【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及信号处理，特别涉及一种扬声器音频处理方法、系统及电子设备。
技术介绍
1、传统的针对扬声器系统的建模方法一般假设系统为线性时不变的，以便可以应用传递函数形式建立系统模型。
2、在实际中，通过对扬声器的输入电压和流经扬声器的电流进行采集，并以此辨识获得的扬声器电流到电压的传递函数，称为阻抗传递函数，s域的表达形式如下：
3、
4、其中，v[s]是输入电压的s域形式，i[s]是流经电流的s域形式，z[s]是阻抗传递函数的s域形式。
5、同理，通过采集扬声器的输入电压和球顶的振动位移数据，可以获得扬声器的输入电压到球顶振动位移的传递函数，称为位移传递函数，s域的表达形式如下：
6、
7、其中，x[s]是球顶振动位移的s域形式，hx[s]是位移传递函数的s域形式；
8、在线性时不变的假设下，扬声器系统的阻抗传递函数和位移传递函数具有确定的变换关系：
9、
10、其中，bl称为机电耦合因子，r是直流阻，l是线圈的自感系数。当阻抗传递函数z[s]和位移传递函数hx[s]通过测量获得之后，即可以使用上式拟合bl、r和l。
11、一般情况下，机电耦合因子bl和线圈的自感系数l不太会随时间的推移而变化，直流阻r可以实时检测出来(pilot tone方法等)。当扬声器阻抗传递函数z(s)发生变化时，通过上述方法，实时采集的电压v[s]和电流i[s]数据即可辨识出z(s)，从而通过上式计算位移传递函数hx(s)。在获得
12、
13、x[s]＝hx[s]v[s]
14、在获得实时的电压、电流、位移信息之后，以此为参考可进行各类音频信号处理。
15、然而上述方法基于的线性时不变假设在实际中往往是不成立的，尤其对于小型化的扬声器系统而言，更是如此。采用上述方法获得的电压、电流、位移信息是不准确，而基于不准确的电压、电流、位移信息所做的各类音频信号处理更是无效的。
16、因此，有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的所述缺陷。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种扬声器音频处理方法、系统及电子设备，有效提高音频信号处理效果。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术一方面提供一种扬声器音频处理方法，包括：
3、预测下一采样点输入扬声器的电压信号估值；
4、采集当前采样点输入扬声器的电压信号和当前采样点流经扬声器的电流信号；
5、根据下一采样点输入扬声器的电压信号估值、当前采样点输入扬声器的电压信号、当前采样点流经扬声器的电流信号，通过扬声器系统模型计算下一采样点扬声器球顶的多点振动位移信号估值、下一采样点流经扬声器的电流信号估值；
6、以下一采样点扬声器球顶的多点振动位移信号估值、下一采样点流经扬声器的电流信号估值作为音频信号处理的参考，以修正下一采样点输入扬声器的电压信号。
7、作为优选的，所述扬声器系统模型内设定有：
8、状态转移函数，表示当前采样点扬声器球顶的多点振动位移信号和当前采样点输入扬声器的电压信号对下一采样点扬声器球顶的多点振动位移信号的作用函数；
9、输出函数，表示当前采样点扬声器球顶的多点振动位移信号和当前采样点输入扬声器的电压信号对当前采样点流经扬声器的电流信号的作用函数。
10、作为优选的，扬声器系统模型计算包括：
11、根据当前采样点输入扬声器的电压信号和当前采样点流经扬声器的电流信号计算当前采样点扬声器球顶的多点振动位移信号估值；
12、根据当前采样点输入扬声器的电压信号和当前采样点扬声器球顶的多点振动位移信号估值计算下一采样点扬声器球顶的多点振动位移信号估值；
13、根据下一采样点输入扬声器的电压信号估值和下一采样点扬声器球顶的多点振动位移信号估值计算下一采样点流经扬声器的电流信号估值。
14、作为优选的，所述预测下一采样点输入扬声器的电压信号估值包括：
15、获取下一采样点输入音频信号处理的电压信号；
16、获取当前采样点音频信号处理过程；
17、获取当前采样点功放模型；
18、计算下一采样点输入扬声器的电压信号估值。
19、作为优选的，当采样频率高于信号最高频率的8倍时，预测当前采样点输入扬声器的电压信号作为下一采样点输入扬声器的电压信号估值，当前采样点流经扬声器的电流信号作为下一采样点流经扬声器的电流信号估值。
20、作为优选的，建立所述扬声器系统模型包括：
