本發(fā)明涉及音箱設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種用于音箱的音頻幅度限制的方法和裝置。

背景技術(shù)：

人耳可聽到的聲音是由聲音的頻率決定，而人耳聽到聲音的強弱則由聲音的幅度決定。一般的人能察覺出3分貝的音強變化，對于小于3分貝的音強變化，人耳是無法識別的。但是聲音的音強太強，即聲音信號的幅度過高時，可能對播放該聲音信號的音箱設(shè)備造成損壞，帶來損失。

現(xiàn)有技術(shù)在克服聲音信號幅度過高的問題時，通常是對整個聲音信號進(jìn)行壓縮，或者通過均衡器對聲音信號所有頻率范圍內(nèi)的指定頻率點的幅度進(jìn)行調(diào)節(jié)。上述方式可能導(dǎo)致整個音頻的音質(zhì)受到影響，破壞了音樂的美感，用戶體驗度較差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種用于音箱的音頻幅度限制的方法和裝置，能夠有效降低音頻中幅度較高的部分，降低高幅度音頻信號對音箱設(shè)備的損害，且不影響音箱設(shè)備輸出的音質(zhì)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是：提供一種用于音箱的音頻幅度限制裝置，包括：分頻模塊，用于從所述音箱的拾音裝置接收其采集的音頻信號并按頻率進(jìn)行分頻處理；檢測模塊，連接所述分頻模塊，用于對分頻處理后不同頻段的所述音頻信號的幅度進(jìn)行檢測；調(diào)節(jié)模塊，連接所述檢測模塊和所述拾音裝置，用于根據(jù)所述檢測模塊的檢測結(jié)果對所述拾音裝置采集的音頻信號進(jìn)行調(diào)節(jié)；其中，調(diào)節(jié)的方式包括等比壓縮和限幅；輸出模塊，用于將所述調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)的音頻信號傳輸?shù)剿鲆粝涞姆糯竽K以進(jìn)行放大輸出。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是：提供一種用于音箱的音頻幅度限制方法，該方法的步驟包括：從音箱的拾音裝置接收其采集的音頻信號并按頻率進(jìn)行分頻處理；對分頻處理后不同頻段的音頻信號的幅度進(jìn)行檢測；根據(jù)檢測結(jié)果對音頻信號的幅度進(jìn)行調(diào)節(jié)；其中，調(diào)節(jié)的方式包括等比壓縮和限幅；將調(diào)節(jié)完成的音頻信號傳輸?shù)揭粝涞姆糯笃饕赃M(jìn)行放大輸出。

區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的用于音箱的音頻幅度限制裝置包括：分頻模塊，用于從所述音箱的拾音裝置接收其采集的音頻信號并按頻率進(jìn)行分頻處理；檢測模塊，連接所述分頻模塊，用于對分頻處理后不同頻段的所述音頻信號的幅度進(jìn)行檢測；調(diào)節(jié)模塊，連接所述檢測模塊和所述拾音裝置，用于根據(jù)所述檢測模塊的監(jiān)測結(jié)果對所述拾音裝置采集的音頻信號進(jìn)行調(diào)節(jié)；其中，調(diào)節(jié)的方式包括等比壓縮和限幅；輸出模塊，用于將所述調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)的音頻信號傳輸?shù)剿鲆粝涞姆糯竽K以進(jìn)行放大輸出。通過本發(fā)明，能夠有效降低音頻中幅度較高的部分，降低高幅度音頻信號對音箱設(shè)備的損害，且不影響音箱設(shè)備輸出的音質(zhì)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的一種用于音箱的音頻幅度限制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明提供的一種用于音箱的音頻幅度限制方法的流程示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步更詳細(xì)的描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行更詳細(xì)的說明。

需要說明的是，如果不沖突，本發(fā)明實施例以及實施例中的各個特征可以相互結(jié)合，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。另外，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。

參閱圖1，圖1是本發(fā)明提供的一種用于音箱的音頻幅度限制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該裝置100包括：分頻模塊110、檢測模塊120、調(diào)節(jié)模塊130和輸出模塊140。

