[实用新型]一种自适应调节音量大小的音频播放设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种音频播放设备中抑制播放音的环境噪声检测技术以及自适应增益调节技术，特别是涉及一种能够抑制或消除噪声传感器中的播放音的回授，根据环境噪声大小自适应调节音量大小的音频播放设备。

背景技术

在环境噪声变化比较剧烈的场合播放音频信号，会出现环境噪声和正常播放声音的能量不匹配，导致听众听觉疲劳，听觉不清晰等现象。若环境噪声过大，信噪比太低，听众需竖起耳朵才能听清，造成听觉疲劳；若环境噪声较低，过大的播放声音又会损伤耳朵听力。

实现增益自动控制的关键技术之一是环境噪声能量的检测技术。音波在空气中传播，噪声检测传感器中不但包含环境噪声，还包含正常播放音频信号，只有将传感器中的正常播放音频的回波抑制掉，才能得到真实的环境噪声能量。

现有一种方法通过环境噪声传感器的特殊安装，避免拾取播放音，然后计算噪声传感器的噪声能量，用此参数控制播放器增益。实际应用中，很难满足此要求，有时甚至噪声传感器拾取的播放音都会强于环境噪声。退而求次，另一种应用是在播放间歇，即播放暂停时，检测噪声，并以次噪声电平作为增益控制依据。这种方法又不适合连续不间断的播放场合。

理想方法是对噪声传感器输出进行信号处理，抑制噪声传感器拾音中的播放音，这不但需要设计合适的算法，也需要DSP或嵌入式处理器等硬件运算平台。目前有一些专利涉及这方面的叙述，但并没有公开算法和实现方法。

发明内容

本实用新型主要是解决现有技术所存在的难以准确获得环境噪音大小的技术问题，提供一种可以滤除播放音、准确获得环境噪音大小的自适应调节音量大小的音频播放设备。

本实用新型针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种自适应调节音量大小的音频播放设备，包括：

处理器模块，用于对整个设备进行控制；

噪声检测模块，用于检测环境噪音并发送给处理器模块；

功率放大模块，用于将处理器模块输出的播放信号进行放大；

喇叭，用于将功率放大模块放大后的播放信号进行播放；

音频接口模块，所述音频接口模块同时连接处理器模块、功率放大模块和噪声检测模块，将噪声检测模块检测到的信号传递给处理器模块，同时将处理器模块的播放信号传递给功率放大模块。

作为优选，自适应调节音量大小的音频播放设备还包括无线网络模块，所述无线网络模块与所述处理器模块连接。

作为优选，所述处理器模块包括USB接口和SD卡接口。

作为优选，自适应调节音量大小的音频播放设备还包括模拟音频模块，所述模拟音频模块通过音频接口模块与处理器模块连接。

播放音的音源可以是存储在通过USB接口或者SD卡接口与处理器模块相连接的存储设备中的音频文件，也可以是通过无线网络模块输入的网络音频流媒体，还可以是通过模拟音频模块输入的本地模拟音频。

一种自适应调节音量大小的音频播放方法，包括以下步骤：

步骤一、播放来自音源的音频文件；

步骤二、检测环境噪声，判断环境噪声的大小；

步骤三、根据环境噪声大小调节播放音的音量大小。

作为优选，所述步骤二中，检测环境噪声具体为：

A、通过互相关算法估计回授音的延时；

B、对参考输入进行延时预处理；

C、用NLMS自适应滤波算法抑制噪声传感器检测到的声音信号中的回授音，从而提取噪声信号，即将延时预处理以后的参考输入信号通过FIR自适应滤波器；

参考输入信号为从SD卡、U盘等存储的音频文件中解码输出的音频信号，或通过网络接收并解码输出的音频信号。

所述步骤三中，根据环境噪声大小调节播放音的音量大小具体为：首先对噪声电平进行加权滑动平均处理，然后依据听觉特性，增益与噪声电平按反正切曲线进行调节。

所述加权关系为：