电子装置与增益控制方法制造方法及图纸

一种电子装置与增益控制方法。增益控制方法包括下列步骤：接收声音信号；根据声音信号在过去期间的每一数值计算音量；根据此音量决定增益值；以及使用此增益值放大声音信号，然后存储声音信号。

【技术实现步骤摘要】
电子装置与增益控制方法
本专利技术涉及一种处理声音信号的电子装置与方法，且特别涉及一种电子装置与增益(gain)控制方法。
技术介绍
现在有很多消费电子装置具有播音与录音功能，上述的播音不免受到环境的影响，例如在安静的环境可能音量(soundlevel)会太大，在嘈杂的环境音量可能又太小。上述的录音功能可能遭遇极小或极大的音量，例如一般人说话的音量很小，而演唱会的音量很大。目前的消费电子装置在录音时无论接收到的声音信号的音量大小，都会将声音信号放大到预设的目标电平(targetlevel)，但真实的音量总是有大有小，不会维持在同一电平。这样的录音功能会丧失声音信号的动态范围(dynamicrange)，降低记录下来的声音的真实性。
技术实现思路
本专利技术提供一种电子装置与增益控制方法，以解决播音的音量与环境音量不一致的问题，并保留记录下来的声音的动态范围。本专利技术的电子装置包括麦克风、模拟数字转换器、以及处理器。麦克风接收声音信号。模拟数字转换器耦接麦克风，将声音信号自模拟信号转换为数字信号。处理器耦接模拟数字转换器，根据声音信号在过去期间的每一数值计算音量，根据此音量决定增益值，使用此增益值放大声音信号，然后存储声音信号。本专利技术的增益控制方法包括下列步骤：接收声音信号；根据声音信号在过去期间的每一数值计算音量；根据此音量决定增益值；以及使用此增益值放大声音信号，然后存储声音信号。基于上述，本专利技术的电子装置与其对应的增益控制方法可依据环境音量决定播音的增益值，以解决播音的音量与环境音量不一致的问题。另外，本专利技术的电子装置与其对应的增益控制方法可根据声音信号在过去期间的音量决定其增益值，以保留声音信号的动态范围。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。附图说明图1是依照本专利技术的一实施例的一种播音装置的示意图。图2是依照本专利技术的一实施例的一种增益控制方法的流程图。图3是依照本专利技术的一实施例的一种录音装置的示意图。图4是依照本专利技术的一实施例的一种增益控制方法的流程图。图5是已知的一种声音信号的示意图。图6是依照本专利技术的一实施例的一种声音信号的示意图。【符号说明】100：播音装置110：麦克风120：模拟数字转换器130：处理器140：数字模拟转换器150：扬声器160：处理器170：存储装置210～280：方法步骤300：录音装置310：麦克风320：模拟数字转换器330：处理器340：存储装置405～470：方法步骤具体实施方式图1是依照本专利技术的一实施例的一种播音装置100的示意图。播音装置100可以是任何一种具有播音功能的电子装置。播音装置100包括麦克风110、模拟数字转换器120、处理器130、数字模拟转换器140、扬声器150、处理器160、以及存储装置170。模拟数字转换器120耦接麦克风110，数字模拟转换器140耦接扬声器150，处理器130耦接模拟数字转换器120和数字模拟转换器140，处理器160耦接处理器130和存储装置170。处理器130可以是一个数字信号处理器(DSP:digitalsignalprocessor)，而处理器160可以是播音装置100的应用程序处理器(applicationprocessor)。本实施例的存储装置170是内建于播音装置100的一个元件，不过在另一实施例中，存储装置170可以不属于播音装置100，而是外接于播音装置100。图2是依照本专利技术的一实施例的一种增益控制方法的流程图，此方法可由播音装置100执行。在步骤210，麦克风110接收一个输入声音信号。此输入声音信号就是播音装置100的环境噪音。在步骤220，模拟数字转换器120将输入声音信号自模拟信号转换为数字信号。播音装置100可通过扬声器150播放一个输出声音信号，处理器160可自存储装置170将上述的输出声音信号提供至处理器130。麦克风110除了接收环境噪音，也会接收到输出声音信号。因此，处理器130在步骤230消除输出声音信号在输入声音信号中的回音，然后在步骤240估算输入声音信号（即环境噪音）的音量。在步骤250，处理器130根据输入声音信号的音量决定一个增益值。此增益值为输入声音信号的音量的递增函数。为了简化计算过程，可将此递增函数制作成查找表(look-uptable)，处理器130可用此查找表决定上述的增益值。在步骤260，处理器130使用上述的增益值放大上述的输出声音信号。在步骤270，数字模拟转换器140将输出声音信号自数字信号转换为模拟信号。然后在步骤280，扬声器150播放输出声音信号。由于输出声音信号的增益值和环境噪音的音量成正比，扬声器150的播放音量可以和环境噪音一致，不会太大或太小。图3是依照本专利技术的一实施例的一种录音装置300的示意图。录音装置300可以是任何一种具有录音功能的电子装置。录音装置300包括麦克风310、模拟数字转换器320、处理器330、以及存储装置340。模拟数字转换器320耦接麦克风310，处理器330耦接模拟数字转换器320和存储装置340。本实施例的存储装置340是内建于录音装置300的一个元件，不过在另一实施例中，存储装置340可以不属于录音装置300，而是外接于录音装置300。图4是依照本专利技术的一实施例的一种增益控制方法的流程图，此方法的步骤405可由麦克风310和模拟数字转换器320执行，其余步骤可由处理器330执行。在步骤405，麦克风310接收声音信号，模拟数字转换器320将声音信号自模拟信号转换为数字信号。在步骤410，处理器330计算声音信号的音量L1。处理器330可分析声音信号在一个过去期间P1中的每一个数值，计算这些数值的绝对值的最大值（也就是声音信号的最大振幅）或这些数值的绝对值的均方根值(rootmeansquarevalue)，以做为声音信号的音量L1。接下来，在步骤415，处理器330计算声音信号的另一个音量L2。处理器330可根据音量L1决定另一个过去期间P2，P2的时间长度与音量L1成正比，因此当音量L1高于一个阈值时，过去期间P2的时间长度会大于过去期间P1的时间长度。然后处理器330可分析声音信号在过去期间P2中的每一个数值，计算这些数值的绝对值的最大值或这些数值的绝对值的均方根值，以做为声音信号的音量L2。在步骤420，处理器330根据音量L2决定一个增益值GL，增益值GL与音量L2成反比。例如处理器330可根据音量L2在一个查找表中找出对应的增益值GL。接下来，在步骤425，处理器330检查音量L2是否大于一个预设的阈值。如果音量L2大于此阈值，则处理器330在步骤430检查音量L2大于此阈值的持续时间是否已到达预设的时间长度T1。如果是，则处理器330在步骤435设立一个标志(flag)，然后在步骤440将声音信号的最终增益值GO设定为等于增益值GL与另一个增益值GT其中的最小值。增益值GT是一个预设常数。GT是声音信号的音量较小时所对应的目标增益值，GT通常大于GL。如果步骤430的检查结果为否，则流程直接进入步骤440。接下来，处理器330在步骤460使用最终增益值GO放大声音信号，然后将声音信号存储在存储装置340。若经过增益值GO放大后的声音信号的振幅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子装置，包括：麦克风，接收第一声音信号；模拟数字转换器，耦接该麦克风，将该第一声音信号自模拟信号转换为数字信号；以及第一处理器，耦接该模拟数字转换器，根据该第一声音信号在第一过去期间的每一数值计算第一音量，根据该第一音量决定第一增益值，使用该第一增益值放大该第一声音信号，然后存储该第一声音信号。

