专利名称：一种音频播放中随机切换噪音的消除方法和音频播放装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及音频播放，尤其涉及一种音频播放中随机切换噪音的消除方法及相应的音频播放装置。
背景技术：
现有技术中，在进行音频播放时，如果用户需要进行歌曲切换或快进快退，音频播放装置都只是根据功能要求直接停止当前播放的歌曲，启动播放下一歌曲或者直接进行快进或者快退的音频数据点切换，由于切换点对应的音频数据是随机的，基本不能保证切换点是静音。这样，数/模转换器(D/A Converter)上的音频数据值由切换前的一个随机值直接跳变到切换后的另一个随机值，不能避免产生噪音，严重影响产品的声音质量。
发明内容
本发明提供一种音频播放中随机切换噪音的消除方法和音频播放装置，用以解决现有技术中存在的在音频播放过程中进行随机切换时产生切换噪声的问题。
本发明方法包括A、在停止音频播放时，逐渐减小音频信号，直到音频信号为静音；B、在启动音频播放时，将音频信号从静音逐渐增大到目标值。
所述步骤A包括从停止时刻开始，对数字音频信号逐渐减弱到静音；所述步骤B包括从启动时刻开始，由静音逐渐增大数字音频信号到目标值。
根据本发明的上述方法，所述步骤A中，从停止时刻开始，控制数字音频信号的增益按预定步长和预定时间间隔从当前值逐渐减小到0；所述步骤B中，从启动时刻开始，控制数字音频信号的增益按预定步长和预定时间间隔从0开始逐渐增大到目标增益值。
根据本发明的上述方法，所述步骤B中还包括判断启动时刻的数字音频信号是否为静音，若是静音，则正常播放；否则，控制数字音频信号的增益按预定步长和预定时间间隔从0开始逐渐增大到目标值。
根据本发明的上述方法，所述步骤A包括从停止时刻开始，逐渐减小输出的模拟音频信号直到静音；所述步骤B包括从启动时刻开始，由静音逐渐增大输出的模似音频信号到目标值。
根据本发明的上述方法，所述步骤A中，从停止时刻开始，控制模拟音频信号的增益按预定步长和预定时间间隔从当前值减小到最小，并在模拟音频信号的增益值为最小后，发送一个静音数据；所述步骤B中，从静音开始播放，并控制输出的模拟音频信号的增益按预定步长和预定时间间隔从最小值开始逐渐增大到目标值。
本发明另提供一种音频播放装置，包括音频数据发送单元、数/模转换单元、增益控制器和声音输出单元；所述音频数据发送单元发送数字音频信号给所述数/模转换单元，所述数/模转换单元输出模拟音频信号给所述声音输出单元，还包括停止/启动执行单元，用于接收并执行用户停止音频播放/启动音频播放的相关指令，并启动控制单元；控制单元，用于在停止音频播放时，控制所述增益控制器逐渐减小音频信号的增益，直到音频信号为静音；在启动音频播放时，将音频信号从静音开始逐渐增大增益到目标增益值。
所述增益控制器为数字增益控制器，连接在所述音频数据发送单元和数/模转换单元之间；当所述停止/启动执行单元接收到用户停止音频播放指令后，由所述控制单元控制所述数字增益控制器将数字音频信号的增益按预定步长和预定时间间隔从当前值逐渐减小到0；当所述停止/启动执行单元接收到用户启动音频播放指令后，由所述控制单元控制所述数字增益控制器将数字音频信号的增益按预定步长和预定时间间隔从0开始逐渐增大到目标增益值。
所述增益控制器为模拟增益控制器，连接在所述数/模转换单元和声音输出单元之间；当所述停止/启动执行单元接收到用户停止音频播放指令后，由所述控制单元控制所述模拟增益控制器对数/模转换单元输出的模拟音频信号的增益按预定步长和预定时间间隔从当前值减小到最小，并在模拟音频信号的增益值为最小后，控制所述音频数据发送单元发送一个静音数据给所述数/模转换单元；当所述停止/启动执行单元接收到用户启动音频播放指令后，由所述控制单元控制所述数/模转换单元从静音开始播放，并控制所述模拟增益控制器对数/模转换单元输出的模拟音频信号的增益按预定步长和预定时间间隔从最小值开始逐渐增大到目标值。
本发明有益效果如下采用本发明，在停止音频播放时，逐渐减小音频信号，直到音频信号为静音；在开始音频播放时，将音频信号从静音逐渐增大到目标值。这样，使得在进行音频播放的过程中，进行随机切换的切换点总是在静音处，从而有效地消除随机切换噪声。
图1为采用本发明方法停止音频播放的步骤流程图；
图2为本发明实施例1音频播放装置结构示意图；图3A、图3B分别为采用本发明实施例1进行音频播放停止和启动的步骤流程图；图4A、图4B、图4C为采用现有技术和本发明实施例1切换音频播放时的信号对比图；图5为与本发明实施例2音频播放装置结构示意图；图6A、图6B分别为采用本发明方法实施例2进行音频播放停止和启动的步骤流程图。
