專利名稱：音量控制裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種音量控制裝置與方法，尤指應(yīng)用于一電視芯片上的一
種音量控制裝置與方法。
背景技術(shù)：
使用者觀賞電視節(jié)目時(shí)，當(dāng)進(jìn)行節(jié)目頻道切換、信號(hào)來(lái)源切換(例如 由模擬電視切換到數(shù)字電視)或是節(jié)目?jī)?nèi)容本身切換成廣告等類似的影音 內(nèi)容切換過(guò)程時(shí)，使用者很可能因?yàn)橥蝗缙鋪?lái)的音量變化而產(chǎn)生不適，例 如節(jié)目進(jìn)廣告后音量通常會(huì)變大，因此常常見到使用者需要不斷利用遙控 器來(lái)調(diào)整音量。
而為能改善上述問(wèn)題，廠商便發(fā)展出許多智能型音量控制機(jī)制來(lái)自動(dòng) 監(jiān)控電視機(jī)的音量，用以消除音量變化所造成的不適感且省去手動(dòng)的麻 煩。但是，過(guò)于抑制音量變化也會(huì)造成聲音質(zhì)量與動(dòng)態(tài)反應(yīng)能力的下降。 因此，如何在保有聲音質(zhì)量與動(dòng)態(tài)反應(yīng)的要求下，還能改善上述問(wèn)題，便 為各家電視芯片廠商所欲達(dá)到的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種音量控制裝置與方法，可有效達(dá) 到自動(dòng)監(jiān)控電視機(jī)的音量，用以消除音量變化所造成的不適感且省去手動(dòng) 的麻煩，也可免于因抑制音量變化所造成聲音質(zhì)量與動(dòng)態(tài)反應(yīng)能力的下 降。
為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案
本案提供了一種音量控制裝置，用以將一原始聲音信號(hào)縮放至一聽者事先預(yù)設(shè)的一目標(biāo)音量，其包含 一自動(dòng)增益控制器，用以對(duì)所接收到的 該原始聲音信號(hào)進(jìn)行能量的縮放，進(jìn)而輸出逐步收斂至該目標(biāo)音量的一 自 動(dòng)增益聲音信號(hào)；以及一等響度控制器，電連接于該自動(dòng)增益控制器，用 以根據(jù)該目標(biāo)音量而對(duì)應(yīng)出一響度曲線來(lái)對(duì)該自動(dòng)增益聲音信號(hào)進(jìn)行補(bǔ) 償，進(jìn)而輸出一補(bǔ)償后聲音信號(hào)。
根據(jù)上述構(gòu)想，本案所述的等響度控制器可根據(jù)準(zhǔn)位不同的目標(biāo)音量 而對(duì)應(yīng)出復(fù)數(shù)條響度曲線，而在一特定頻率區(qū)段附近，該些響度曲線的增 益值系具有實(shí)質(zhì)相同的數(shù)值，而在該特定頻率區(qū)段外的高頻段與低頻段， 則對(duì)增益值有不同幅度的增加。
根據(jù)上述構(gòu)想，本案所述的音量控制裝置，其中上述的等響度控制器 系為一可設(shè)定雙二階無(wú)限脈沖響應(yīng)濾波器，藉由對(duì)其參數(shù)的設(shè)定，用以于 復(fù)數(shù)條特性不同的響度曲線中選出該響度曲線。
根據(jù)上述構(gòu)想，本案所述的音量控制裝置，其中該自動(dòng)增益控制器包 含 一輸入端乘法器，其系根據(jù)一增益值來(lái)對(duì)該原始聲音信號(hào)進(jìn)行能量的 縮放，進(jìn)而輸出該自動(dòng)增益聲音信號(hào)至該等響度控制器； 一準(zhǔn)位偵測(cè)器， 電連接于該輸入端乘法器，其系對(duì)輸出的自動(dòng)增益聲音信號(hào)的準(zhǔn)位進(jìn)行偵 測(cè)而輸出一聲音準(zhǔn)位值； 一目標(biāo)準(zhǔn)位比較器，電連接于該準(zhǔn)位偵測(cè)器，其 系根據(jù)該目標(biāo)音量與該聲音準(zhǔn)位值來(lái)進(jìn)行相減而得到一個(gè)第一差值；以及 一增益值產(chǎn)生器，電連接于該目標(biāo)準(zhǔn)位比較器與該輸入端乘法器，用以產(chǎn) 生該增益值，該增益值產(chǎn)生器根據(jù)該第一差值對(duì)該增益值進(jìn)行增加或減少 的動(dòng)作。
根據(jù)上述構(gòu)想，本案所述的音量控制裝置，其中該增益值產(chǎn)生器包含一乘法器，電連接于該目標(biāo)準(zhǔn)位比較器，用以將該目標(biāo)準(zhǔn)位比較器輸出的
該第一差值與該增益值相乘后得到一第一乘積值； 一第一正負(fù)值判斷模 塊，電連接于該乘法器，其系因應(yīng)該第一乘積值的正負(fù)來(lái)發(fā)出一選擇信號(hào); 一增益時(shí)序控制器，電連接于該第一正負(fù)值判斷模塊，其系因應(yīng)該選擇信 號(hào)來(lái)選用相對(duì)應(yīng)的一增加曲線來(lái)產(chǎn)生一增量； 一加法器，電連接于該增益 時(shí)序控制器與該輸入端乘法器，用以將該增量與回授的該增益值相加后更 新該增益值；；以及一分貝/純量轉(zhuǎn)換器，用以將該增益值的單位轉(zhuǎn)換成一 純量，再予以輸出至該輸入端乘法器。
根據(jù)上述構(gòu)想，本案所述的音量控制裝置，其中該增益值產(chǎn)生器更包 含一限制器，電連接于該加法器與該分貝/純量轉(zhuǎn)換器之間，用以將該增 益值限制在一最大值之下。
根據(jù)上述構(gòu)想，本案所述的音量控制裝置，其中該自動(dòng)增益控制器包 含 一輸入端乘法器，其系根據(jù)一增益值來(lái)對(duì)該原始聲音信號(hào)進(jìn)行能量的 縮放，進(jìn)而輸出該自動(dòng)增益聲音信號(hào)至該等響度控制器； 一準(zhǔn)位偵測(cè)器， 電連接于該輸入端乘法器，其系對(duì)輸出的自動(dòng)增益聲音信號(hào)的準(zhǔn)位進(jìn)行偵 測(cè)而輸出一聲音準(zhǔn)位值； 一目標(biāo)準(zhǔn)位比較器，電連接于該準(zhǔn)位偵測(cè)器，其 系根據(jù)該目標(biāo)音量與該聲音準(zhǔn)位值來(lái)進(jìn)行相減而得到一第一差值； 一增 益值產(chǎn)生器，電連接于該目標(biāo)準(zhǔn)位比較器與該輸入端乘法器，其系根據(jù)該 第一差值來(lái)將其輸出的該增益值進(jìn)行增加或減少的動(dòng)作；以及一噪音偵測(cè) 器，電連接于該準(zhǔn)位偵測(cè)器及該增益值產(chǎn)生器，其系將該準(zhǔn)位偵測(cè)器輸出 的聲音準(zhǔn)位值與一噪音準(zhǔn)位值及該增益值相減而得到一第二差值，而當(dāng)該 第二差值處于負(fù)值達(dá)到該預(yù)設(shè)時(shí)間長(zhǎng)度后，將該增益值產(chǎn)生器輸出的該增益值歸零。
根據(jù)上述構(gòu)想，本案所述的音量控制裝置，其中該增益值產(chǎn)生器包含: 一多任務(wù)器，電連接于該噪音偵測(cè)器與該目標(biāo)準(zhǔn)位比較器，用以受該噪音 偵測(cè)器的控制而從該第一差值與該增益值的倒數(shù)中擇一輸出； 一乘法器， 電連接于該多任務(wù)器，用以將該多任務(wù)器的輸出與該增益值相乘后得到一 第一乘積值； 一第一正負(fù)值判斷模塊，電連接于該乘法器，其系因應(yīng)該第 一乘積值的正負(fù)來(lái)發(fā)出一選擇信號(hào)； 一增益時(shí)序控制器，電連接于該第一 正負(fù)值判斷模塊，其系因應(yīng)該選擇信號(hào)來(lái)選用相對(duì)應(yīng)的一增加曲線來(lái)產(chǎn)生 一增量； 一加法器，電連接于該增益時(shí)序控制器與該輸入端乘法器，用以 將該增量與回授的該增益值相加后更新該的增益值；以及一分貝/純量轉(zhuǎn) 換器，用以將該增益值的單位轉(zhuǎn)換成一純量，再予以輸出至該輸入端乘法 器°