其中，分頻模塊110連接到音箱101的拾音裝置102，從拾音裝置102獲取其采集的音頻信號，并對其采集的音頻信號進(jìn)行分頻處理。具體的，分頻處理的操作可采用音箱101內(nèi)置的分頻裝置(圖未示)，或針對本發(fā)明設(shè)置的分頻裝置。音箱101內(nèi)置的分頻裝置是音箱內(nèi)部電路中的一種電路裝置，主要用以將輸入的音樂信號分離成高音、中音、低音等不同部分，然后分別送入相應(yīng)的高、中、低音喇叭單元中播放。在本發(fā)明中，為防止對音箱101播放功能的影響，設(shè)置專門用于對聲音信號進(jìn)行分頻操作的分頻裝置，即分頻模塊110。分頻模塊110連接于音箱內(nèi)部電路，從音箱102的拾音裝置102接收傳輸進(jìn)入音箱的聲音信號，對聲音信號進(jìn)行分頻處理。具體處理方式是：設(shè)定若干分頻閾值，以分頻閾值為分頻點將聲音信號分為多個不同的頻段。在本實施方式中，分頻點設(shè)置為40hz、100hz、400hz、2000hz和10000hz，而聲音信號的頻率范圍通常為20hz-20000hz，此時通過設(shè)定的5個分頻點將聲音頻率范圍分為6個頻段。

分頻完成后，檢測模塊120分別對分頻處理后的不同頻段的音頻信號的幅度進(jìn)行檢測。在本實施方式中，檢測模塊120通過設(shè)定幅度閾值與各個頻段內(nèi)音頻信號的幅度進(jìn)行比較，檢測各個頻段內(nèi)的音頻信號的幅度是否有大于設(shè)定的幅度閾值的部分。檢測模塊120包括幅度閾值設(shè)定單元121和對比單元122。其中，幅度閾值設(shè)定單元121用于設(shè)定與各個頻段內(nèi)音頻信號的幅度進(jìn)行對比的幅度閾值。幅度閾值可設(shè)定為特定值，或根據(jù)不同的音頻類型切換幅度閾值。對比單元122連接分頻模塊110以獲取分頻模塊110分頻處理得到的各個頻段的音頻信號的幅度，并與幅度閾值設(shè)定單元121設(shè)定的幅度閾值進(jìn)行對比，確定比較結(jié)果。在本發(fā)明中，設(shè)置對比單元122的數(shù)量與分頻模塊110對音頻信號的分頻數(shù)量相同，即設(shè)置6個對比單元122分別對應(yīng)的將一個判斷內(nèi)音頻信號的幅度和幅度閾值進(jìn)行對比。對比的過程是判斷各頻段的音頻信號的幅度與幅度閾值的大小關(guān)系。在確定對比結(jié)果后，將對比結(jié)果輸出到調(diào)節(jié)模塊130。

調(diào)節(jié)模塊130連接對比單元122和拾音裝置，用于根據(jù)檢測模塊120的檢測結(jié)果對拾音裝置采集的音頻信號進(jìn)行調(diào)節(jié)。在本發(fā)明中，設(shè)置調(diào)節(jié)模塊130的數(shù)量與對比單元122的數(shù)量相同，且每一調(diào)節(jié)模塊130對應(yīng)的連接一對比單元122。且在本發(fā)明中，分頻模塊110對原始音頻信號分頻處理之前先對原始音頻信號進(jìn)行復(fù)制操作，得到兩個相同的音頻信號。其中一者通過分頻模塊110進(jìn)行分頻處理，并在分頻完成后通過檢測模塊120進(jìn)行檢測；另一者則傳輸?shù)秸{(diào)節(jié)模塊130，以使調(diào)節(jié)模塊130根據(jù)對比單元122的比較結(jié)果對原始的音頻信號進(jìn)行調(diào)節(jié)。

對比單元122對不同頻段的音頻信號的幅度進(jìn)行檢測，當(dāng)?shù)玫饺我忸l段內(nèi)音頻信號的幅度存在大于幅度閾值的情況時，則需調(diào)節(jié)模塊130進(jìn)行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)模塊130包括識別單元131、限幅調(diào)節(jié)單元132和壓縮調(diào)節(jié)單元133。識別單元131接收對比單元的122的比較結(jié)果，根據(jù)不同頻段內(nèi)的音頻信號的幅度與幅度閾值的比值確定比較結(jié)果類型。具體的，當(dāng)對比單元122對比確定對應(yīng)的頻段內(nèi)的音頻信號存在幅度大于幅度閾值的頻率點時，與之連接的調(diào)節(jié)模塊130對傳輸?shù)秸{(diào)節(jié)模塊130的原始音頻信號中相同頻段的幅度進(jìn)行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)方式包括壓縮和限幅。識別單元131設(shè)定一幅度比較閾值，在識別比較結(jié)果為相應(yīng)頻段內(nèi)的音頻信號存在幅度大于幅度閾值的情況時，根據(jù)音頻信號的幅度與幅度閾值的比值確定調(diào)節(jié)類型。具體的，依據(jù)音頻信號在不同頻段內(nèi)的幅度與幅度閾值的比值與幅度比較閾值的大小，調(diào)節(jié)方式分為限幅和壓縮。

