專利名稱：音頻輸出裝置、無線通信裝置及其動態(tài)調(diào)整音量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系有關(guān)于音頻信號的自動調(diào)整方法，尤其是有關(guān)于隨環(huán)境噪音而自動調(diào)整輸出音量的方法與可攜式無線通信裝置。
背景技術(shù)：
第1圖系為現(xiàn)有的音頻輸出系統(tǒng)100，包括增益控制器102、存儲器104、使用者接口106、音頻產(chǎn)生器108和揚聲器110。該音頻輸出系統(tǒng)100可以是一種可攜式無線通信裝置的一部分，例如手機。電波信號經(jīng)由音頻產(chǎn)生器108而轉(zhuǎn)換為音頻信號，經(jīng)過增益控制器102的增益控制后，從揚聲器110播放供人耳聆聽。一般音頻信號需經(jīng)放大增益才能成為可聽音波。該使用者接口106可輸入控制信號CTRL#以調(diào)整增益控制器102中的增益值(gain)，供使用者調(diào)整音頻信號的響度(loudiness)(俗稱音量volume)。以一般的手機為例，通常包括一存儲器104用以儲存經(jīng)過調(diào)整后的增益值，使增益控制器102在隨后的通話過程皆根據(jù)該增益值放大該音頻信號。
在安靜的場合下，該音頻信號的輸出音量不需太大即清晰可聞。相對的，在吵雜的場合下，則需要相對調(diào)高該輸出音量。由于可攜式無線通信裝置經(jīng)常處于環(huán)境噪音不同的場合，通過使用者接口106頻繁的調(diào)整音量十分不方便。因此一個能隨著環(huán)境噪音而自動調(diào)整輸出音量的功能是有必要的。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種動態(tài)調(diào)整音量的方法，用于可攜式無線通信裝置。該方法包括下列步驟。首先，輸入音頻信號。接著，檢測環(huán)境噪音。最后，根據(jù)該環(huán)境噪音的強度，決定輸出增益，并以該輸出增益，放大并輸出該音頻信號。其中檢測該環(huán)境噪音的步驟，首先接收多個不同方位的噪音來源，接著整合該等噪音來源，推算出該環(huán)境噪音的強度。其中決定該輸出增益的步驟，系計算該環(huán)境噪音的聲壓級(SPL)(單位為分貝dB)，并接收自定義增益的值，再將該聲壓級加上該自定義增益，以做為該輸出增益(單位為分貝)。
本發(fā)明另提供一種音頻輸出裝置，包括音頻產(chǎn)生器、噪音檢測器、以及增益控制器。該音頻產(chǎn)生器產(chǎn)生音頻信號，該噪音檢測器檢測環(huán)境噪音，而該增益控制器耦接該音頻產(chǎn)生器與該噪音檢測器，根據(jù)該環(huán)境噪音的強度，決定輸出增益，并以該輸出增益放大并輸出該音頻信號。
該增益控制器包括處理器及放大器。該處理器計算該環(huán)境噪音的聲壓級，并產(chǎn)生控制信號，而該放大器接收該控制信號以產(chǎn)生對應(yīng)的該輸出增益，使該音頻信號的強度放大。
該音頻輸出裝置，更進一步包括操作接口耦接該增益控制器，用以供輸入自定義增益，以及存儲器耦接該增益控制器，用以儲存該自定義增益。其中該增益放大器使該聲壓級加上該自定義增益，以得到該輸出增益，使該音頻信號放大。該音頻輸出裝置更進一步包括揚聲器耦接該增益控制器，用以播放該音頻信號。
本發(fā)明另一實施例提供一種可攜式無線通信裝置，包括通信模塊，以及上述音頻輸出裝置。該通信模塊系用以接收電波信號，供該音頻產(chǎn)生裝置轉(zhuǎn)換為該音頻信號。該音頻輸出裝置包括多個噪音檢測器，用以檢測該環(huán)境噪音。其中該等噪音檢測器將不同方位的噪音檢測結(jié)果輸入該增益控制器，而該增益控制器根據(jù)該等噪音檢測結(jié)果判定該環(huán)境噪音的值。


第1圖系為現(xiàn)有的音頻信號輸出裝置100；第2圖系為本發(fā)明實施例之一的音頻信號輸出裝置200；第3圖系為本發(fā)明實施例之一的可攜式無線通信裝置300；以及第4圖系為本發(fā)明實施例之一的動態(tài)調(diào)整音量方法流程圖。
102～增益控制器104～存儲器106～使用者接口108～音頻產(chǎn)生器110～揚聲器202～增益控制器204～噪音檢測器302～處理器304～噪音模塊 306～放大器308～通信模塊
具體實施例方式
