CN111385714A - 扬声器的音圈温度确定方法、电子设备及存储介质 - Google Patents

扬声器的音圈温度确定方法、电子设备及存储介质 Download PDF

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CN111385714A CN202010185156.7A CN202010185156A CN111385714A CN 111385714 A CN111385714 A CN 111385714A CN 202010185156 A CN202010185156 A CN 202010185156A CN 111385714 A CN111385714 A CN 111385714A
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Abstract

本申请实施例公开了一种扬声器的音圈温度确定方法、电子设备及存储介质，涉及数据处理领域。该方法包括：获取第一音频信号；利用预设增益参数对第一音频信号进行补偿处理，得到第二音频信号，根据第二音频信号的第一预设参数和二阶温度模型，得到预测温度；计算预测温度与参考温度之间的温差，参考温度为根据第三音频信号的第二预设参数得到；在温差大于温差阈值的情况下，减小预设增益参数，直至温差不大于温差阈值；在温差不大于温差阈值的情况下，确定预测温度为扬声器的目标音圈温度。本申请实施例的技术方案可以解决无法准确地获取到扬声器的音圈温度的问题。

Description

扬声器的音圈温度确定方法、电子设备及存储介质
技术领域
本申请实施例涉及数据处理领域，尤其涉及一种扬声器的音圈温度确定方法、电子设备及存储介质。
背景技术
目前大多数电子设备中均设置有扬声器，以实现声音外放。而且，带有外放功能的便携式电子设备的数量也越来越多，成为了一种趋势。由于便携式电子设备本身尺寸较小，便携式电子设备中也采用了较小尺寸的扬声器实现外放功能。但较小尺寸的扬声器只能承受有限的功率输出。若功率输出过大，会造成音圈发热，甚至损坏扬声器。
现阶段，为了避免损坏扬声器，会根据扬声器的音圈温度，调整扬声器的输出功率。因此，为了准确地调整输出功率，需要准确地获取到音圈温度。然而，现阶段无法准确地获取到扬声器的音圈温度。
发明内容
本申请实施例提供一种扬声器的音圈温度确定方法、电子设备及存储介质，能够解决无法准确地获取到扬声器的音圈温度的问题。
为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供了一种扬声器的音圈温度确定方法，包括：获取第一音频信号，第一音频信号为输入扬声器之前且未压缩的音频信号；利用预设增益参数对第一音频信号进行补偿处理，得到第二音频信号；根据第二音频信号的第一预设参数和二阶温度模型，得到预测温度；计算预测温度与参考温度之间的温差，参考温度为根据第三音频信号的第二预设参数得到，第三音频信号为输入扬声器之前且已压缩的音频信号；在温差大于温差阈值的情况下，减小预设增益参数，直至温差不大于温差阈值；在温差不大于温差阈值的情况下，确定预测温度为扬声器的目标音圈温度。
第二方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：获取模块，用于获取第一音频信号，第一音频信号为输入扬声器之前且未压缩的音频信号；温度预测模块，用于利用预设增益参数对第一音频信号进行补偿处理，得到第二音频信号；以及，用于根据第二音频信号的第一预设参数和二阶温度模型，得到预测温度；温差计算模块，用于计算预测温度与参考温度之间的温差，参考温度为根据第三音频信号的第二预设参数得到，第三音频信号为输入扬声器之前且已压缩的音频信号；处理模块，用于在温差大于温差阈值的情况下，减小预设增益参数，直至温差不大于温差阈值，以及，在温差不大于温差阈值的情况下，确定预测温度为扬声器的目标音圈温度。
第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现第一方面的技术方案中的扬声器的音圈温度确定方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现第一方面的技术方案中的扬声器的音圈温度确定方法。
