扬声器的非线性控制制造技术

一种非线性控制系统包括控制器、模型更新器以及模型。该控制器被配置成接受一个或多个输入信号，并且通过该模型更新器生成的一个或多个更新来产生一个或多个控制信号。该系统被配置成用所述控制信号驱动一个或多个换能器，以由所述换能器产生一个渲染的音频流。该模型更新器被配置成分析该音频流的一个或多个部分，并且更新该控制器的一个或多个方面，以便更改该换能器的性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开内容涉及扬声器(loudspeaker)的数字控制，具体地涉及用于在音频信号处理中实施的非线性数字控制系统。
技术介绍
移动技术和消费电子设备(CED)在整个世界中的使用和范围不断扩张。在不断激增的同时，存在设备硬件和部件的快速的技术进步，导致提高的计算能力和集成新的外围设备搭载在设备上，以及设备尺寸和功率消耗等的减少。大多数设备(诸如，移动电话、平板计算机和膝上型计算机)包括音频通信系统，特别地包括一个或多个扬声器，以与用户交互和/或使音频数据流向给用户。每个设备都具有一个声学特征(acousticsignature)，意味着一个设备由其组成和设计所规定的、影响由该设备所生成的声音或该设备与声音的交互方式的可听特性。声学特征可以包括一系列非线性方面，所述非线性方面潜在地取决于设备的设计、设备的寿命和/或设备操作的环境。设备的声学特征可显著地影响用户的音频体验。音频体验是在设计消费电子设备时所考虑的许多因素之一。通常情况下，使音频系统、扬声器等的品质做出让步，以支持其他设计因素，诸如成本、视觉上的美观要求、形状因素、屏幕使用面积(screenreal-estate)、机箱(case)材料选择、硬件布局和组装考虑以及其他设计因素。这些竞争因素中的许多因素通过以音频质量为代价而得到了支持，所述音频质量为如通过音频驱动器、部件布局、扬声器、材料和组装考虑、外壳(housing)设计等确定的。此外，由于减少的可用使用面积以及小型化的部件尺寸，这样的设备的声学特性中的非线性将变得特别相关，因为这样的设备中的扬声器被推到了它们的能力的极限。通常通过附加成本、提高计算复杂性和/或增大部件尺寸可以实现声学性能的改善。这些方面与当前的设计趋势相冲突。由此，解决设备的非线性声学特征的成本、计算以及尺寸敏感的方法将是设计者的工具箱的一个受欢迎的附加项。
技术实现思路
本公开内容的一个目的是提供一种用于扬声器的非线性控制系统。另一个目的是提供一种适合于在整个大量制造的扬声器族中实施的非线性控制系统。另一个目的是提供一种用于扬声器的鲁棒的非线性控制系统。又一个目的是提供一种用于为相关联的消费电子设备配置根据本公开内容的非线性控制系统的制造方法。上述目的通过根据本公开内容的所附权利要求的设备、系统和方法完全地或部分地实现。在根据本公开内容的所附权利要求、下面的描述以及附图中阐明了一些特征和方面。根据第一方面，提供了一种用于通过换能器来渲染媒体流的非线性控制系统，该非线性控制系统包括：一个控制器，该控制器包括一个前馈模型，该模型被配置成接受一个与该媒体流相关的输入信号并且输出一个控制信号，以驱动一个放大器和/或该换能器，从而用于在该换能上渲染该媒体流，该模型被配置成补偿该换能器、该放大器和/或环境参数的一个或多个声学特性；一个或多个传感器，所述一个或多个传感器与该换能器、该放大器和/或该环境耦合，所述一个或多个传感器被配置成由该换能器、该放大器和/或该环境生成一个反馈信号；以及一个与该控制器耦合的模型更新函数，该模型更新函数被配置成接受一个从该反馈信号、该输入信号、该控制信号和/或由该反馈信号、该输入信号、该控制信号所生成的信号导出的数据集，并且基于该数据集的分析来更新该模型的一个或多个方面。在一些方面，所述传感器中的一个或多个可以被配置成测量或生成一个与电流、电压、阻抗、电导、实质DC阻抗值、共振性能、温度、音圈(voicecoil)电流、音圈温度、膜或线圈位移、速度、加速度、空气流动、腔室背压、换能器风管(vent)空气流动、声压水平、动力学测量、磁场测量、压力、湿度、其组合等相关的信号。在一些方面，该控制器可以被配置成以一个渲染速率操作，并且该模型更新函数可以被配置成以一个更新速率来周期性地更新该模型，该更新速率显著慢于该渲染速率。