一种发声体参数检测方法、装置、电子设备及存储介质与流程

专利2025-10-08  3


本技术涉及扬声器检测,特别涉及一种发声体参数检测方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术:

1、随着电子设备的快速发展,小型扬声器在智能手机、物联网终端等便携式电子设备中得到了广泛的应用。精准控制扬声器温度有助于提高设备上小型扬声器的使用体验,同时能够延长扬声器的使用寿命,提高产品的竞争力。

2、目前,扬声器温度获取一般是先通过计算获得扬声器的音圈电阻,再根据温度系数换算利用音圈电阻得到扬声器温度。因此,精准控制扬声器温度的前提是获得精确的扬声器音圈电阻。然而由于实际应用中,扬声器播放信号是随机的,使得采集到的用于计算电阻的反馈信号也不是平稳连续的,这导致电阻计算会随反馈信号的不连续产生较大波动,进而导致获取的电阻误差较大,非常不利于扬声器温度的精准控制。


技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种发声体参数检测方法、装置、电子设备及存储介质,以解决现有技术中获取的扬声器音圈电阻误差较大的问题。

2、第一方面,本技术实施例提供了一种发声体参数检测方法,包括:

3、获取检测信号,其中,检测信号由施加于发声体的输入信号生成,至少部分输入信号中包含导频信号;

4、确定预设计算窗口内的各检测信号均包括目标信号,其中,目标信号由施加于发声体的输入信号中的导频信号生成;

5、基于预设计算窗口内的各检测信号确定发声体的参数。

6、该方法可用于电子设备(例如,智能电话、平板电脑、膝上型计算机、音乐播放器、耳机等等)中的音频处理芯片上。音频处理芯片包括输入模块、输出模块、模拟-数字转换器(analog-to-digital converter,adc)模块和数字信号处理(digital signalprocessing,dsp)模块。其中,输入模块用于接收原始的输入信号(具体的,该原始输入信号可为数字信号),输出模块用于将由输入信号转换成的输出信号(具体的,该输出信号可以为模拟信号)输出至发声体,adc模块用于采集发声体两端的检测信号,dsp模块用于接收adc模块采集的检测信号,并对检测信号进行处理分析以确定发声体参数。

7、相比于根据输入信号的反馈信号直接计算扬声器电阻,本方案通过在输入信号中加入导频信号,以利用输入信号的反馈信号(即检测信号)中的导频成分计算发声体参数(下述以扬声器电阻为例),可避免因输入信号不稳定而造成的扬声器电阻检测波动的问题。并且不同于直接根据扬声器两端的检测信号计算扬声器电阻,本方案是根据在预设计算窗口内的均含有导频成分的检测信号来计算扬声器电阻的,其可避免在计算扬声器电阻过程中,因导频信号中断(即计算扬声器电阻的检测信号中不包含导频信号的信息)而造成的计算误差,进一步提高了扬声器电阻检测的精准性。

8、在上述第一方面的一种可能的实现中,各输入信号对应设置有标识参数,其中,对于包含导频信号的输入信号,其标识参数为第一标识。

9、输入信号可以是数字信号。在输入信号施加于发声体之前,可为各帧输入信号设置相应的标识参数,具体的,若输入信号中包含导频信号,则该帧输入信号的标识参数为第一标识,若输入信号不包含导频信号,则该帧输入信号的标识参数为第二标识。具体的,第一标识与第二标识不同(例如第一标识和第二标识可以用不同的数值表示),以便于区分输入信号中是否包含导频信号,提高识别效率。

10、进一步的,为了便于机器算法识别,第一标识和第二标识可分别用数字1和数字0表示,即,若输入信号中包含导频信号,则该帧输入信号的标识参数为1,若输入信号不包含导频信号,则该帧输入信号的标识参数为0。

11、在上述第一方面的一种可能的实现中,确定预设计算窗口内的各检测信号均包括目标信号,包括:

12、针对预设计算窗口内的各检测信号,确定其对应的标识参数;

13、根据检测信号的标识参数为第一标识,确定检测信号包括目标信号。

14、在上述第一方面的一种可能的实现中,各输入信号对应设置标识参数的步骤,包括:

15、获取设定值;

16、针对各输入信号,获取输入信号的特征值;

