CN106101925B - 一种控制方法及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制方法及电子设备，本发明中通过在对造成扬声器振幅超过振幅范围的第一声音信号中，以构建的虚拟音调信号替代第一声音信号中的第一子频带信号，使得得到的第二声音信号由于第一子频带信号被替换，在经由扬声器输出时保证扬声器的振幅能够在振幅范围内，延长扬声器的使用寿命，而在第二声音信号中由于虚拟音调信号的加入，使得第二声音信号在被输出时与加入虚拟音调信号之前的第一声音信号的音质保持不变，实现在降低声音信号经由扬声器输出时扬声器的振幅的同时，保证音质不变，明显改善用户使用体验。

Description

一种控制方法及电子设备

技术领域

本发明涉及设备控制技术领域，特别涉及一种控制方法及电子设备。

背景技术

电子设备利用扬声器将声音信号进行输出。而扬声器长时间大振幅的工作，不仅会严重降低扬声器的使用寿命，还会明显降低扬声器所输出的声音信号的音质，影响用户的使用体验。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种控制方法及电子设备，用以解决现有技术中扬声器大振幅工作，影响用户的使用体验的技术问题。

本发明提供了一种控制方法，所述方法包括：

获得第一声音信号，所述第一声音信号包括多个子频带信号，所述第一声音信号经由扬声器输出时扬声器的振幅超出预设的振幅范围；

构建所述第一声音信号中第一子频带信号的虚拟音调信号；

以所述虚拟音调信号替代所述第一子频带信号，得到第二声音信号，以使得所述第二声音信号经由扬声器输出时扬声器的振幅满足所述振幅范围，并且所述第二声音信号输出时的音质与所述第一声音信号输出时的音质一致。

上述方法，优选的，所述第一声音信号经由扬声器输出时扬声器的振幅通过以下方式获得：

确定所述第一声音信号中每个子频带信号的振幅权重；

基于所述振幅权重，获得每个所述子频带信号经由扬声器输出时扬声器的振幅分量；

对每个所述振幅分量进行求和，得到所述第一声音信号经由扬声器输出时扬声器的振幅。

上述方法，优选的，构建所述第一声音信号中第一子频带信号的虚拟音调信号，包括：

对所述第一子频带信号进行傅里叶变换，以得到所述第一子频带信号的幅度和相位；

对所述第一子频带信号的相位进行偏移，得到包含至少一个谐波分量的谐波信号；

根据所述第一子频带信号的幅度，调整所述谐波信号中各个谐波分量的幅度；

调整所述谐波信号的信号响度；

在所述谐波信号中，剔除与所述第一声音信号中的子频带信号之间满足预设的控制条件的谐波分量；

将所述谐波信号进行反傅里叶变换，得到虚拟音调信号。

上述方法，优选的，所述控制条件为：子频带信号与谐波分量各自频带的中心频率点相近，所述相近包括频率点之差小于或等于预设的频率阈值，且，子频带信号的信号强度高于相邻子频带信号的信号强度预设的强度阈值。

上述方法，优选的，所述以所述虚拟音调信号替代所述第一子频带信号，得到第二声音信号，包括：

将所述第一声音信号中的第一子频带信号进行衰减处理；

将所述虚拟音调信号合并到衰减完第一子频带信号的第一声音信号中，得到第二声音信号。

本发明还提供了一种控制器，包括：

信号获得单元，用于获得第一声音信号，所述第一声音信号包括多个子频带信号，所述第一声音信号经由扬声器输出时扬声器的振幅超出预设的振幅范围；

虚拟信号构建单元，用于构建所述第一声音信号中第一子频带信号的虚拟音调信号；

虚拟信号替代单元，用于以所述虚拟音调信号替代所述第一子频带信号，得到第二声音信号，以使得所述第二声音信号经由扬声器输出时扬声器的振幅满足所述振幅范围，并且所述第二声音信号输出时的音质与所述第一声音信号输出时的音质一致。

