CN111294711A - 信号处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种信号处理方法及装置，所述方法包括：获得输入信号的不同频段的多个子频段信号；根据每个子频段信号的幅度增益及在扬声器产生的振膜位移的位移增益确定每个子频段信号的增益，将每个子频段信号的增益与相应的子频段信号相乘，得到处理后的子频段信号；对多个处理后的子频段信号进行求和得到中间信号，并将所述中间信号转换为音频信号。本公开可以实现防止扬声器发出失真信号及发生机械损坏的同时充分利用扬声器的性能潜力提高输出响度。

Description

信号处理方法及装置

技术领域

本公开涉及信号处理领域，尤其涉及一种信号处理方法及装置。

背景技术

扬声器作为传播声音的工具，在各个领域都有广泛的应用，尤其在终端 (例如手机)领域，扬声器更是必不可少的组件之一。由于手机追求轻薄化，留给扬声器的内部空间有限，导致声音质量变差，具体表现为重放能力低，声音响度不够。相反，用户对手机的音频需求越来越高，希望输出的声音响度更大音质更好。然而，在增大声音响度的同时，扬声器容易发出失真信号，且也容易对扬声器造成机械损坏。

因此，急需提出一种新的技术方案，实现防止扬声器发出失真信号及发生机械损坏的同时充分利用扬声器的性能潜力提高输出响度。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种信号处理方法，所述方法包括：

获得输入信号的不同频段的多个子频段信号；

根据每个子频段信号的幅度增益及在扬声器产生的振膜位移的位移增益确定每个子频段信号的增益，将每个子频段信号的增益与相应的子频段信号相乘，得到处理后的子频段信号；

对多个处理后的子频段信号进行求和得到中间信号，并将所述中间信号转换为音频信号。

在一种可能的实施方式中，对多个处理后的子频段信号进行求和得到中间信号后，所述方法还包括：

确定所述中间信号的增益，将所述中间信号的增益与所述中间信号相乘，得到处理后的中间信号；

所述将所述中间信号转换为音频信号，包括：

将所述处理后的中间信号转换为音频信号。

在一种可能的实施方式中，所述根据每个子频段信号的幅度增益及在扬声器产生的振膜位移的位移增益确定每个子频段信号的增益，包括：

确定所述每个子频段信号的幅度增益；

确定所述每个子频段信号在扬声器产生的振膜位移的位移增益；

将所述每个子频段信号的幅度增益及所述每个子频段信号的位移增益的较小值作为所述每个子频段信号的增益。

在一种可能的实施方式中，所述确定所述每个子频段信号的幅度增益，包括：

确定所述每个子频段信号的幅度最大值；

利用预设幅度值及所述每个子频段信号的幅度最大值得到所述每个子频段信号的幅度增益。

在一种可能的实施方式中，所述确定所述每个子频段信号在扬声器产生的振膜位移的位移增益，包括：

对所述每个子频段信号进行降采样处理，得到每个子频段信号的降采样信号；

利用所述每个子频段信号的降采样信号进行位移估计，得到每个子频段信号的估计位移；

利用预设位移值及所述每个子频段信号的估计位移得到所述每个子频段信号的位移增益。

在一种可能的实施方式中，所述利用所述每个子频段信号的降采样信号进行位移估计，得到每个子频段信号的估计位移，包括：

利用预设电压-位移传递函数对所述每个子频段信号的降采样信号进行处理，得到每个子频段信号的估计位移。

在一种可能的实施方式中，在根据每个子频段信号的幅度增益及在扬声器产生的振膜位移的位移增益确定每个子频段信号的增益之前，所述方法还包括：

对所述每个子频段信号进行缓冲处理，得到缓冲后的每个子频段信号；

根据每个子频段信号的幅度增益及在扬声器产生的振膜位移的位移增益确定每个子频段信号的增益，包括：

根据缓冲后的每个子频段信号的幅度增益及在扬声器产生的振膜位移的位移增益确定缓冲后的每个子频段信号的增益。

根据本公开的另一方面，提出了一种信号处理装置，所述装置包括：

频段划分模块，用于获得输入信号的不同频段的多个子频段信号；

增益控制模块，连接于所述频段划分模块，用于根据每个子频段信号的幅度增益及在扬声器产生的振膜位移的位移增益确定每个子频段信号的增益，将每个子频段信号的增益与相应的子频段信号相乘，得到处理后的子频段信号；