17、根据特征值大于设定值,确定输入信号的标识参数为第一标识,并向特征值对应的输入信号中添加导频信号。

18、如果在输入信号较小时,添加导频信号会使发声体产生杂音,不利于听感,因而为了避免杂音的产生,本技术在输入信号较大时才会添加导频信号到输入信号中。例如,可根据原始输入信号的大小(即特征值)设置标识参数(即flag),当原始输入信号的flag为1时,生成导频信号添加在原始的输入信号中,以使原始输入信号新增导频频率成分,便于后续可以通过快速傅里叶变换(fast fourier transform,fft)提取该频率成分的电压电流求得发声体参数。而当原始输入信号的flag为0时,不生成导频信号,保持原始输入信号成分不变。

19、在上述第一方面的一种可能的实现中,获取输入信号的特征值,包括:

20、基于峰值检测方法获取输入信号的峰值作为其特征值。

21、即,采取peak峰值检测方式,首先对一段输入信号取绝对值,然后判断其中的最大值作为该段信号的特征值。通过判断该特征值与设定值的大小,若特征值大于设定值,则flag为1,否则flag为0。

22、在上述第一方面的一种可能的实现中,预设计算窗口包括至少预设数量个采样点,根据预设数量个采样点的检测信号可进行一次傅里叶变换。

23、具体的,预设计算窗口的采样点是指dsp进行fft时采样的数据点,该预设计算窗口内的采样点的数据包含在adc模块采集的检测信号数据内,其可以为adc模块采样点的降采样,即预设计算窗口内各采样点的采集频率可以与用于采集检测信号的adc模块的采样频率相同,也可以低于adc模块的采样频率。例如,adc模块的采样频率为64khz,而对应于计算窗口内的采样点的采样频率可以为32khz,即dsp模块对于adc模块采集的检测信号间隔取样作为计算fft的数据。

24、进一步的,预设计算窗口所包括的至少预设数量个采样点是连续的。

25、在上述第一方面的一种可能的实现中,预设数量为1024。

26、预设计算窗口包括一次完整的fft至少所需要的数据量,一次fft至少需要1024个采样数据,因此,预设计算窗口至少包括1024个采样点。进一步的,为保证在导频频率下fft计算的准确性,导频信号的频率f与预设计算窗口内的各采样点的总数量n的乘积可等于检测信号的采样频率fs的整数倍,即m*fs=n*f,其中,m为正整数。

27、在上述第一方面的一种可能的实现中,

28、检测信号包括同步获取的电压信号和电流信号:

29、确定预设计算窗口内的各检测信号均包括目标信号;基于预设计算窗口内的各检测信号确定发声体的参数,包括:

30、确定预设计算窗口内的各电压信号均包括目标电压信号;

31、确定预设计算窗口内的各电流信号均包括目标电流信号;

32、基于预设计算窗口内的各电压信号和各电流信号确定发声体的参数。

33、在上述第一方面的一种可能的实现中,基于电压信号和电流信号确定发声体的参数,包括:

34、针对各电压信号,进行导频信号的频率下的傅里叶计算,获得电压目标值;

35、针对各电流信号,进行导频信号的频率下的傅里叶计算,获得电流目标值;

36、根据电压目标值和电流目标值的比值,确定发声体的参数。

37、adc模块可同步采集发声体两端的电压信号和电流信号,电压目标值和电流目标值可分别基于adc采集的电压信号和电流信号进行fft获得(具体的,一个完整的fft计算至少需要迭代1024个采样点)。然而由于导频信号仅在较大的输入信号中添加,因此,整体输入信号中的导频信号是断续的,也就使得adc采集的电压信号和电流信号中的导频成分也是断续的,即并不是采集的所有电压信号和电流信号中均含有导频成分,如果利用不含有导频成分的检测信号直接计算fft会对电阻计算造成一定误差。

38、针对上述,本技术在具体计算时,在1024个采样点中,每采集一个采样点,先判断该采样点的检测信号中包不包含导频成分(即目标信号),如包含导频成分,则进行fft相应阶的计算,如果不包含导频成分,则舍弃前面fft各阶的结果,直到检测信号中包含导频成分时,重新开始一段新的fft计算。