根據(jù)上述構(gòu)想，本案所述的音量控制裝置，其中該增益值產(chǎn)生器更包
含一限制器，電連接于該加法器與該分貝/純量轉(zhuǎn)換器之間，用以將該增
益值限制在一最大值之下。
根據(jù)上述構(gòu)想，本案所述的音量控制裝置，其中該準(zhǔn)位偵測(cè)器包含
一高頻濾波器，電連接于該輸入端乘法器，用以除去該自動(dòng)增益聲音信號(hào)
中的直流成份以及重低音部份； 一絕對(duì)值單元，電連接于該高頻濾波器，
用以將該自動(dòng)增益聲音信號(hào)中的交流信號(hào)的負(fù)數(shù)成份轉(zhuǎn)正； 一低通濾波
器，電連接于該絕對(duì)值單元，用以求出與該自動(dòng)增益聲音信號(hào)的能量平均
值相關(guān)的該聲音準(zhǔn)位值；以及一分貝單位轉(zhuǎn)換器，電連接于該低通濾波器
與該目標(biāo)準(zhǔn)位比較器，利用查表來(lái)將該聲音準(zhǔn)位值的單位轉(zhuǎn)成分貝后輸出
至該目標(biāo)準(zhǔn)位比較器。根據(jù)上述構(gòu)想，本案所述的音量控制裝置，其中該自動(dòng)增益控制器包 含 一可程序延遲裝置，其系用以將該原始聲音信號(hào)進(jìn)行一預(yù)定時(shí)間的延 遲； 一輸入端乘法器，電連接于該可程序延遲裝置，其系根據(jù)一增益值來(lái) 對(duì)經(jīng)過(guò)該預(yù)定時(shí)間延遲的該原始聲音信號(hào)進(jìn)行能量的縮放，進(jìn)而輸出該自 動(dòng)增益聲音信號(hào)至該等響度控制器； 一準(zhǔn)位偵測(cè)器，其系對(duì)該原始聲音信 號(hào)的準(zhǔn)位進(jìn)行偵測(cè)而輸出一聲音準(zhǔn)位值； 一目標(biāo)準(zhǔn)位比較器，電連接于該 準(zhǔn)位偵測(cè)器，其系根據(jù)該目標(biāo)音量與該聲音準(zhǔn)位值來(lái)進(jìn)行相減而得到一個(gè) 第一差值；以及一增益值產(chǎn)生器，電連接于該目標(biāo)準(zhǔn)位比較器與該輸入端 乘法器，用以產(chǎn)生該增益值，該增益值產(chǎn)生器根據(jù)該第一差值對(duì)該增益值 進(jìn)行增加或減少的動(dòng)作。
根據(jù)上述構(gòu)想，本案所述的音量控制裝置，其中該自動(dòng)增益控制器包 含 一可程序延遲裝置，其系用以將該原始聲音信號(hào)進(jìn)行一預(yù)定時(shí)間的延 遲； 一輸入端乘法器，電連接于該可程序延遲裝置，其系根據(jù)一增益值來(lái) 對(duì)經(jīng)過(guò)該預(yù)定時(shí)間延遲的該原始聲音信號(hào)進(jìn)行能量的縮放，進(jìn)而輸出該自 動(dòng)增益聲音信號(hào)至該等響度控制器； 一準(zhǔn)位偵測(cè)器，其系對(duì)該原始聲音信 號(hào)的準(zhǔn)位進(jìn)行偵測(cè)而輸出一聲音準(zhǔn)位值； 一目標(biāo)準(zhǔn)位比較器，電連接于該 準(zhǔn)位偵測(cè)器，其系根據(jù)該目標(biāo)音量與該聲音準(zhǔn)位值來(lái)進(jìn)行相減而得到一個(gè) 第一差值； 一增益值產(chǎn)生器，電連接于該目標(biāo)準(zhǔn)位比較器與該輸入端乘法 器，用以產(chǎn)生該增益值，該增益值產(chǎn)生器根據(jù)該第一差值對(duì)該增益值進(jìn)行 增加或減少的動(dòng)作；以及一噪音偵測(cè)器，電連接于該準(zhǔn)位偵測(cè)器及該增益 值產(chǎn)生器，其系將該準(zhǔn)位偵測(cè)器輸出的聲音準(zhǔn)位值與一噪音準(zhǔn)位值及該增 益值相減而得到一第二差值，而當(dāng)該第二差值處于負(fù)值達(dá)到該預(yù)設(shè)時(shí)間長(zhǎng)度后，將該增益值產(chǎn)生器輸出的該增益值歸零。
本案另外提供了一種音量控制方法，用以將一原始聲音信號(hào)縮放至一 聽者事先預(yù)設(shè)的一目標(biāo)音量，其包含下列步驟接收該原始聲音信號(hào)；根 據(jù)該目標(biāo)音量將該原始聲音信號(hào)進(jìn)行能量的縮放，進(jìn)而輸出逐步收斂至該 目標(biāo)音量的一自動(dòng)增益聲音信號(hào)；以及根據(jù)該目標(biāo)音量而對(duì)應(yīng)出一響度曲 線來(lái)對(duì)該自動(dòng)增益聲音信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，以輸出一補(bǔ)償后聲音信號(hào)。
根據(jù)上述構(gòu)想，本案所述的音量控制方法，其中根據(jù)準(zhǔn)位不同的該目 標(biāo)音量而從復(fù)數(shù)條響度曲線中對(duì)應(yīng)出該響度曲線，而在一特定頻率區(qū)段附 近，該些響度曲線的增益值系具有實(shí)質(zhì)相同的數(shù)值，而在該特定頻率區(qū)段 外的高頻段與低頻段，則對(duì)增益值有不同幅度的增加。
根據(jù)上述構(gòu)想，本案所述的音量控制方法，其中根據(jù)該目標(biāo)音量來(lái)對(duì) 該原始聲音信號(hào)進(jìn)行能量的縮放的方法包含下列歩驟根據(jù)一增益值來(lái)對(duì) 該原始聲音信號(hào)進(jìn)行能量的縮放，進(jìn)而輸出該自動(dòng)增益聲音信號(hào)；對(duì)該自 動(dòng)增益聲音信號(hào)的準(zhǔn)位進(jìn)行偵測(cè)而輸出一聲音準(zhǔn)位值；根據(jù)該目標(biāo)音量與 該聲音準(zhǔn)位值來(lái)進(jìn)行相減而得到一個(gè)第一差值；以及根據(jù)該第一差值將該 增益值進(jìn)行增加或減少的動(dòng)作。
根據(jù)上述構(gòu)想，本案所述的音量控制方法，其中根據(jù)該第一差值將該 增益值進(jìn)行增加或減少的動(dòng)作包含下列步驟將該第一差值與該增益值相 乘后得到一第一乘積值；因應(yīng)該第一乘積值的正負(fù)來(lái)發(fā)出一選擇信號(hào)；因 應(yīng)該選擇信號(hào)來(lái)選用相對(duì)應(yīng)的一增加曲線來(lái)產(chǎn)生一增量；以及將該增量與 回授的該增益值相加后更新該增益值再予以輸出。
根據(jù)上述構(gòu)想，本案所述的音量控制方法，其中將該增量與回授的增益值相加后再予以輸出的該增益值限制在一最大值之下。
根據(jù)上述構(gòu)想，本案所述的音量控制方法，其中根據(jù)該目標(biāo)音量來(lái)對(duì) 該原始聲音信號(hào)進(jìn)行能量的縮放的方法包含下列步驟根據(jù)一增益值來(lái)對(duì) 該原始聲音信號(hào)進(jìn)行能量的縮放，進(jìn)而輸出該自動(dòng)增益聲音信號(hào)；對(duì)輸出 的自動(dòng)增益聲音信號(hào)的準(zhǔn)位進(jìn)行偵測(cè)而輸出一聲音準(zhǔn)位值；根據(jù)該目標(biāo)音 量與該聲音準(zhǔn)位值來(lái)進(jìn)行相減而得到一第一差值；根據(jù)該第一差值來(lái)將其 輸出的該增益值進(jìn)行增加或減少的動(dòng)作；以及將該聲音準(zhǔn)位值與一噪音準(zhǔn) 位值及該增益值相減而得到一第二差值，而當(dāng)該第二差值處于負(fù)值達(dá)到一 預(yù)設(shè)時(shí)間長(zhǎng)度后，用以將該增益值歸零。