本申请实施例提供一种扬声器的音圈温度确定方法、电子设备及存储介质，利用预设增益参数对第一音频信号进行补偿处理，得到第二音频信号。可通过调整预设增益参数，对利用第二音频信号通过二阶温度模型得到的预测温度进行调整。通过预测温度与参考温度之间的温差，确定预测温度是否准确。在预测温度与参考温度之间的温差大于温差阈值的情况下，减小预设增益参数，完成校准。再次对第一音频信号进行补偿处理，以得到与再次补偿处理后得到的第二音频信号对应的预测温度，直至预测温度与参考温度之间的温差不大于温差阈值，将该预测温度作为目标音圈温度。通过参考温度的反馈和对预设增益参数的调整，提高了获取到的扬声器的音圈温度的准确性。
附图说明
从下面结合附图对本申请的具体实施方式的描述中可以更好地理解本申请。其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。
图1为本申请实施例提供的一种扬声器的工作示意图；
图2为本申请实施例提供的一种微型扬声器的结构示意图；
图3为本申请一实施例提供的一种扬声器的音圈温度确定方法的流程图；
图4为本申请实施例提供的一种二阶温度模型的模拟电路示意图；
图5为本申请实施例提供的另一种二阶温度模型的模拟电路示意图；
图6为利用现有技术确定的音圈温度和音圈实际温度的对比示意图；
图7为利用本申请实施例中扬声器的音圈温度确定方法得到的目标音圈温度与音圈实际温度的对比示意图；
图8为本申请另一实施例提供的一种扬声器的音圈温度确定方法的流程图；
图9为本申请又一实施例提供的一种扬声器的音圈温度确定方法的流程图；
图10为本申请又一实施例提供的一种扬声器的音圈温度确定方法的流程图；
图11为本申请实施例提供的一种结合第一增益、第二增益和第三增益的扬声器的补偿工作示意图；
图12为本申请一实施例提供的一种电子设备的结构示意图；
图13为本申请另一实施例提供的一种电子设备的结构示意图；
图14为本申请又一实施例提供的一种电子设备的结构示意图；
图15为实现本发明各个实施例的一种电子设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供一种扬声器的音圈温度确定方法、电子设备及存储介质，可应用于为利用预测的音圈温度进行各类操作的场景中。比如，利用预测的音圈温度，对电子设备中扬声器的音频信号进行补偿，平衡音圈温度与扬声器的输出功率的场景中。图1为本申请实施例提供的一种扬声器的工作示意图。如图1所示，与扬声器连接的功能装置可接收音频信号的输入，对输入的音频信号进行延时缓冲。其中，音频信号具体可以为数字信号。音频信号的帧长在此并不限定，比如，帧长可为M毫秒，M≥1。将音频信号输入压缩模块11进行动态范围压缩(Dynamic Range Compression，DRC)，将压缩后的音频信号通过数模转换器由数字信号转化为模拟信号。将模拟信号通过功率放大器12放大，并将放大后的模拟信号传输至扬声器20，以使扬声器20发声。其中，数模转换器位于压缩模块11和功率放大器12之间。
图2为本申请实施例提供的一种微型扬声器的结构示意图。需要说明的是，体积较大的扬声器的结构与微型扬声器的结构有细微差别，但工作原理是一致的。如图2所示，微型扬声器20包括悬架21、振膜22、框架23、开孔24、音圈25、磁铁26和磁通路27等组成部分。其中，音圈25缠绕在磁铁26上，磁铁26产生的磁场是固定的。当模拟信号即交流电通过音圈25时会产生交变的磁场，磁场的磁力使音圈25推动振膜22产生振动发声。
在扬声器20发声的过程中，扬声器20会发热，音圈25的温度会上升。若音圈25温度过高，则有可能造成扬声器20的损坏。因此可利用二阶温度模型等扬声器温度模型对音圈25的温度进行确定。但二阶温度模型等扬声器温度模型是基于高频的音频信号建立的，若音频信号为中低频信号，则二阶温度模型等扬声器温度模型确定的音圈25的温度与音圈25的实际温度误差较大，会影响其他利用确定的音圈25的温度的操作的准确性和可靠性。比如，在根据确定的音圈25的温度调节音频信号以对音频信号进行补偿的场景中，音频信号补偿的准确性也会降低。
