一种音频信号处理方法及电子设备技术

本发明专利技术实施例提供了一种音频信号处理方法及电子设备，其中，所述方法应用于电子设备，所述电子设备包括扬声器，所述音频信号处理方法包括：识别待输出的音频信号的类型；在所述音频信号为单频信号或扫频信号的情况下，确定功率保护增益并预测输出功率；依据所述输出功率和预设的温度模型，预测扬声器的瞬时温度；在所述瞬时温度大于扬声器音圈最大允许温度的情况下，自适应调节所述温度模型的温度保护增益，得到目标温度保护增益；依据所述功率保护增益、所述目标温度保护增益，对所述音频信号进行处理后并输出。本发明专利技术实施例提供的音频信号处理方法，对扬声器进行保护时可同时兼顾扬声器的外放效果以及安全性对扬声器进行有效保护。

【技术实现步骤摘要】
一种音频信号处理方法及电子设备
本专利技术实施例涉及电子设备
，尤其涉及一种音频信号处理方法及电子设备。
技术介绍
目前便携式电子设备如手机、智能手表、物联网终端中设置微型扬声器已经成为一种趋势，微型扬声器只能承受功放有限的功率输出，当输出功率过大，容易造成扬声器音圈过热，当音圈温度超过最大安全温度时，扬声器易被损坏。现有技术中为了解决因扬声器音圈温度过高致使扬声器易被损坏的问题，主要采用如下解决方式：固定输出功率；该种方式过多限制功放输出功率，虽然可以确保音圈温度在安全范围，但会导致扬声器输出声压级变小，扬声器输出声音过小。该种扬声器保护方法无法同时兼顾扬声器的外放效果以及安全性。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种音频信号处理方法及电子设备，以解决现有技术中存在的无法兼顾扬声器的外放效果以及安全性的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例是这样实现的：第一方面，本专利技术实施例提供了一种音频信号处理方法，应用于电子设备，所述电子设备包括扬声器，其中，所述方法包括：识别待输出的音频信号的类型；在所述音频信号为单频信号或扫频信号的情况下，确定功率保护增益并预测输出功率；依据所述输出功率和预设的温度模型，预测所述扬声器的瞬时温度；在所述瞬时温度大于所述扬声器音圈最大允许温度的情况下，自适应调节所述温度模型的温度保护增益，得到目标温度保护增益；依据所述功率保护增益、所述目标温度保护增益，对所述音频信号进行处理后并输出。第二方面，本专利技术实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括扬声器，其中，所述电子设备还包括：识别模块，用于识别待输出的音频信号的类型；第一确定模块，用于在所述音频信号为单频信号或扫频信号的情况下，确定功率保护增益并预测输出功率；预测模块，用于依据所述输出功率和预设的温度模型，预测所述扬声器的瞬时温度；调节模块，用于在所述瞬时温度大于所述扬声器音圈最大允许温度的情况下，自适应调节所述温度模型的温度保护增益，得到目标温度保护增益；处理模块，用于依据所述功率保护增益、所述目标温度保护增益，对所述音频信号进行处理后并输出。第三方面，本专利技术实施例提供了一种电子设备，其中，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如本专利技术实施例中所述的任意一种音频信号处理方法的步骤。第四方面，本专利技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本专利技术实施例中所述的任意一种音频信号处理方法的步骤。在本专利技术实施例中，识别待输出的音频信号的类型；在所述音频信号为单频信号或扫频信号的情况下，确定功率保护增益并预测输出功率；依据输出功率和预设的温度模型，预测扬声器的瞬时温度；在瞬时温度大于扬声器音圈最大允许温度的情况下，自适应调节温度模型的温度保护增益，得到目标温度保护增益；依据功率保护增益、目标温度保护增益，对音频信号进行处理后并输出，一方面，通过对单频或扫频的检测结果进行动态功率限制，可将音频信号对应的输出声压最大化；再一方面，通过自适应调节温度模型的温度保护增益，可使温度保护更加平缓，从而有效避免扬声器输出声音忽大忽小的现象。可见，本专利技术实施例提供的音频信号处理方法可同时兼顾扬声器的外放效果以及安全性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是表示本专利技术实施例一的一种音频信号处理方法的步骤流程图；图2是扬声器结构示意图；图3是线性温度模型示意图；图4是线性温度模型示意图；图5是表示本专利技术实施例二的一种音频信号处理方法的步骤流程图；图6第一温度曲线示意图；图7第二温度曲线示意图；图8是表示本专利技术实施例三的一种电子设备的结构框图；图9是表示本专利技术实施例四的一种电子设备的硬件结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本专利技术的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。在本专利技术的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本专利技术实施例的实施过程构成任何限定。