一种基于场景识别的自适应音频控制装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于场景识别的自适应音频控制装置和方法。该装置包括环境声音采集麦克风、加速度传感器、定位模块、控制模块、音频信号音量调节模块、主动降噪模块、以及环境声音调节模块；控制模块包括存储器和处理器，其中存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：根据加速度传感器输出的加速度数据和定位模块输出的地理位置数据分析用户的使用场景；根据使用场景、环境声音信号的声级强度、以及环境声音的能量和频谱分布控制音频信号音量调节模块、主动降噪模块、环境声音调节模块的工作。

An Adaptive Audio Control Device and Method Based on Scene Recognition

【技术实现步骤摘要】
一种基于场景识别的自适应音频控制装置和方法
本专利技术涉及电声转换技术，更具体的，涉及一种基于场景识别的自适应音频控制装置和方法。
技术介绍
现有技术中，用户有时会在噪声环境下使用音频播放设备，为解决噪声问题，出现了具有被动/主动降噪功能的音频播放设备，例如降噪耳机，目的是消除噪声对用户的影响。专利技术人发现，只消除噪声已经不能够满足用户对播放效果的需求，用户希望音频播放设备更加智能，能够自动调节播放效果以适应当前的播放环境。在声学领域中，为能够很好的反映人耳对外界噪声响度的主观听觉感受，通常会使用等效连续A声级对环境噪声进行评价，当环境噪声低于50dBA时，人们觉得环境相对安静，当噪声大于80dBA，人们会就觉得周围环境比较吵闹，当噪声达到120dBA，则人们会觉得难以忍受，长期处在90dBA以上的噪声环境中，听力受损伤的可能性明显增大。因此，有必要提供一种能够自适应的音频播放控制方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于场景识别的自适应音频控制方案，以根据用户的使用场景自动调节播放效果。根据本专利技术的第一方面，提供了一种基于场景识别的自适应音频控制装置，包括环境声音采集麦克风、加速度传感器、定位模块、控制模块、音频信号音量调节模块、主动降噪模块、以及环境声音调节模块；其中，所述音频信号音量调节模块、主动降噪模块、以及环境声音调节模块的输出端分别与喇叭连接；所述控制模块包括存储器和处理器，其中所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现以下步骤：根据所述加速度传感器输出的加速度数据和所述定位模块输出的地理位置数据分析用户的使用场景；计算所述环境声音采集麦克风采集的环境声音信号的声级强度，并分析所述环境声音信号的能量和频谱分布；根据所述使用场景、所述环境声音信号的声级强度、以及所述环境声音的能量和频谱分布控制所述音频信号音量调节模块、主动降噪模块、环境声音调节模块的工作。可选地，所述环境声音调节模块包括下列子模块的任一或组合：风噪抑制子模块、语音增强子模块、动态范围控制子模块、EQ均衡处理子模块。可选地，所述根据所述加速度传感器输出的加速度数据和所述定位模块输出的地理位置数据分析用户的使用场景，包括：根据所述地理位置数据确定用户所处的环境类型；根据所述地理位置数据计算用户的移动速度；根据所述加速度数据计算用户的步频值；根据所述移动速度和步频值确定用户的运动模式。可选地，所述环境类型包括室内环境和道路环境；所述运动模式包括下列任一：静止模式、道路行走模式和搭乘交通工具模式。可选地，如果所述移动速度小于第一速度阈值并且所述步频值小于第一步频值阈值，则用户处于静止模式；如果所述移动速度在行走速度区间内并且所述步频值在行走步频值区间内，则用户处于行走模式；如果所述移动速度大于第二速度阈值，则用户处于搭乘交通工具模式。可选地，所述装置还包括骨传导麦克风或红外接近传感器，用户的使用场景还包括用户的说话状态；所述计算机程序被所述处理器执行时实现以下步骤：根据所述骨传导麦克风或红外接近传感器输出的信号确定用户是否处于讲话模式。可选地，所述环境声音采集麦克风为多个，包括用于采集用户实时位置外界环境声音的麦克风和用于采集用户耳廓附近所听到的环境声音的麦克风。可选地，如果所述使用场景为用户处于道路环境并且处于行走模式，则所述根据所述使用场景、所述环境声音信号的声级强度、以及所述环境声音的能量和频谱分布控制所述音频信号音量调节模块、主动降噪模块、环境声音调节模块的工作，包括：控制风噪抑制子模块对环境声音信号中的风噪信号进行抑制性滤波；监测环境声音信号中是否含有语音信号，如果含有语音信号，则触发语音增强子模块对环境声音信号中的语音信号进行增强处理；控制动态范围控制子模块根据所述环境声音信号的声级强度对环境声音信号进行动态范围调整；控制EQ均衡处理子模块对环境声音信号进行EQ补偿处理；根据到达喇叭处的环境声音信号的声级强度控制所述音频信号音量调节模块的工作参数，使得到达喇叭处的音频信号和到达喇叭处的环境声音信号的声级强度保持预设的比例。可选地，如果所述使用场景为用户处于道路环境并且处于行走模式，则所述控制动态范围控制子模块根据所述环境声音信号的声级强度对环境声音信号进行动态范围调整，包括：当40dBA＜所述环境声音信号的声级强度≤50dBA时，对环境声音信号进行放大处理；当所述环境声音信号的声级强度＞60dBA时，对环境声音信号进行衰减处理。可选地，所述对环境声音信号进行EQ补偿处理，包括对环境声音信号中的语音信号频带和鸣笛信号频段进行EQ补偿处理。可选地，如果所述使用场景为用户处于道路环境并且处于行走模式，则根据所述使用场景、所述环境声音信号的声级强度、以及所述环境声音的能量和频谱分布控制所述音频信号音量调节模块、主动降噪模块、环境声音调节模块的工作，还包括：根据所述环境声音信号的声级强度确定是否开启所述主动降噪模块，以及如果开启所述主动降噪模块，根据所述环境声音信号的声级强度调整所述主动降噪模块的降噪等级。可选地，如果所述使用场景为用户处于道路环境并且处于搭乘交通工具模式，则所述根据所述使用场景、所述环境声音信号的声级强度、以及所述环境声音的能量和频谱分布控制所述音频信号音量调节模块、主动降噪模块、环境声音调节模块的工作，包括：监测环境声音信号中是否含有语音信号，如果含有语音信号，则触发语音增强子模块对环境声音信号中的语音信号进行增强处理以及触发EQ均衡处理子模块对环境声音信号中的语音信号频带进行EQ补偿处理；控制主动降噪模块按照最强降噪等级进行主动降噪处理；或者，根据所述环境声音信号的声级强度确定是否开启所述主动降噪模块，以及如果开启所述主动降噪模块，根据所述环境声音信号的声级强度调整所述主动降噪模块的降噪等级；根据到达喇叭处的环境声音信号的声级强度控制所述音频信号音量调节模块的工作参数，使得到达喇叭处的音频信号和到达喇叭处的环境声音信号的声级强度保持预设的比例。可选地，如果所述使用场景为用户处于道路环境并且处于搭乘交通工具模式，则所述根据所述使用场景、所述环境声音信号的声级强度、以及所述环境声音的能量和频谱分布控制所述音频信号音量调节模块、主动降噪模块、环境声音调节模块的工作，包括：控制风噪抑制子模块关闭；和/或，监测环境声音信号的声级强度是否大于预设的声级强度上限或者小于预设的声级强度下限，如果环境声音信号的声级强度大于预设的声级强度上限，则触发动态范围控制子模块对环境声音信号进行衰减处理，如果环境声音信号的声级强度小于预设的声级强度下限，则触发动态范围控制子模块对环境声音信号进行放大处理。可选地，如果所述使用场景为用户处于室内环境并且处于静止模式和讲话模式，则所述根据所述使用场景、所述环境声音信号的声级强度、以及所述环境声音的能量和频谱分布控制所述音频信号音量调节模块、主动降噪模块、环境声音调节模块的工作，包括：控制语音增强子模块对环境声音信号中的语音信号进行增强处理；控制EQ均衡处理子模块对环境声音信号中的语音信号频带进行EQ补偿处理；控制主动降噪模块关闭或者对环境声音信号进行主动降噪处理；控制音频信号音量调节模块调低音量或者暂停播放音频信号。可选地，如果所述使用场景为用户处于室内环境并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于场景识别的自适应音频控制装置，其特征在于，包括环境声音采集麦克风(13)、加速度传感器(11)、定位模块(12)、控制模块(21)、音频信号音量调节模块(22)、主动降噪模块(23)、以及环境声音调节模块(24)；其中，所述音频信号音量调节模块(22)、主动降噪模块(23)、以及环境声音调节模块(24)的输出端分别与喇叭(30)连接；所述控制模块(21)包括存储器和处理器，其中所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现以下步骤：根据所述加速度传感器(11)输出的加速度数据和所述定位模块(12)输出的地理位置数据分析用户的使用场景；计算所述环境声音采集麦克风(13)采集的环境声音信号的声级强度，并分析所述环境声音信号的能量和频谱分布；根据所述使用场景、所述环境声音信号的声级强度、以及所述环境声音的能量和频谱分布控制所述音频信号音量调节模块(22)、主动降噪模块(23)、环境声音调节模块(24)的工作。

【技术特征摘要】
1.一种基于场景识别的自适应音频控制装置，其特征在于，包括环境声音采集麦克风(13)、加速度传感器(11)、定位模块(12)、控制模块(21)、音频信号音量调节模块(22)、主动降噪模块(23)、以及环境声音调节模块(24)；其中，所述音频信号音量调节模块(22)、主动降噪模块(23)、以及环境声音调节模块(24)的输出端分别与喇叭(30)连接；所述控制模块(21)包括存储器和处理器，其中所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现以下步骤：根据所述加速度传感器(11)输出的加速度数据和所述定位模块(12)输出的地理位置数据分析用户的使用场景；计算所述环境声音采集麦克风(13)采集的环境声音信号的声级强度，并分析所述环境声音信号的能量和频谱分布；根据所述使用场景、所述环境声音信号的声级强度、以及所述环境声音的能量和频谱分布控制所述音频信号音量调节模块(22)、主动降噪模块(23)、环境声音调节模块(24)的工作。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述环境声音调节模块(24)包括下列子模块的任一或组合：风噪抑制子模块(241)、语音增强子模块(242)、动态范围控制子模块(243)、EQ均衡处理子模块(244)。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述根据所述加速度传感器(11)输出的加速度数据和所述定位模块(12)输出的地理位置数据分析用户的使用场景，包括：根据所述地理位置数据确定用户所处的环境类型；根据所述地理位置数据计算用户的移动速度；根据所述加速度数据计算用户的步频值；根据所述移动速度和步频值确定用户的运动模式。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述环境类型包括室内环境和道路环境；所述运动模式包括下列任一：静止模式、道路行走模式和搭乘交通工具模式。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，如果所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵剑，刘建丹，
申请(专利权)人：北京小鸟听听科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11