21、设定所述扬声器系统模型；
22、获取扬声器在不同电压信号激励下产生的电压信号、电流信号及球顶的多点振动位移信号的数据集；
23、根据所述数据集拟合、辨识所述扬声器系统模型的参数，以建立扬声器系统模型。
24、作为优选的，当所述下一采样点输入扬声器的电压信号估值与修正后下一采样点输入扬声器的电压信号的差值位于预设误差范围内，判断扬声器音频处理处于稳定状态。
25、第二方面，本专利技术还提供了一种扬声器音频处理系统，包括：
26、预测模块，接收下一采样点输入音频信号处理的电压信号，以预测下一采样点输入扬声器的电压信号估值；
27、采集模块，与扬声器相连，以采集当前采样点输入扬声器的电压信号和当前采样点流经扬声器的电流信号；
28、扬声器系统模型模块，与所述采集模块相连，以根据下一采样点输入扬声器的电压信号估值、当前采样点输入扬声器的电压信号、当前采样点流经扬声器的电流信号通过扬声器系统模型计算下一采样点扬声器球顶的多点振动位移信号估值、下一采样点流经扬声器的电流信号估值；
29、音频信号处理模块，与所述扬声器系统模型模块相连、并接收下一采样点输入音频信号处理的电压信号，以下一采样点扬声器球顶的多点振动位移信号估值、下一采样点流经扬声器的电流信号估值作为音频信号处理的参考值，以修正下一采样点输入扬声器的电压信号。
30、作为优选的，所述系统还包括：功率放大模块，连接在所述音频信号处理模块和扬声器之间。
31、第三方面，本专利技术还提供了一种电子设备，包括：
32、扬声器；
33、处理组件，与所述扬声器相连，用于执行上述的方法。
34、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
35、本专利技术的扬声器音频处理方法，通过声器系统模型对下一采样点流经扬声器的电流信号估值、下一采样点扬声器球顶的多点振动位移信号估值进行实时预测，并基于预测的下一采样点流经扬声器的电流信号估值、下一采样点扬声器球顶的多点振动位移信号估值进行音频信号处理，基于带预测的前馈式音频信号处理方法，有效提高音频信号处理的效果。
36、在一种优选实施方式中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种扬声器音频处理方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的扬声器音频处理方法，其特征在于，所述扬声器系统模型内设定有：
3.根据权利要求2所述的扬声器音频处理方法，其特征在于，扬声器系统模型计算包括：
4.根据权利要求1所述的扬声器音频处理方法，其特征在于，所述预测下一采样点输入扬声器的电压信号估值包括：
5.根据权利要求1所说的扬声器音频处理方法，其特征在于，当采样频率高于信号最高频率的8倍时，预测当前采样点输入扬声器的电压信号作为下一采样点输入扬声器的电压信号估值，当前采样点流经扬声器的电流信号作为下一采样点流经扬声器的电流信号估值。
6.根据权利要求2所述的扬声器音频处理方法，其特征在于，建立所述扬声器系统模型包括：
7.根据权利要求6所述的扬声器音频处理方法，其特征在于，当所述下一采样点输入扬声器的电压信号估值与修正后下一采样点输入扬声器的电压信号的差值位于预设误差范围内，判断扬声器音频处理处于稳定状态。
8.一种扬声器音频处理系统，其特征在于，包括
9.根据权利
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种扬声器音频处理方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的扬声器音频处理方法，其特征在于，所述扬声器系统模型内设定有：
3.根据权利要求2所述的扬声器音频处理方法，其特征在于，扬声器系统模型计算包括：
4.根据权利要求1所述的扬声器音频处理方法，其特征在于，所述预测下一采样点输入扬声器的电压信号估值包括：
5.根据权利要求1所说的扬声器音频处理方法，其特征在于，当采样频率高于信号最高频率的8倍时，预测当前采样点输入扬声器的电压信号作为下一采样点输入扬声器的电压信号估值，当前采样点流经扬声器的电流信号作为下一采样点...
【专利技术属性】
技术研发人员：江超，祖峰磊，宁尚磊，
申请(专利权)人：苏州智集芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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