音頻信號的幅度的高低代表著音頻信號的音量強弱，因此在本發(fā)明中，通過分貝值衡量音頻信號的幅度。設(shè)定幅度閾值為3分貝，幅度比較閾值設(shè)定為3。對比單元122對音頻信號的幅度與幅度閾值進(jìn)行比較，若對比單元122檢測到其檢測的頻段內(nèi)音頻信號的幅度均小于3分貝，識別單元131識別該比較結(jié)果，與該對比單元122連接的調(diào)節(jié)模塊130不對原始音頻信號的相應(yīng)頻段內(nèi)的音頻信號幅度進(jìn)行處理；反之，若對比單元122檢測到其檢測的頻段內(nèi)音頻信號的幅度存在大于3分貝的情況時，與該對比單元122連接的調(diào)節(jié)模塊130的識別單元131進(jìn)一步判斷相應(yīng)頻段內(nèi)大于幅度閾值的幅度與幅度閾值的比值和設(shè)定的幅度比較閾值的大小。若大于幅度閾值的幅度與幅度閾值的比值小于幅度比較閾值時，即在幅度大于3分貝且小于9分貝時，識別調(diào)節(jié)方式為壓縮，壓縮調(diào)節(jié)單元133對該部分幅度按照設(shè)定比例進(jìn)行壓縮，壓縮比例通常設(shè)定為3:1；若大于幅度閾值的幅度與幅度閾值的比值大于幅度比較閾值時，即在幅度大于9分貝時，通過壓縮的調(diào)節(jié)方式進(jìn)行壓縮后，幅度仍然大于幅度閾值，此時識別調(diào)節(jié)方式為限幅，限幅調(diào)節(jié)單元132對該部分幅度限定為指定幅度，在本實施方式中，可將幅度限制為3分貝。

本發(fā)明中，將音頻信號復(fù)制產(chǎn)生兩個相同的音頻信號，其中一者經(jīng)過分頻模塊110進(jìn)行分頻操作，分頻后傳輸?shù)綑z測模塊120進(jìn)行檢測，檢測各個頻段的的音頻信號中是否有幅度值高于設(shè)定的幅度閾值的情況。設(shè)置與頻段數(shù)量相等的對比單元122，分別對每一頻段內(nèi)的音頻信號的幅度進(jìn)行對比。原始音頻信號中的另一者則傳輸?shù)秸{(diào)節(jié)模塊130，調(diào)節(jié)模塊130的數(shù)量與對音頻信號進(jìn)行分頻處理后的頻段數(shù)量相同，每一調(diào)節(jié)模塊130連接一對比單元120。在實際應(yīng)用中，調(diào)節(jié)模塊130的限幅調(diào)節(jié)單元132和壓縮度調(diào)節(jié)單元133是合為一體的，根據(jù)識別單元131確定的調(diào)節(jié)方式確定對音頻信號的幅度進(jìn)行限幅或壓縮。在本發(fā)明中，全部的調(diào)節(jié)模塊130相互串聯(lián)連接，且每一調(diào)節(jié)模塊130在接收到原始音頻信號后，對應(yīng)的對原始音頻信號中、與其連接的對比單元122檢測的音頻信號的頻段對應(yīng)的頻率范圍的幅度進(jìn)行調(diào)節(jié)，各個調(diào)節(jié)模塊130分別調(diào)節(jié)原始音頻信號的不同頻段，互不干擾。

經(jīng)調(diào)節(jié)模塊130調(diào)節(jié)完成后，音頻信號經(jīng)輸出模塊140傳輸?shù)揭粝?01的功放模塊103進(jìn)行放大輸出播放。