本发明还提供了一种电子设备，包括：扬声器及控制器，其中：

所述扬声器，用于输出声音信号；

所述控制器，用于获得第一声音信号，所述第一声音信号包括多个子频带信号，所述第一声音信号经由所述扬声器输出时的振幅超出预设的振幅范围，构建所述第一声音信号中第一子频带信号的虚拟音调信号，以所述虚拟音调信号替代所述第一子频带信号，得到第二声音信号，使得所述第二声音信号经由所述扬声器输出时扬声器的振幅满足所述振幅范围，并且所述第二声音信号经输出时的音质与所述第一声音信号输出时的音质一致。

上述电子设备，优选的，所述控制器，还用于：

确定所述第一声音信号中每个子频带信号的振幅权重，基于所述振幅权重，获得每个所述子频带信号经由所述扬声器输出时扬声器的振幅分量，对每个所述振幅分量进行求和，以得到所述第一声音信号经由所述扬声器输出时扬声器的振幅。

上述电子设备，优选的，所述控制器具体用于：

对所述第一子频带信号进行傅里叶变换，以得到所述第一子频带信号的幅度和相位，对所述第一子频带信号的相位进行偏移，得到包含至少一个谐波分量的谐波信号，再根据所述第一子频带信号的幅度，调整所述谐波信号中各个谐波分量的幅度，并调整所述谐波信号的信号响度，在所述谐波信号中，剔除与所述第一声音信号中的子频带信号之间满足预设的控制条件的谐波分量，将所述谐波信号进行反傅里叶变换，得到虚拟音调信号。

上述电子设备，优选的，所述控制器具体用于：

在谐波信号中，剔除中心频率点与子频带信号频带的中心频率点相近的谐波分量，所述相近包括频率点之差小于或等于预设的频率阈值，且，被剔除的子频带信号的信号强度高于相邻子频带信号的信号强度预设的强度阈值。

上述电子设备，优选的，所述控制器还用于：

将所述第一声音信号中的第一子频带信号进行衰减处理，将所述虚拟音调信号合并到衰减完第一子频带信号的第一声音信号中，得到第二声音信号。

由上述方案可知，本发明提供的一种控制方法及电子设备，通过在对造成扬声器振幅超过振幅范围的第一声音信号中，以构建的虚拟音调信号替代第一声音信号中的第一子频带信号，由此得到的第二声音信号由于第一子频带信号被替换，在经由扬声器输出时扬声器的振幅能够在振幅范围内，延长扬声器的使用寿命，而在第二声音信号中由于虚拟音调信号的加入，使得第二声音信号在被输出时与加入虚拟音调信号之前的第一声音信号的音质保持不变，实现在降低声音信号经由扬声器输出时扬声器的振幅的同时，保证音质不变，明显改善用户使用体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种控制方法的流程图；

图2、图3及图4分别为本发明实施例的部分流程图；

图5为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1所示为本发明实施例提供的一种控制方法的实现流程图，本实施例适用于对即将经由扬声器等声音输出设备的声音信号的处理，以实现声音信号输出时降低扬声器的振幅的同时，保证声音信号的输出音质不受影响。

为实现上述目的，图1中包括有以下步骤：

步骤101：获得第一声音信号。

其中的第一声音信号是指经由扬声器输出时扬声器的振幅超出预设的振幅范围的信号。

第一声音信号中可以包括有多个子频带信号，每个子频带信号在第一声音信号经由扬声器输出时给扬声器所产生的振幅的贡献可能相同也可能不同。

也就是说，每个子频带信号都有各自的振幅权重，本实施例在判断第一声音信号是否会在经由扬声器输出时造成扬声器振幅超出振幅范围时，可以基于第一声音信号中各个子频带信号的振幅权重获得第一声音信号经由扬声器输出时扬声器的振幅。