第2圖系為本發(fā)明實施例之一的音頻信號輸出裝置200。除了包括存儲器104、使用者接口106、音頻產(chǎn)生器108和揚聲器110之外，還包括增益控制器202和噪音檢測器204。該使用者接口106耦接該增益控制器202，用以供輸入自定義增益的值。該存儲器104耦接該增益控制器202，用以儲存該自定義增益的值。該揚聲器110揚聲器耦接該增益控制器202，用以播放該音頻信號。該噪音檢測器204系用來檢測環(huán)境噪音的強度，可以是由振動薄膜、線圈、駐極電荷背極板、電流放大器或集成電路等組件組成。該存儲器104，根據(jù)音頻輸出裝置的設(shè)計，可以是閃存(FLASH)，或是動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)。該增益控制器202接收該噪音檢測器204所輸出的環(huán)境噪音檢測結(jié)果，以及音頻產(chǎn)生器108所輸出的音頻信號，根據(jù)該環(huán)境噪音的大小，決定輸出增益的值，并以該輸出增益放大該音頻信號，從揚聲器110輸出。藉此人耳可聽到隨著環(huán)境噪音大小而自動調(diào)整音量大小的音頻信號。在本實施例中，信號的強度以聲壓級(SPL)計算，單位是分貝(dB)或是加權(quán)分貝(dBA)。聲壓級的公式為聲壓級(dB)＝20.log10(量度到的聲壓/參考聲壓)其中參考聲壓值為20×10-6Pa其中Pa的定義為牛頓/米平方(N/m2)因人耳對于高低頻的敏感度不同，故該音頻信號輸出裝置200可以包括均衡器(equalizer)(未圖示)以處理高低音頻的加權(quán)問題。為了要在各種不同環(huán)境噪音下都能清楚聆聽該音頻信號，該音頻信號的輸出增益必須大于環(huán)境噪音至一定的程度。由于人耳感測到的音量大小大致與音頻信號的能量對數(shù)成正比，故輸出增益的計算可以直接采用分貝的加減運算。舉例來說，一種方式是，所檢測到的環(huán)境噪音的聲壓級，直接做為該音頻信號的輸出增益。亦即不論環(huán)境噪音多大聲，該音頻信號的音量都維持在信號本身的聲壓級再加上該環(huán)境噪音的聲壓級，所以能確保一定比環(huán)境噪音大聲，使人耳可清楚聆聽。另一種方式是，根據(jù)由使用者接口106輸入的自定義增益，加上該環(huán)境噪音的聲壓級，做為輸出增益。亦即使用者可以自行決定該音頻信號的音量應(yīng)該比環(huán)境噪音大多少程度。本發(fā)明的實施例雖以上述方法決定輸出增益之值，然而計算方式不限定于此。任何可根據(jù)環(huán)境噪音而動態(tài)調(diào)整該音頻信號的輸出增益的方式皆涵括在本發(fā)明的精神范圍內(nèi)。
第3圖系為本發(fā)明實施例之一的可攜式無線通信裝置300。其中除了存儲器104、使用者接口106、音頻產(chǎn)生器108、揚聲器110之外，尚包括噪音模塊304當中包括多個噪音檢測器204，以及通信模塊308。而該增益控制器202中包括處理器302和放大器306。其中該通信模塊308系用以接收或發(fā)送電波信號，與外界通信，該該音頻產(chǎn)生器108則耦接該通信模塊308，負責處理電波信號與音頻信號之間的轉(zhuǎn)換。該噪音模塊304中的多個噪音檢測器，系用以檢測環(huán)境噪音。由于噪音的判斷容易因為瞬間的局部接觸而誤判，例如手部、衣服影響收音狀況，所以在該可攜式無線通信裝置300中的各不同方位分散放置許多噪音檢測器204，可以避免局部噪音的誤判。例如，當噪音只發(fā)生在其中一個噪音檢測器204時，則視為局部噪音而忽略。相反的，若只有其中一個噪音檢測器204沒感測到聲音時，則視為局部被遮蓋而不考慮其影響。
藉此，該噪音模塊304將不同方位的噪音檢測結(jié)果送至該增益控制器202中的處理器302。該增益控制器202可根據(jù)該等噪音檢測結(jié)果，例如以平均法計算，推得該環(huán)境噪音的聲壓級(SPL)，單位是分貝。其中，處理器302可用以根據(jù)該聲壓級產(chǎn)生控制信號CTRL#，而該放大器306則接收該控制信號CTRL#以使音頻信號獲得該輸出增益。在本例中，同樣的，該處理器302可以直接使該音頻信號的輸出增益等于該聲壓級，也可以從存儲器104中讀取使用者從使用者接口106輸入的自定義增益，加上該環(huán)境噪音的聲壓級，做為該音頻信號的輸出增益。最后，耦接該放大器306的揚聲器110，將該音頻信號播放出來供人聆聽。該可攜式無線通信裝置可以是手機、個人數(shù)字助理(PDA)、無線對講機等。該控制信號CTRL#的操作方式則不限于數(shù)字或模擬。
第4圖系為本發(fā)明實施例之一的動態(tài)調(diào)整音量方法流程圖。基本上有三件事是同時進行中的。第一，在步驟402中，設(shè)置自定義增益值。也就是在一般的音頻輸出裝置中設(shè)置音量的動作。第二，在步驟404中接收音頻信號，例如對可攜式無線通信裝置而言，音頻信號即是從電磁波信號轉(zhuǎn)換而得。第三，在步驟406中檢測環(huán)境噪音，在步驟408中算出環(huán)境噪音的聲壓值。接著，在步驟410中，根據(jù)該自定義增益和環(huán)境噪音的聲壓值，放大該音頻信號，最后在步驟412中，藉揚聲器輸出該音頻信號。因此在持續(xù)使用的狀態(tài)下，上述步驟是循環(huán)持續(xù)進行的。