根據(jù)上述構(gòu)想，本案所述的音量控制方法，其中根據(jù)該第一差值來(lái)將 其輸出的該增益值進(jìn)行增加或減少的動(dòng)作包含下列步驟因應(yīng)該第二差值 的變化而從該第一差值與該增益值的倒數(shù)中擇一輸出；將該第一差值或該 增益值的倒數(shù)中的一數(shù)值與該增益值相乘后得到一第一乘積值；因應(yīng)該第 一乘積值的正負(fù)來(lái)發(fā)出一選擇信號(hào)；因應(yīng)該選擇信號(hào)來(lái)選用相對(duì)應(yīng)的一增 加曲線來(lái)產(chǎn)生一增量；以及將該增量與回授的該增益值相加后更新該增益 值再予以輸出。
根據(jù)上述構(gòu)想，本案所述的音量控制方法，其中將該增量與回授的該
增益值相加后再予以輸出的該增益值限制在一最大值之下。
根據(jù)上述構(gòu)想，本案所述的音量控制方法，其中對(duì)輸出的自動(dòng)增益聲
音信號(hào)的準(zhǔn)位進(jìn)行偵測(cè)的方法包含下列步驟除去該自動(dòng)增益聲音信號(hào)中
的直流成份以及重低音部份；將該自動(dòng)增益聲音信號(hào)中的交流信號(hào)的負(fù)數(shù)
成份轉(zhuǎn)正；求出與該自動(dòng)增益聲音信號(hào)的能量相關(guān)的該聲音準(zhǔn)位值；以及
利用査表來(lái)將該聲音準(zhǔn)位值的單位轉(zhuǎn)成分貝后輸出。根據(jù)上述構(gòu)想，本案所述的音量控制方法，其中根據(jù)該第一差值來(lái)將 其輸出的該增益值進(jìn)行增加或減少的動(dòng)作更包含將該增益值轉(zhuǎn)換成一純 量，再予以輸出。
根據(jù)上述構(gòu)想，本案所述的音量控制方法，其中根據(jù)該目標(biāo)音量來(lái)對(duì) 該原始聲音信號(hào)進(jìn)行能量的縮放的方法包含下列步驟將該原始聲音信號(hào) 進(jìn)行一預(yù)定時(shí)間的延遲；根據(jù)一增益值來(lái)對(duì)經(jīng)過(guò)該預(yù)定時(shí)間延遲的該原始 聲音信號(hào)進(jìn)行能量的縮放，進(jìn)而輸出該自動(dòng)增益聲音信號(hào)；對(duì)該原始聲音 信號(hào)的準(zhǔn)位進(jìn)行偵測(cè)而輸出一聲音準(zhǔn)位值；根據(jù)該目標(biāo)音量與該聲音準(zhǔn)位 值來(lái)進(jìn)行相減而得到一個(gè)第一差值；以及根據(jù)該第一差值將該增益值進(jìn)行 增加或減少的動(dòng)作。
根據(jù)上述構(gòu)想，本案所述的音量控制方法，其中根據(jù)該目標(biāo)音量來(lái)對(duì) 該原始聲音信號(hào)進(jìn)行能量的縮放的方法包含下列步驟將該原始聲音信號(hào) 進(jìn)行一預(yù)定時(shí)間的延遲；根據(jù)一增益值來(lái)對(duì)經(jīng)過(guò)該預(yù)定時(shí)間延遲的該原始 聲音信號(hào)進(jìn)行能量的縮放，進(jìn)而輸出該自動(dòng)增益聲音信號(hào)；對(duì)該原始聲音 信號(hào)的準(zhǔn)位進(jìn)行偵測(cè)而輸出一聲音準(zhǔn)位值；根據(jù)該目標(biāo)音量與該聲音準(zhǔn)位 值來(lái)進(jìn)行相減而得到一個(gè)第一差值；根據(jù)該第一差值將該增益值進(jìn)行增加 或減少的動(dòng)作；以及將該聲音準(zhǔn)位值與一噪音準(zhǔn)位值及該增益值相減而得 到一第二差值，而當(dāng)該第二差值處于負(fù)值達(dá)到一預(yù)設(shè)時(shí)間長(zhǎng)度后，用以將 該增益值歸零。
本發(fā)明采用的音量控制裝置與方法，可有效達(dá)到自動(dòng)監(jiān)控電視機(jī)的音 量，用以消除音量變化所造成的不適感且省去手動(dòng)的麻煩，而且根據(jù)該目 標(biāo)音量而對(duì)應(yīng)出響度曲線來(lái)對(duì)該自動(dòng)增益聲音信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，也可免于因 抑制音量變化所造成聲音質(zhì)量與動(dòng)態(tài)反應(yīng)能力的下降。


圖1為本案改善習(xí)用技術(shù)手段缺失所發(fā)展出一智能型音量控制裝置的 功能方塊示意圖。圖2(a)為等響度控制器中多條響度曲線的示意圖。
圖2(b)為等響度控制器的一實(shí)施例電路方塊示意圖。
圖3(a)為自動(dòng)增益控制器的第一實(shí)施例電路方塊示意圖。
圖3(b)為自動(dòng)增益控制器的第二實(shí)施例電路方塊示意圖。
圖3 (c)為自動(dòng)增益控制器的第三實(shí)施例電路方塊示意圖。
圖3 (d)為自動(dòng)增益控制器的第四實(shí)施例電路方塊示意圖。
圖4(a)、圖4(c)為增益值產(chǎn)生器的內(nèi)部功能方塊示意圖。
圖4(b)、圖4(d)為增益值產(chǎn)生器與噪音偵測(cè)器的內(nèi)部功能方塊示意
圖5(a)、圖5(b)為準(zhǔn)位偵測(cè)器的內(nèi)部功能方塊示意圖及頻率響應(yīng)示
圖6為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例關(guān)于增益值A(chǔ)、原始聲音信號(hào)與自動(dòng)增益聲 音信號(hào)的波形示意圖。
圖7為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例偵測(cè)到噪音時(shí)增益值A(chǔ)、原始聲音信號(hào)的波 形示意圖。
圖8為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的音量控制方法的流程示意圖。
圖9為本發(fā)明步驟82的方法細(xì)節(jié)流程示意圖。
圖10為本發(fā)明步驟82的另一方法細(xì)節(jié)流程示意圖。 本案圖式中所包含的各組件列式如下 智能型音量控制裝置1 自動(dòng)增益控制器10
等響度控制器11 査找表110
輸入端乘法器30 增益值產(chǎn)生器31 準(zhǔn)位偵測(cè)器32 目標(biāo)準(zhǔn)位比較器33加法器341
第二正負(fù)值判斷模塊342
計(jì)數(shù)器343
乘法器40
增益時(shí)序控制器42
限制器43
高頻濾波器51
低通濾波器53
可程序延遲裝置39
噪音偵測(cè)器34
具體實(shí)施例方式
多任務(wù)器310 第一正負(fù)值判斷模塊41 加法器44
分貝單位轉(zhuǎn)換器340 絕對(duì)值單元52 分貝單位轉(zhuǎn)換器54 分貝/純量轉(zhuǎn)換器49 噪音偵測(cè)器94
請(qǐng)參見圖1，其系本案為改善習(xí)用技術(shù)手段缺失所發(fā)展出一智能型音 量控制裝置1的功能方塊示意圖，其中自動(dòng)增益控制器(Automatic Gain Control,簡(jiǎn)稱AGC)10接收一原始聲音信號(hào)，并根據(jù)一增益值來(lái)對(duì)該原始 聲音信號(hào)進(jìn)行能量(或波形振幅)的縮放，進(jìn)而輸出一自動(dòng)增益聲音信號(hào)， 而加諸于該原始聲音信號(hào)的該增益值系因應(yīng)著該原始聲音信號(hào)的能量(或 波形振幅)隨時(shí)間的變化而有所改變，進(jìn)而用以將該自動(dòng)增益聲音信號(hào)的 音量進(jìn)行修正，進(jìn)而能逐步收斂至可由聽者事先預(yù)設(shè)的一目標(biāo)音量，用以 消除因頻道切換或是轉(zhuǎn)換至廣告片段所導(dǎo)致音量劇烈變化所造成的不適 感。于此實(shí)施例中，自動(dòng)增益控制器10的輸出端設(shè)有一等響度控制器 (equal loudness controller) 11 ，用以根據(jù)聽者事先預(yù)設(shè)的目標(biāo)音量而 對(duì)應(yīng)出不同的響度曲線來(lái)對(duì)該自動(dòng)增益聲音信號(hào)再進(jìn)行一次補(bǔ)償微調(diào)，進(jìn) 而輸出一補(bǔ)償后聲音信號(hào)。