处理模块，连接于所述增益控制模块，用于对多个处理后的子频段信号进行求和得到中间信号，并将所述中间信号转换为音频信号。

在一种可能的实施方式中，所述处理模块包括：

乘法子模块，用于确定所述中间信号的增益，将所述中间信号的增益与所述中间信号相乘，得到处理后的中间信号；

转换子模块，连接于所述乘法子模块，用于将所述处理后的中间信号转换为音频信号。

在一种可能的实施方式中，所述增益控制模块，包括：

幅度增益确定子模块，用于确定所述每个子频段信号的幅度增益；

位移增益确定子模块，用于确定所述每个子频段信号在扬声器产生的振膜位移的位移增益；

增益控制子模块，用于将所述每个子频段信号的幅度增益及所述每个子频段信号的位移增益的较小值作为所述每个子频段信号的增益。

在一种可能的实施方式中，所述确定所述每个子频段信号的幅度增益，包括：

确定所述每个子频段信号的幅度最大值；

利用预设幅度值及所述每个子频段信号的幅度最大值得到所述每个子频段信号的幅度增益。

在一种可能的实施方式中，所述确定所述每个子频段信号在扬声器产生的振膜位移的位移增益，包括：

对所述每个子频段信号进行降采样处理，得到每个子频段信号的降采样信号；

利用所述每个子频段信号的降采样信号进行位移估计，得到每个子频段信号的估计位移；

利用预设位移值及所述每个子频段信号的估计位移得到所述每个子频段信号的位移增益。

在一种可能的实施方式中，所述利用所述每个子频段信号的降采样信号进行位移估计，得到每个子频段信号的估计位移，包括：

利用预设电压-位移传递函数对所述每个子频段信号的降采样信号进行处理，得到每个子频段信号的估计位移。

在一种可能的实施方式中，所述增益控制模块，包括：

缓冲子模块，用于对所述每个子频段信号进行缓冲处理，得到缓冲后的每个子频段信号；

根据每个子频段信号的幅度增益及在扬声器产生的振膜位移的位移增益确定每个子频段信号的增益，包括：

根据缓冲后的每个子频段信号的幅度增益及在扬声器产生的振膜位移的位移增益确定缓冲后的每个子频段信号的增益。

根据本公开的另一方面，提供了一种信号处理装置，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为执行上述方法。

根据本公开的另一方面，提供了一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其中，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述方法。

根据所述信号处理方法及装置，本公开通过将输入信号转换为不同频段的多个子频段信号，根据每个子频段信号的幅度增益及在扬声器产生的振膜位移的位移增益对每个子频段信号进行增益控制并得到音频信号，可以实现防止扬声器发出失真信号及发生机械损坏的同时充分利用扬声器的性能潜力提高输出响度。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。

