CN109274345A - 一种信号处理方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信号处理办法、装置及系统，通过预设的拟合模型拟合计算出输入信号的拟合幅度，对拟合幅度进行判断并根据判断结果进行处理得到对应的增益信号，基于增益信号对延时处理输入信号得到的延时信号进行处理得到的输出信号。通过上述结构简单的信号处理装置及系统进行信号处理，不仅计算量小，而且还能提高处理信号的效率和处理效果。

Description

一种信号处理方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及信息技术领域，更具体地说，涉及一种信号处理方法、装置和系统。

背景技术

在信号处理过程中，基本架构由驱动器及被驱动元件组成。受被驱动元件的频率响应特性影响，被驱动元件能接受的信号幅度会随着信号频率不一样而变化，所以需要增加信号处理系统来处理信号。

现有技术的信号处理系统中，根据不同的信号频率设置相应的控制阀值，即根据输入信号的频率动态来设置阀值。目前通常采用分频带处理的方法，将输入信号通过分频器，分频器根据不同的信号频率设置相应的控制阀值把信号划分为若干个片段，各个信号片段都有一一对应的独立的增益控制模块，分频后的信号经过各自增益控制模块处理出来的信号相加得到最终的信号。

但是通过分频器将信号划分太多片段时，分频器相应的会变得复杂，处理信号的效率也会变低。且分频器划分信号的间距太小会相互影响，处理效果也会变得很差。

由此可知，现有的信号处理系统采用分频器结构进行信号处理不仅结构复杂，而且处理信号的效率低且效果差。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种信号处理方法、装置和系统，以实现提高处理信号的效率和处理效果，且简化了现有信号处理系统结构的目的。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

本发明第一方面公开了一种信号处理方法，适用于信号处理装置，所述信号处理装置与驱动器、被驱动元件构成信号处理系统，所述方法包括：

获取根据预设的拟合模型对输入信号进行拟合计算得到的拟合幅度；

依据所述拟合幅度判断所述输入信号是否需要增益，并根据判断结果得到对应的增益信号；

获取根据预设时间延时所述输入信号，得到的延时信号，所述预设时间与得到所述增益信号的时间相同；

基于所述增益信号对所述延时信号进行处理，得到增益输出信号。

可选地，所述预设所述拟合模型的过程包括：

测量所述被驱动元件的频率响应曲线；

拟合所述频率响应曲线，建立拟合模型，所述拟合模型包括对应拟合所述频率响应曲线的传递函数。

可选地，所述获取根据预设的拟合模型对输入信号进行拟合计算得到的拟合幅度，包括：

基于预设的所述拟合模型中的传递函数，将所述输入信号作为所述传递函数的输入，进行拟合计算，得到拟合幅度；

其中，所述传递函数包括线性近似函数，或者最小二乘函数。

可选地，所述依据所述拟合幅度判断所述输入信号是否需要增益，并根据判断结果得到对应的增益信号，包括：

判断所述拟合幅度是否大于设定阈值；

当所述拟合幅度大于所述设定阀值，确定判断结果为所述输入信号需要减少增益；

依据所述判断结果减小所述输入信号的拟合幅度，直至所述拟合幅度小于所述设定阀值，得到对应的增益信号。

本发明第二方面公开了一种信号处理装置，所述信号处理装置包括：乘法器，由延时器构成的第一支路，由拟合模型和增益计算模块串联构成的第二支路；

输入信号输入所述拟合模型，所述拟合模型用于对所述输入信号进行拟合计算得到的拟合幅度，并将所述拟合幅度输入至串联的所述增益计算模块；

所述增益计算模块，用于依据所述拟合幅度判断所述输入信号是否需要增益，并根据判断结果得到对应的增益信号，并将所述增益信号作为所述乘法器的一输入；

所述输入信号输入所述延时器，所述延时器用于根据预设时间延时所述输入信号，得到的延时信号，并将所述延时信号作为所述乘法器的另一输入，所述预设时间与得到所述增益信号的时间相同；

所述乘法器，用于基于所述增益信号对所述延时信号进行处理，得到增益输出信号。

可选地，还包括：处理器；

所述处理器，用于测量所述被驱动元件的频率响应曲线，以及拟合所述频率响应曲线，建立拟合模型，所述拟合模型包括对应拟合所述频率响应曲线的传递函数。

可选地，所述拟合模型包括传递函数，将所述输入信号作为所述传递函数的输入，所述传递函数，用于基于所述输入信号进行拟合计算，得到拟合幅度；

其中，所述传递函数包括线性近似函数，或者最小二乘函数。

可选地，所述增益计算模块包括：

比较器，用于判断所述拟合幅度是否大于设定阈值，当所述拟合幅度超过所述设定阀值，确定判断结果为所述输入信号需要减少增益，当所述拟合幅度小于所述设定阀值，确定判断结果为所述输入信号无需增益；

