【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及音频数据处理，具体涉及一种用于蓝牙音箱的音频增益控制方法及系统。
技术介绍
1、音频信号的处理和播放已经广泛应用于各种情景，例如，通过如蓝牙音响等终端设备播放。但是，在音频信号的处理过程中，由于音频源的不同，导致不同音频信号的音量强度不一样，用户播放不同音频信号时需要频繁通过手动控制音量大小。
2、现有的增益控制方法，多是通过实时检测音频信号各采样点的音量，与设定门限值进行比对，并根据与门限值之间的关系，确定放大或缩小的调整增益，将音量进行增益调整后再播放音频信号，但是，当与设定门限值进行比对而调整增益时，会出现音量突变的情况，使得用户收听到的音频信号音量幅度不连续，效果不佳；或者，以数据帧为分析基础，计算当前帧中各个采样点振幅值绝对值的平均幅值，将当前帧中的目标幅值除以平均幅值后得到当前帧的增益值，然后基于该增益值调整当前帧音频信号的输出幅值，从而实现音量的调整；或者，以数据帧为分析基础，分别计算音频信号前后两帧的增益值，并将各帧的增益值平均分配到各采样点中，为了实现前后两帧增益的平滑过渡，通常将前一帧最后一个采样点的增益值作为当前帧第一个采样点的增益值，基于确定的帧增益值调整各帧音频信号的幅值，但会使音频信号产生失真现象，例如，音频信号会出现“消顶”失真现象，即当音频信号的幅值经增益放大时，为了防止超出允许的最大音量，会将超出设定幅值的音频信号强制调整幅值为设定值，使其不会继续增长，所以会出现消顶失真现象。此外，还会使得增益调整后的斜率发生了改变，进而使得音频信号发生失真现象。
3、因此
技术实现思路
1、鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述全部或至少一部分问题的用于蓝牙音箱的音频增益控制方法及系统。
2、根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于蓝牙音箱的音频增益控制方法，包括：
3、从音频源获取输入的音频信号，通过汉明窗对所述音频信号进行加窗处理，通过快速傅里叶变换对加窗处理后的音频信号进行频谱分析得到各个频谱分量的幅度；
4、根据所述各个频谱分量的幅度确定原始音量等级，以及，获取用户设定的用户音量等级以及环境噪音水平；
5、根据所述原始音量等级和所述环境噪音水平计算得到基础增益因子，根据所述用户音量等级和所述基础增益因子计算得到调整增益因子；
6、根据所述调整增益因子动态调整所述输入的音频信号，得到输出的音频信号，驱动蓝牙音箱播放所述输出的音频信号。
7、更进一步地，所述汉明窗的阶数的计算公式为：
8、
9、其中，w为汉明窗阶数，maxfreq为最高频率，nesspix为对音频信号进行频谱分析时所需的频率分辨率，l为汉明窗的长度，,a、k为常数，<mi>a</mi><mi>∈</mi><mi>0.5,1</mi></mfenced><mi>,</mi><mi>k</mi><mi>∈</mi><mi>(0,0.5]</mi>，为正数。
10、更进一步地，所述通过快速傅里叶变换对加窗处理后的音频信号进行频谱分析得到各个频谱分量的幅度之后，所述方法还包括：
11、通过汉明窗函数和对应的自适应权重系数对所述各个频谱分量的幅度进行加权叠加得到重构的音频信号，以接近原始音频信号；
12、所述自适应权重系数的计算公式为：
13、
14、其中，表示重构音频信号在时刻t的样本值，表示时刻t的自适应权重系数，表示汉明窗函数，是正的调整因子，表示频谱分量的幅度在时刻t的样本值。
15、更进一步地，所述原始音量等级的计算公式为：
16、
17、其中，为大于1的常数，为各个时刻t的频谱分量的幅度之和。
18、更进一步地，所述基础增益因子的计算公式为：
19、
20、其中，为原始音量等级，为环境噪音水平，为最大可接受噪音水平。
21、更进一步地，所述调整增益因子的计算公式为：
22、
23、其中，为动态增益因子，为用户音量等级，为基础增益因子，为动态范围，为动态时间规划函数。
24、更进一步地，所述根据所述调整增益因子动态调整所述输入的音频信号，得到输出的音频信号进一步包括：
25、将所述调整增益因子动态乘以所述输入的音频信号，得到输出的音频信号。
26、更进一步地，得到输出的音频信号之后，所述方法还包括：
27、根据音质指标对所述输出的音频信号进行音效增强转换，其中，所述音质指标包括清晰度增强因子、音量增强因子、音色增强因子以及立体感增强因子。
28、更进一步地，所述清晰度增强因子根据音频信号的频率成分和频谱分析结果计算得到；