图1示出了根据本公开一实施方式的信号处理方法的流程图。

图2a示出了根据本公开一实施方式的将输入信号转换为多个子频段信号的示意图。

图2b示出了根据本公开一实施方式的将输入信号转换为多个子频段信号的示意图。

图3a示出了根据本公开一实施方式的信号处理方法的示意图。

图3b示出了根据本公开一实施方式的信号处理方法中增益控制的示意图。

图3c示出了根据本公开一实施方式的信号处理方法中的确定位移增益的示意图。

图3d示出了一种扬声器的电压-位移函数传递曲线的示意图。

图4示出了根据本公开一实施方式的信号处理方法的示意图。

图5a及图5b分别示出了利用相关技术及本公开技术方案处理相同输入信号后得到的音频信号的波形示意图。

图6示出了利用相关技术及本公开技术方案处理相同输入信号后得到的音频信号的频响曲线示意图。

图7示出了根据本公开一实施方式的信号处理装置的框图。

图8示出了根据本公开一实施方式的信号处理装置的框图。

图9示出了根据本公开一实施方式的信号处理装置的框图。

图10示出了根据本公开一实施方式的信号处理装置的框图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

请参阅图1，图1示出了根据本公开一实施方式的信号处理方法的流程图。

所述方法可以应用于终端中，终端又称之为用户设备(user equipment， UE)、移动台(mobile station，MS)、移动终端(mobile terminal，MT)等，是一种向用户提供语音和/或数据连通性的设备，例如，具有无线连接功能的手持式设备、车载设备等。目前，一些终端的举例为：手机(mobile phone)、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、移动互联网设备(mobile internetdevice， MID)、可穿戴设备，虚拟现实(virtual reality，VR)设备、增强现实 (augmentedreality，AR)设备、工业控制(industrial control)中的无线终端、无人驾驶(selfdriving)中的无线终端、远程手术(remote medical surgery)中的无线终端、智能电网(smart grid)中的无线终端、运输安全(transportation safety) 中的无线终端、智慧城市(smart city)中的无线终端、智慧家庭(smart home) 中的无线终端、车联网中的无线终端等。

如图1所示，所述，所述方法包括：

步骤S110，获得输入信号的不同频段的多个子频段信号；

步骤S120，根据每个子频段信号的幅度增益及在扬声器产生的振膜位移的位移增益确定每个子频段信号的增益，将每个子频段信号的增益与相应的子频段信号相乘，得到处理后的子频段信号；

步骤S130，对多个处理后的子频段信号进行求和得到中间信号，并将所述中间信号转换为音频信号。

根据所述信号处理方法，本公开通过将输入信号转换为不同频段的多个子频段信号，根据每个子频段信号的幅度增益及在扬声器产生的振膜位移的位移增益对每个子频段信号进行增益控制并得到音频信号，可以实现防止扬声器发出失真信号及发生机械损坏的同时充分利用扬声器的性能潜力提高输出响度。

多个子频段信号可分别包括输入信号整个频段中的一部分，且各子频段信号的频段可互不重叠。步骤S110获得输入信号的不同频段的多个子频段信号的方式可以包括多种，本公开不对如何将输入信号转换为不同频段的多个子频段信号的实现方式进行限制。

下面对实现将输入信号转换为不同频段的多个子频段信号的方法进行举例说明。

在一种可能的实施方式中，可以通过滤波器将输入信号分为k个子频段 (k≥2)分频点可表示为f_ck,各子频段信号表示为 s_band1(n),s_band2(n)…s_bandk(n)。当k＝2，分频滤波器可采用Linkwitz-Riley 滤波器等。若k≥3，可直接设计带通滤波器或设计级联的低通、高通滤波器进行滤波处理。

请参阅图2a，图2a示出了根据本公开一实施方式的将输入信号转换为多个子频段信号的示意图。

如图2a所示，在一种可能的实施方式中，输入信号101(s(n))分别经过截止频率为f_c1的低通滤波器202、通带为f_c1～f_c2的带通滤波器203、高通滤波器204处理，得到低频段信号103-1(s_band1(n))，中频段信号 103-2(s_band2(n))，高频段信号103-3(s_band3(n))。应该说明的是，本示例示出的是子频段k的数目为3，在其他的示例中，k的数目可以是大于3 的，当k的数目大于3时，可以根据需要设计多个具有不同通带的带通滤波器 203，从而得到任意数目的子频段信号。

请参阅图2b，图2b示出了根据本公开一实施方式的将输入信号转换为多个子频段信号的示意图。

如图2b所示，在一种可能的实施方式中，输入信号101(s(n))可以经过低通滤波器205得到低频段信号103-1(s_band1(n))，经过高通滤波器206处理得到滤波信号207，滤波信号207再分别经过低通滤波器208得到中频段信号103-2(s_band2(n))，经过高通滤波器209得到高频段信号 103-3(s_band3(n))。本领域技术人员可以将高通滤波器209得到的高频段信号103-3再次输入到低通滤波器、高通滤波器得到另一个中频段信号及高频信号。可见，通过以上方法，本领域技术人员可以根据需要获得任意数目的子频段信号。