在具体实现中，由于低频信号会引起扬声器震动的原理，第一声音信号通常为待输出的声音信号中的低频带信号，如频率小于2kHZ的信号。

步骤102：构建第一声音信号中第一子频带信号的虚拟音调信号。

本实施例中的第一子频带信号是指第一声音信号中满足预设条件的子频带信号，这里的预设条件可以为：在第一声音信号经由扬声器输出时，子频带信号对扬声器的振幅所贡献的振幅分量由大到小的排序处于前N位，这里的N为大于或等于1的正整数。

在实际中，第一子频带信号通常为第一声音信号中处于中低频的信号，其所引的扬声器的振幅分量最高。

具体的，第一声音信号中的第一子频带信号可以通过以下方式确定：

将第一声音信号中每个子频带信号按照各自的振幅分量从大到小的顺序进行排序，将振幅分量排序在前N位的子频带信号确定为第一子频带信号。

也就是说，第一子频带信号可以为一个子频带信号，也可以为多个子频带信号。本实施例中针对第一子频带信号所构建的虚拟音调信号的数量与第一子频带信号的数量相同，第一子频带信号与虚拟音调信号之间具有一一映射关系。

需要说明的是，第一子频带信号的虚拟音调信号是与其对应的第一子频带信号之间具有一定的关系，例如，第一子频带信号与虚拟音调信号的频带为倍数的关系，且响度及音调等参数保持不变，同时，虚拟音调信号经由扬声器输出时扬声器的振幅低于第一子频带信号经由扬声器输出时扬声器的振幅。

步骤103：以虚拟音调信号替代第一子频带信号，得到第二声音信号。

由上述方案可知，本发明实施例提供的一种控制方法通过在对造成扬声器振幅超过振幅范围的第一声音信号中，以构建的虚拟音调信号替代第一声音信号中的第一子频带信号，由此得到的第二声音信号由于第一子频带信号被替换，在经由扬声器输出时扬声器的振幅能够在振幅范围内，从而延长扬声器的使用寿命，而在第二声音信号中由于虚拟音调信号的加入，使得第二声音信号在被输出时与加入虚拟音调信号之前的第一声音信号的音质保持不变，实现在降低声音信号经由扬声器输出时扬声器的振幅的同时，保证音质不变，明显改善用户使用体验，实现本实施例目的。

图2所示为图1中第一声音信号经由扬声器输出时扬声器的振幅的获取方法，图2中包括以下步骤：

步骤201：确定第一声音信号中每个子频带信号的振幅权重。

每个子频带信号的振幅权重通常与子频带信号的频带范围或中心频率点相关，例如，子频带信号的振幅权重与子频带信号的中心频率点呈反比关系：中心频率点越低，振幅权重越大；中心频率点越高，振幅权重越小。

步骤202：基于振幅权重，获得每个子频带信号经由扬声器输出时扬声器的振幅分量。

步骤203：对每个振幅分量进行求和，得到第一声音信号经由扬声器输出时扬声器的振幅。

需要说明的是，这里的振幅获取，是指预先获取的实现，也就是在第一声音信号被扬声器输出之前，本实施例对振幅进行预估，进而预先对第一声音信号进行预先处理，最终输出第二声音信号，使得扬声器的振幅处于振幅范围内的同时，保证第二声音信号被扬声器输出时的音质不受影响。

图3所示为图1中步骤102在构建第一声音信号中第一子频带信号的虚拟音调信号的实现流程图，图3中可以包括有以下步骤：

步骤301：对第一子频带信号进行傅里叶变换，以得到第一子频带信号的幅度和相位。

这里的傅里叶变换，可以为短时加窗的傅里叶变换，以得到第一子频带信号的幅度和相位等信息。

步骤302：对第一子频带信号的相位进行偏移，得到包含至少一个谐波分量的谐波信号。

步骤303：根据第一子频带信号的幅度，调整谐波信号中各个谐波分量的幅度。

这里调整各谐波分量的幅度之后的谐波信号的幅度与第一子频带信号的幅度相一致。

步骤304：调整谐波信号的信号响度。

其中，这里调整后的谐波信号的信号响度与第一子频带信号的响度一致。

步骤305：在谐波信号中，剔除与第一声音信号中的子频带信号之间满足预设的控制条件的谐波分量。

需要说明的是，在剔除谐波分量之后，将第一声音信号中与被剔除的谐波分量满足控制条件的子频带信号进行同比例放大，以保持原信号频谱的一致性。

其中，这里的控制条件为：子频带信号与谐波分量各自频带的中心频率点相近，且子频带信号的信号强度高于相邻子频带信号的信号强度有预设的强度阈值，而所述相近包括频率点之差小于或等于预设的频率阈值。

这里是指对谐波信号中各个谐波分量与第一声音信号中原有的子频带信号进行相似性检验，如果有谐波分量与第一声音信号中的子频带信号频率相似，则剔除频率相近的谐波分量，同时，同比例放大相应的子频带信号，以保持第一声音信号与处理之后得到的第二声音信号的频谱的一致性。

步骤306：将谐波信号进行反傅里叶变换，得到虚拟音调信号。

图4所示为图1中步骤103在以虚拟音调信号替代第一子频带信号得到第二声音信号的实现流程图，图5中可以包括以下步骤：

步骤401：将第一声音信号中的第一子频带信号进行衰减处理。

其中，这里的衰减，可以理解为衰减到最低，直到将第一子频带信号从第一声音信号中消除。

步骤402：将虚拟音调信号合并到衰减完第一子频带信号的第一声音信号中，得到第二声音信号。

图5所示为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图，其中，电子设备中可以包括有：扬声器501及控制器502，电子设备中还有存储声音信号的存储器503，扬声器501、控制器502及存储器503之间可以通过总线504进行连接，由此，控制器502可以利用总线504在存储器503中获得第一声音信号，并构建第一声音信号中第一子频带信号的虚拟音调信号，以虚拟音调信号替代第一子频带信号，得到第二声音信号，使得第二声音信号经由扬声器501输出时扬声器501的振幅满足振幅范围，并且第二声音信号经输出时的音质与所述第一声音信号输出时的音质一致。

本实施例中的电子设备可以为手机、pad、一体机等具有扬声器能够进行声音信号输出的设备。

在一种实现中，控制器502在估算第一声音信号经由扬声器501输出时扬声器501的振幅时，可以通过以下方式实现：

确定第一声音信号中每个子频带信号的振幅权重，基于振幅权重，获得每个子频带信号经由扬声器501输出时扬声器501的振幅分量，对每个振幅分量进行求和，以得到第一声音信号经由扬声器501输出时扬声器501的振幅。

而控制器502在构建虚拟音调信号时，可以通过以下方式实现：

对第一子频带信号进行傅里叶变换，以得到第一子频带信号的幅度和相位，对第一子频带信号的相位进行偏移，得到包含至少一个谐波分量的谐波信号，再根据第一子频带信号的幅度，调整谐波信号中各个谐波分量的幅度，并调整谐波信号的信号响度，在谐波信号中，剔除与第一声音信号中的子频带信号之间满足预设的控制条件的谐波分量，将谐波信号进行反傅里叶变换，得到虚拟音调信号。

这里的控制条件可以为：子频带信号与谐波分量各自频带的中心频率点相近，相近包括频率点之差小于或等于预设的频率阈值，且，子频带信号的信号强度高于相邻子频带信号的信号强度预设的强度阈值。

在其他实现中，控制器502可以通过将第一声音信号中的第一子频带信号进行衰减处理，再将虚拟音调信号合并到衰减完第一子频带信号的第一声音信号中，从而得到第二声音信号。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件(例如处理器)来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

本实施例方法所述的功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算设备可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算设备(可以是个人计算机，服务器，移动计算设备或者网络设备或处理器等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种控制方法，所述方法包括：

获得第一声音信号，所述第一声音信号包括多个子频带信号；

在所述第一声音信号被扬声器输出之前，确定所述第一声音信号中每个子频带信号的振幅权重；

基于振幅权重，获得每个子频带信号经由扬声器输出时扬声器的振幅分量；

对每个振幅分量进行求和，得到所述第一声音信号经由扬声器输出时扬声器的振幅；所述第一声音信号经由扬声器输出时扬声器的振幅超出预设的振幅范围；

构建所述第一声音信号中第一子频带信号的虚拟音调信号；所述第一子频带信号为，对所述扬声器的振幅所贡献的振幅分量较高的子频带信号；

以所述虚拟音调信号替代所述第一子频带信号，得到第二声音信号，以使得所述第二声音信号经由扬声器输出时扬声器的振幅满足所述振幅范围，并且所述第二声音信号输出时的音质与所述第一声音信号输出时的音质一致。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，构建所述第一声音信号中第一子频带信号的虚拟音调信号，包括：

对所述第一子频带信号进行傅里叶变换，以得到所述第一子频带信号的幅度和相位；

对所述第一子频带信号的相位进行偏移，得到包含至少一个谐波分量的谐波信号；

根据所述第一子频带信号的幅度，调整所述谐波信号中各个谐波分量的幅度；

调整所述谐波信号的信号响度；

在所述谐波信号中，剔除与所述第一声音信号中的子频带信号之间满足预设的控制条件的谐波分量；

将所述谐波信号进行反傅里叶变换，得到虚拟音调信号。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制条件为：子频带信号与谐波分量各自频带的中心频率点相近，所述相近包括频率点之差小于或等于预设的频率阈值，且，子频带信号的信号强度高于相邻子频带信号的信号强度预设的强度阈值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以所述虚拟音调信号替代所述第一子频带信号，得到第二声音信号，包括：

将所述第一声音信号中的第一子频带信号进行衰减处理；

将所述虚拟音调信号合并到衰减完第一子频带信号的第一声音信号中，得到第二声音信号。

5.一种电子设备，包括：扬声器及控制器，其中：

所述扬声器，用于输出声音信号；

所述控制器，用于获得第一声音信号，所述第一声音信号包括多个子频带信号；在所述第一声音信号被扬声器输出之前，确定所述第一声音信号中每个子频带信号的振幅权重；基于振幅权重，获得每个子频带信号经由扬声器输出时扬声器的振幅分量；对每个振幅分量进行求和，得到所述第一声音信号经由扬声器输出时扬声器的振幅；所述第一声音信号经由所述扬声器输出时的振幅超出预设的振幅范围；构建所述第一声音信号中第一子频带信号的虚拟音调信号，以所述虚拟音调信号替代所述第一子频带信号，得到第二声音信号，使得所述第二声音信号经由所述扬声器输出时扬声器的振幅满足所述振幅范围，并且所述第二声音信号经输出时的音质与所述第一声音信号输出时的音质一致；所述第一子频带信号为，对所述扬声器的振幅所贡献的振幅分量较高的子频带信号。

6.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述控制器具体用于：

对所述第一子频带信号进行傅里叶变换，以得到所述第一子频带信号的幅度和相位，对所述第一子频带信号的相位进行偏移，得到包含至少一个谐波分量的谐波信号，再根据所述第一子频带信号的幅度，调整所述谐波信号中各个谐波分量的幅度，并调整所述谐波信号的信号响度，在所述谐波信号中，剔除与所述第一声音信号中的子频带信号之间满足预设的控制条件的谐波分量，将所述谐波信号进行反傅里叶变换，得到虚拟音调信号。

7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述控制器具体用于：

在谐波信号中，剔除中心频率点与子频带信号频带的中心频率点相近的谐波分量，所述相近包括频率点之差小于或等于预设的频率阈值，且，被剔除的子频带信号的信号强度高于相邻子频带信号的信号强度预设的强度阈值。

8.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述控制器还用于：

将所述第一声音信号中的第一子频带信号进行衰减处理，将所述虚拟音调信号合并到衰减完第一子频带信号的第一声音信号中，得到第二声音信号。

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