值及/或提高該提示音的輸出頻率。
如圖3所示是傳統(tǒng)上播放一音頻數(shù)據(jù)的流程圖。當用戶選擇一音頻數(shù)據(jù)進行播放時，該中央處理單元10從該存儲單元11中讀取該音頻數(shù)據(jù)(步驟S30)。該解碼單元12在該中央處理單元10的控制下解碼該音頻數(shù)據(jù)產生一數(shù)字音頻信號，并將該數(shù)字音頻信號傳送至該數(shù)/模轉換器13(步驟S31)。該數(shù)/模轉換器13將該數(shù)字音頻信號轉換為模擬音頻信號，并將該模擬音頻信號傳送至該放大器15(步驟S32)。該放大器15根據(jù)當前音量控制值將該模擬音頻信號放大，并將放大后的模擬音頻信號傳送到該音頻輸出裝置16(步驟S33)。該音頻輸出裝置16輸出該模擬音頻信號對應的聲音(步驟S34)。
如圖4所示是本實施方式中音量管理方法的流程圖。在該中央處理單元10的控制下，該音量管理單元17獲取該解碼單元12輸出的數(shù)字音頻信號(步驟S40)。然后對該數(shù)字音頻信號進行取樣，獲取該第一預設時間段T1內的多個振幅值mi(步驟S41)。并從該音量控制單元14獲取一當前音量控制值V(步驟S42)。根據(jù)該多個振幅值mi及該音量控制值V，該音量管理單元17計算該第一預設時間段T1內的音頻能量累積值Q(步驟S43)。判斷該音頻能量累積值Q是否達到一默認值K(步驟S44)。如果該音頻能量累積值Q未達到一默認值K，流程返回步驟S40。如果該音頻能量累積值Q達到一默認值K，向該中央處理單元10發(fā)送一命令信號(步驟S45)。該中央處理單元10響應該命令信號從而輸出一提示音(步驟S46)，并開始計時(步驟S47)。該中央處理單元10偵測在該第二預設時間段T2內是否接收到用戶調小該當前音量控制值的控制信號(步驟S48)。如果在該第二預設時間段T2內，該中央處理單元10未接收到用戶調小該當前音量控制值的控制信號，該音量管理單元17增加該提示音的音量控制值及/或提高該提示音的輸出頻率(步驟S49)，然后流程返回步驟S47，該中央處理單元10重新計時；如果在該第二預設時間段T2內，該中央處理單元10接收到用戶調小該當前音量控制值的控制信號，則該音量管理單元17調小該當前音量控制值(步驟S50)，然后流程返回步驟S40，即上述流程循環(huán)進行。其中，在輸出該提示音的過程中，如果該中央處理單元10接收到用戶關閉該提示音的控制信號，則該音量管理單元17驅動該中央處理單元10結束上述音量管理方法的流程。另外，當該中央處理單元10接收到一停止或暫停播放的控制信號時，亦結束上述音量管理方法的流程。
權利要求
1.一種音量管理系統(tǒng)，包括一中央處理單元、一解碼單元及一音量控制單元，該解碼單元獲取一音頻數(shù)據(jù)并解碼該音頻數(shù)據(jù)生成一數(shù)字音頻信號，其特征在于，該系統(tǒng)還包括一音量管理單元，在該中央處理單元的控制下，對該解碼單元輸出的數(shù)字音頻信號進行取樣，獲取一第一預設時間段內的多個振幅值，并從該音量控制單元獲取一當前音量控制值，然后根據(jù)該多個振幅值及該音量控制值，計算該第一預設時間段內的音頻能量累積值；及當該音頻能量累積值達到一默認值時，向該中央處理單元發(fā)送一命令信號，使得該中央處理單元響應該命令信號從而輸出一提示音。
2.如權利要求1所述的音量管理系統(tǒng)，其特征在于，該默認值為用戶耳朵能夠承受的音頻能量累積值的極限值。
3.如權利要求1所述的音量管理系統(tǒng)，其特征在于，在一第二預設時間段內，如果該中央處理單元未接收到用戶調小當前音量控制值的控制信號時，該音量管理單元增加該提示音的音量控制值及/或提高該提示音的輸出頻率。