应该说明的是，本领域技术人员可以根据需要选择合适的滤波器，本公开对滤波器的类型、参数等都不做限制。

请参阅图3a，图3a示出了根据本公开一实施方式的信号处理方法的示意图。

如图3a所示，本公开可以分别对多个子频段信号103-1至103-k进行增益控制，并对每个经过增益控制的子频段信号进行求和，得到所述中间信号307。

下面对子频段信号进行增益控制进行说明。

在一种可能的实施方式中，步骤S120根据每个子频段信号的幅度增益及在扬声器产生的振膜位移的位移增益确定每个子频段信号的增益，可以包括：

确定所述每个子频段信号的幅度增益；

确定所述每个子频段信号在扬声器产生的振膜位移的位移增益；

将所述每个子频段信号的幅度增益及所述每个子频段信号的位移增益的较小值作为所述每个子频段信号的增益。

请参阅图3b，图3b示出了根据本公开一实施方式的信号处理方法中增益控制的示意图。

如图3b所示，在根据每个子频段信号的幅度增益及在扬声器产生的振膜位移的位移增益确定每个子频段信号的增益之前，所述方法可以包括：

对所述每个子频段信号103-k进行缓冲处理，得到缓冲后的每个子频段信号402。

在一种可能的实施方式中，步骤S120根据每个子频段信号的幅度增益及在扬声器产生的振膜位移的位移增益确定每个子频段信号的增益，可以包括：

根据缓冲后的每个子频段信号的幅度增益及在扬声器产生的振膜位移的位移增益确定缓冲后的每个子频段信号的增益。

应该说明的是，为了消除干扰，使得对每个子频段信号的增益有更加准确的判断，可以对每个子频段信号进行缓冲处理，但是，在一些可能的实施方式中，也可以不对子频段信号103-k进行缓冲处理，而直接进行增益控制，对此，本公开不做限制。本领域技术人员可以根据需要选择是否对每个子频段信号进行缓冲或者对部分子频段信号进行缓冲处理。

并且，本领域技术人员可以根据需要选择缓冲的实现方式，例如，可以通过各种常见的缓冲器对子频段信号103-k进行缓冲，对此，本公开不做限制。

下面将以进行缓冲后的子频段信号402为例进行说明。

在一种可能的实施方式中，所述确定所述每个子频段信号的幅度增益，可以包括：

确定所述每个子频段信号的幅度最大值；

利用预设幅度值及所述每个子频段信号的幅度最大值得到所述每个子频段信号的幅度增益。

通过以上方法，本公开可以确定每个子频段信号的幅度增益。

在得到缓冲后的子频段信号402后，可以确定缓冲后的子频段信号402的幅值(例如缓冲时间内的子频段信号402的最大幅值)，并利用子频段信号预设幅值阈值及缓冲后的子频段信号402的幅值确定幅值增益405。

在一个示例中，可以将子频段信号的预设幅值阈值之比与缓冲后的子频段信号402的幅值作为幅值增益405。在不进行缓冲的情况下，也可以将子频段信号的预设幅值阈值与子频段信号的幅值之比作为幅值增益405。

所述预设幅值阈值可以根据功放可以输出的电压进行设置，对于其具体值，本公开不做限定。

在一种可能的实施方式中，所述确定所述每个子频段信号在扬声器产生的振膜位移的位移增益，可以包括：

对所述每个子频段信号进行降采样处理，得到每个子频段信号的降采样信号；

利用所述每个子频段信号的降采样信号进行位移估计，得到每个子频段信号的估计位移；

利用预设位移值及所述每个子频段信号的估计位移得到所述每个子频段信号的位移增益。

通过以上方法，本公开可以确定每个子频段信号的位移增益407。

在一种可能的实施方式中，可以通过控制缓冲后的子频段信号402所产生的位移不超过预设位移值来确定位移增益407。

请参阅图3c，图3c示出了根据本公开一实施方式的信号处理方法中的确定位移增益的示意图。

如图3c所示，根据“对所述每个子频段信号进行降采样处理，得到每个子频段信号的降采样信号”，对所述每个子频段信号402进行降采样处理后，得到每个子频段信号402的降采样信号502。

请参阅图3d，图3d示出了一种扬声器的电压-位移函数传递曲线的示意图。

如图3d所示，一般而言，对扬声器的位移(振膜位移)贡献较大的频段在千赫兹(例如3000hz)级别及以下，而高于千赫兹级别的频段对位移的贡献越来越小。因此，通过对缓冲后的子频段信号402进行降采样，可以显著降低计算量。