區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的用于音箱的音頻幅度限制裝置包括：分頻模塊，用于從所述音箱的拾音裝置接收其采集的音頻信號并按頻率進(jìn)行分頻處理；檢測模塊，連接所述分頻模塊，用于對分頻處理后不同頻段的所述音頻信號的幅度進(jìn)行檢測；調(diào)節(jié)模塊，連接所述檢測模塊和所述拾音裝置，用于根據(jù)所述檢測模塊的監(jiān)測結(jié)果對所述拾音裝置采集的音頻信號進(jìn)行調(diào)節(jié)；其中，調(diào)節(jié)的方式包括等比壓縮和限幅；輸出模塊，用于將所述調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)的音頻信號傳輸?shù)剿鲆粝涞姆糯竽K以進(jìn)行放大輸出。通過本發(fā)明，能夠有效降低音頻中幅度較高的部分，降低高幅度音頻信號對音箱設(shè)備的損害，且不影響音箱設(shè)備輸出的音質(zhì)。

參閱圖2，圖2是本發(fā)明提供的一種用于音箱的音頻幅度限制方法的流程示意圖。該方法的步驟包括：

s210：從音箱的拾音裝置接收其采集的音頻信號并按頻率進(jìn)行分頻處理。

從音箱的拾音器獲取其采集的音頻信號，并對其采集的音頻信號進(jìn)行分頻處理。具體的，分頻處理的操作可采用音箱內(nèi)置的分頻裝置(圖未示)，或針對本發(fā)明設(shè)置的分頻裝置。音箱內(nèi)置的分頻裝置是音箱內(nèi)部電路中的一種電路裝置，主要用以將輸入的音樂信號分離成高音、中音、低音等不同部分，然后分別送入相應(yīng)的高、中、低音喇叭單元中播放。在本發(fā)明中，為防止對音箱播放功能的影響，設(shè)置專門用于對聲音信號進(jìn)行分頻操作的分頻裝置。分頻裝置連接于音箱內(nèi)部電路，從音箱的拾音器接收傳輸進(jìn)入音箱的聲音信號，對聲音信號進(jìn)行分頻處理。具體處理方式是：設(shè)定若干分頻閾值，以分頻閾值為分頻點將聲音信號分為多個不同的頻段。在本實施方式中，分頻點設(shè)置為40hz、100hz、400hz、2000hz和10000hz，而聲音信號的頻率范圍通常為20hz-20000hz，此時通過設(shè)定的5個分頻點將聲音頻率范圍分為6個頻段。

s220：對分頻處理后不同頻段的音頻信號的幅度進(jìn)行檢測。

通過設(shè)定幅度閾值與各個頻段內(nèi)音頻信號的幅度進(jìn)行比較，檢測各個頻段內(nèi)的音頻信號的幅度是否有大于設(shè)定的幅度閾值的部分。首先設(shè)定與各個頻段內(nèi)音頻信號的幅度進(jìn)行對比的幅度閾值。幅度閾值可設(shè)定為特定值，或根據(jù)不同的音頻類型切換幅度閾值。獲取分頻器分頻處理得到的各個頻段的音頻信號的幅度，并與設(shè)定的幅度閾值進(jìn)行對比，確定比較結(jié)果。在本發(fā)明中，分別比較每一頻段內(nèi)音頻信號的幅度和幅度閾值，即在上述設(shè)定的6個頻段內(nèi)分別對應(yīng)的將音頻信號的幅度和幅度閾值進(jìn)行對比。對比的過程是判斷各頻段的音頻信號的幅度與幅度閾值的大小關(guān)系。

s230：根據(jù)檢測結(jié)果對音頻信號的幅度進(jìn)行調(diào)節(jié)；其中，調(diào)節(jié)的方式包括等比壓縮和限幅。

在本發(fā)明中，對原始音頻信號分頻處理之前先對原始音頻信號進(jìn)行復(fù)制操作，得到兩個相同的音頻信號。其中一者進(jìn)行分頻處理，并在分頻完成后進(jìn)行檢測；另一者則傳輸?shù)接糜谡{(diào)節(jié)幅度的均衡器，以根據(jù)前一步驟確定的比較結(jié)果對原始的音頻信號進(jìn)行調(diào)節(jié)。

分別對不同頻段的音頻信號的幅度進(jìn)行檢測，當(dāng)?shù)玫饺我忸l段內(nèi)音頻信號的幅度存在大于幅度閾值的情況時，則需均衡器進(jìn)行調(diào)節(jié)。首先接收比較結(jié)果，根據(jù)不同頻段內(nèi)的音頻信號的幅度與幅度閾值的比值確定比較結(jié)果類型。具體的，當(dāng)對比確定對應(yīng)的頻段內(nèi)的音頻信號存在幅度大于幅度閾值的頻率點時，與之連接的均衡器對傳輸?shù)骄馄鞯脑家纛l信號中相同頻段的幅度進(jìn)行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)方式包括壓縮和限幅。同時設(shè)定一幅度比較閾值，在識別比較結(jié)果為相應(yīng)頻段內(nèi)的音頻信號存在幅度大于幅度閾值的情況時，根據(jù)音頻信號的幅度與幅度閾值的比值確定調(diào)節(jié)類型。具體的，依據(jù)音頻信號在不同頻段內(nèi)的幅度與幅度閾值的比值與幅度比較閾值的大小，調(diào)節(jié)方式分為限幅和壓縮。