【技术特征摘要】
2013.10.02 US 61/885,515;2014.02.26 US 14/190,0971.一种电子装置，包括：麦克风，接收第一声音信号；模拟数字转换器，耦接该麦克风，将该第一声音信号自模拟信号转换为数字信号；以及第一处理器，耦接该模拟数字转换器，根据该第一声音信号在第一过去期间的每一数值计算第一音量，决定第一增益值，其中该第一增益值和环境噪音的该第一音量成正比，使用该第一增益值放大该第一声音信号，然后存储该第一声音信号，其中该第一处理器根据该第一音量决定第二过去期间，根据该第一声音信号在该第二过去期间的每一数值计算第二音量，根据该第二音量决定第二增益值，并根据该第二增益值与第三增益值其中至少一个决定该第一增益值，其中该第三增益值为预设常数。2.如权利要求1所述的电子装置，其中该第二过去期间的时间长度与该第一音量成正比。3.如权利要求2所述的电子装置，其中当该第一音量高于阈值时，该第二过去期间的时间长度大于该第一过去期间的时间长度。4.如权利要求1所述的电子装置，其中该第二增益值与该第二音量成反比。5.如权利要求1所述的电子装置，其中若该第二音量大于阈值，则该第一增益值等于该第二增益值与该第三增益值其中的最小值。6.如权利要求1所述的电子装置，其中若该第二音量符合预设条件，则该第一处理器在预设期间内将该第二增益值逐渐增加到等于该第三增益值，而且在该预设期间内该第一增益值等于该第二增益值，其中该预设条件为该第二音量大于阈值的持续时间已达到第一时间长度然后该第二音量小于或等于该阈值的持续时间已达到第二时间长度。7.如权利要求6所述的电子装置，其中若该第二音量小于或等于该阈值而且该第二音量不符合该预设条件，则该第一增益值等于该第三增益值。8.如权利要求1所述的电子装置，其中若经过该第一增益值放大后的该第一声音信号的振幅超出预设上限，则该第一处理器减少该第一增益值，以免该振幅超出该预设上限。9.如权利要求1所述的电子装置，其中在该第一处理器存储该第一声音信号之后，该麦克风还接收第二声音信号，该模拟数字转换器将该第二声音信号自模拟信号转换为数字信号，该第一处理器估算该第二声音信号的第三音量，根据该第三音量决定第四增益值，并使用该第四增益值放大该第一声音信号，而且该电子装置还包括：数字模拟转换器，耦接该第一处理器，将该第一声音信号自数字信号转换为模拟信号；以及扬声器，耦接该数字模拟转换器，播放该第一声音信号。10.如权利要求9所述的电子装置，其中该第一处理器先消除该第一声音信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡俊仁，唐汉熙，李淳民，陈雷，赖玉洁，戴兆弘，
申请(专利权)人：宏达国际电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71