根據(jù)不同目標(biāo)音量的設(shè)定，等響度控制器11提供如圖2(a)所示的多條響度曲線來(lái)對(duì)自動(dòng)增益控制器10輸出的該自動(dòng)增益聲音信號(hào)來(lái)進(jìn)行微
調(diào)，例如圖中所示的四條曲線，其系表示出不同目標(biāo)音量所對(duì)應(yīng)出的響度
曲線，其中橫軸表示出聲音頻率，而縱軸表示出以相對(duì)分貝(dBr)為單位 的增益值，由圖中可清楚看出，在人耳相對(duì)敏感的1 KHz區(qū)段，四條曲線 的增益值都控制在-20 dBr，但是在1 KHz區(qū)段外的高頻段與低頻段，則 對(duì)增益值有不同幅度的增加。主要是因?yàn)樵诟哳l段與低頻段的聲音，人耳 較不敏感，因此若是都只由自動(dòng)增益控制器10 —視同仁對(duì)所有頻段進(jìn)行 相同程度的放大，在人耳聽起來(lái)則會(huì)有高低頻模糊消失之感，故本案的等 響度控制器11根據(jù)圖2(a)中的響度曲線來(lái)對(duì)高頻段與低頻段進(jìn)行強(qiáng)度補(bǔ) 償，而且當(dāng)預(yù)設(shè)的目標(biāo)音量越小，則對(duì)應(yīng)到的響度曲線對(duì)于1 KHz區(qū)段兩 側(cè)的高頻段與低頻段的補(bǔ)償程度將越高。例如，若預(yù)設(shè)的目標(biāo)音量分為由 高到低的第一級(jí)、第二級(jí)、第三級(jí)及第四級(jí)，則會(huì)對(duì)應(yīng)至圖2(a)中的響度 曲線21、 22、 23及24。如此一來(lái)，即使使用者將自動(dòng)增益控制器10中的 目標(biāo)音量定在很小的準(zhǔn)位，依舊可以呈現(xiàn)清楚的高低頻聲音。
再請(qǐng)參見圖2(b),其系為用以完成上述等響度控制器11的一實(shí)施例 電路方塊示意圖，其系為一可設(shè)定雙二階無(wú)限脈沖響應(yīng)濾波器，其Z轉(zhuǎn)換 函數(shù)可以用H(Z) = (aO + al Z-l + a2 Z-2) / (1 — bl Z-1 — b2 Z-2)來(lái) 代表，而藉由對(duì)參數(shù)a0、 al、 a2、 bl以及b2的設(shè)定，可產(chǎn)生出如圖2(a) 中的響度曲線21、 22、 23及24的功能，因此，只要在等響度控制器11 中設(shè)置一個(gè)査找表(Look Up Table) 110，預(yù)先建立第一級(jí)、第二級(jí)、第三 級(jí)及第四級(jí)目標(biāo)音量與參數(shù)aO、 al、 a2、 bl以及b2的關(guān)系，使得等響度 控制器11具有響度曲線21、 22、 23及24的表現(xiàn)，以產(chǎn)生質(zhì)量較佳的補(bǔ)償后聲音信號(hào)再加以輸出至后續(xù)裝置。而上述原始聲音信號(hào)、自動(dòng)增益聲
音信號(hào)以及補(bǔ)償后聲音信號(hào)可為常見的脈沖碼調(diào)變(Pulse-code modulation,簡(jiǎn)稱PCM)聲音信號(hào)，或者，也可是其它數(shù)字編碼方式的聲音 信號(hào)，因此補(bǔ)償后聲音信號(hào)可送到相對(duì)應(yīng)的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器 (Digital-to-Analog Converter,簡(jiǎn)稱DAC)的后續(xù)裝置進(jìn)行后續(xù)處理。根 據(jù)以上揭露，熟知此項(xiàng)技藝的人士當(dāng)可施用適當(dāng)?shù)臒o(wú)限脈沖響應(yīng)濾波器或 者有限脈沖響應(yīng)濾波器以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
再請(qǐng)參見圖3(a)，其系用以完成本案上述自動(dòng)增益控制器10的第一 實(shí)施例電路方塊示意圖，其中原始聲音信號(hào)先被送到一輸入端乘法器30， 其系根據(jù)增益值產(chǎn)生器31所輸出的該增益值A(chǔ)來(lái)對(duì)該原始聲音信號(hào)進(jìn)行 能量(或波形振幅)的縮放，進(jìn)而輸出自動(dòng)增益聲音信號(hào)至等響度控制器 11，但為能使加諸于該原始聲音信號(hào)的增益值A(chǔ)可因應(yīng)該原始聲音信號(hào)的 能量(或波形振幅)隨時(shí)間的變化而有所改變，故本案設(shè)有一個(gè)準(zhǔn)位偵測(cè)器 32，其系對(duì)輸出的自動(dòng)增益聲音信號(hào)的準(zhǔn)位進(jìn)行偵測(cè)而輸出聲音準(zhǔn)位值至 目標(biāo)準(zhǔn)位比較器33，為能符合人耳對(duì)聲音強(qiáng)度的特性，聲音準(zhǔn)位值較佳地 以分貝為單位。而目標(biāo)準(zhǔn)位比較器33系根據(jù)事先預(yù)設(shè)的目標(biāo)音量與該聲 音準(zhǔn)位值來(lái)進(jìn)行相減而得到第一差值，并將該第一差值傳送到增益值產(chǎn)生 器31。而增益值產(chǎn)生器31根據(jù)該第一差值來(lái)將其輸出的增益值A(chǔ)進(jìn)行增 加或減少的動(dòng)作，以求得最后能讓輸出的自動(dòng)增益聲音信號(hào)的準(zhǔn)位與事先 預(yù)設(shè)的目標(biāo)音量相符。
再請(qǐng)參見圖3(b),其系用以完成本案上述自動(dòng)增益控制器10的第二 實(shí)施例電路方塊示意圖，其中與圖3(a)的第一實(shí)施例間最大的不同在于本實(shí)施例增設(shè)有一噪音偵測(cè)器34，其系用以根據(jù)可預(yù)設(shè)的一噪音準(zhǔn)位值與一 預(yù)設(shè)時(shí)間長(zhǎng)度來(lái)進(jìn)行判斷，其系將準(zhǔn)位偵測(cè)器32輸出的聲音準(zhǔn)位值與該 噪音準(zhǔn)位值及增益值A(chǔ)相減而得到一第二差值，而該第二差值的正負(fù)則可 以判斷當(dāng)時(shí)是否沒(méi)有正常訊號(hào)而只有噪音，若第二差值處于負(fù)值達(dá)到該預(yù) 設(shè)時(shí)間長(zhǎng)度后，將增益值A(chǔ)取代原本傳送到增益值產(chǎn)生器31的該第一差 值，用以停止增益值產(chǎn)生器31對(duì)已判斷成噪音的信號(hào)進(jìn)行放大，進(jìn)而避 免產(chǎn)生噪音被錯(cuò)誤放大到目標(biāo)音量的現(xiàn)象。