4.如權利要求1所述的音量管理系統(tǒng)，其特征在于，輸出提示音的方法可為，該中央處理單元響應該命令信號從而控制該解碼單元從該存儲單元讀取一提示音頻數(shù)據(jù)；該解碼單元解碼該提示音頻數(shù)據(jù)產生一數(shù)字音頻信號；該數(shù)/模轉換器將該數(shù)字音頻信號轉換為模擬音頻信號；該放大器根據(jù)該音量控制單元設定的當前音量控制值將該模擬音頻信號放大；該音頻輸出裝置輸出該模擬音頻信號對應的提示音。
5.如權利要求1所述的音量管理系統(tǒng)，其特征在于，輸出提示音的方法可為，該中央處理單元響應該命令信號從而執(zhí)行一提示音頻程序，從而產生一提示音頻數(shù)據(jù)；該解碼單元解碼該提示音頻數(shù)據(jù)產生一數(shù)字音頻信號；該數(shù)/模轉換器將該數(shù)字音頻信號轉換為模擬音頻信號；該放大器根據(jù)該音量控制單元設定的當前音量控制值將該模擬音頻信號放大；該音頻輸出裝置輸出該模擬音頻信號對應的提示音。
6.一種音量管理方法，其特征在于，包括步驟讀取一音頻數(shù)據(jù)并解碼該音頻數(shù)據(jù)生成一數(shù)字音頻信號；對該數(shù)字音頻信號進行取樣，獲得一預設時間段內的多個振幅值；獲取一當前音量控制值；根據(jù)該多個振幅值及該音量控制值，計算該預設時間段內的音頻能量累積值；當該音頻能量累積值達到一默認值時，發(fā)送一命令信號；及響應該命令信號從而輸出一提示音。
7.如權利要求6所述的音量管理方法，其特征在于，該默認值為用戶耳朵能夠承受的音頻能量累積值的極限值。
8.如權利要求6所述的音量管理方法，其特征在于，在一第二預設時間段內未接收到用戶調小當前音量控制值的控制信號時，則增加該提示音的音量及/或提高該提示音的輸出頻率。
9.如權利要求6所述的音量管理方法，其特征在于，輸出提示音的方法可為，讀取一提示音頻數(shù)據(jù)；解碼該提示音頻數(shù)據(jù)產生一數(shù)字音頻信號；將該數(shù)字音頻信號轉換為模擬音頻信號；根據(jù)當前設定的音量控制值將該模擬音頻信號放大；輸出該模擬音頻信號對應的提示音。
10.如權利要求6所述的音量管理方法，其特征在于，輸出提示音的方法可為，執(zhí)行一提示音頻程序從而產生一提示音頻數(shù)據(jù)；解碼該提示音頻數(shù)據(jù)產生一數(shù)字音頻信號；將該數(shù)字音頻信號轉換為模擬音頻信號；根據(jù)當前設定的音量控制值將該模擬音頻信號放大；輸出該模擬音頻信號對應的提示音。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種音量管理方法，包括下列步驟讀取一音頻數(shù)據(jù)并解碼該音頻數(shù)據(jù)生成一數(shù)字音頻信號。對該數(shù)字音頻信號進行取樣，獲得一預設時間段內的多個振幅值。獲取一當前音量控制值。根據(jù)該多個振幅值及該音量控制值，計算該預設時間段內的音頻能量累積值。當該音頻能量累積值達到一默認值時，發(fā)送一命令信號。響應該命令信號從而輸出一提示音，以提醒用戶調低該當前音量控制值。本發(fā)明還提供一音量管理系統(tǒng)。該音量管理系統(tǒng)及方法用于當該音頻能量累積值達到用戶能夠承受的極限值時，則自動調低當前音量控制值，從而達到保護用戶聽力的目的。
文檔編號H03G3/20GK1941619SQ20051010006
公開日2007年4月4日 申請日期2005年9月30日 優(yōu)先權日2005年9月30日
發(fā)明者謝冠宏, 王漢哲, 連文釧 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司