以上提供的實施例已突顯本發(fā)明的諸多特色。本發(fā)明雖以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可做各種的更動與潤飾。此外本說明書依照規(guī)定所提的分段標題并不用于限定其內(nèi)容所述的范圍，尤其是背景技術(shù)中所提未必是已揭露的習知發(fā)明，發(fā)明說明亦非用以限定本發(fā)明的技術(shù)特征。是以本發(fā)明的新穎性、創(chuàng)造性以及保護范圍當視所附的權(quán)利要求所界定者為準。
權(quán)利要求
1.一種動態(tài)調(diào)整音量的方法，包括下列步驟輸入音頻信號；檢測環(huán)境噪音；根據(jù)該環(huán)境噪音的強度，決定輸出增益；以及以該輸出增益，放大并輸出該音頻信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)調(diào)整音量的方法，其中檢測該環(huán)境噪音的步驟包括接收多個不同方位的噪音來源；以及整合該等噪音來源，推算出該環(huán)境噪音的強度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)調(diào)整音量的方法，還包括接收自定義增益，其中決定該輸出增益的步驟，包括計算該環(huán)境噪音的聲壓級；以及將該聲壓級加上該自定義增益，做為該輸出增益。
4.一種音頻輸出裝置，包括音頻產(chǎn)生器，用以產(chǎn)生音頻信號；噪音檢測器，用以檢測環(huán)境噪音；以及增益控制器，耦接該音頻產(chǎn)生器與該噪音檢測器，用以根據(jù)該環(huán)境噪音的強度，決定輸出增益，并以該輸出增益放大并輸出該音頻信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的音頻輸出裝置，該增益控制器包括處理器，用以計算該環(huán)境噪音的聲壓級，并產(chǎn)生控制信號；以及放大器，用以接收該控制信號以產(chǎn)生對應(yīng)的該輸出增益，使該音頻信號的強度放大。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的音頻輸出裝置，還包括操作接口，耦接該增益控制器，用以供輸入自定義增益；以及存儲器，耦接該增益控制器，用以儲存該自定義增益；其中該增益放大器使該聲壓級加上該自定義增益，做為該輸出增益。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的音頻輸出裝置，還包括揚聲器，耦接該增益控制器，用以播放該音頻信號。
8.一種可攜式無線通信裝置，包括通信模塊，用以接收電波信號；音頻產(chǎn)生器，耦接該通信模塊，用以將該電波信號轉(zhuǎn)換成音頻信號；多個噪音檢測器，用以檢測環(huán)境噪音；增益控制器，耦接該音頻產(chǎn)生器與該等噪音檢測器，用以根據(jù)該環(huán)境噪音的強度，決定輸出增益，并以該輸出增益放大并輸出該音頻信號；操作接口，耦接該增益控制器，用以供輸入自定義增益的值；以及存儲器，耦接該增益控制器，用以儲存該自定義增益的值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的可攜式無線通信裝置，其中該等噪音檢測器將不同方位的噪音檢測結(jié)果輸入該增益控制器；以及該增益控制器根據(jù)該等噪音檢測結(jié)果判定該環(huán)境噪音的聲壓級。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可攜式無線通信裝置，其中該增益控制器包括處理器，用以根據(jù)該聲壓級產(chǎn)生控制信號；以及放大器，用以接收該控制信號以產(chǎn)生對應(yīng)的該輸出增益，以放大該音頻信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的可攜式無線通信裝置，其中該輸出增益等于該聲壓級加該自定義增益。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的可攜式無線通信裝置，還包括揚聲器，耦接該增益控制器，用以播放該音頻信號。
全文摘要
本發(fā)明系有關(guān)于音頻信號的自動調(diào)整方法，尤其是有關(guān)于隨環(huán)境噪音而自動調(diào)整輸出音量的方法與可攜式無線通信裝置。首先，輸入音頻信號。接著，檢測環(huán)境噪音。最后，根據(jù)該環(huán)境噪音的強度，決定輸出增益，并以該輸出增益，放大并輸出該音頻信號。其中檢測該環(huán)境噪音的步驟，首先接收多個不同方位的噪音來源，接著整合該等噪音來源，推算出該環(huán)境噪音的強度。
文檔編號H03G3/32GK1801607SQ20041008178
公開日2006年7月12日 申請日期2004年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月31日
發(fā)明者簡燦男, 許澤亮 申請人:廣達電腦股份有限公司