音頻信號的幅度的高低代表著音頻信號的音量強弱，因此在本發(fā)明中，通過分貝值衡量音頻信號的幅度。設(shè)定幅度閾值為3分貝，幅度比較閾值設(shè)定為3。音頻信號的幅度與幅度閾值進(jìn)行比較，若步驟s220中檢測到某一頻段內(nèi)音頻信號的幅度均小于3分貝，與用于調(diào)節(jié)該頻率范圍內(nèi)幅度的均衡器不對原始音頻信號的相應(yīng)頻段內(nèi)的音頻信號幅度進(jìn)行處理；反之，若檢測到其檢測的頻段內(nèi)音頻信號的幅度存在大于3分貝的情況時，進(jìn)一步判斷相應(yīng)頻段內(nèi)大于幅度閾值的幅度與幅度閾值的比值和設(shè)定的幅度比較閾值的大小。若大于幅度閾值的幅度與幅度閾值的比值小于幅度比較閾值時，即在幅度大于3分貝且小于9分貝時，識別調(diào)節(jié)方式為壓縮，均衡器采用壓縮的調(diào)節(jié)方式對該部分幅度按照設(shè)定比例進(jìn)行壓縮，壓縮比例通常設(shè)定為3:1；若大于幅度閾值的幅度與幅度閾值的比值大于幅度比較閾值時，即在幅度大于9分貝時，通過壓縮的調(diào)節(jié)方式進(jìn)行壓縮后，幅度仍然大于幅度閾值，此時識別調(diào)節(jié)方式為限幅，限幅調(diào)節(jié)單元132對該部分幅度限定為指定幅度，在本實施方式中，可將幅度限制為3分貝。在本發(fā)明中，均衡器數(shù)量與分配后的頻段數(shù)量相同且相互串聯(lián)連接，且每一均衡器在接收到原始音頻信號后，對應(yīng)的對原始音頻信號中、與分頻處理后每個頻段對應(yīng)的頻率范圍的幅度進(jìn)行調(diào)節(jié)，各個均衡器分別調(diào)節(jié)原始音頻信號的不同頻段，互不干擾。

本發(fā)明中，將音頻信號復(fù)制產(chǎn)生兩個相同的音頻信號，其中一者經(jīng)過分頻操作，分頻后進(jìn)行檢測，檢測各個頻段的的音頻信號中是否有幅度值高于設(shè)定的幅度閾值的情況。原始音頻信號中的另一者則傳輸?shù)酱?lián)連接的均衡器，均衡器的數(shù)量與對音頻信號進(jìn)行分頻處理后的頻段數(shù)量相同，且步驟s220中對不同頻段的檢測對比結(jié)果傳輸?shù)教幚硐嗤l段音頻信號幅度的均衡器中，以使該均衡器對相應(yīng)頻率范圍的幅度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

s240：將調(diào)節(jié)完成的音頻信號傳輸?shù)揭粝涞姆糯笃饕赃M(jìn)行放大輸出。

調(diào)節(jié)完成后，音頻信號傳輸?shù)揭粝涞墓Ψ烹娐愤M(jìn)行放大輸出播放。

區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的用于音箱的音頻幅度限制方法的步驟包括：從音箱的拾音裝置接收其采集的音頻信號并按頻率進(jìn)行分頻處理；對分頻處理后不同頻段的音頻信號的幅度進(jìn)行檢測；根據(jù)檢測結(jié)果對音頻信號的幅度進(jìn)行調(diào)節(jié)；其中，調(diào)節(jié)的方式包括等比壓縮和限幅；將調(diào)節(jié)完成的音頻信號傳輸?shù)揭粝涞姆糯笃饕赃M(jìn)行放大輸出。通過本發(fā)明，能夠有效降低音頻中幅度較高的部分，降低高幅度音頻信號對音箱設(shè)備的損害，且不影響音箱設(shè)備輸出的音質(zhì)。

以上所述僅為本發(fā)明的實施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。