39、当输入信号设置有flag时,检测信号中包不包含导频成分可基于检测信号的flag是否为1进行判断。即,在计算fft过程中,将flag作为一个计算参考标志,如果flag为1则基于该采样点的数据进行fft计算,如果其中一个采样点的数据的flag为0,则将之前获得的fft结果变为0(即舍弃前面的结果),直到检测信号的flag变为1时,重新开始一段新的fft计算。

40、在上述第一方面的一种可能的实现中,确定预设计算窗口内的各检测信号均包括目标信号;基于预设计算窗口内的各检测信号确定发声体的参数,包括:

41、每获取一检测信号,确定检测信号包括目标信号,并基于检测信号确定第一物理量,第一物理量为傅里叶变换中的一个阶项;

42、基于第一物理量对目标值进行更新;

43、在目标值连续更新设定次数后,基于目标值确定发声体的参数。

44、在上述第一方面的一种可能的实现中,发声体检测方法还包括:

45、针对获取的检测信号,确定检测信号不包括目标信号,将目标值设为0,且将目标值的更新次数清零。

46、在上述第一方面的一种可能的实现中,发声体的参数包括发声体音圈的电阻值。

47、在上述第一方面的一种可能的实现中,导频信号的频率低于发声体所对应的低频截止频率。

48、具体的,可以通过将在某个导频频率f处的导频信号添加到输入信号路径在初始化时或周期性地(即以规则的或不规则的时间间隔间歇地或在需要时)或持续地测量发声体参数。该导频信号的频率可以在声学低频截止频率以下,使得此导频信号可以提供对发声体参数的适当测量,而不产生任何大量的听得见的影响,以避免因人耳察觉到导频信号而影响听感。

49、第二方面,本技术实施里提供了一种发声体参数检测装置,包括:

50、获取模块,用于获取检测信号;

51、信号确定模块,用于确定预设计算窗口内的各检测信号均包括目标信号;

52、参数确定模块,用于基于预设计算窗口内的各检测信号确定发声体的参数。

53、该发声体参数检测装置可为音频处理芯片,其可用于电子设备(例如,智能电话、平板电脑、膝上型计算机、音乐播放器、耳机等等)上,检测电子设备中的发声体(例如扬声器)的参数(例如音圈的电阻值)。该音频处理芯片可包括输入模块、输出模块、adc模块(即获取模块)和dsp模块(相当于上述信号确定模块和参数确定模块)。其中,输入模块用于接收原始的输入信号(具体的,该原始输入信号可为数字信号),输出模块用于将由输入信号转换成的输出信号(具体的,该输出信号可以为模拟信号)输出至发声体,adc模块用于采集发声体两端的检测信号,dsp模块用于接收adc模块采集的检测信号,并对检测信号进行处理分析以确定发声体参数。

54、相比于根据输入信号的反馈信号直接计算扬声器电阻,本方案通过在输入信号中加入导频信号,以利用输入信号的反馈信号(即检测信号)中的导频成分计算发声体参数(以扬声器电阻为例),可避免因输入信号不稳定而造成的扬声器电阻检测波动的问题。并且不同于直接根据扬声器两端的检测信号计算扬声器电阻,本方案是根据在预设计算窗口内的均含有导频成分的检测信号来计算扬声器电阻的,其可避免在计算扬声器电阻过程中,因导频信号中断(即计算扬声器电阻的检测信号中不包含导频信号的信息)而造成的计算误差,进一步提高了扬声器电阻检测的精准性。

55、在上述第二方面的一种可能的实现中,在上述装置中,各输入信号对应设置有标识参数,其中,对于包含导频信号的输入信号,其标识参数为第一标识。

56、输入信号可以是数字信号。在输出模块将信号施加于发声体之前,可为各帧输入信号设置相应的标识参数,具体的,若输入信号中包含导频信号,则该帧输入信号的标识参数为第一标识,若输入信号不包含导频信号,则该帧输入信号的标识参数为第二标识。具体的,第一标识与第二标识不同(例如第一标识和第二标识可以用不同的数值表示),以便于区分输入信号中是否包含导频信号,提高识别效率。

57、进一步的,为了便于机器算法识别,第一标识和第二标识可分别用数字1和数字0表示,即,若输入信号中包含导频信号,则该帧输入信号的标识参数为1,若输入信号不包含导频信号,则该帧输入信号的标识参数为0。