在一些方面，该更新速率可以每秒小于1个更新、每秒小于0.1个更新、每分钟小于1个更新、每小时小于1个更新等。在一些方面，根据本公开内容的系统可以包括一个调度器，该调度器被配置成通过分析该数据集来确定该更新速率。这样的分析的一些非限制性实施例可以包括分析与该数据集相关联的一个或多个度量，以确定该数据集的一个子集，该子集适合于从其执行一个更新。在一些方面，所述一个或多个度量可以与有关输入信号、控制信号、渲染的媒体流和/或反馈信号中的一个或多个的幅度或带宽相关联，或者与输入信号、控制信号、渲染的媒体流和/或反馈信号中的一个或多个之间的关系或者与输入信号、控制信号、渲染的媒体流和/或反馈信号中的一个或多个的组合等相关联。在一些方面，该系统可以包括一个与该模型更新器耦合的缓冲器，该缓冲器被配置成存储该数据集的至少一部分。在一些方面，该模型更新函数可以包括一个鲁棒回归算法、一个模型库和/或一个选择算法，或者与一个鲁棒回归算法、一个模型库和/或一个选择算法接口，以执行该分析的至少一部分。在一些方面，该模型更新函数可以包括一个模型库和/或与一个模型库接口，该库中的每个模型被配置成从该数据集生成一个状态估计，该模型更新函数被配置成将该状态与该数据集的一个或多个方面比较以作为该分析的一部分。在一些方面，该模型更新函数可以包括一个选择算法或与一个选择算法接口，该选择算法被配置成基于该比较来选择来自该模型库的一个模型或与该模型库中的模型相关的一个模型。在一些方面，该系统可以被配置成接受一个通知，该通知被集成到该媒体流内，从在该通知期间渲染的媒体流导出该数据集的至少一部分。通知的一些非限制性实施例包括与渲染的流相关联的有关铃音的媒体剪辑、唤醒通知、游戏声音剪辑、媒体介绍、音频剪辑、电影或电视节目剪辑、歌曲剪辑、事件、上电事件、用户通知、睡眠恢复事件、触摸音频响应、其组合等。在一些方面，该模型更新算法可以包括一个改变检测算法，该改变检测算法被配置成分析该数据集，以确定在该控制器内的该模型和该换能器的一个或多个声学特性之间是否存在显著差异。该改变检测算法可以被用来确定该更新速率的至少一部分，以评估一个控制器模型的性能等，用于诊断目的。在一些方面，根据本公开内容的控制器内的一个模型可以包括一个线性动态模型和一个非线性模型。在一些方面，该模型更新函数可以被配置成基于对该数据集的分析来更新该线性动态模型或该非线性模型的一部分。在一些方面，根据本公开内容的系统可以被包括在根据本公开内容的移动消费电子设备内。消费电子设备的一些非限制性实施例可以包括蜂窝电话(例如，智能手机)、平板计算机、膝上型计算机、便携式媒体播放器、电视、便携式游戏设备、游戏机、游戏控制器、遥控装置、家电(例如，烤箱、冰箱、面包机、微波炉、真空清洁器等)、电动工具(钻孔机、搅拌机等)、机器人(例如，自主清洁机器人、护理机器人等)、玩具(例如，玩偶、小雕像、结筑型套件(constructionset)、拖拉机等)、贺卡、家庭娱乐系统、有源扬声器、媒体附件(例如，电话或平板计算机音频和/或视频附件)、可穿戴设备、声霸(soundbar)等。在一些方面，根据本公开内容的换能器可以被设计成包括足够严重的、有缺陷的声学特性，以便毁坏不具有补偿的输入信号的渲染，该控制器内的该模型被配置成补偿该有缺陷的声学特性，以便在该换能器上有效地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于通过换能器渲染媒体流的非线性控制系统，该非线性控制系统包括：‑一个控制器，该控制器包括一个模型，该模型被配置成接受一个与该媒体流相关的输入信号，并且输出一个控制信号以驱动一个放大器和/或该换能器，从而用于在该换能器上渲染该媒体流，该模型被配置成补偿该换能器、该放大器和/或环境的一个或多个声学特性；‑一个或多个传感器，所述一个或多个传感器与该换能器、该放大器和/或该环境耦合，并且被配置成由该换能器、该放大器和/或该环境生成一个反馈信号；以及‑一个与该控制器耦合的模型更新器，该模型更新器被配置成接受一个从该反馈信号、该输入信号、该控制信号和/或一个由该反馈信号、该输入信号、该控制信号所生成的信号导出的数据集，并且基于该数据集的分析来更新该模型的一个或多个方面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.19 US 61/955,4261.