实施例一参照图1，示出了本专利技术实施例一的一种音频信号处理方法的步骤流程图。本专利技术实施例的音频信号处理方法应用于电子设备，包括以下步骤：步骤101：识别待输出的音频信号的类型。本专利技术实施例提供的音频处理方法应用于电子设备，用于对电子设备中扬声器进行保护。电子设备中包含的扬声器的结构示意图如图2所示。其中包括悬架、振膜、框架、开孔、音圈、磁铁和磁通路等；音圈缠绕在磁铁上，磁铁产生的磁场是固定的，当交流电通过音圈，产生交变的磁场，磁力使音圈推动振膜产生振动发声。音频信号的类型可以包括：单频、扫频以及其他三种类型。本专利技术实施例中，在对音频信号进行处理时，对音频信号进行动态门限功率限制，由于单频信号或扫频信号功率较大，因此需要更多地限制功率输出，防止扬声器短时功率过大而损坏；当音频信号为其他类型的音频信号时，短时功率较小，动态调整功率保护门限，以确保输出音量够大。功率限制，是比较音频输入功率和音圈当前最大允许输入功率，如果音频输入功率超过设定的最大允许输入功率，则把音频输入功率限制在音圈最大允许功率范围内。步骤102：在音频信号为单频信号或扫频信号的情况下，确定功率保护增益并预测输出功率。功率保护增益可基于音频信号的当前输入功率、音圈当前最大允许输入功率以及音频信号的类型确定。预测输出功率时，需预测音频信号的输出电压、输出电流，基于预测的输出电压和输出电流最终预测得出输出功率。步骤103：依据输出功率和预设的温度模型，预测扬声器的瞬时温度。电子设备中预设有温度模型，温度模型是描述音圈和磁铁吸热、散热特性的热学等效的电学模型，如热学电阻和热学电容，音圈和磁铁的温度可以通过温度模型估算出来；常见的线性温度模型如图3和图4所示；音圈的热学电阻和热学电容分别用R1，C1表示，磁铁的热学电阻和热学电容分别用R2，C2表示，P是输入电路的功率，Tv表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种音频信号处理方法，应用于电子设备，所述电子设备包括扬声器，其特征在于，所述方法包括：/n识别待输出的音频信号的类型；/n在所述音频信号为单频信号或扫频信号的情况下，确定功率保护增益并预测输出功率；/n依据所述输出功率和预设的温度模型，预测所述扬声器的瞬时温度；/n在所述瞬时温度大于所述扬声器音圈最大允许温度的情况下，自适应调节所述温度模型的温度保护增益，得到目标温度保护增益；/n依据所述功率保护增益、所述目标温度保护增益，对所述音频信号进行处理后并输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种音频信号处理方法，应用于电子设备，所述电子设备包括扬声器，其特征在于，所述方法包括：
识别待输出的音频信号的类型；
在所述音频信号为单频信号或扫频信号的情况下，确定功率保护增益并预测输出功率；
依据所述输出功率和预设的温度模型，预测所述扬声器的瞬时温度；
在所述瞬时温度大于所述扬声器音圈最大允许温度的情况下，自适应调节所述温度模型的温度保护增益，得到目标温度保护增益；
依据所述功率保护增益、所述目标温度保护增益，对所述音频信号进行处理后并输出。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述识别待输出的音频信号的类型的步骤，包括：
通过自适应陷波器对待输出的音频信号进行滤波，得到第一音频信号；
计算所述第一音频信号与所述待输出音频信号的信号强度比值；
将所述强度比值与预设阈值进行比较；
在所述强度比值小于所述预设阈值的情况下，确定所述待输出的音频信号为单频信号或扫频信号。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述音频信号为单频信号或扫频信号的情况下，确定功率保护增益并预测输出功率的步骤，包括：
在所述音频信号为单频信号或扫频信号的情况下，确定功率保护增益、输入电压、处理前一个音频信号所使用的第一温度保护增益；
预测输出电流；
计算所述输入电压、所述功率保护增益以及第一温度保护增益的乘积，得到输出电压；
依据所述输出电压与所述输出电流，预测输出功率。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述瞬时温度大于所述扬声器音圈最大允许温度的情况下，自适应调节所述温度模型的温度保护增益，得到目标温度保护增益的步骤，包括：
在所述瞬时温度大于扬声器音圈最大允许温度的情况下，确定所述瞬时温度与所述最大允许温度的差值；
依据所述差值调节所述温度模型的温度保护增益，使得所述温度模型输出的瞬时温度小于或等于所述最大允许温度。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述瞬时温度小于或等于所述扬声器音圈最大允许温度的情况下，确定所述温度模型的温度保护增益为1。


6.一种电子设备，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周尧，
申请(专利权)人：维沃移动通信有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44