58、在上述第二方面的一种可能的实现中,在上述装置中,确定预设计算窗口内的各检测信号均包括目标信号,包括:

59、针对预设计算窗口内的各检测信号,确定其对应的标识参数;

60、根据检测信号的标识参数为第一标识,确定检测信号包括目标信号。

61、在上述第二方面的一种可能的实现中,在上述装置中,各输入信号对应设置标识参数的步骤,包括:

62、获取设定值;

63、针对各输入信号,获取输入信号的特征值;

64、根据特征值大于设定值,确定输入信号的标识参数为第一标识,并向特征值对应的输入信号中添加导频信号。

65、如果在输入信号较小时,添加导频信号会使发声体产生杂音,不利于听感,因而为了避免杂音的产生,本技术在输入信号较大时才会添加导频信号到输入信号中。例如,可根据原始输入信号的大小(即特征值)设置标识参数(即flag),当原始输入信号的flag为1时,生成导频信号添加在原始的输入信号中,以使原始输入信号新增导频频率成分,便于后续可以通过fft(fast fourier transform,快速傅里叶变换)提取该频率成分的电压电流求得发声体参数。而当原始输入信号的flag为0时,不生成导频信号,保持原始输入信号成分不变。

66、在上述第二方面的一种可能的实现中,在上述装置中,获取输入信号的特征值,包括:

67、基于峰值检测方法获取输入信号的峰值作为其特征值。

68、即,采取peak峰值检测方式,首先对一段输入信号取绝对值,然后判断其中的最大值作为该段信号的特征值。通过判断该特征值与设定值的大小,若特征值大于设定值,则flag为1,否则flag为0。

69、在上述第二方面的一种可能的实现中,预设计算窗口包括至少1024个采样点。

70、具体的,fft至少需要1024个采样数据,因此,预设计算窗口至少包括1024个采样点。进一步的,为保证在导频频率下fft计算的准确性,导频信号的频率f与预设计算窗口内的各采样点的总数量n的乘积可等于检测信号的采样频率fs的整数倍,即m*fs=n*f,其中,m为正整数。

71、在上述第二方面的一种可能的实现中,检测信号包括电压信号和电流信号;获取模块用于同步获取各电压信号和各电流信号;信号确定模块用于确定预设计算窗口内的各电压信号均包括目标电压信号,以及,确定预设计算窗口内的各电流信号均包括目标电流信号;参数确定模块用于基于预设计算窗口内的电压信号和电流信号确定发声体的参数。

72、在上述第二方面的一种可能的实现中,基于电压信号和电流信号确定发声体的参数,包括:

73、针对各电压信号,进行导频信号的频率下的傅里叶计算,获得电压目标值;

74、针对各电流信号,进行导频信号的频率下的傅里叶计算,获得电流目标值;

75、根据电压目标值和电流目标值的比值,确定发声体的参数。

76、adc模块可同步采集发声体两端的电压信号和电流信号,电压目标值和电流目标值可分别基于adc采集的电压信号和电流信号进行fft获得(具体的,一个完整的fft计算至少需要迭代1024个采样点)。然而由于导频信号仅在较大的输入信号中添加,因此,整体输入信号中的导频信号是断续的,也就使得adc采集的电压信号和电流信号中的导频成分也是断续的,即并不是采集的所有电压信号和电流信号中均含有导频成分,如果利用不含有导频成分的检测信号直接计算fft会对电阻计算造成一定误差。

77、针对上述,本技术在具体计算时,在1024个采样点中,adc每采集一个采样点,dsp模块先判断adc采集的该采样点的检测信号中包不包含导频成分(即目标信号),如包含导频成分,则进行fft相应阶的计算,如果不包含导频成分,则舍弃前面fft各阶的结果,直到检测信号中包含导频成分时,重新开始一段新的fft计算。

78、当输入信号设置有flag时,检测信号中包不包含导频成分可基于检测信号的flag是否为1进行判断。即,在计算fft过程中,将flag作为一个计算参考标志,如果flag为1则基于该采样点的数据进行fft计算,如果其中一个采样点的数据的flag为0,则将之前获得的fft结果变为0(即舍弃前面的结果),直到检测信号的flag变为1时,重新开始一段新的fft计算

79、在上述第二方面的一种可能的实现中,确定预设计算窗口内的各检测信号均包括目标信号;基于预设计算窗口内的各检测信号确定发声体的参数,包括:

