音频录制或播放中快速求解数字音量近似值的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术音频录制或播放中快速求解数字音量近似值的装置和方法，包括音量比较提取模块、音量渐消模块、音量档位粗选模块、音量近似修正模块和音量求和模块，虽然在音量档位粗选模块和音量近似修正模块的处理过程中都会引入计算误差，通过误差的理论计算，证明本发明专利技术的误差在各种应用产品中都可被接受，加上本发明专利技术求解算法原理结构直观，求解过程快速，具有耗费计算资源少、通用性强的优点，可适用于FPGA、DSP、ARM、PC机等各种平台的开发应用。PC机等各种平台的开发应用。PC机等各种平台的开发应用。

【技术实现步骤摘要】
音频录制或播放中快速求解数字音量近似值的装置和方法


[0001]本专利技术属于音频
，尤其涉及音频录制或播放中快速求解数字音量近似值的装置和方法。

技术介绍

[0002]很多音乐录制播放、视频录制播放、远程会议系统都要求能从视觉上获取音频信号的有无、音量大小等相关信息，使用户能更好地进行现场问题排查和控制。对于音频处理分析模块而言，接收的音频数据多为ADC采样得到的二进制数据，数据同音频音量的电压呈线性关系，而音量的大小多以dB值反映到用户界面，从二进制数据转换为dB值理论上必须经过对数运算，这在部分音频数据分析的系统（如FPGA系统）中较难实现或需要耗费更多资源和时间。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种音频录制或播放中快速求解数字音量近似值的装置和方法，求解过程快速，耗费计算资源少，虽为近似求解算法，但实际求解的结果输出与理论值相差很小，适用于如音乐录制播放、视频录制播放、远程会议系统等对音量大小指示无严苛精确度要求的各种场合。
[0004]本专利技术音频录制或播放中快速求解数字音量近似值的装置，包括音量比较提取模块、音量渐消模块、音量档位粗选模块、音量近似修正模块和音量求和模块，其中音量比较提取模块：输入音频ADC输出的与音频电压呈线性关系的音频信号和音量渐消模块的输出结果，计算音频ADC输出的音频信号中音量的最大值，比较音频ADC输出的音频信号中音量的最大值和音量渐消模块的输出数值，取二者中的最大值作为输出数值分别输出给音量渐消模块和音量档位粗选模块；音量渐消模块：对音量比较提取模块的输出数值减去弥消数值进行音量弥消的迟滞处理，并输出处理结果至音量比较提取模块的输入端；设弥消时间长度为0.3秒至0.5秒，最大音量数值为音频ADC可能输出的最大值，最小音量数值就是0，ADC采样率为系统预置值，通过如下公式（1）计算得到按ADC采样率变化的弥消数值：音量档位粗选模块：定义最大音量为0dB，对音量比较提取模块的输出数值进行循环左移操作，直至最高位为1，将左移结束后的数值直接输出给音量近似修正模块,每执行一次循环左移操作的同时，将音量比较提取模块的输出数值减6dB，即累计计算的结果为音量比较提取模块的输出数值减去（循环左移的次数*6dB），左移结束后将该累计计算的结果直接输出给音量求和模块；音量近似修正模块：对音量档位粗选模块的输出数值，进行相对音量档位粗选模
块更细精度的dB值数值区间的修正，只取MSB
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1、MSB
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2、MSB
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3这三位，并将该三位的值分别记为b1、b2、b3，得到修正结果为3*b1+1*b2+1*b3，音量近似修正模块输出修正结果给音量求和模块；音量求和模块：将音量档位粗选模块和音量近似修正模块的输出dB值进行求和运算，所输出的计算结果为数字音量近似值。
[0005]本专利技术音频录制或播放中快速求解数字音量近似值的方法，包括如下步骤：步骤1、将音频ADC输出的与音频电压呈线性关系的音频信号输入至音量比较提取模块；步骤2、音量比较提取模块计算音频ADC输出的音频信号中音量的最大值，并比较该音频ADC输出的音量的最大值和音量渐消模块的输出数值，取二者中的最大值作为输出数值，分别输出给音量渐消模块和音量档位粗选模块；步骤3、音量渐消模块对音量比较提取模块的输出数值减去弥消数值进行音量弥消的迟滞处理，并输出处理结果至音量比较提取模块的输入端，设弥消时间长度为0.3秒至0.5秒，音频ADC可能输出的最大值为最大音量数值，最小音量数值就是0， ADC采样率为系统预置值，通过如下公式（1）计算得到按ADC采样率变化的弥消数值：步骤4、定义最大音量为0dB，对音量比较提取模块的输出数值进行循环左移操作，直至最高位为1，将左移结束后的数值直接输出给音量近似修正模块,每执行一次循环左移操作的同时，将音量比较提取模块的输出数值减6dB，即累计计算的结果为音量比较提取模块的输出数值减去（循环左移的次数*6dB），左移结束后将该累计计算的结果直接输出给音量求和模块；步骤5、音量近似修正模块对音量档位粗选模块的输出数值，进行相对音量档位粗选模块更细精度的dB值数值区间的修正，只取MSB
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1、MSB
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2、MSB
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3这三位，并将该三位的值分别记为b1、b2、b3，得到修正结果为3*b1+1*b2+1*b3，音量近似修正模块输出修正结果给音量求和模块；步骤6、音量求和模块将音量档位粗选模块和音量近似修正模块的输dB值进行求和运算，所输出的结果为数字音量近似值。
[0006]本专利技术一种使用计算机程序编码的计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有快速求解数字音量近似值的程序，该程序在计算机上执行时，使计算机执行所述音频录制或播放中快速求解数字音量近似值的方法的步骤。
[0007]本专利技术作为一种近似求解算法，在音量档位粗选模块和音量近似修正模块的处理过程中都会引入计算误差，通过误差的理论计算，证明本专利技术的误差在各种应用产品中都可被接受，加上本专利技术求解算法原理结构直观，求解过程快速，具有耗费计算资源少、通用性强的优点，可适用于FPGA、DSP、ARM、PC机等各种平台的开发应用。
附图说明
[0008]图1为本专利技术的工作原理示意图；
以下结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详述。
具体实施方式
[0009]如图1所示，本专利技术第一实施方式，涉及音频录制或播放中快速求解数字音量近似值的装置，主要包括音量比较提取模块、音量渐消模块、音量档位粗选模块、音量近似修正模块和音量求和模块，其中音量比较提取模块：输入音频ADC输出的与音频电压呈线性关系的音频信号和音量渐消模块的输出结果，计算音频ADC输出的音频信号中音量的最大值，比较音频ADC输出的音频信号中音量的最大值和音量渐消模块的输出数值，取二者中的最大值作为输出数值分别输出给音量渐消模块和音量档位粗选模块；由于音频数据为交流信号，人耳感观识别的音量大小为一小段时间内的最大音量效果，感观可分辨的时间精度远小于音频采样的间隔时间，因此音量比较提取模块的输出为当前音频ADC采样值和音频渐消模块输出值的较大者；音量渐消模块：考虑人耳感观和视觉感观的可分辨时间精度，需要对音量弥消进行迟滞处理，本模块的作用相当于模拟电路中的RC放电电路，对音量比较提取模块的输出数值减去弥消数值进行音量弥消的迟滞处理，并输出处理结果至音量比较提取模块的输入端；弥消时间长度一般取0.3秒至0.5秒，音频ADC可能输出的最大值（即满量程）为最大音量数值，最小音量数值就是0,即静音，不同系统ADC采样率不一样，基本都为音视频领域的标称值，如44.1KHz,48KHz,96KHz，通过如下公式（1）计算得到按ADC采样率变化的弥消数值：举例：设弥消时间长度为0.5秒，最大音量数值为系统音频ADC可能输出的最大值为2
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，最小音量数值为0,取ADC采样率为48KHz，代入公式（1）计算得到按ADC采样率变化的弥消数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.音频录制或播放中快速求解数字音量近似值的装置，其特征在于：包括音量比较提取模块、音量渐消模块、音量档位粗选模块、音量近似修正模块和音量求和模块，其中音量比较提取模块：输入音频ADC输出的与音频电压呈线性关系的音频信号和音量渐消模块的输出结果，计算音频ADC输出的音频信号中音量的最大值，比较音频ADC输出的音频信号中音量的最大值和音量渐消模块的输出数值，取二者中的最大值作为输出数值分别输出给音量渐消模块和音量档位粗选模块；音量渐消模块：对音量比较提取模块的输出数值减去弥消数值进行音量弥消的迟滞处理，并输出处理结果至音量比较提取模块的输入端；设弥消时间长度为0.3秒至0.5秒，最大音量数值为音频ADC可能输出的最大值，最小音量数值就是0，ADC采样率为系统预置值，通过如下公式（1）计算得到按ADC采样率变化的弥消数值：音量档位粗选模块：定义最大音量为0dB，对音量比较提取模块的输出数值进行循环左移操作，直至最高位为1，将左移结束后的数值直接输出给音量近似修正模块,每执行一次循环左移操作的同时，将音量比较提取模块的输出数值减6dB，即累计计算的结果为音量比较提取模块的输出数值减去（循环左移的次数*6dB），左移结束后将该累计计算的结果直接输出给音量求和模块；音量近似修正模块：对音量档位粗选模块的输出数值，进行相对音量档位粗选模块更细精度的dB值数值区间的修正，只取MSB
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3这三位，并将该三位的值分别记为b1、b2、b3，得到修正结果为3*b1+1*b2+1*b3，音量近似修正模块输出修正结果给音量求和模块；音量求和模块：将音量档位粗选模块和音量近似修正模块的输出dB值进行求和运算，所输出的计算结果为数字音量近似值。2.音频录制或播放中快速求解数字音量近似值的方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1、将音频A...

【专利技术属性】
技术研发人员：卓福州，
申请(专利权)人：厦门视诚科技有限公司，
类型：发明
国别省市：