具体实施例方式
在音频播放过程中，用户可能需要对播放的音频进行随机切换，即随时停止当前播放的音频数据，并随机启动下一段音频数据。为了避免这种随机切换可能出现的切换噪音，本发明提供如下方法，具体包括在停止音频播放时，逐渐减小音频信号，直到音频信号为静音；在启动音频播放时，将音频信号从静音逐渐增大到目标值。
图1为采用本发明方法在随机切换时停止当前音频播放的步骤流程图，包括步骤S01、响应停止音频播放的操作；步骤S02、按照预定的步长以预定的时间间隔从大到小更新增益值；步骤S03、判断当前增益值是否为0或达到最小值，如果不为0或没有达到最小值，转至步骤S04；如果当前数字增益值已为0或已达到最小值，执行步骤S05；步骤S04、按当前增益对音频信号进行处理后播放，转至步骤S02；步骤S05、停止播放处理结束。
本发明还提供相应的音频播放装置，包括音频数据发送单元、数/模转换单元、增益控制器和声音输出单元；其中，音频数据发送单元发送数字音频信号给数/模转换单元，数/模转换器输出模拟音频信号给声音输出单元，还包括停止/启动执行单元，用于接收并执行停止音频播放或者启动音频播放的相关指令，并启动控制单元；控制单元，用于在停止音频播放时，控制增益控制器逐渐减小音频信号的增益，直到静音；在启动播放时，从静音开始播放，并逐渐增大音频信号的增益到正常播放时对应的增益目标值。下面结合附图，用具体实施例对本发明的上述方法及装置加以详细描述。
实施例1本发明实施例1提供一种音频播放装置，其具体结构示意图如图2所示，包括音频数据发送单元11用于发送脉宽编码调制(Pluse Code Modulation，PCM)音频信号数据给数字增益控制器12；数字增益控制器12用于对接收的数字音频信号进行放大处理，并发送给数/模转换单元13；数/模转换单元13将接收的数字音频信号转换为模拟音频信号，并发送给声音输出单元14；声音输出单元14包括喇叭或耳机等，用于输出声音；停止/启动执行单元15用于接收并执行用户停止音频播放/开始音频播放的相关指令，并启动控制单元16；控制单元16用于在停止音频播放时，控制数字增益控制器12逐渐减小数字音频信号的增益到0；在启动音频播放时，控制数字增益控制器12从0开始逐渐增大数字音频信号的增益到正常播放对应的增益目标值。
实施例1中的音频数据发送单元11、数字增益控制器12、数/模转换单元13和声音输出单元14可位于一个独立芯片中。
采用实施例1的音频播放装置，在进行音频播放随机切换时，停止音频播放的基本原理为当接收到请求停止音频播放的命令后，并不会立即停止播放，而是从停止时刻开始，按照预定的步长以预定的时间间隔改变数字增益控制器12的增益值，使发送到数模转换器上的PCM音频数据从正常播放值逐渐减小到静音，控制减弱的步长和时间间隔可以根据需要设定或调整。
具体地，停止正在播放的音频数据时，执行如图3A所示的各步骤，包括步骤S11、响应停止音频播放的操作；步骤S12、按照预定的步长以预定的时间间隔减小当前数字增益；步骤S13、判断当前数字增益值是否为0，如果不为0，转至步骤S14；如果当前数字增益值已减小为0，执行步骤S15；步骤S14、按当前数字增益对音频数据进行增益处理，将处理后的音频数据发送给数/模转换单元13，音频数据发送单元11继续发送PCM音频数据给数字增益控制器12；转至步骤S12；步骤S15、停止播放处理结束。
采用实施例1的音频播放装置，在进行音频播放随机切换时，启动音频播放的基本原理为从启动时刻开始，按照预定的步长以预定的时间间隔逐渐增大数字增益，使发送到数/模转换单元上的PCM音频数据从静音逐渐增大到正常播放的目标值(控制增强的步长和时间间隔可以根据需要设定或调整)，再恢复正常播放。
具体地，启动音频播放时，执行如图3B所示的步骤，包括步骤S21、响应启动音频播放的操作；步骤S22、判断启动时刻的音频信号是否为静音，如果是静音，则执行步骤S23；如果不是静音，则控制数字增益控制器12从增益初始值0开始对音频数据进行处理，发送给数/模转换单元13，转至步骤S24；步骤S23、设置数字增益控制器12的增益参数为正常播放的目标值，转至步骤S27；步骤S24、按预定的步长和时间间隔逐渐增大数字增益控制器12数字增益参数值；
步骤S25、判断当前数字增益参数值是否已达到正常播放目标值，如果没有达到目标值，继续下列步骤S26；否则，转至步骤S27；步骤S26、按当前数字增益值对音频信号进行处理后发送给数/模转换单元13，转至步骤S24；步骤S27、开始正常播放音频数据。