再請(qǐng)參見圖3(c)與圖3(d),其系用以完成本案上述自動(dòng)增益控制器 10的第三實(shí)施例與第四實(shí)施例電路方塊示意圖。圖3(c)所示的第三實(shí)施 例系根據(jù)圖3(a)的第一實(shí)施例來(lái)進(jìn)行改動(dòng)，主要是增設(shè)有一可程序延遲裝 置(programmable delay) 39，用以將原始聲音信號(hào)在送入輸入端乘法器30 之前，先進(jìn)行一預(yù)定時(shí)間的延遲，而該預(yù)定時(shí)間系因應(yīng)原始聲音信號(hào)進(jìn)入 準(zhǔn)位偵測(cè)器32、目標(biāo)準(zhǔn)位比較器33與增益值產(chǎn)生器31來(lái)產(chǎn)生的增益值A(chǔ) 所需要的時(shí)間長(zhǎng)度來(lái)設(shè)定，進(jìn)而讓增益值產(chǎn)生器31所產(chǎn)生的增益值A(chǔ)可 于正確時(shí)間點(diǎn)上來(lái)對(duì)原始聲音信號(hào)進(jìn)行調(diào)整。同樣地，圖3(d)所示的第四 實(shí)施例系根據(jù)圖3(b)的第二實(shí)施例來(lái)進(jìn)行改動(dòng)，也是增設(shè)有一可程序延遲 裝置(programmable delay) 39，用以將原始聲音信號(hào)在送入輸入端乘法器 30之前，先進(jìn)行一預(yù)定時(shí)間的延遲，而該預(yù)定時(shí)間系因應(yīng)原始聲音信號(hào)進(jìn) 入準(zhǔn)位偵測(cè)器32、目標(biāo)準(zhǔn)位比較器33、增益值產(chǎn)生器31與噪音偵測(cè)器34 來(lái)產(chǎn)生的增益值A(chǔ)所需要的時(shí)間長(zhǎng)度來(lái)設(shè)定，進(jìn)而讓增益值產(chǎn)生器31所 產(chǎn)生的增益值A(chǔ)可于正確時(shí)間點(diǎn)上來(lái)對(duì)原始聲音信號(hào)進(jìn)行調(diào)整。
接著請(qǐng)參見圖4(a)，其進(jìn)一步列示圖3(a)中增益值產(chǎn)生器31的內(nèi)部功能方塊示意圖，其中目標(biāo)準(zhǔn)位比較器33輸出的該第一差值系與輸出的 增益值A(chǔ)利用一乘法器40相乘后得到一第一乘積值，然后傳送到第一正 負(fù)值判斷模塊41進(jìn)行判斷并發(fā)出一選擇信號(hào)至增益時(shí)序控制器42，當(dāng)?shù)?一乘積值大于0，表示輸出的自動(dòng)增益聲音信號(hào)還小于事先預(yù)設(shè)的目標(biāo)音 量，因此選用增益時(shí)序控制器42中一增加曲線來(lái)產(chǎn)生一增量，然后利用 加法器44來(lái)將該增量與回授的增益值A(chǔ)相加后更新增益值A(chǔ)再予以輸出， 進(jìn)而將增益值A(chǔ)逐步增加，以求得最后能讓輸出的自動(dòng)增益聲音信號(hào)的準(zhǔn) 位與事先預(yù)設(shè)的目標(biāo)音量相符。反之，當(dāng)?shù)谝怀朔e值小于0，表示輸出的 自動(dòng)增益聲音信號(hào)大于事先預(yù)設(shè)的目標(biāo)音量，因此選用增益時(shí)序控制器42 中一遞減曲線來(lái)產(chǎn)生一減量，然后與回授的增益值A(chǔ)相加后更新增益值A(chǔ) 再予以輸出，進(jìn)而將增益值A(chǔ)逐步降低，以求得最后能讓輸出的自動(dòng)增益 聲音信號(hào)的準(zhǔn)位與事先預(yù)設(shè)的目標(biāo)音量相符。而限制器43則是用以限制 增益值A(chǔ)的最大值，以免系統(tǒng)產(chǎn)生不穩(wěn)定的現(xiàn)象。增益值產(chǎn)生器31利用 分貝/純量轉(zhuǎn)換器49，將限制器43輸出的增益值的單位從分貝轉(zhuǎn)成純量， 而可以施用于乘法器30。
至于圖4(b)，則進(jìn)一步列示圖3(b)中增益值產(chǎn)生器31與噪音偵測(cè)器 34的內(nèi)部功能方塊示意圖，其中噪音偵測(cè)器34可具有一分貝單位轉(zhuǎn)換器 340，利用査表來(lái)將增益值A(chǔ)的單位轉(zhuǎn)成分貝，然后再利用加法器341來(lái) 將準(zhǔn)位偵測(cè)器32輸出的己轉(zhuǎn)成分貝單位的聲音準(zhǔn)位值與該噪音準(zhǔn)位值及 單位轉(zhuǎn)換成分貝的增益值A(chǔ)相減而得到第二差值，接著利用第二正負(fù)值判 斷模塊342來(lái)判斷第二差值是否處于負(fù)值，當(dāng)?shù)诙钪堤幱谪?fù)值時(shí)便啟動(dòng) 計(jì)數(shù)器343開始計(jì)數(shù)，并于計(jì)數(shù)值達(dá)到該預(yù)設(shè)時(shí)間長(zhǎng)度后，發(fā)出切換信號(hào)到增益值產(chǎn)生器31中的多任務(wù)器310，用以將分貝單位轉(zhuǎn)換器340輸出的
該增益值的負(fù)值(以分貝單位來(lái)表示的負(fù)值，實(shí)為一般數(shù)值的倒數(shù))來(lái)取代
原先目標(biāo)準(zhǔn)位比較器33所輸出的該第一差值。如此一來(lái)，被判斷成噪音
達(dá)該預(yù)設(shè)時(shí)間長(zhǎng)度后，增益值產(chǎn)生器31將停止對(duì)己判斷成噪音的信號(hào)進(jìn)
行放大，而將該增益值產(chǎn)生器輸出的該增益值歸零，進(jìn)而避免產(chǎn)生噪音被
錯(cuò)誤放大到目標(biāo)音量的現(xiàn)象。
圖4(c)與圖4(d)分別繪示圖3(c)中增益值產(chǎn)生器31的內(nèi)部功能方塊
示意圖與圖3(d)中增益值產(chǎn)生器31與噪音偵測(cè)器34的內(nèi)部功能方塊示意
圖，其中圖4(c)的運(yùn)作方式與圖4(a)類似，圖4(d)的運(yùn)作方式則與圖4(b)
的運(yùn)作方式類似，差異僅在于前述增益施用的時(shí)間點(diǎn)，故不再予以贅述。 請(qǐng)參見圖5(a)，其進(jìn)一步列示上述準(zhǔn)位偵測(cè)器32的內(nèi)部功能方塊示
意圖，準(zhǔn)位偵測(cè)器32測(cè)量數(shù)字信號(hào)的波封(envelope),而可由一高頻濾
波器(high-pass filter ，簡(jiǎn)稱HPF)51、 一絕對(duì)值單元52、 一低通濾波
器53以及一分貝單位轉(zhuǎn)換器54來(lái)完成，其中高頻濾波器51用以除去自
動(dòng)增益聲音信號(hào)中的直流成份以及重低音部份，而高頻濾波器51不是必
要組件，可依實(shí)際需求來(lái)選用，至于絕對(duì)值單元52則用以將自動(dòng)增益聲
音信號(hào)中的交流信號(hào)的負(fù)數(shù)成份轉(zhuǎn)正，然后再經(jīng)過(guò)低通濾波器53的累積，
圖中低通濾波器53為一二階低通濾波器(low-pass filter,簡(jiǎn)稱LPF)，
當(dāng)然也可以是別種型態(tài)，進(jìn)而求出與該自動(dòng)增益聲音信號(hào)的能量(或波形
振幅)平均值相關(guān)的一聲音準(zhǔn)位值，然后再經(jīng)過(guò)分貝單位轉(zhuǎn)換器54，例如
利用查表來(lái)將單位轉(zhuǎn)成分貝。而上述絕對(duì)值單元52也可改用均方根單元
來(lái)完成，但運(yùn)算將較為復(fù)雜，導(dǎo)致硬件成本將較高。而上述低通濾波器53
中的參數(shù)n的范圍約在-2至-9之間，透過(guò)改變參數(shù)n，便能改變低通濾波
器53的頻率響應(yīng)，其示意圖如圖5(b)的所示，而n越大則低通濾波器53的延遲時(shí)間越短且截止頻率越高，反之，n越小則低通濾波器53的延遲時(shí) 間越長(zhǎng)且截止頻率越低，因此n的選擇將影響低通濾波器本身的截止頻率 以及可程序延遲裝置(programmable delay) 39所設(shè)定的延遲時(shí)間。