一种用于通过换能器渲染媒体流的非线性控制系统，该非线性控制系统包括：-一个控制器，该控制器包括一个模型，该模型被配置成接受一个与该媒体流相关的输入信号，并且输出一个控制信号以驱动一个放大器和/或该换能器，从而用于在该换能器上渲染该媒体流，该模型被配置成补偿该换能器、该放大器和/或环境的一个或多个声学特性；-一个或多个传感器，所述一个或多个传感器与该换能器、该放大器和/或该环境耦合，并且被配置成由该换能器、该放大器和/或该环境生成一个反馈信号；以及-一个与该控制器耦合的模型更新器，该模型更新器被配置成接受一个从该反馈信号、该输入信号、该控制信号和/或一个由该反馈信号、该输入信号、该控制信号所生成的信号导出的数据集，并且基于该数据集的分析来更新该模型的一个或多个方面。2.根据权利要求1所述的非线性控制系统，其中所述一个或多个传感器被配置成测量或生成一个与电流、电压、阻抗、电导、实质DC阻抗值、共振性能、温度、音圈电流、音圈温度、膜或线圈移位、速度、加速度、空气流动、腔室背压、换能器风管空气流动、声压水平、动力学测量、磁场测量、压力、湿度或其组合相关的信号。3.根据权利要求1或2所述的非线性控制系统，其中该控制器被配置成以一个渲染速率操作，并且该模型更新器被配置成以一个更新速率周期性地更新该模型，该更新速率显著慢于该渲染速率。4.根据权利要求3所述的非线性控制系统，其中该更新速率为每小时小于1个更新。5.根据权利要求3所述的非线性控制系统，还包括一个调度器，该调度器被配置成通过分析该数据集来确定该更新速率。6.根据权利要求5所述的非线性控制系统，其中该调度器被配置成分析与该数据集相关联的一个或多个度量，以确定该数据集的一个子集，该子集适合于从其执行一个更新。7.根据权利要求6所述的非线性控制系统，其中度量与所述输入信号、控制信号、渲染的媒体流和/或反馈信号的幅度或带宽相关联，或者与所述输入信号、控制信号、渲染的媒体流和/或反馈信号之间的关系或所述输入信号、控制信号、渲染的媒体流和/或反馈信号的组合相关联。8.根据任一前述权利要求所述的非线性控制器，还包括一个缓冲器，该缓冲器与该模型更新器耦合，并且被配置成存储该数据集的至少一部分。9.根据任一前述权利要求所述的非线性控制器，其中该模型更新器包括一个鲁棒回归算法，以执行该分析的至少一部分。10.根据任一前述权利要求所述的非线性控制器，其中该模型更新器包括一个模型库或与一个模型库接口，该库中的每个模型都被配置成从该数据集生成一个状态的估计，该模型更新器被配置成将该状态与该数据集的一个或多个方面进行比较以作为该分析的一部分。11.根据权利要求10所述的非线性控制器，其中该模型更新函数包括一个选择算法，该选择算法被配置成基于该比较选择来自模型库的一个模型，或选择与该模型库中的模型相关的一个模型。12.根据任一前述权利要求所述的非线性控制系统，其中该系统被配置成接受一个通知，该通知被集成到该媒体流内，从在该通知期间渲染的媒体流导出数据集的至少一部分。13.根据权利要求12所述的非线性控制系统，其中该通知包括与渲染的媒体流相关联的有关铃音的媒体剪辑、唤醒通知、游戏声音剪辑、媒体介绍、音频剪辑、电影或电视节目剪辑、歌曲剪辑、事件、上电事件、用户通知、睡眠恢复事件、触摸音频响应或其组合。14.根据任一前述权利要求所述的非线性控制系统，其中该模型执行一个改变检测算法，该改变检测算法被配置成分析该数据集，以确定在该控制器内的该模型和该换能器的一个或多个声学特性之间是否存在显著差异。15.根据权利要求14所述的非线性控制系统，其中该改变检测算法被用来确定更新速率的至少一部分。16.根据任一前述权利要求所述的非线性控制系统，其中该控制器内的该模型包括一个线性动态模型和一个非线性模型。17.根据权利要求16所述的非线性控制系统，其中该模型更新器被配置成基于对该数据集的分析来更新该线性动态模型或该非线性模型的一部分。18.根据任一前述权利要求所述的非线...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·G·瑞斯伯格，Y·布约克，E·威尔海姆森，L·托斯，
申请(专利权)人：思睿逻辑国际半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB