CN107071634B - 信号处理装置、方法和扬声器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信号处理装置、信号处理方法和扬声器。信号处理装置包括多频带动态范围控制器，其中，多频带动态范围控制器接收音频信号，并且包括第一频带分割单元和谐振频带调整单元；第一频带分割单元用于将音频信号分割为多个频带并从多个频带中获得至少一个谐振频带，谐振频带具有位于音频信号的谐振频率范围内的谐振频带信号；以及谐振频带调整单元用于至少基于谐振频带动态范围控制增益调整谐振频带信号，并且输出调整的谐振频带信号，用于与其它频带信号合成为压缩输出信号。

Description

信号处理装置、方法和扬声器

技术领域

本发明涉及扬声器技术领域，更具体地，涉及一种用于扬声器的信号处理装置、一种用于扬声器的信号处理方法和一种扬声器。

背景技术

扬声器器件或扩音器器件是一种电声转换器，其能将电信号转换为声音或声波。

可以在扬声器的输入和扬声器器件之间使用多频带动态范围控制技术或多频带动态范围压缩(Multi-Band Dynamic Range Controller，MBDRC)技术，以调整输入的音频信号的动态范围。在现有技术中，MBDRC将输入的音频信号分割成三个频带，即低音频带、中音频带和高音频带。MBDRC分别通过给每个频带应用频带相关增益来处理三个频带的信号。然后，将处理的信号组合在一起生成将被输出到扬声器器件的输出信号。扬声器器件是一种在扬声器中充当换能器的器件，例如，微机电系统(MEMS)器件、膜等。

如果音频信号太强，可能会损坏扬声器器件。为了将音频信号限制在一定范围内，可以在音频信号到达扬声器器件之前设置位移保护电路。在现有技术中，位移保护电路包括位移预测器和限制滤波器(LF)。位移预测器产生用于限制滤波器的控制因子，将音频信号限制在一定范围内。

需要提出一种新的处理扬声器的信号的方案以解决现有技术中的至少一个技术问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于扬声器的信号处理的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于扬声器的信号处理装置，包括：多频带动态范围控制器，其中，多频带动态范围控制器接收音频信号，并且包括第一频带分割单元和谐振频带调整单元；第一频带分割单元被配置成将音频信号分割为多个频带并从多个频带中获得至少一个谐振频带，谐振频带具有位于音频信号的谐振频率范围内的谐振频带信号；以及谐振频带调整单元被配置成至少基于谐振频带动态范围控制增益调整谐振频带信号，并且输出调整的谐振频带信号，用于与其它频带信号合成为压缩输出信号。

可选地或另选地，谐振频率范围覆盖以扬声器的谐振峰值为中心频率的预定频率范围。

可选地或另选地，谐振频带调整单元还包括：谐振频带位移预测器，用于至少基于谐振频带信号生成谐振频带位移因子，其中谐振频带位移因子表示扬声器的扬声器器件的位移；谐振频带增益计算单元，用于至少基于谐振频带信号和谐振频带位移因子生成谐振频带动态范围控制增益；以及谐振频带调整子单元，用于至少基于谐振频带动态范围控制增益调整谐振频带信号。

可选地或另选地，第一频带分割单元进一步将音频信号分割为低音频带、中音频带和高音频带，其分别具有音频信号的低音频率范围内的低音频带信号、中音频率范围内的中音频带信号和高音频率范围内的高音频带信号；多频带动态范围控制器还包括：低音频带调整单元，它至少基于低音频带动态范围控制增益调整低音频带信号，并且输出调整的低音频带信号；中音频带调整单元，它至少基于中音频带动态范围控制增益调整中音频带信号，并且输出调整的中音频带信号；高音频带调整单元，它至少基于高音频带动态范围控制增益调整高音频带信号，并且输出调整的高音频带信号；以及第一合成器，用于将调整的低音频带信号、调整的谐振频带信号、调整的中音频带信号和调整的高音频带信号合成为压缩输出信号。

可选地或另选地，第一频带分割单元进一步将音频信号分割为低音频带、中音频带和高音频带，其分别具有音频信号的低音频率范围内的低音频带信号、中音频率范围内的中音频带信号和高音频率范围内的高音频带信号；多频带动态范围控制器还包括：低音频带调整单元，用于至少基于低音频带动态范围控制增益调整低音频带信号，并且输出调整的低音频带信号；较低频带合成器，用于将调整的低音频带信号和谐振频带信号合成为较低频带信号；较低频带位移预测器，用于至少基于较低频带信号生成较低频带位移因子，较低频带位移因子表示扬声器的扬声器器件的位移；较低频带增益计算单元，用于至少基于较低频带信号和较低频带位移因子生成较低频带动态范围控制增益；较低频带调整子单元，用于至少基于较低频带动态范围控制增益调整较低频带信号，并且输出调整的较低频带信号；中音频带调整单元，用于至少基于中音频带动态范围控制增益调整中音频带信号，并且输出调整的中音频带信号；高音频带调整单元，用于至少基于高音频带动态范围控制增益调整高音频带信号，并且输出调整的高音频带信号；以及第一合成器，用于将调整的较低频带信号、中音频带信号和高音频带信号合成为压缩输出信号。

可选地或另选地，低音频带调整单元还包括：低音频带位移预测器，用于至少基于低音频带信号生成低音频带位移因子，其中低音频带位移因子表示扬声器的扬声器器件的位移；低音频带增益计算单元，用于至少基于低音频带信号和低音频带位移因子生成低音频带动态范围控制增益；以及低音频带调整子单元，用于至少基于低音频带动态范围控制增益调整低音频带信号。

可选地或另选地，中音频带调整单元还包括：中音频带增益计算单元，用于生成中音频带信号的中音频带动态范围控制增益；以及中音频带调整子单元，用于至少基于中音频带动态范围控制增益调整中音频带信号。

可选地或另选地，高音频带调整单元还包括：高音频带增益计算单元，用于生成高音频带信号的高音频带动态范围控制增益；以及高音频带调整子单元，用于至少基于高音频带动态范围控制增益调整高音频带信号。

可选地或另选地，信号处理装置还包括：位移保护单元，其中，位移保护单元包括：第二频带分割单元，用于将压缩输出信号分割为较低频带信号和较高频带信号，较低频带信号包括压缩输出信号的低音频带和谐振频带；较低频带调整单元，用于调整较低频带信号并且输出在扬声器的限制范围内的调整的较低频带信号；以及第二合成器，用于将调整的较低频带信号和较高频带信号合成为输出信号。

可选地或另选地，较低频带调整单元包括：较低频带位移预测器，用于至少基于较低频带信号生成较低频带位移因子，较低频带位移因子表示扬声器的扬声器器件的位移；较低频带增益计算单元，用于至少基于较低频带信号和较低频带位移因子生成较低频带动态范围控制增益；以及较低频带调整子单元，用于至少基于较低频带动态范围控制增益调整较低频带信号。

根据本发明的第二方面，提供了一种扬声器，包括：输入单元，用于接收音频信号；根据本发明的实施例的用于扬声器的信号处理装置；以及扬声器器件，用于接收来自信号处理装置的输出信号并将其转换为声音。

根据本发明的第三方面，提供了一种电子设备，包括：根据本发明的实施例的扬声器。

根据本发明的第四方面，提供了一种用于扬声器的信号处理方法，包括：接收音频信号；将音频信号分割为多个频带并从多个频带中获得至少一个谐振频带，谐振频带具有位于音频信号的谐振频率范围内的谐振频带信号；至少基于谐振频带动态范围控制增益调整谐振频带信号；以及输出调整的谐振频带信号，用于与其它频带信号合成为压缩输出信号。

可选地或另选地，设置谐振频率范围为覆盖以扬声器的谐振峰值为中心频率的预定频率范围。

可选地或另选地，信号处理方法还包括：至少基于谐振频带信号生成谐振频带位移因子，其中谐振频带位移因子表示扬声器的扬声器器件的位移；至少基于谐振频带信号和谐振频带位移因子生成谐振频带动态范围控制增益；以及至少基于谐振频带动态范围控制增益调整谐振频带信号。

可选地或另选地，音频信号被分割为低音频带、中音频带和高音频带，其分别具有音频信号的低音频率范围内的低音频带信号、中音频率范围内的中音频带信号和高音频率范围内的高音频带信号；信号处理方法还包括：基于低音频带动态范围控制增益调整低音频带信号，并且输出调整的低音频带信号；基于中音频带动态范围控制增益调整中音频带信号，并且输出调整的中音频带信号；基于高音频带动态范围控制增益调整高音频带信号，并且输出调整的高音频带信号；以及将调整的低音频带信号、谐振频带信号、中音频带信号和高音频带信号合成为压缩输出信号。

可选地或另选地，音频信号被分割为低音频带、中音频带和高音频带，其分别具有音频信号的低音频率范围内的低音频带信号、中音频率范围内的中音频带信号和高音频率范围内的高音频带信号；信号处理方法还包括：至少基于低音频带动态范围控制增益调整低音频带信号，并且输出调整的低音频带信号；将调整的低音频带信号和谐振频带信号合成为较低频带信号；至少基于较低频带信号生成较低频带位移因子，其中较低频带位移因子表示扬声器的扬声器器件的位移；至少基于较低频带信号和较低频带位移因子生成较低频带动态范围控制增益；至少基于较低频带动态范围控制增益调整较低频带信号，并且输出调整的较低频带信号；至少基于中音频带动态范围控制增益调整中音频带信号，并且输出调整的中音频带信号；至少基于高音频带动态范围控制增益调整高音频带信号，并且输出调整的高音频带信号；以及将调整的较低频带信号、中音频带信号和高音频带信号合成为压缩输出信号。

可选地或另选地，调整低音频带信号还包括：至少基于低音频带信号生成低音频带位移因子，低音频带位移因子表示扬声器的扬声器器件的位移；至少基于低音频带信号和低音频带位移因子生成低音频带动态范围控制增益；以及至少基于低音频带动态范围控制增益调整低音频带信号。

可选地或另选地，调整中音频带信号还包括：生成中音频带信号的中音频带动态范围控制增益；以及至少基于中音频带动态范围控制增益调整中音频带信号。

可选地或另选地，调整高音频带信号还包括：生成高音频带信号的高音频带动态范围控制增益；以及至少基于高音频带动态范围控制增益调整高音频带信号。

可选地或另选地，信号处理方法还包括：将压缩输出信号分割为较低频带信号和较高频带信号，其中，较低频带信号包括压缩输出信号的低音频带和谐振频带；调整较低频带信号并且输出在扬声器的限制范围内的调整的较低频带信号；以及将调整的较低频带信号和较高频带信号合成为输出信号。

可选地或另选地，调整较低频带信号包括：至少基于较低频带信号生成较低频带位移因子，较低频带位移因子表示扬声器的扬声器器件的位移；至少基于较低频带信号和较低频带位移因子生成较低频带动态范围控制增益；以及至少基于较低频带动态范围控制增益调整较低频带信号。

根据本发明的实施例，可以提高扬声器的性能。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1示出了根据本发明实施例的用于扬声器的信号处理装置的示意性框图。

图2示出了根据本发明实施例的多频带动态范围控制器的示意性框图。

图3示出了根据本发明实施例的位移保护单元的示意性框图。

图4示出了根据本发明实施例的扬声器的示意性框图。

图5示出了根据本发明实施例的电子设备的示意性框图。

图6示意性地示出了输入的音频信号的位移和频率之间的关系图。

图7示出了根据本发明另一实施例的多频带动态范围控制器的示意性框图。

图8示出了根据本发明实施例的用于扬声器的信号处理方法的流程图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

下文将参照附图来描述本发明的实施例和示例。

图1示出了根据本发明实施例的用于扬声器的信号处理装置的示意性框图。

如图1所示，信号处理装置100可以包括多频带动态范围控制器(MBDRC)101和位移保护单元131。

虽然在图1中示出，信号处理装置100包括了MBDRC 101和位移保护单元131，但是本领域技术人员可以理解，信号处理装置可以仅包括MBDRC和位移保护单元中的一个部件。将参考图2和图3分别描述MBDRC 101和位移保护单元131的结构。

图2示出了根据本发明实施例的多频带动态范围控制器的示意性框图。

多频带动态范围控制器101接收音频信号。如图2所示，多频带动态范围控制器可以包括第一频带分割单元102和谐振频带调整单元111。

第一频带分割单元102用于将音频信号分成多个频带，并从多个频带中获得至少一个谐振频带。谐振频带具有在音频信号的谐振频率范围内的谐振频带信号。例如，谐振频率范围包括音频信号的谐振分量。在一个示例中，谐振频率范围覆盖以扬声器的谐振峰值为中心频率的预定频率范围。

谐振频带调整单元111从第一频带分割单元102接收谐振频带信号。谐振频带调整单元至少被配置成基于谐振频带动态范围控制增益调整谐振频带信号，并且输出调整的谐振频带信号，用于与其它频带信号合成为压缩输出信号。

在该实施例中，将谐振频带从音频信号中取出，并且单独处理谐振频带。因为扬声器对谐振频带敏感，所以这种方式可以提高扬声器的性能。本领域技术人员可以理解，可以通过常规方式处理音频信号的其它频带。

如图2所示，在一个实施例中，谐振频带调整单元111还包括：谐振频带位移预测器112、谐振频带增益计算单元113和谐振频带调整子单元114。

谐振频带位移预测器112至少基于谐振频带信号生成谐振频带位移因子。谐振频带位移因子表示扬声器的扬声器器件的位移。谐振频带增益计算单元113接收谐振频带位移因子和谐振频带信号。它至少基于谐振频带信号和谐振频带位移因子生成谐振频带动态范围控制增益。

谐振频带调整子单元114至少基于谐振频带动态范围控制增益调整谐振频带信号，并且输出调整的谐振频带信号。

在图2中，示出的谐振频带调整子单元114为乘法单元。例如，谐振频带调整子单元可以是放大器，并且将谐振频带动态范围控制增益输入到放大器的控制端，以放大谐振频带信号。

此外，谐振频带调整子单元114可以是其它电路。例如，谐振频带调整子单元114可以是加法单元。在这种情况下，谐振频带动态范围控制增益可以是补偿值，并且可以通过加/减谐振频带动态范围控制增益来调整谐振频带信号，即，将补偿值与谐振信号相加或者从谐振频带信号中减去补偿值。

在该实施例中，由于扬声器对谐振频带中的位移最敏感，所以可以将谐振频带从音频信号中取出，并且单独处理谐振频带。通过这种方式，可以精确地限制谐振频带信号，而不会对低音频带造成过度限制。

例如，第一频带分割单元102可以将音频信号分割为低音频带、谐振频带、中音频带和高音频带。如图2所示，第一频带分割单元102可以包括第一子单元103、第二子单元104、第三子单元105和第四子单元106。第一子单元103、第二子单元104、第三子单元105和第四子单元106分割所输入的音频信号以生成低音频带、谐振频带、中音频带和高音频带。

例如，与谐振频带相似，低音频带、中音频带和高音频带分别具有在音频信号的低音频率范围内的低音频带信号、中音频率范围内的中音频带信号和高音频率范围内的高音频带信号。

通常，低音频率范围中的频率低于谐振频率范围中的频率，谐振频率范围中的频率低于中音频率范围中的频率，中频率范围中的频率低于高音频率范围中的频率。

如图2所示，在一个实施例中，多频带动态范围控制器101还包括：低音频带调整单元107、谐振频带调整单元111、中音频带调整单元115、高音频带调整单元118和第一合成器121。

低音频带调整单元107至少基于低音频带动态范围控制增益调整低音频带信号，并且输出调整的低音频带信号。

例如，低音频带调整单元107可以包括：低音频带位移预测器108、低音频带增益计算单元109和低音频带调整子单元110。

低音频带位移预测器108至少基于低音频带信号生成低音频带位移因子。低音频带位移因子表示扬声器的扬声器器件的位移。低音频带增益计算单元109至少基于低音频带信号和低音频带位移因子生成低音频带动态范围控制增益。低音频带调整子单元110至少基于低音频带动态范围控制增益调整低音频带信号，然后输出调整的低音频带信号。

如图6所示，低音频带和谐振频带处扬声器器件的位移较大。因此，在该实施例中，将低音频带位移预测器108和谐振频带位移预测器112集成到MBDRC 101的低音频带和谐振频带的处理中。

在该实施例中，可以增强或者衰减低音频带以补偿扬声器的低频滚降(roll-off)。这种方法可以确保：即使源音频信号在谐振频率区域中具有大量的能量，也可以增强低音(或者至少只适度地衰减低音)。

中音频带调整单元115至少基于中音频带动态范围控制增益调整中音频带信号，并且输出调整的中音频带信号。

例如，中音频带调整单元115包括：中音频带增益计算单元116和中音频带调整子单元117。中音频带增益计算单元116生成中音频带信号的中音频带动态范围控制增益。中音频带调整子单元117至少基于中音频带动态范围控制增益调整中音频带信号，并且输出调整的中音频带信号。

高音频带调整单元118至少基于高音频带动态范围控制增益调整高音频带信号，并且输出调整的高音频带信号。

例如，高音频带调整单元118包括：高音频带增益计算单元119和高音频带调整子单元120。高音频带增益计算单元119生成高音频带信号的高音频带动态范围控制增益。高音频带调整子单元120至少基于高音频带动态范围控制增益调整高音频带信号，并且输出调整的高音频带信号。

例如，低音频带调节单元107、中音频带调节单元115和高音频带调节单元118的调节可以与谐振频带调节单元111的调节类似。例如，低音频带调节子单元110、中音频带调节子单元117和高音频带调节子单元120可以通过与谐振频带调节子单元114类似的方式实现，因此此处省略其详细描述。且根据需要，本实施例可以使用具有上述结构的低音频带调节单元107、中音频带调节单元115和高音频带调节单元118中的一种或多种。

第一合成器121将调整的低音频带信号、谐振频带信号、中音频带信号和高音频带信号合成为压缩输出信号。例如，将调整的低音频带信号、调整的谐振频带信号、调整的中音频带信号和调整的高音频带信号相加，以及所得到的和信号为压缩输出信号。

图7示出了根据本发明另一实施例的多频带动态范围控制器的示意性框图。

图7和图2所示实施例的不同之处在于，图7所示的多频带动态范围控制器101还包括位移保护子单元435。此处省略图7中的重复部件描述。

如图7所示，多频带动态范围控制器101还包括：较低频带合成器422。较低频带合成器422将从低音频带调整单元107和谐振频带调整单元111输出的调整过的低音频带信号和调整过的谐振频带信号合成为较低频带信号。

位移保护子单元435接收较低频带信号。位移保护子单元435包括较低频带位移预测器436、较低频带增益计算单元437和较低频带调整子单元438。较低频带位移预测器436至少基于较低频带信号生成较低频带位移因子。较低频带位移因子表示扬声器的扬声器器件的位移。较低频带增益计算单元437至少基于较低频带信号和较低频带位移因子生成较低频带动态范围控制增益。较低频带调整子单元438至少基于较低频带动态范围控制增益调整较低频带信号，并且输出调整的较低频带信号。

第一合成器221将调整的较低频带信号和经中音频带调整单元115和高音频带调整单元118调整的中音频带信号和高音频带信号合成为压缩输出信号。

压缩输出信号可以被传输到另一电路进行进一步处理或直接被传输到扬声器器件。

例如，发明人发现，如果在现有技术中通过简单的串联级联方式组合传统的MBDRC和位移保护单元，MBDRC和位移保护单元会压缩处于最高信号播放水平的音频信号。这可能会对位移产生过度保护和/或产生较差的音频信号的声音泵浦(sounding pumping)现象。一些技术人员尝试将扬声器保护单元与动态处理器集成在一起以减少扬声器保护单元和动态处理器之间的路径影响。在实践中，这种方式仍然可能涉及上述问题，因为在逻辑上，扬声器保护单元和动态处理器仍然是分开的。扬声器保护单元可以独立于动态处理器而产生控制参数。

在该实施例中，尤其在处理诸如低音频带和谐振频带的一个或多个低频频带中，位移预测单元被集成到MBDRC中。在这点上，动态范围控制器本身会考虑扬声器器件的位移。

另选地，通过上述方式，可以由同一个音频处理子组件(例如低音频带调整单元107或谐振频带调整单元111)实现动态范围控制和位移保护限制。这可以缓解在串联级联处理块出现的增益泵浦问题和/或不必要的位移过度保护。

通过这种方式，可以提供更好的声音质量，并且，扬声器的调谐更简单，而且扬声器可以更容易地集成到音频系统中。

图3示出了根据本发明实施例的位移保护单元的示意性框图。

MBDRC 101和位移保护单元131可以单独起作用或者可以在扬声器中被组合在一起。

在本实施例中，引入位移保护单元131以进一步调整位移。位移保护单元131可以用于进一步确保输出信号不会超过扬声器器件的限制范围。如图3所示，位移保护单元131包括第二频带分割单元132、较低频带调整单元135和第二合成器139。

第二频带分割单元132将诸如压缩输出信号的输入信号分割为较低频带信号和较高频带信号。例如，第二频带分割单元132包括第一子单元133和第二子单元134。第一子单元133产生较低频带信号，第二子单元134产生较高频带信号。较低频带信号的频率低于较高频带信号的频率。较低频带信号包括压缩输出信号的低音频带和谐振频带。

较低频带调整单元135调整较低频带信号，并且输出在扬声器的限制范围内的调整的较低频带信号。

例如，较低频带调整单元135包括：较低频带位移预测器136、较低频带增益计算单元137和较低频带调整子单元138。较低频带位移预测器136至少基于较低频带信号生成较低频带位移因子。较低频带位移因子表示扬声器的扬声器器件的位移。较低频带增益计算单元137基于较低频带信号和较低频带位移因子生成较低频带动态范围控制增益。较低频带调整子单元138至少基于较低频带动态范围控制增益调整较低频带信号，并且输出调整的较低频带信号。较低频带调整单元135的调整与谐振频带调整单元110的调整类似，因此此处省略其详细描述。

第二合成器139将调整的较低频带信号和较高频带信号合成为输出信号。

在该实施例中，较低频带调整单元135具有与低音频带调整单元107和谐振频带调整单元110结构类似的结构。这样，可以提高调整单元的一致性。通过这种方式，这些调整单元的配置更加容易。

通过位移保护单元131对来自MBDRC的(在覆盖低音频率区域和谐振频率区域的频率范围内)输出信号的这种进一步位移限制可以确保输出信号的位移不会超过允许的限制。

本领域技术人员应当理解：可以通过各种方式实现信号处理装置100的上述组件。例如，处理器可以配置有用于实现信号处理装置100的指令。例如，这些指令可以存储在只读存储器(ROM)中，并且当打开可编程装置时，可以将指令从ROM加载到可编程装置中，来实现信号处理装置的组件。例如，信号处理装置100可以固化在诸如专用集成电路(ASIC)的专用装置中。可以将信号处理装置100划分为两个或更多个独立单元。可以通过上述方式中的一种或多种实现信号处理装置100。

众所周知，对信号处理，软件实现和硬件实现是等同的。也就是说，可以通过软件、硬件或它们的组合实现上述组件。基于本说明书的教导，本领域技术人员知道如何实现这些组件，并且本领域技术人员可以选择通过软件、硬件或它们的组合实现上述组件。这种选择可以取决于非技术因素，比如市场中装置的成本、尺寸、速度、实用性等。

在另一实施例中，提供了一种用于在上述扬声器的信号处理装置中实现的扬声器的信号处理方法。图8示出了该用于扬声器的信号处理方法的流程图。

如图8所示，在步骤S1100，接收音频信号。

在步骤S1200，将音频信号分割为多个频带并从多个频带中获得至少一个谐振频带，谐振频带具有位于音频信号的谐振频率范围内的谐振频带信号。

在步骤S1300，至少基于谐振频带动态范围控制增益调整谐振频带信号。

在步骤S1400，输出调整的谐振频带信号，用于与其它频带信号合成为压缩输出信号。

在这里，与前面的实施例重复的特征被省略。

图4示出了根据本发明实施例的扬声器的示意性框图。

如图4所示，扬声器200包括接收音频信号的输入单元201、根据上述任一实施例的用于扬声器的信号处理装置100和接收来自信号处理装置100的输出信号并将其转换成声音的扬声器器件202。

图5示出了根据本发明实施例的电子设备的示意性框图。

如图5所示，电子设备300包括扬声器200。扬声器200可以是图4所示的扬声器。虽然在图5中，所示电子设备300为智能手机，但是它也可以是诸如音箱、音乐播放器、汽车音响系统等的其它电子设备。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。

Claims (11)

1.一种用于扬声器的信号处理装置，包括：

多频带动态范围控制器，

其中，所述多频带动态范围控制器接收音频信号，并且包括第一频带分割单元和谐振频带调整单元；

所述第一频带分割单元被配置成将所述音频信号分割为多个频带并从多个频带中获得至少一个谐振频带，所述谐振频带具有位于所述音频信号的谐振频率范围内的谐振频带信号，所述第一频带分割单元进一步将所述音频信号分割为低音频带、中音频带和高音频带，其分别具有所述音频信号的低音频率范围内的低音频带信号、中音频率范围内的中音频带信号和高音频率范围内的高音频带信号；以及

所述谐振频带调整单元被配置成至少基于谐振频带动态范围控制增益调整所述谐振频带信号，并且输出调整的谐振频带信号，用于与其它频带信号合成为压缩输出信号；

其中，所述谐振频率范围覆盖以所述扬声器的谐振峰值为中心频率的预定频率范围。

2.根据权利要求1所述的信号处理装置，其中，所述谐振频带调整单元还包括：

谐振频带位移预测器，用于至少基于所述谐振频带信号生成谐振频带位移因子，其中所述谐振频带位移因子表示所述扬声器的扬声器器件的位移；

谐振频带增益计算单元，用于至少基于所述谐振频带信号和所述谐振频带位移因子生成所述谐振频带动态范围控制增益；以及

谐振频带调整子单元，用于至少基于所述谐振频带动态范围控制增益调整所述谐振频带信号。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的信号处理装置，其中所述多频带动态范围控制器还包括：

低音频带调整单元，它至少基于低音频带动态范围控制增益调整所述低音频带信号，并且输出调整的低音频带信号，

中音频带调整单元，它至少基于中音频带动态范围控制增益调整所述中音频带信号，并且输出调整的中音频带信号，

高音频带调整单元，它至少基于高音频带动态范围控制增益调整所述高音频带信号，并且输出调整的高音频带信号，以及

第一合成器，用于将所述调整的低音频带信号、调整的谐振频带信号、调整的中音频带信号和调整的高音频带信号合成为压缩输出信号；或者

所述多频带动态范围控制器还包括：

低音频带调整单元，用于至少基于低音频带动态范围控制增益调整所述低音频带信号，并且输出调整的低音频带信号，

较低频带合成器，用于将调整的低音频带信号和谐振频带信号合成为较低频带信号，

较低频带位移预测器，用于至少基于所述较低频带信号生成较低频带位移因子，所述较低频带位移因子表示所述扬声器的扬声器器件的位移，

较低频带增益计算单元，用于至少基于所述较低频带信号和所述较低频带位移因子生成较低频带动态范围控制增益，

较低频带调整子单元，用于至少基于所述较低频带动态范围控制增益调整所述较低频带信号，并且输出调整的较低频带信号，

中音频带调整单元，用于至少基于中音频带动态范围控制增益调整所述中音频带信号，并且输出调整的中音频带信号，

高音频带调整单元，用于至少基于高音频带动态范围控制增益调整所述高音频带信号，并且输出调整的高音频带信号，以及

第一合成器，用于将所述调整的较低频带信号、调整的中音频带信号和调整的高音频带信号合成为压缩输出信号。

4.根据权利要求3所述的信号处理装置，其中，所述低音频带调整单元还包括：

低音频带位移预测器，用于至少基于所述低音频带信号生成低音频带位移因子，其中所述低音频带位移因子表示所述扬声器的扬声器器件的位移，

低音频带增益计算单元，用于至少基于所述低音频带信号和所述低音频带位移因子生成所述低音频带动态范围控制增益，以及

低音频带调整子单元，用于至少基于所述低音频带动态范围控制增益调整所述低音频带信号；和/或

其中，所述中音频带调整单元还包括：

中音频带增益计算单元，用于生成所述中音频带信号的中音频带动态范围控制增益，以及

中音频带调整子单元，用于至少基于所述中音频带动态范围控制增益调整所述中音频带信号；和/或

其中，所述高音频带调整单元还包括：

高音频带增益计算单元，用于生成所述高音频带信号的高音频带动态范围控制增益，以及

高音频带调整子单元，用于至少基于所述高音频带动态范围控制增益调整所述高音频带信号。

5.根据权利要求1所述的信号处理装置，还包括：位移保护单元，

其中，所述位移保护单元包括：

第二频带分割单元，用于将所述压缩输出信号分割为较低频带信号和较高频带信号，所述较低频带信号包括所述压缩输出信号的低音频带和谐振频带；

较低频带调整单元，用于调整所述较低频带信号并且输出在所述扬声器的限制范围内的调整的较低频带信号；以及

第二合成器，用于将所述调整的较低频带信号和所述较高频带信号合成为输出信号。

6.一种扬声器，包括：

输入单元，用于接收音频信号；

根据权利要求1-5中任一项所述的用于扬声器的信号处理装置；以及

扬声器器件，用于接收来自所述信号处理装置的输出信号并将其转换为声音。

7.一种用于扬声器的信号处理方法，包括：

接收音频信号；

将所述音频信号分割为多个频带并从多个频带中获得至少一个谐振频带，所述谐振频带具有位于所述音频信号的谐振频率范围内的谐振频带信号，所述音频信号被分割为低音频带、中音频带和高音频带，其分别具有所述音频信号的低音频率范围内的低音频带信号、中音频率范围内的中音频带信号和高音频率范围内的高音频带信号；

至少基于谐振频带动态范围控制增益调整所述谐振频带信号；以及

输出调整的谐振频带信号，用于与其它频带信号合成为压缩输出信号；

其中，设置所述谐振频率范围为覆盖以所述扬声器的谐振峰值为中心频率的预定频率范围。

8.根据权利要求7所述的信号处理方法，还包括：

至少基于所述谐振频带信号生成谐振频带位移因子，其中所述谐振频带位移因子表示所述扬声器的扬声器器件的位移；

至少基于所述谐振频带信号和所述谐振频带位移因子生成所述谐振频带动态范围控制增益；以及

至少基于所述谐振频带动态范围控制增益调整所述谐振频带信号。

9.根据权利要求7-8中任一项所述的信号处理方法，其中所述信号处理方法还包括：

基于低音频带动态范围控制增益调整所述低音频带信号，并且输出调整的低音频带信号，

基于中音频带动态范围控制增益调整所述中音频带信号，并且输出调整的中音频带信号，

基于高音频带动态范围控制增益调整所述高音频带信号，并且输出调整的高音频带信号，以及

将所述调整的低音频带信号、调整的谐振频带信号、调整的中音频带信号和调整的高音频带信号合成为所述压缩输出信号；或者

所述信号处理方法还包括：

至少基于低音频带动态范围控制增益调整所述低音频带信号，并且输出调整的低音频带信号，

将所述调整的低音频带信号和谐振频带信号合成为较低频带信号，

至少基于所述较低频带信号生成较低频带位移因子，其中所述较低频带位移因子表示所述扬声器的扬声器器件的位移，

至少基于所述较低频带信号和所述较低频带位移因子生成较低频带动态范围控制增益，

至少基于所述较低频带动态范围控制增益调整所述较低频带信号，并且输出调整的较低频带信号，

至少基于中音频带动态范围控制增益调整所述中音频带信号，并且输出调整的中音频带信号，

至少基于高音频带动态范围控制增益调整所述高音频带信号，并且输出调整的高音频带信号，以及

将所述调整的较低频带信号、调整的中音频带信号和调整的高音频带信号合成为所述压缩输出信号。

10.根据权利要求8所述的信号处理方法，还包括：

将所述压缩输出信号分割为较低频带信号和较高频带信号，其中，所述较低频带信号包括所述压缩输出信号的低音频带和谐振频带；

调整所述较低频带信号并且输出在所述扬声器的限制范围内的调整的较低频带信号；以及

将所述调整的较低频带信号和所述较高频带信号合成为输出信号。

11.根据权利要求10所述的信号处理方法，其中，调整所述较低频带信号包括：

至少基于所述较低频带信号生成较低频带位移因子，所述较低频带位移因子表示所述扬声器的扬声器器件的位移；

至少基于所述较低频带信号和所述较低频带位移因子生成较低频带动态范围控制增益；以及

至少基于所述较低频带动态范围控制增益调整所述较低频带信号。