圖6系為本案裝置運(yùn)作時(shí)，關(guān)于增益值A(chǔ)、原始聲音信號(hào)與自動(dòng)增益 聲音信號(hào)的波形示意圖，其中主要表達(dá)出一第一反應(yīng)時(shí)間與一第二反應(yīng)時(shí) 間，第一反應(yīng)時(shí)間代表當(dāng)原始聲音信號(hào)由大音量突然轉(zhuǎn)為小音量時(shí)，增益 值A(chǔ)由低轉(zhuǎn)高所需的時(shí)間。反之，第二反應(yīng)時(shí)間則代表當(dāng)原始聲音信號(hào)由 小音量突然轉(zhuǎn)為大音量時(shí)，增益值A(chǔ)由高轉(zhuǎn)低所需的時(shí)間。而上述兩段時(shí) 間的長(zhǎng)短，系由增益時(shí)序控制器42中的增加曲線與遞減曲線來(lái)決定。而 增加曲線與遞減曲線可以有相同的變化幅度，但是為能讓聽者有較舒適的 聽覺(jué)感受，由圖中可看出，增加曲線造成變化較為和緩的效果，而遞減曲 線則制造出較為陡峭的效果。也就是在單位時(shí)間內(nèi)，增益值A(chǔ)由低轉(zhuǎn)高的 幅度較由高轉(zhuǎn)低的幅度為小。因此，小于目標(biāo)音量的原始聲音信號(hào)將被緩 步放大，但大于目標(biāo)音量的原始聲音信號(hào)將被快速抑制。
圖7系為本案裝置運(yùn)作時(shí)，關(guān)于偵測(cè)到噪音時(shí)增益值A(chǔ)、原始聲音信 號(hào)的波形示意圖，其中主要也表達(dá)出一第三反應(yīng)時(shí)間與一第四反應(yīng)時(shí)間， 而第三反應(yīng)時(shí)間代表計(jì)數(shù)器343所預(yù)設(shè)的該預(yù)設(shè)時(shí)間長(zhǎng)度，而第四反應(yīng)時(shí) 間便是增益值產(chǎn)生器31將增益值A(chǔ)重置到0dB所需的時(shí)間，這些時(shí)間都 可以讓設(shè)計(jì)者來(lái)設(shè)定與調(diào)整。
再請(qǐng)參見圖8，其系本案所發(fā)展出來(lái)一種音量控制方法的步驟流程示 意圖，首先接收一原始聲音信號(hào)(步驟81)，然后根據(jù)一目標(biāo)音量將該原始 聲音信號(hào)進(jìn)行能量的縮放，進(jìn)而輸出逐步收斂至該目標(biāo)音量的一自動(dòng)增益 聲音信號(hào)(步驟82)，然后根據(jù)該目標(biāo)音量而對(duì)應(yīng)出一響度曲線來(lái)對(duì)該自動(dòng)增益聲音信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償(步驟83)，最后輸出一補(bǔ)償后聲音信號(hào)(步驟84)。 至于步驟82的細(xì)節(jié)則可如圖9所示的步驟流程示意圖，其中先根據(jù) 一增益值來(lái)對(duì)該原始聲音信號(hào)進(jìn)行能量的縮放而輸出自動(dòng)增益聲音信號(hào) (步驟821)，接著對(duì)該自動(dòng)增益聲音信號(hào)的準(zhǔn)位進(jìn)行偵測(cè)而輸出一聲音準(zhǔn) 位值(步驟822)，然后根據(jù)該目標(biāo)音量與該聲音準(zhǔn)位值來(lái)進(jìn)行相減而得到 一個(gè)第一差值(步驟823)，再根據(jù)該第一差值將該增益值進(jìn)行增加或減少 的動(dòng)作(步驟824)。
而步驟82的細(xì)節(jié)也可如圖IO所示的另一實(shí)施例的步驟流程示意圖， 其中先根據(jù)一增益值來(lái)對(duì)該原始聲音信號(hào)進(jìn)行能量的縮放而輸出自動(dòng)增 益聲音信號(hào)(步驟821)，接著對(duì)該自動(dòng)增益聲音信號(hào)的準(zhǔn)位進(jìn)行偵測(cè)而輸 出一聲音準(zhǔn)位值(步驟822)，然后根據(jù)該目標(biāo)音量與該聲音準(zhǔn)位值來(lái)進(jìn)行 相減而得到一個(gè)第一差值(步驟823)，再根據(jù)該第一差值將該增益值進(jìn)行 增加或減少的動(dòng)作(步驟824)，最后將該聲音準(zhǔn)位值與一噪音準(zhǔn)位值及該 增益值相減而得到一第二差值(步驟825)，進(jìn)而判斷該第二差值處于負(fù)值 是否達(dá)到一預(yù)設(shè)時(shí)間長(zhǎng)度(步驟826)，若是，將該增益值逐漸歸零(步驟 827)，若否，則回到步驟824。
綜合以上裝置與方法實(shí)施例的說(shuō)明，可以清楚了解到，利用本案的音 量控制裝置與方法，可有效達(dá)到自動(dòng)監(jiān)控電視機(jī)的音量，用以消除音量變 化所造成的不適感且省去手動(dòng)的麻煩，而且根據(jù)該目標(biāo)音量而對(duì)應(yīng)出響度 曲線來(lái)對(duì)該自動(dòng)增益聲音信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，也可免于因抑制音量變化所造成 聲音質(zhì)量與動(dòng)態(tài)反應(yīng)能力的下降。是故，本發(fā)明得由熟習(xí)此技藝的人士任 施匠思而為諸般修飾，然皆不脫離權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種音量控制裝置，用以將一原始聲音信號(hào)縮放至一聽者事先預(yù)設(shè)的一目標(biāo)音量，其特征在于，其包含一自動(dòng)增益控制器，用以對(duì)所接收到的該原始聲音信號(hào)進(jìn)行能量的縮放，進(jìn)而輸出逐步收斂至該目標(biāo)音量的一自動(dòng)增益聲音信號(hào)；以及一等響度控制器，電連接于該自動(dòng)增益控制器，用以根據(jù)該目標(biāo)音量而對(duì)應(yīng)出一響度曲線來(lái)對(duì)該自動(dòng)增益聲音信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，進(jìn)而輸出一補(bǔ)償后聲音信號(hào)。
2. 如權(quán)利要求1所述的音量控制裝置，其特征在于，上述的等響度控制器 可根據(jù)準(zhǔn)位不同的目標(biāo)音量而對(duì)應(yīng)出復(fù)數(shù)條響度曲線，而在一特定頻率區(qū)段附 近，該些響度曲線的增益值系具有實(shí)質(zhì)相同的數(shù)值，而在該特定頻率區(qū)段外的 高頻段與低頻段，則對(duì)增益值有不同幅度的增加。
3. 如權(quán)利要求2所述的音量控制裝置，其特征在于，上述的等響度控制器 系為一可設(shè)定雙二階無(wú)限脈沖響應(yīng)濾波器，藉由對(duì)其參數(shù)的設(shè)定，用以于復(fù)數(shù) 條特性不同的響度曲線中選出該響度曲線。
4. 如權(quán)利要求1所述的音量控制裝置，其特征在于，該自動(dòng)增益控制器包含一輸入 端乘法器，其系根據(jù)一增益值來(lái)對(duì)該原始聲音信號(hào)進(jìn)行能量的縮放， 進(jìn)而輸出該自動(dòng)增益聲音信號(hào)至該等響度控制器；一準(zhǔn)位偵測(cè)器，電連接于該輸入端乘法器，其系對(duì)輸出的自動(dòng)增益聲音信 號(hào)的準(zhǔn)位進(jìn)行偵測(cè)而輸出一聲音準(zhǔn)位值；一目標(biāo)準(zhǔn)位比較器，電連接于該準(zhǔn)位偵測(cè)器，其系根據(jù)該目標(biāo)音量與該聲 音準(zhǔn)位值來(lái)進(jìn)行相減而得到一個(gè)第一差值；以及一增益值產(chǎn)生器，電連接于該目標(biāo)準(zhǔn)位比較器與該輸入端乘法器，用以產(chǎn) 生該增益值，該增益值產(chǎn)生器根據(jù)該第一差值對(duì)該增益值進(jìn)行增加或減少的動(dòng)作。