80、每获取一检测信号,确定检测信号包括目标信号,并基于检测信号确定第一物理量,第一物理量为傅里叶变换中的一个阶项;

81、基于第一物理量对目标值进行更新;

82、在目标值连续更新设定次数后,基于目标值确定发声体的参数。

83、在上述第二方面的一种可能的实现中,信号确定模块还用于针对获取的检测信号,确定检测信号不包括目标信号;参数确定模块还用于当检测信号不包括目标信号时,将目标值设为0,且将目标值的更新次数清零。

84、在上述第二方面的一种可能的实现中,发声体的参数包括发声体音圈的电阻值。

85、在上述第二方面的一种可能的实现中,导频信号的频率低于发声体所对应的低频截止频率。

86、具体的,可以通过将在某个导频频率f处的导频信号添加到输入信号路径在初始化时或周期性地(即以规则的或不规则的时间间隔间歇地或在需要时)或持续地测量发声体参数。该导频信号的频率可以在声学低频截止频率以下,使得此导频信号可以提供对发声体参数的适当测量,而不产生任何大量的听得见的影响,以避免因人耳察觉到导频信号而影响听感。

87、第三方面,本技术实施里提供了一种电子设备,包括:存储器,用于存储由电子设备的一个或多个处理器执行的指令;以及,处理器,当处理器执行存储器中的指令时,可使得电子设备执行上述第一方面任一种可能的实现中的方法。

88、第四方面,本技术实施里提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质上存储有指令,该指令在计算机上执行时使得计算机执行上述第一方面任一种可能的实现中的方法。


技术特征:

1.一种发声体参数检测方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的发声体参数检测方法,其特征在于,所述输入信号对应设置有标识参数,其中,对于包含所述导频信号的所述输入信号,其所述标识参数为第一标识。

3.如权利要求2所述的发声体参数检测方法,其特征在于,确定预设计算窗口内的各所述检测信号均包括目标信号,包括:

4.如权利要求2所述的发声体参数检测方法,其特征在于,所述输入信号对应设置标识参数的步骤包括:

5.如权利要求4所述的发声体参数检测方法,其特征在于,获取所述输入信号的特征值,包括:

6.如权利要求1所述的发声体参数检测方法,其特征在于,所述预设计算窗口包括至少预设数量个采样点,所述预设数量与完成一次傅里叶变换所需的数据量相关。

7.如权利要求6所述的发声体参数检测方法,其特征在于,所述预设数量是1024。

8.如权利要求1所述的发声体参数检测方法,其特征在于,所述检测信号包括同步获取的电压信号和电流信号;

9.如权利要求8所述的发声体参数检测方法,其特征在于,基于所述预设计算窗口内的各所述电压信号和各所述电流信号确定所述发声体的参数,包括:

10.如权利要求1所述的发声体参数检测方法,其特征在于,确定预设计算窗口内的各所述检测信号均包括目标信号;基于所述预设计算窗口内的各所述检测信号确定所述发声体的参数,包括:

11.如权利要求10所述的发声体参数检测方法,其特征在于,还包括:

12.如权利要求1至11任一项所述的发声体参数检测方法,其特征在于,所述发声体的参数包括发声体音圈的电阻值。

13.如权利要求1所述的发声体参数检测方法,其特征在于,所述导频信号的频率低于所述发声体所对应的低频截止频率。

14.一种发声体参数检测装置,其特征在于,包括:

15.一种电子设备,其特征在于,包括:

16.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有指令,该指令在计算机上执行时使得计算机执行权利要求1~13任一项所述的方法。


技术总结
本申请涉及扬声器检测领域,公开了一种发声体参数检测方法、装置、电子设备及存储介质。本申请的发声体参数检测方法包括:获取检测信号,确定预设计算窗口内的各检测信号均包括目标信号,基于预设计算窗口内的各检测信号确定发声体的参数。本方案通过在输入信号中加入导频信号,根据在预设计算窗口内的均含有导频成分的检测信号来计算扬声器电阻的,其可避免在计算扬声器电阻过程中,因导频信号中断而造成的计算误差,进一步提高了扬声器电阻检测的精准性。

技术研发人员:司天明
受保护的技术使用者:上海艾为电子技术股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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