当然，本领域技术人员可以根据需要确定降采样的方式(例如选择降采样滤波器)及采样率，对此，本公开不做限定。

在一种可能的实施方式中，所述利用所述每个子频段信号的降采样信号进行位移估计，得到每个子频段信号的估计位移，可以包括：

利用预设电压-位移传递函数对所述每个子频段信号的降采样信号进行处理，得到每个子频段信号的估计位移。

在得到降采样信号502后，可以通过预设电压-位移传递函数h_vx(n)确定子频段信号的估计位移504。预设电压-位移传递函数h_vx(n)由扬声器的阻抗特性及力学特性决定，为保证位移估计的准确性，本领域技术人员可以提前测量扬声器的阻抗及力电耦合系数，计算得到预设电压-位移传递函数 h_vx(n)。由于不同的扬声器具有不同的特性，本公开对预设电压-位移传递函数h_vx(n)的具体形式不做限制。

在一种可能的实施方式中，假设s_{bandlk_d}(n)是通过降采样后得到的降采样信号502，对降采样信号进行位移估计得到估计位移504可以表示为

在得到估计位移504后，可以利用预设位移值及所述每个子频段信号的估计位移得到所述每个子频段信号的位移增益。

在一个示例中，可以控制x_bandke(n)不超过扬声器允许的最大位移x_thrdk (预设位移值)，得到位移增益407。

例如，可以将最大位移x_thrdk(预设位移值)及估计位移504的比值作为位移增益407。

请继续参阅图3b，在得到幅度增益405及位移增益407后，根据“将所述每个子频段信号的幅度增益及所述每个子频段信号的位移增益的较小值作为所述每个子频段信号的增益”，可以确定子频段信号的增益。

在确定子频段信号的增益后，根据步骤S120中的“将每个子频段信号的增益与相应的子频段信号相乘，得到处理后的子频段信号”，可以将缓冲后的子频段信号402与确定的子频段信号的增益相乘得到处理后的子频段信号。

如图3d的电压位移传递函数示意图所示，低频段对扬声器位移贡献较大，高频段对扬声器位移贡献较小。在分频段进行增益控制时，低频段信号将主要受位移限制，即大部分情况下幅度增益小于位移增益；而高频段则主要受信号增益限制，即大部分情况下位移增益小于幅度增益。本公开通过将输入信号分为多个子频段，对多个子频段分别进行增益控制，可使各频段信号均能充分利用扬声器的性能潜力。

应该说明的是，在对子频段信号进行增益控制中，预设幅度阈值可根据功放的最大输出设置，预设位移值可根据扬声器的最大位移设置。

在一种可能的实施方式中，对多个处理后的子频段信号进行求和得到中间信号后，所述方法还可以包括：

确定所述中间信号的增益，将所述中间信号的增益与所述中间信号相乘，得到处理后的中间信号。

为避免分频段处理并叠加后得到的中间信号在个别频段处超过功放输出的最大电压，位移超过扬声器的最大位移x_max(n)，可以对中间信号进行全频段的增益控制。

当然，对中间信号进行增益控制的过程与对子频段信号进行增益控制的过程类似，具体请参阅图3b、图3c及相关介绍，在此不再赘述。

应该说明的是，在对中间信号进行增益控制中，中间信号的预设幅度阈值可根据功放的最大输出设置(大于子频段信号预设幅度阈值)，中间信号的预设位移值可根据扬声器的最大位移设置(大于子频段信号的预设位移值)。

通过以上方法，本公开可以在充分利用扬声器的性能潜力提高输出响度的同时，进一步防止扬声器发出失真信号及发生机械损坏的情况。

在一种可能的实施方式中，所述将所述中间信号转换为音频信号，可以包括：

将所述处理后的中间信号转换为音频信号。

在一种可能的实施方式，将所述处理后的中间信号转换为音频信号，可以包括：

对处理后的中间信号进行数模转换，得到模拟信号；

对所述模拟信号进行放大处理，得到音频信号。

本领域技术人员可以根据需要选择数模转换器(DAC)进行数模转换，也可以根据需要确定进行放大处理的功放器，对此，本公开不做限定。

请参阅图4，图4示出了根据本公开一实施方式的信号处理方法的示意图。

如图4所示，本公开可以对输入信号101进行划分频段处理，从而得到不同频段的多个子频段信号103，然后对每个子频段信号分别进行增益控制，根据每个子频段信号的幅度增益及在扬声器产生的振膜位移的位移增益确定每个子频段信号的增益，将每个子频段信号的增益与相应的子频段信号相乘，得到处理后的子频段信号，并对多个处理后的子频段信号进行求和得到中间信号105；在得到中间信号105后，可以对中间信号进行全频段的增益控制，最终将所述中间信号转换为音频信号111。

本公开通过将输入信号转换为不同频段的多个子频段信号，对每个子频段信号进行增益控制并得到音频信号，可以实现防止扬声器发出失真信号及发生机械损坏的同时充分利用扬声器的性能潜力提高输出响度。

请参阅图5a及图5b，图5a及图5b分别示出了利用相关技术及本公开技术方案处理相同输入信号后得到的音频信号的波形示意图。

表1示出了相关技术及处理效果对比，如表1、图5a、图5b所示，本公开技术方案比相关技术处理后的能量大2～5dB。

表1

请参阅图6，图6示出了利用相关技术及本公开技术方案处理相同输入信号后得到的音频信号的频响曲线示意图。

如图6所示，两种方法处理得到的音频信号的低频能量接近，本公开技术方案处理得到的高频更多地利用了扬声器的重放潜力，本公开技术方案处理后的声音能量明显高于相关技术处理后的结果。可见，本公开可以实现防止扬声器发出失真信号及发生机械损坏的同时充分利用扬声器的性能潜力提高输出响度。

请参阅图7，图7示出了根据本公开一实施方式的信号处理装置的框图。

如图7所示，所述装置包括：

频段划分模块10，用于获得输入信号的不同频段的多个子频段信号；

增益控制模块20，连接于所述频段划分模块10，用于根据每个子频段信号的幅度增益及在扬声器产生的振膜位移的位移增益确定每个子频段信号的增益，将每个子频段信号的增益与相应的子频段信号相乘，得到处理后的子频段信号；

处理模块30，连接于所述增益控制模块20，用于对多个处理后的子频段信号进行求和得到中间信号，并将所述中间信号转换为音频信号。

根据所述信号处理装置，本公开通过将输入信号转换为不同频段的多个子频段信号，根据每个子频段信号的幅度增益及在扬声器产生的振膜位移的位移增益对每个子频段信号进行增益控制并得到音频信号，可以实现防止扬声器发出失真信号及发生机械损坏的同时充分利用扬声器的性能潜力提高输出响度。

请参阅图8，图8示出了根据本公开一实施方式的信号处理装置的框图。

在一种可能的实施方式中，如图8所示，所述处理模块30，可以包括：

乘法子模块310，用于确定所述中间信号的增益，将所述中间信号的增益与所述中间信号相乘，得到处理后的中间信号；

转换子模块320，连接于所述乘法子模块310，用于将所述处理后的中间信号转换为音频信号。

在一种可能的实施方式中，所述增益控制模块20，可以包括：

幅度增益确定子模块220，用于确定所述每个子频段信号的幅度增益；

位移增益确定子模块230，用于确定所述每个子频段信号在扬声器产生的振膜位移的位移增益；

增益控制子模块240，用于将所述每个子频段信号的幅度增益及所述每个子频段信号的位移增益的较小值作为所述每个子频段信号的增益。

在一种可能的实施方式中，所述确定所述每个子频段信号的幅度增益，包括：

确定所述每个子频段信号的幅度最大值；

利用预设幅度值及所述每个子频段信号的幅度最大值得到所述每个子频段信号的幅度增益。

在一种可能的实施方式中，所述确定所述每个子频段信号在扬声器产生的振膜位移的位移增益，包括：

对所述每个子频段信号进行降采样处理，得到每个子频段信号的降采样信号；

利用所述每个子频段信号的降采样信号进行位移估计，得到每个子频段信号的估计位移；

利用预设位移值及所述每个子频段信号的估计位移得到所述每个子频段信号的位移增益。

在一种可能的实施方式中，所述利用所述每个子频段信号的降采样信号进行位移估计，得到每个子频段信号的估计位移，包括：

利用预设电压-位移传递函数对所述每个子频段信号的降采样信号进行处理，得到每个子频段信号的估计位移。

在一种可能的实施方式中，所述增益控制模块20，还可以包括：

缓冲子模块210，用于对所述每个子频段信号进行缓冲处理，得到缓冲后的每个子频段信号；

根据每个子频段信号的幅度增益及在扬声器产生的振膜位移的位移增益确定每个子频段信号的增益，包括：

根据缓冲后的每个子频段信号的幅度增益及在扬声器产生的振膜位移的位移增益确定缓冲后的每个子频段信号的增益。

请参阅图9，图9示出了根据本公开一实施方式的信号处理装置的框图。

例如，装置800可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等。

参照图9，装置800可以包括以下一个或多个组件：处理组件802，存储器804，电源组件806，多媒体组件808，音频组件810，输入/输出(I/O)的接口812，传感器组件814，以及通信组件816。

处理组件802通常控制装置800的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件802可以包括一个或多个处理器820来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件802可以包括一个或多个模块，便于处理组件802和其他组件之间的交互。例如，处理组件802可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件808和处理组件802之间的交互。

存储器804被配置为存储各种类型的数据以支持在装置800的操作。这些数据的示例包括用于在装置800上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器804可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器 (SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

电源组件806为装置800的各种组件提供电力。电源组件806可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为装置800生成、管理和分配电力相关联的组件。

多媒体组件808包括在所述装置800和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件808包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当装置800处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。

音频组件810被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件810包括一个麦克风(MIC)，当装置800处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器804或经由通信组件816发送。在一些实施例中，音频组件810还包括一个扬声器，用于输出音频信号。

I/O接口812为处理组件802和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。

传感器组件814包括一个或多个传感器，用于为装置800提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件814可以检测到装置800的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为装置800的显示器和小键盘，传感器组件814还可以检测装置800或装置800一个组件的位置改变，用户与装置800接触的存在或不存在，装置800方位或加速/减速和装置800的温度变化。传感器组件814 可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件814还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件814还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。

通信组件816被配置为便于装置800和其他设备之间有线或无线方式的通信。装置800可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件816经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件816还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC 模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带 (UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。

在示例性实施例中，装置800可以被一个或多个应用专用集成电路 (ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。

在示例性实施例中，还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，例如包括计算机程序指令的存储器804，上述计算机程序指令可由装置800的处理器820执行以完成上述方法。

请参阅图10，图10示出了根据本公开一实施方式的信号处理装置的框图。

例如，装置1900可以被提供为一服务器。参照图10，装置1900包括处理组件1922，其进一步包括一个或多个处理器，以及由存储器1932所代表的存储器资源，用于存储可由处理组件1922的执行的指令，例如应用程序。存储器1932中存储的应用程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理组件1922被配置为执行指令，以执行上述方法。

装置1900还可以包括一个电源组件1926被配置为执行装置1900的电源管理，一个有线或无线网络接口1950被配置为将装置1900连接到网络，和一个输入输出(I/O)接口1958。装置1900可以操作基于存储在存储器1932的操作系统，例如Windows ServerTM，MacOS XTM，UnixTM,LinuxTM， FreeBSDTM或类似。

在示例性实施例中，还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，例如包括计算机程序指令的存储器1932，上述计算机程序指令可由装置1900的处理组件1922执行以完成上述方法。

本公开可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本公开的各个方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。

这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构 (ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。

这里参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (14)

1.一种信号处理方法，其特征在于，所述方法包括：

获得输入信号的不同频段的多个子频段信号；

根据每个子频段信号的幅度增益及在扬声器产生的振膜位移的位移增益确定每个子频段信号的增益，将每个子频段信号的增益与相应的子频段信号相乘，得到处理后的子频段信号；

对多个处理后的子频段信号进行求和得到中间信号，并将所述中间信号转换为音频信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对多个处理后的子频段信号进行求和得到中间信号后，所述方法还包括：

确定所述中间信号的增益，将所述中间信号的增益与所述中间信号相乘，得到处理后的中间信号；

所述将所述中间信号转换为音频信号，包括：

将所述处理后的中间信号转换为音频信号。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据每个子频段信号的幅度增益及在扬声器产生的振膜位移的位移增益确定每个子频段信号的增益，包括：

确定所述每个子频段信号的幅度增益；

确定所述每个子频段信号在扬声器产生的振膜位移的位移增益；

将所述每个子频段信号的幅度增益及所述每个子频段信号的位移增益的较小值作为所述每个子频段信号的增益。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定所述每个子频段信号的幅度增益，包括：

确定所述每个子频段信号的幅度最大值；

利用预设幅度值及所述每个子频段信号的幅度最大值得到所述每个子频段信号的幅度增益。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定所述每个子频段信号在扬声器产生的振膜位移的位移增益，包括：

对所述每个子频段信号进行降采样处理，得到每个子频段信号的降采样信号；

利用所述每个子频段信号的降采样信号进行位移估计，得到每个子频段信号的估计位移；

利用预设位移值及所述每个子频段信号的估计位移得到所述每个子频段信号的位移增益。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述利用所述每个子频段信号的降采样信号进行位移估计，得到每个子频段信号的估计位移，包括：

利用预设电压-位移传递函数对所述每个子频段信号的降采样信号进行处理，得到每个子频段信号的估计位移。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据每个子频段信号的幅度增益及在扬声器产生的振膜位移的位移增益确定每个子频段信号的增益之前，所述方法还包括：

对所述每个子频段信号进行缓冲处理，得到缓冲后的每个子频段信号；

根据每个子频段信号的幅度增益及在扬声器产生的振膜位移的位移增益确定每个子频段信号的增益，包括：

根据缓冲后的每个子频段信号的幅度增益及在扬声器产生的振膜位移的位移增益确定缓冲后的每个子频段信号的增益。

8.一种信号处理装置，其特征在于，所述装置包括：

频段划分模块，用于获得输入信号的不同频段的多个子频段信号；

增益控制模块，连接于所述频段划分模块，用于根据每个子频段信号的幅度增益及在扬声器产生的振膜位移的位移增益确定每个子频段信号的增益，将每个子频段信号的增益与相应的子频段信号相乘，得到处理后的子频段信号；

处理模块，连接于所述增益控制模块，用于对多个处理后的子频段信号进行求和得到中间信号，并将所述中间信号转换为音频信号。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述处理模块包括：

乘法子模块，用于确定所述中间信号的增益，将所述中间信号的增益与所述中间信号相乘，得到处理后的中间信号；

转换子模块，连接于所述乘法子模块，用于将所述处理后的中间信号转换为音频信号。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述增益控制模块，包括：

幅度增益确定子模块，用于确定所述每个子频段信号的幅度增益；

位移增益确定子模块，用于确定所述每个子频段信号在扬声器产生的振膜位移的位移增益；

增益控制子模块，用于将所述每个子频段信号的幅度增益及所述每个子频段信号的位移增益的较小值作为所述每个子频段信号的增益。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述确定所述每个子频段信号的幅度增益，包括：

确定所述每个子频段信号的幅度最大值；

利用预设幅度值及所述每个子频段信号的幅度最大值得到所述每个子频段信号的幅度增益。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述确定所述每个子频段信号在扬声器产生的振膜位移的位移增益，包括：

对所述每个子频段信号进行降采样处理，得到每个子频段信号的降采样信号；

利用所述每个子频段信号的降采样信号进行位移估计，得到每个子频段信号的估计位移；

利用预设位移值及所述每个子频段信号的估计位移得到所述每个子频段信号的位移增益。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述利用所述每个子频段信号的降采样信号进行位移估计，得到每个子频段信号的估计位移，包括：

利用预设电压-位移传递函数对所述每个子频段信号的降采样信号进行处理，得到每个子频段信号的估计位移。

14.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述增益控制模块，包括：

缓冲子模块，用于对所述每个子频段信号进行缓冲处理，得到缓冲后的每个子频段信号；

根据每个子频段信号的幅度增益及在扬声器产生的振膜位移的位移增益确定每个子频段信号的增益，包括：

根据缓冲后的每个子频段信号的幅度增益及在扬声器产生的振膜位移的位移增益确定缓冲后的每个子频段信号的增益。

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