采用现有技术和本发明实施例1切换音频播放时的音频信号对比图如图4A、图4B、图4C所示。其中，图4A为原始音频信号，按照正常播放增益值进行播放；图4B为现有技术切换音频播放时的音频信号示意图，图中01表示停止时刻，02表示启动时刻；由图4B可以看出，由于现有技术在切换音频播放时不对音频信号进行任何处理，导致在切换点处(01停止时刻和02启动时刻)音频信号跳变而产生噪声。
图4C为采用本发明实施例1方法切换音频播放的音频信号示意图；由图4C可以看出，采用本发明方法实施例1时，从01停止时刻开始，通过控制音频信号从大到小变化，最后达到静音时(即图4E中黑实线所示时刻)才真正停止播放；具体控制方法采用图3A所示流程，假设01停止时刻对应的正常播放增益值为10db，设增益减小步长为1db，调整增益的时间间隔为ΔT；则从01停止时刻开始，每隔设定的时间间隔ΔT增益值被减小1db，相应的音频信号幅值减小；当增益值被减小到0时(经过10个ΔT时长)，真正停止播放；在02时刻启动音频播放时，从静音开始逐渐增大音频信号到正常播放目标值；具体控制方法采用图3B所示流程，在02启动时刻的增益值为0，假设设增益增大步长为1db，调整增益的时间间隔为ΔT，正常播放增益值为10db；则从02启动时刻开始，每隔设定的时间间隔ΔT增益值增大1db，相应的音频信号幅值增大；当增益值增大到10时(经过10个ΔT时长)，恢得正常播放。其中，ΔT的取值可以设置，在本实施例中例如取ΔT为30ms。由此可见，采用本发明使得真正的停止点和启动点处对应的音频信号为静音，从而达到消除切换噪音的目的。
实施例2本发明实施例2提供一种音频播放装置，其具体结构示意图如图5所示，包括音频数据发送单元21用于发送音频信号数据给数/模转换单元22；数/模转换单元22将接收的数字音频信号转换为模拟音频信号，并发送给模拟增益控制器23；模拟增益控制器23用于对接收的模拟音频信号进行放大处理，并发送给声音输出单元24；声音输出单元24包括喇叭或耳机等，用于输出声音；停止/启动执行单元25用于接收并执行用户停止音频播放/启动音频播放的相关指令，并启动控制单元26；控制单元26用于在停止音频播放时，控制模拟增益控制器23逐渐减小音频信号的增益到最小值，并当模拟增益控制器23的增益达到最小值后，控制音频数据发送单元21向数/模转换单元22发送静音数据；在启动音频播放时，控制数/模转换单元22从静音开始播放，并控制模拟增益控制器23从增益最小值开始逐渐增大到正常播放增益值。
实际应用中，实施例2中的数/模转换单元22、模拟增益控制器23和声音输出单元14可位于一个独立芯片中。
采用实施例2的音频播放装置，在进行音频播放随机切换时，停止音频播放的基本原理为逐渐减小数/模转换单元22输出的模拟音频信号，直到模拟增益控制器23的增益减为最小值时，向数/模转换单元22发送一个静音数据并真正停止播放。
具体地，实施例2停止正在播放的音频数据时，执行如图6A所示的步骤，具体包括步骤S31、响应停止音频播放的操作；步骤S32、控制数/模转换单元22输出的模拟音频信号的增益按预定的步长和时间间隔从当前值开始减小；步骤S33、判断更新后的当前模拟增益值是否达到最小值，如果没有达到最小值，执行步骤S34；如果已达到最小值，执行步骤S35；步骤S34、按当前模拟增益值对模拟音频信号进行处理，转至步骤S32；步骤S35、控制音频数据发送单元21向数/模转换单元22发送静音数据；步骤S36、停止播放处理结束。
采用实施例2的音频播放装置，在进行音频播放随机切换时，启动音频播放的基本原理为从静音开始播放，并逐渐增大数/模转换单元输出的模似音频信号，直到达到正常播放目标值。
启动音频播放时，执行如图6B所示的步骤，具体包括步骤S41、响应启动音频播放的操作；步骤S42、判断启动时刻的音频数据是否为静音数据，如果是静音数据，则执行步骤S43；如果不是静音，则控制数/模转换单元22从静音开始播放，转至步骤S44；步骤S43、设模拟增益参数为正常播放目标增益值，转至步骤S47；步骤S44、控制模拟增益控制器23按预定增益步长和预定时间间隔逐渐增大模拟增益参数值；步骤S45、判断当前模拟增益参数值是否已达到目标值，如果没有达到目标值，继续下列步骤S46；否则，转至步骤S47；步骤S46、按当前模拟增益值对模拟音频信号进行处理，转至步骤S44；步骤S47、开始正常播放音频数据。