增益调整模块，用于依据所述判断结果减小所述输入信号的拟合幅度，直至所述拟合幅度小于所述设定阀值，得到对应的增益信号；

本发明第三方面公开了一种信号处理系统，所述信号处理系统包括本发明第二方面公开的任一项所述信号处理装置，以及所述驱动器和所述被驱动元件，所述信号处理装置与所述驱动器、所述被驱动元件相连。

基于上述本发明实施例提供的信号处理方法、装置和系统，增益计算模块判断由拟合频率响应曲线拟合而成的拟合模型计算得到的拟合幅度是否需要增益，并根据判断结果进行处理得到增益信号，基于增益信号对延时信号进行处理得到最后的输出信号，使输出信号更加贴近被驱动元件的特性，且精确度高。上述本发明实施例公开的信号处理方法、装置和系统，不仅结构简单，计算量小，而且还能提高处理信号的效率和处理效果。

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为本发明实施例公开的一种信号处理系统实现框图；

图2为本发明实施例公开的一被驱动元件的频率响应曲线图；

图3为本发明实施例公开的一种增益计算模块结构示意图；

图4为本发明实施例公开的一种信号处理流程示意图；

图5为本发明实施例公开的一种信号处理系统示意图。

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。

在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

实施例一

如图1所示，为本发明实施例提供的一种信号处理装置的结构示意图。该信号处理装置包括：延时器101、拟合模型102、增益计算模块103和乘法器104。

由延时器101构成第一支路，由拟合模型102和增益计算模块103串联构成第二支路。第一支路的输出作为乘法器104的一输入，第二支路的输出作为乘法器104的另一输入。

输入信号Vin输入第一支路后：

该延时器101用于根据预设时间对输入信号Vin进行延时处理得到延时信号，并将该延时信号D输入乘法器104的一输入端。

上述预设时间与第二支路得到增益信号G的时间相同。

输入信号Vin输入第二支路后：

所述拟合模型102，用于对所述输入信号Vin进行拟合计算得到的拟合幅度M，并将所述拟合幅度M输入至串联的所述增益计算模块103。

所述增益计算模块103，用于依据所述拟合幅度M判断所述输入信号Vin是否需要增益，并根据判断结果得到对应的增益信号G，并将所述增益信号G作为所述乘法器104的一输入。

该乘法器104，基于第二支路输出的增益信号G对第一支路输出的延时信号D进行处理，得到输出信号Vout。

基于上述本发明实施例公开的信号处理装置，上述涉及的该拟合模型102为预先根据被驱动元件的频率响应曲线生成的。如图2所示，为一被驱动元件的频率响应曲线图。其中，横坐标为频率，单位Hz。纵坐标为被驱动元件的输出信号幅度，具体幅度定义会依据被驱动元件的类型，以及技术人员需要关注的特性有所不一样，可能是某个电压，电路或者位移等。

可选的，在该信号处理装置中还包括处理器。

该处理器，用于测量被驱动元件的频率响应曲线，以及拟合频率响应曲线，建立拟合模型。

可选的，该拟合模型102包括对应拟合频率响应曲线的传递函数。

可选的，该传递函数包括不限于线性近似函数或者最小二乘函数，

在该拟合模型102具体实现对输入信号的处理过程中，该拟合模型102将所述输入信号作为所述传递函数的输入，所述传递函数，用于基于所述输入信号进行拟合计算，得到拟合幅度。

本发明实施例通过预先设定的拟合模型，对输入信号进行拟合计算得到拟合幅度，增益计算模块根据该拟合幅度进行判断是否需要增益，并根据判断结果进行处理得到对应的增益信号，基于增益信号对根据预设时间延时得到的延时信号进行处理得到输出信号，使输出信号更加贴近被驱动元件的特性，精度高。基于此，上述本发明实施例所公开的信号处理装置不仅结构简单，而且计算量小，同时，还能够提高处理信号的效率和处理效果。

实施例二

结合图1，如图3所示，图1中公开的增益计算模块包括比较器3031和增益调整模块3032。

该比较器3031用于判断拟合幅度M是否大于设定阀值。

当拟合幅度M大于设定阀值，确定判断结果为输入信号需要减少增益。

当拟合幅度M小于设定阀值，确定判断结果为输入信号无需增益。

该增益调整模块3032用于依据该比较器3031判断结果减小输入信号的拟合幅度M，直至拟合幅度M小于设定阀值，得到对应的增益信号G。

结合图1和图3所公开的信号处理装置，以设定阈值为5，对该增益计算模块303的具体计算增益过程进行详细说明：

当拟合模型302计算出来的拟合幅度M为4，比较器3031比较拟合幅度M与设定阀值的大小关系，拟合幅度4小于设定阀值5，确定判断结果为输入信号无需增益。

当拟合模型302计算出来的拟合幅度M为7，比较器3031比较拟合幅度M与设定阀值的大小关系，拟合幅度7大于设定阀值5，确定判断结果为输入信号需要减少增益。增益调整模块3032根据该比较器3031判断结果减小输入信号的拟合幅度M，直至拟合幅度M小于设定阀值，得到对应的增益信号G。

上述本发明实施例通过预先设定的拟合模型对输入信号进行拟合计算得到拟合幅度，增益计算模块根据该拟合幅度进行判断是否需要增益，并根据判断结果进行处理得到增益信号，基于增益信号对根据预设时间延时得到的延时信号进行处理得到输出信号，使输出信号更加贴近被驱动元件的特性，精度高。基于此，上述本发明实施例所公开的信号处理装置不仅结构简单，而且计算量小，同时，还能够提高处理信号的效率高和处理效果。

实施例三

基于上述本发明实施例一和实施例二公开的一种信号处理装置，对应的本发明实施例还提供一种信号处理方法，适用于该信号处理装置。如图4所示，为本发明实施例公开的信号处理方法的流程示意图。包括如下步骤：

步骤S401：获取根据预设的拟合模型对输入信号Vin进行拟合计算得到的拟合幅度M。

在执行步骤S401的过程中，涉及的拟合模型为预先设置的。预设所述拟合模型的过程，包括如下步骤：

首先，测量所述被驱动元件的频率响应曲线。

其次，拟合所述频率响应曲线，建立拟合模型。

其中，所述拟合模型包括对应拟合所述频率响应曲线的传递函数。

步骤S402：依据所述拟合幅度M判断所述输入信号Vin是否需要增益，并根据判断结果得到对应的增益信号G。

在执行步骤S402的过程中，依据所述拟合幅度判断所述输入信号是否需要增益，并根据判断结果得到对应的增益信号，具体包括如下步骤：

首先，判断所述拟合幅度是否大于设定阈值。

其次，当所述拟合幅度大于所述设定阀值，确定判断结果为所述输入信号需要减少增益。

其次，依据所述判断结果减小所述输入信号的拟合幅度，直至所述拟合幅度小于所述设定阀值，得到对应的增益信号。

其次，当所述拟合幅度小于所述设定阀值，确定判断结果为所述输入信号不需要减少增益。

步骤S403：获取根据预设时间延时所述输入信号Vin，得到的延时信号D。

在执行步骤S403的过程中，所述预设时间与得到所述增益信号G的时间相同，以便于后续得到的延时信号D和增益信号G能够同步。

步骤S404：基于该增益信号G对该延时信号D进行处理，得到增益输出信号Vout。

在执行步骤S404的过程中，基于该增益信号G对该延时信号D进行处理的过程依据公式(1)完成。

Vout＝G*D(1)

其中，Vout为增益输出信号，G为增益信号，D为延时信号。

在具体实现过程中，可以依据乘法器实现，但是本发明实施例并不仅限于乘法器，只要是能够实现乘法器功能的其他设备也可以完成该处理。

上述本发明实施例通过预先设定的拟合模型对输入信号进行拟合计算得到拟合幅度，增益计算模块根据该拟合幅度进行判断是否需要增益，并根据判断结果进行处理得到增益信号，基于增益信号对根据预设时间延时得到的延时信号进行处理得到输出信号，使输出信号更加贴近被驱动元件的特性，精度高。基于此，上述本发明实施例所公开的信号处理方法不仅结构简单，而且计算量小，同时，还能够提高处理信号的效率高和处理效果。

实施例四

本申请实施例还提供相应的信号处理系统。如图5所示，为本发明实施例公开的信号处理系统，该信号处理系统包括：

信号处理装置501、驱动器502和被驱动元件503，该信号处理装置501可以为上述本发明实施例一和实施例二中公开的任一信号处理装置。具体的执行原理也相同，这里不再进行赘述。

结合上述本发明实施例一和实施例二公开的信号处理装置，以及实施例三公开的信号处理方法。结合图1和图3，该图5公开的信号处理系统具体对信号进行处理的过程如下：

首先，预先测量被驱动元件503的频率响应曲线，将被驱动元件503的频率响应曲线进行拟合，建立拟合模型102。

输入信号Vin输入到延时器101构成的第一支路中，延时器101根据预设时间对输入信号Vin进行延时处理，得到延时信号D，将延时信号D输入乘法器104的一输入端。

输入信号Vin输入到由拟合模型102和增益计算模块103构成的第二支路中，该拟合模型102获取输入信号Vin，基于预设的拟合模型102中的传递函数，将输入信号Vin进行拟合计算得到拟合幅度M，并将所述拟合幅度M发送给该增益计算模块103。

该增益计算模块103根据所述的拟合幅度M判断该输入信号Vin是否需要增益，并根据判断结果得到对应的增益信号G，将该增益信号G输入乘法器104的另一输入端。

该乘法器104，基于所述增益信号G对所述延时信号D进行处理，得到增益输出信号Vout，将该输出信号Vout发送给驱动器502。

该驱动器502，获取输出信号Vout，进行相应的驱动操作。

该被驱动元件503，响应所述驱动器502的驱动操作。

本发明实施例通过预先设定的拟合模型，对输入信号进行拟合计算得到拟合幅度，增益计算模块根据该拟合幅度进行判断是否需要增益，并根据判断结果进行处理得到增益信号，基于增益信号对根据预设时间延时得到的延时信号进行处理得到输出信号，使输出信号更加贴近被驱动元件的特性，精度高。基于此，上述本发明实施例所公开的信号处理系统不仅结构简单，而且计算量小，同时，还能够提高处理信号的效率高和处理效果。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

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 (9)

1.一种信号处理方法，其特征在于，适用于信号处理装置，所述信号处理装置与驱动器、被驱动元件构成信号处理系统，所述方法包括：

获取根据预设的拟合模型对输入信号进行拟合计算得到的拟合幅度；

依据所述拟合幅度判断所述输入信号是否需要增益，并根据判断结果得到对应的增益信号；

获取根据预设时间延时所述输入信号，得到的延时信号，所述预设时间与得到所述增益信号的时间相同；

基于所述增益信号对所述延时信号进行处理，得到增益输出信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设所述拟合模型的过程包括：

测量所述被驱动元件的频率响应曲线；

拟合所述频率响应曲线，建立拟合模型，所述拟合模型包括对应拟合所述频率响应曲线的传递函数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取根据预设的拟合模型对输入信号进行拟合计算得到的拟合幅度，包括：

基于预设的所述拟合模型中的传递函数，将所述输入信号作为所述传递函数的输入，进行拟合计算，得到拟合幅度；

其中，所述传递函数包括线性近似函数，或者最小二乘函数。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述依据所述拟合幅度判断所述输入信号是否需要增益，并根据判断结果得到对应的增益信号，包括：

判断所述拟合幅度是否大于设定阈值；

当所述拟合幅度大于所述设定阀值，确定判断结果为所述输入信号需要减少增益；

依据所述判断结果减小所述输入信号的拟合幅度，直至所述拟合幅度小于所述设定阀值，得到对应的增益信号。

5.一种信号处理装置，其特征在于，所述信号处理装置包括：乘法器，由延时器构成的第一支路，由拟合模型和增益计算模块串联构成的第二支路；

输入信号输入所述拟合模型，所述拟合模型用于对所述输入信号进行拟合计算得到的拟合幅度，并将所述拟合幅度输入至串联的所述增益计算模块；

所述增益计算模块，用于依据所述拟合幅度判断所述输入信号是否需要增益，并根据判断结果得到对应的增益信号，并将所述增益信号作为所述乘法器的一输入；

所述输入信号输入所述延时器，所述延时器用于根据预设时间延时所述输入信号，得到的延时信号，并将所述延时信号作为所述乘法器的另一输入，所述预设时间与得到所述增益信号的时间相同；

所述乘法器，用于基于所述增益信号对所述延时信号进行处理，得到增益输出信号。

6.根据权利要求5所述的信号处理装置，其特征在于，还包括：处理器；

所述处理器，用于测量所述被驱动元件的频率响应曲线，以及拟合所述频率响应曲线，建立拟合模型，所述拟合模型包括对应拟合所述频率响应曲线的传递函数。

7.根据权利要求5所述的信号处理装置，其特征在于，所述拟合模型包括传递函数，将所述输入信号作为所述传递函数的输入，所述传递函数，用于基于所述输入信号进行拟合计算，得到拟合幅度；

其中，所述传递函数包括线性近似函数，或者最小二乘函数。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的信号处理装置，其特征在于，所述增益计算模块包括：

比较器，用于判断所述拟合幅度是否大于设定阈值，当所述拟合幅度超过所述设定阀值，确定判断结果为所述输入信号需要减少增益，当所述拟合幅度小于所述设定阀值，确定判断结果为所述输入信号无需增益；

增益调整模块，用于依据所述判断结果减小所述输入信号的拟合幅度，直至所述拟合幅度小于所述设定阀值，得到对应的增益信号。

9.一种信号处理系统，其特征在于，所述信号处理系统包括权利要求5-8中任一项所述的所述信号处理装置，以及所述驱动器和所述被驱动元件，所述信号处理装置与所述驱动器、所述被驱动元件相连。