5. 如權(quán)利要求4所述的音量控制裝置，其特征在于，該增益值產(chǎn)生器包含: 一乘法器，電連接于該目標(biāo)準(zhǔn)位比較器，用以將該目標(biāo)準(zhǔn)位比較器輸出的該第一差值與該增益值相乘后得到一第一乘積值；一第一正負(fù)值判斷模塊，電連接于該乘法器，其系因應(yīng)該第一乘積值的正 負(fù)來(lái)發(fā)出一選擇信號(hào)；一增益時(shí)序控制器，電連接于該第一正負(fù)值判斷模塊，其系因應(yīng)該選擇信 號(hào)來(lái)選用相對(duì)應(yīng)的一增加曲線來(lái)產(chǎn)生一增量；一加法器，電連接于該增益時(shí)序控制器與該輸入端乘法器，用以將該增量 與回授的該增益值相加后更新該增益值；以及一分貝/純量轉(zhuǎn)換器，用以將該增益值的單位轉(zhuǎn)換成一純量，再予以輸出至 該輸入端乘法器。
6. 如權(quán)利要求5所述的音量控制裝置，其特征在于，該增益值產(chǎn)生器更包 含一限制器，電連接于該加法器與該分貝/純量轉(zhuǎn)換器之間，用以將該增益值限 制在一最大值之下。
7. 如權(quán)利要求1所述的音量控制裝置，其特征在于，該自動(dòng)增益控制器包含一輸入端乘法器，其系根據(jù)一增益值來(lái)對(duì)該原始聲音信號(hào)進(jìn)行能量的縮放， 進(jìn)而輸出該自動(dòng)增益聲音信號(hào)至該等響度控制器；一準(zhǔn)位偵測(cè)器，電連接于該輸入端乘法器，其系對(duì)輸出的自動(dòng)增益聲音信 號(hào)的準(zhǔn)位進(jìn)行偵測(cè)而輸出 一聲音準(zhǔn)位值；一目標(biāo)準(zhǔn)位比較器，電連接于該準(zhǔn)位偵測(cè)器，其系根據(jù)該目標(biāo)音量與該聲 音準(zhǔn)位值來(lái)進(jìn)行相減而得到一第一差值；一增益值產(chǎn)生器，電連接于該目標(biāo)準(zhǔn)位比較器與該輸入端乘法器，其系根 據(jù)該第一差值來(lái)將其輸出的該增益值進(jìn)行增加或減少的動(dòng)作；以及一噪音偵測(cè)器，電連接于該準(zhǔn)位偵測(cè)器及該增益值產(chǎn)生器，其系將該準(zhǔn)位偵測(cè)器輸出的聲音準(zhǔn)位值與一噪音準(zhǔn)位值及該增益值相減而得到一第二差值， 而當(dāng)該第二差值處于負(fù)值達(dá)到該預(yù)設(shè)時(shí)間長(zhǎng)度后，將該增益值產(chǎn)生器輸出的該 增益值歸零。
8. 如權(quán)利要求7所述的音量控制裝置，其特征在于，該增益值產(chǎn)生器包含: 一多任務(wù)器，電連接于該噪音偵測(cè)器與該目標(biāo)準(zhǔn)位比較器，用以受該噪音偵測(cè)器的控制而從該第一差值與該增益值的倒數(shù)中擇一輸出；一乘法器，電連接于該多任務(wù)器，用以將該多任務(wù)器的輸出與該增益值相 乘后得到一第一乘積值；一第一正負(fù)值判斷模塊，電連接于該乘法器，其系因應(yīng)該第一乘積值的正 負(fù)來(lái)發(fā)出一選擇信號(hào)；一增益時(shí)序控制器，電連接于該第一正負(fù)值判斷模塊，其系因應(yīng)該選擇信 號(hào)來(lái)選用相對(duì)應(yīng)的一增加曲線來(lái)產(chǎn)生一增量；一加法器，電連接于該增益時(shí)序控制器與該輸入端乘法器，用以將該增量 與回授的該增益值相加后更新該增益值；一限制器，電連接于該加法器，用以將該增益值限制在一最大值之下；以及一分貝/純量轉(zhuǎn)換器，用以將該增益值的單位轉(zhuǎn)換成一純量，再予以輸出至 該輸入端乘法器
9. 如權(quán)利要求1所述的音量控制裝置，其特征在于，該自動(dòng)增益控制器包含一可程序延遲裝置，其系用以將該原始聲音信號(hào)進(jìn)行一預(yù)定時(shí)間的延遲； 一輸入端乘法器，電連接于該可程序延遲裝置，其系根據(jù)一增益值來(lái)對(duì)經(jīng)過(guò)該預(yù)定時(shí)間延遲的該原始聲音信號(hào)進(jìn)行能量的縮放，進(jìn)而輸出該自動(dòng)增益聲音信號(hào)至該等響度控制器；一準(zhǔn)位偵測(cè)器，其系對(duì)該原始聲音信號(hào)的準(zhǔn)位進(jìn)行偵測(cè)而輸出一聲音準(zhǔn)位值；一目標(biāo)準(zhǔn)位比較器，電連接于該準(zhǔn)位偵測(cè)器，其系根據(jù)該目標(biāo)音量與該聲音準(zhǔn)位值來(lái)進(jìn)行相減而得到一個(gè)第一差值；以及一增益值產(chǎn)生器，電連接于該目標(biāo)準(zhǔn)位比較器與該輸入端乘法器，用以產(chǎn) 生該增益值，該增益值產(chǎn)生器根據(jù)該第一差值對(duì)該增益值進(jìn)行增加或減少的動(dòng) 作。
10. 如權(quán)利要求1所述的音量控制裝置，其特征在于，該自動(dòng)增益控制器包含一可程序延遲裝置，其系用以將該原始聲音信號(hào)進(jìn)行一預(yù)定時(shí)間的延遲； 一輸入端乘法器，電連接于該可程序延遲裝置，其系根據(jù)一增益值來(lái)對(duì)經(jīng)過(guò)該預(yù)定時(shí)間延遲的該原始聲音信號(hào)進(jìn)行能量的縮放，進(jìn)而輸出該自動(dòng)增益聲音信號(hào)至該等響度控制器；一準(zhǔn)位偵測(cè)器，其系對(duì)該原始聲音信號(hào)的準(zhǔn)位進(jìn)行偵測(cè)而輸出一聲音準(zhǔn)位值；一目標(biāo)準(zhǔn)位比較器，電連接于該準(zhǔn)位偵測(cè)器，其系根據(jù)該目標(biāo)音量與該聲 音準(zhǔn)位值來(lái)進(jìn)行相減而得到一個(gè)第一差值；一增益值產(chǎn)生器，電連接于該目標(biāo)準(zhǔn)位比較器與該輸入端乘法器，用以產(chǎn) 生該增益值，該增益值產(chǎn)生器根據(jù)該第一差值對(duì)該增益值進(jìn)行增加或減少的動(dòng) 作；以及一噪音偵測(cè)器，電連接于該準(zhǔn)位偵測(cè)器及該增益值產(chǎn)生器，其系將該準(zhǔn)位 偵測(cè)器輸出的聲音準(zhǔn)位值與一噪音準(zhǔn)位值及該增益值相減而得到一第二差值， 而當(dāng)該第二差值處于負(fù)值達(dá)到該預(yù)設(shè)時(shí)間長(zhǎng)度后，將該增益值產(chǎn)生器輸出的該 增益值歸零。
11. 一種音量控制方法，用以將一原始聲音信號(hào)縮放至一聽者事先預(yù)設(shè)的一 目標(biāo)音量，其特征在于，其包含下列步驟接收該原始聲音信號(hào)；根據(jù)該目標(biāo)音量將該原始聲音信號(hào)進(jìn)行能量的縮放，進(jìn)而輸出逐步收斂至該目標(biāo)音量的一自動(dòng)增益聲音信號(hào)；以及根據(jù)該目標(biāo)音量而對(duì)應(yīng)出一響度曲線來(lái)對(duì)該自動(dòng)增益聲音信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償， 以輸出一補(bǔ)償后聲音信號(hào)。
12. 如權(quán)利要求11所述的音量控制方法，其特征在于，根據(jù)準(zhǔn)位不同的該 目標(biāo)音量而從復(fù)數(shù)條響度曲線中對(duì)應(yīng)出該響度曲線，而在一特定頻率區(qū)段附近， 該些響度曲線的增益值系具有實(shí)質(zhì)相同的數(shù)值，而在該^^定頻率區(qū)段外的高頻 段與低頻段，則對(duì)增益值有不同幅度的增加。