29、所述音量增强因子根据用户期望的音量等级和输出的音频信号的音量大小计算得到；
30、所述音色增强因子根据音频信号的音色特征和用户偏好计算得到；
31、所述立体感增强因子根据音频信号的空间特征和环境信息计算得到。
32、根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于蓝牙音箱的音频增益控制系统，包括：
33、音频处理模块，用于从音频源获取输入的音频信号，通过汉明窗对所述音频信号进行加窗处理，通过快速傅里叶变换对加窗处理后的音频信号进行频谱分析得到各个频谱分量的幅度；
34、音量等级计算模块，用于根据所述各个频谱分量的幅度确定原始音量等级，以及，获取用户设定的用户音量等级以及环境噪音水平；
35、调整因子计算模块，用于根据所述原始音量等级和所述环境噪音水平计算得到基础增益因子，根据所述用户音量等级和所述基础增益因子计算得到调整增益因子；
36、音频调整模块，用于根据所述调整增益因子动态调整所述输入的音频信号，得到输出的音频信号，驱动蓝牙音箱播放所述输出的音频信号。
37、根据本专利技术提供的方案，从音频源获取输入的音频信号，通过汉明窗对所述音频信号进行加窗处理，通过快速傅里叶变换对加窗处理后的音频信号进行频谱分析得到各个频谱分量的幅度；根据所述各个频谱分量的幅度确定原始音量等级，以及，获取用户设定的用户音量等级以及环境噪音水平；根据所述原始音量等级和所述环境噪音水平计算得到基础增益因子，根据所述用户音量等级和所述基础增益因子计算得到调整增益因子；根据所述调整增益因子动态调整所述输入的音频信号，得到输出的音频信号，驱动蓝牙音箱播放所述输出的音频信号。本专利技术根据目标音量调整音频信号的数字音频增益，从而实现对待输出的音频信号音量的自动增益控制，有效改善了音量突变以及音量幅度调整的连续性，增加了输出音频的平滑性，进而提升了用户体验。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于蓝牙音箱的音频增益控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于蓝牙音箱的音频增益控制方法，其特征在于，所述汉明窗的阶数的计算公式为：
3.根据权利要求1所述的用于蓝牙音箱的音频增益控制方法，其特征在于，所述通过快速傅里叶变换对加窗处理后的音频信号进行频谱分析得到各个频谱分量的幅度之后，所述方法还包括：
4.根据权利要求1所述的用于蓝牙音箱的音频增益控制方法，其特征在于，所述原始音量等级的计算公式为：
5.根据权利要求4所述的用于蓝牙音箱的音频增益控制方法，其特征在于，所述基础增益因子的计算公式为：
6.根据权利要求4所述的用于蓝牙音箱的音频增益控制方法，其特征在于，所述调整增益因子的计算公式为：
7.根据权利要求1所述的用于蓝牙音箱的音频增益控制方法，其特征在于，所述根据所述调整增益因子动态调整所述输入的音频信号，得到输出的音频信号进一步包括：
8.根据权利要求1所述的用于蓝牙音箱的音频增益控制方法，其特征在于，得到输出的音频信号之后，所述方法还包括：
9.根
10.一种用于蓝牙音箱的音频增益控制系统，该系统基于如权利要求1-9任一项所述的用于蓝牙音箱的音频增益控制方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种用于蓝牙音箱的音频增益控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于蓝牙音箱的音频增益控制方法，其特征在于，所述汉明窗的阶数的计算公式为：
3.根据权利要求1所述的用于蓝牙音箱的音频增益控制方法，其特征在于，所述通过快速傅里叶变换对加窗处理后的音频信号进行频谱分析得到各个频谱分量的幅度之后，所述方法还包括：
4.根据权利要求1所述的用于蓝牙音箱的音频增益控制方法，其特征在于，所述原始音量等级的计算公式为：
5.根据权利要求4所述的用于蓝牙音箱的音频增益控制方法，其特征在于，所述基础增益因子的计算公式为：
6.根据权利要求4所述的用于蓝牙音箱的音频...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘红伟，黎晴，
申请(专利权)人：广州伟仕达电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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