综合上述，采用本发明，在音频播放过程中进行音频切换时，先停止当前音频播放，再启动下一音频播放。在停止当前音频播放时，逐渐减小音频信号的音量，直到音量为静音；在启动音频播放时，从静音开始逐渐增大音频信号的音量到目标值。这样，使得音频播放时随机切换的切换点总是在静音处，从而有效地消除随机切换噪声。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种音频播放中随机切换噪音的消除方法，其特征在于，包括A、在停止音频播放时，逐渐减小音频信号，直到音频信号为静音；B、在启动音频播放时，将音频信号从静音逐渐增大到目标值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A包括从停止时刻开始，对数字音频信号逐渐减弱到静音；所述步骤B包括从启动时刻开始，由静音逐渐增大数字音频信号到目标值。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤A中，从停止时刻开始，控制数字音频信号的增益按预定步长和预定时间间隔从当前值逐渐减小到0；所述步骤B中，从启动时刻开始，控制数字音频信号的增益按预定步长和预定时间间隔从0开始逐渐增大到目标增益值。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤B中还包括判断启动时刻的数字音频信号是否为静音，若是静音，则正常播放；否则，控制数字音频信号的增益按预定步长和预定时间间隔从0开始逐渐增大到目标值。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A包括从停止时刻开始，逐渐减小输出的模拟音频信号直到静音；所述步骤B包括从启动时刻开始，由静音逐渐增大输出的模似音频信号到目标值。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤A中，从停止时刻开始，控制模拟音频信号的增益按预定步长和预定时间间隔从当前值减小到最小，并在模拟音频信号的增益值为最小后，发送一个静音数据；所述步骤B中，从静音开始播放，并控制输出的模拟音频信号的增益按预定步长和预定时间间隔从最小值开始逐渐增大到目标值。
7.一种音频播放装置，包括音频数据发送单元、数/模转换单元、增益控制器和声音输出单元；所述音频数据发送单元发送数字音频信号给所述数/模转换单元，所述数/模转换单元输出模拟音频信号给所述声音输出单元，其特征在于，还包括停止/启动执行单元，用于接收并执行用户停止音频播放/启动音频播放的相关指令，并启动控制单元；控制单元，用于在停止音频播放时，控制所述增益控制器逐渐减小音频信号的增益，直到音频信号为静音；在启动音频播放时，将音频信号从静音开始逐渐增大增益到目标增益值。
8.如权利要求7所述的音频播放装置，其特征在于，所述增益控制器为数字增益控制器，连接在所述音频数据发送单元和数/模转换单元之间；当所述停止/启动执行单元接收到用户停止音频播放指令后，由所述控制单元控制所述数字增益控制器将数字音频信号的增益按预定步长和预定时间间隔从当前值逐渐减小到0；当所述停止/启动执行单元接收到用户启动音频播放指令后，由所述控制单元控制所述数字增益控制器将数字音频信号的增益按预定步长和预定时间间隔从0开始逐渐增大到目标增益值。
9.如权利要求7所述的音频播放装置，其特征在于，所述增益控制器为模拟增益控制器，连接在所述数/模转换单元和声音输出单元之间；当所述停止/启动执行单元接收到用户停止音频播放指令后，由所述控制单元控制所述模拟增益控制器对数/模转换单元输出的模拟音频信号的增益按预定步长和预定时间间隔从当前值减小到最小，并在模拟音频信号的增益值为最小后，控制所述音频数据发送单元发送一个静音数据给所述数/模转换单元；当所述停止/启动执行单元接收到用户启动音频播放指令后，由所述控制单元控制所述数/模转换单元从静音开始播放，并控制所述模拟增益控制器对数/模转换单元输出的模拟音频信号的增益按预定步长和预定时间间隔从最小值开始逐渐增大到目标值。
全文摘要
本发明公开了一种音频播放中随机切换噪音的消除方法，包括在停止音频播放时，逐渐减小音频信号，直到音频信号为静音；在开始音频播放时，将音频信号从静音逐渐增大到目标值。本发明还公开了相应的音频播放装置，包括音频数据发送单元、数/模转换单元、增益控制器、声音输出单元、停止/启动执行单元和控制单元。采用本发明，使得音频播放随机切换的切换点总是在静音处，从而有效地消除随机切换噪声。
文档编号H03G1/00GK1963937SQ20061014426
公开日2007年5月16日 申请日期2006年11月30日 优先权日2006年11月30日
发明者邓乃利 申请人:北京中星微电子有限公司