13. 如權(quán)利要求11所述的音量控制方法，其特征在于，根據(jù)該目標(biāo)音量來(lái) 對(duì)該原始聲音信號(hào)進(jìn)行能量的縮放的方法包含下列步驟根據(jù)一增益值來(lái)對(duì)該原始聲音信號(hào)進(jìn)行能量的縮放，進(jìn)而輸出該自動(dòng)增益 聲音信號(hào)；對(duì)該自動(dòng)增益聲音信號(hào)的準(zhǔn)位進(jìn)行偵測(cè)而輸出一聲音準(zhǔn)位值；根據(jù)該目標(biāo)音量與該聲音準(zhǔn)位值來(lái)進(jìn)行相減而得到一個(gè)第一差值；以及根據(jù)該第一差值將該增益值進(jìn)行增加或減少的動(dòng)作。
14. 如權(quán)利要求13所述的音量控制方法，其特征在于，根據(jù)該第一差值將 該增益值進(jìn)行增加或減少的動(dòng)作包含下列步驟將該第一差值與該增益值相乘后得到一第一乘積值； 因應(yīng)該第一乘積值的正負(fù)來(lái)發(fā)出一選擇信號(hào)；因應(yīng)該選擇信號(hào)來(lái)選用相對(duì)應(yīng)的一增加曲線來(lái)產(chǎn)生一增量；以及 將該增量與回授的該增益值相加后更新該增益值再予以輸出。
15. 如權(quán)利要求11所述的音量控制方法，其特征在于，根據(jù)該目標(biāo)音量來(lái) 對(duì)該原始聲音信號(hào)進(jìn)行能量的縮放的方法包含下列步驟根據(jù)一增益值來(lái)對(duì)該原始聲音信號(hào)進(jìn)行能量的縮放，進(jìn)而輸出該自動(dòng)增益 聲音信號(hào)；對(duì)輸出的自動(dòng)增益聲音信號(hào)的準(zhǔn)位進(jìn)行偵測(cè)而輸出一聲音準(zhǔn)位值； 根據(jù)該目標(biāo)音量與該聲音準(zhǔn)位值來(lái)進(jìn)行相減而得到一第一差值；根據(jù)該第一差值來(lái)將其輸出的該增益值進(jìn)行增加或減少的動(dòng)作；以及 將該聲音準(zhǔn)位值與一噪音準(zhǔn)位值及該增益值相減而得到一第二差值，而當(dāng) 該第二差值處于負(fù)值達(dá)到一預(yù)設(shè)時(shí)間長(zhǎng)度后，用以將該增益值歸零。
16. 如權(quán)利要求15所述的音量控制方法，其特征在于，根據(jù)該第一差值來(lái) 將其輸出的該增益值進(jìn)行增加或減少的動(dòng)作包含下列步驟-因應(yīng)該第二差值的變化而從該第一差值與該增益值的倒數(shù)中擇一輸出； 將該第一差值或該增益值的倒數(shù)中的一數(shù)值與該增益值相乘后得到一第一 乘積值；因應(yīng)該第一乘積值的正負(fù)來(lái)發(fā)出一選擇信號(hào)；因應(yīng)該選擇信號(hào)來(lái)選用相對(duì)應(yīng)的一增加曲線來(lái)產(chǎn)生一增量；以及 將該增量與回授的該增益值相加后更新該增益值再予以輸出。
17. 如權(quán)利要求13所述的音量控制方法，其特征在于，對(duì)輸出的自動(dòng)增益 聲音信號(hào)的準(zhǔn)位進(jìn)行偵測(cè)的方法包含下列步驟除去該自動(dòng)增益聲音信號(hào)中的直流成份以及重低音部份； 將該自動(dòng)增益聲音信號(hào)中的交流信號(hào)的負(fù)數(shù)成份轉(zhuǎn)正； 求出與該自動(dòng)增益聲音信號(hào)的能量相關(guān)的該聲音準(zhǔn)位值；以及 利用查表來(lái)將該聲音準(zhǔn)位值的單位轉(zhuǎn)成分貝后輸出。
18. 如權(quán)利要求15所述的音量控制方法，其特征在于，根據(jù)該第一差值來(lái) 將其輸出的該增益值進(jìn)行增加或減少的動(dòng)作更包含將該增益值轉(zhuǎn)換成一純量， 再予以輸出。
19. 如權(quán)利要求11所述的音量控制方法，其特征在于，根據(jù)該目標(biāo)音量來(lái) 對(duì)該原始聲音信號(hào)進(jìn)行能量的縮放的方法包含下列步驟將該原始聲音信號(hào)進(jìn)行一預(yù)定時(shí)間的延遲；根據(jù)一增益值來(lái)對(duì)經(jīng)過(guò)該預(yù)定時(shí)間延遲的該原始聲音信號(hào)進(jìn)行能量的縮 放，進(jìn)而輸出該自動(dòng)增益聲音信號(hào)；對(duì)該原始聲音信號(hào)的準(zhǔn)位進(jìn)行偵測(cè)而輸出一聲音準(zhǔn)位值；根據(jù)該目標(biāo)音量與該聲音準(zhǔn)位值來(lái)進(jìn)行相減而得到一個(gè)第一差值；以及 根據(jù)該第一差值將該增益值進(jìn)行增加或減少的動(dòng)作。
20.如權(quán)利要求11所述的音量控制方法，其特征在于，根據(jù)該目標(biāo)音量來(lái) 對(duì)該原始聲音信號(hào)進(jìn)行能量的縮放的方法包含下列步驟-將該原始聲音信號(hào)進(jìn)行一預(yù)定時(shí)間的延遲；根據(jù)一增益值來(lái)對(duì)經(jīng)過(guò)該預(yù)定時(shí)間延遲的該原始聲音信號(hào)進(jìn)行能量的縮放，進(jìn)而輸出該自動(dòng)增益聲音信號(hào)；對(duì)該原始聲音信號(hào)的準(zhǔn)位進(jìn)行偵測(cè)而輸出一聲音準(zhǔn)位值； 根據(jù)該目標(biāo)音量與該聲音準(zhǔn)位值來(lái)進(jìn)行相減而得到一個(gè)第一差值； 根據(jù)該第一差值將該增益值進(jìn)行增加或減少的動(dòng)作；以及 將該聲音準(zhǔn)位值與一噪音準(zhǔn)位值及該增益值相減而得到一第二差值，而當(dāng)該第二差值處于負(fù)值達(dá)到一預(yù)設(shè)時(shí)間長(zhǎng)度后，用以將該增益值歸零。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種音量控制裝置與方法，可有效達(dá)到自動(dòng)監(jiān)控電視機(jī)的音量，用以消除音量變化所造成的不適感且省去手動(dòng)的麻煩，也可免于因抑制音量變化所造成聲音質(zhì)量與動(dòng)態(tài)反應(yīng)能力的下降。音量控制裝置包含一自動(dòng)增益控制器以及一等響度控制器，而該方法包含下列步驟該自動(dòng)增益控制器接收一原始聲音信號(hào)；該自動(dòng)增益控制器根據(jù)該目標(biāo)音量來(lái)對(duì)該原始聲音信號(hào)進(jìn)行能量的縮放，進(jìn)而輸出逐步收斂至該目標(biāo)音量的一自動(dòng)增益聲音信號(hào)；以及該等響度控制器根據(jù)該目標(biāo)音量而對(duì)應(yīng)出一響度曲線來(lái)對(duì)該自動(dòng)增益聲音信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，進(jìn)而輸出一補(bǔ)償后聲音信號(hào)。
文檔編號(hào)H03G7/00GK101599747SQ20091013765
公開日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2009年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月5日
發(fā)明者張榮貴, 林煌翔, 陳紹喜 申請(qǐng)人:晨星軟件研發(fā)(深圳)有限公司;晨星半導(dǎo)體股份有限公司