本申请实施例提供了一种扬声器的音圈温度确定方法、电子设备及存储介质，通过预设增益参数对输入扬声器前还未压缩的音频信号进行补偿处理，利用补偿处理后的音频信号预测得到音圈的预测温度。并利用参考温度判断预测温度是否有效，直至得到有效的预测温度，实现了音圈的温度的确定的准确性的提高。
本申请实施例提供一种扬声器的音圈温度确定方法。图3为本申请一实施例提供的一种扬声器的音圈温度确定方法的流程图。如图3所示，该扬声器的音圈温度确定方法可包括步骤301至步骤305。
在步骤301中，获取第一音频信号。
其中，第一音频信号为输入扬声器之前且未压缩的音频信号。这里的第一音频信号具体可为图1中输入压缩模块11进行动态范围压缩前的音频信号。该第一音频信号具体可为数字信号。
在步骤302中，利用预设增益参数对第一音频信号进行补偿处理，得到第二音频信号。
其中，第一预设参数可为与第二音频信号相关联的电性能参数，用于表征第二音频信号的电性能。比如，第一预设参数具体可包括但不限于电压、电流、功率中的一项或多项。预设增益参数大于0且小于等于1。在进行扬声器的音圈温度预测过程中，初始的预设增益参数可随机设置或根据预设规则设置，在此并不限定。比如，初始的预设增益参数可设置为1。在一些示例中，利用预设增益参数对第一音频信号进行补偿处理，具体可为将第二音频信号缩小至本次补偿处理前的第一音频信号的预测增益参数倍。对应地，第二音频信号的第一预设参数也为补偿处理前的第一音频信号的第一预设参数的预测增益参数倍。
在步骤303中，根据第二音频信号的第一预设参数和二阶温度模型，得到预测温度。
其中，二阶温度模型为表征音圈和磁铁吸热、散热特性的热学等效的电学模型。比如，利用热学电阻和热学电容，音圈和磁铁的温度可以通过二阶温度模型估算出来。其中，二阶温度模型的输入为第二音频信号的第一预设参数，二阶温度模型的输出为与输入对应的预测温度。需要说明的是，也可利用其它温度模型来预测扬声器的音圈的温度，在此并不限定。
下面以两种常见的线性温度模型为例来进行说明。其中，第二音频信号的第一预设参数为功率。
在一些示例中，图4为本申请实施例提供的一种二阶温度模型的模拟电路示意图。如图4所示，R1表示音圈的热学电阻；C1表示音圈的热学电容；R2表示磁铁的热学电阻；C2表示磁铁的热学电容；在本申请实施例中，P表示第二音频信号的功率；Tv表示音圈的温度即为预测温度；Tm表示磁铁的温度，Ta表示环境温度。
其中，二阶温度模型的计算公式包括以下的表达式(1)和表达式(2)：
Figure BDA0002413912000000061
Figure BDA0002413912000000064
其中，s为拉普拉斯参数。根据表达式(1)和表达式(2)即可计算得到预测温度。
在另一些示例中，图5为本申请实施例提供的另一种二阶温度模型的模拟电路示意图。如图5所示，R1表示音圈的热学电阻；C1表示音圈的热学电容；R2表示磁铁的热学电阻；C2表示磁铁的热学电容；在本申请实施例中，P表示第二音频信号的功率；Tv表示音圈的温度即为预测温度；Tm表示磁铁的温度，Ta表示环境温度。
其中，二阶温度模型的计算公式包括以下的表达式(3)和表达式(4)：
Figure BDA0002413912000000062
Figure BDA0002413912000000063
其中，s为拉普拉斯参数。根据表达式(3)和表达式(4)即可计算得到预测温度。
在步骤304中，计算预测温度与参考温度之间的温差。
参考温度为根据第三音频信号的第二预设参数得到。其中，第三音频信号为输入扬声器之前且已压缩的音频信号。第三音频信号具体可为经图1中的压缩模块11进行动态范围压缩后还未输入至扬声器前的功率放大器的音频信号。第三音频信号的第二预设参数可视为反馈信号。第二预设参数可为第三音频信号相关联的电性能参数，用于表征第三音频信号的电性能。比如，第二预设参数具体可包括但不限于电压、电流、功率中的一项或多项。预测温度与参考温度之间的温差在一定程度上可表征预测温度的准确性，从而利用根据第三音频信号得到的参考温度与预测温度进行比较，来对预测温度的准确性进行判断，并可对预测温度进行校准。
在一些示例中，具体可利用第三音频信号的第二预设参数，计算得到扬声器的目标阻抗。经压缩模块进行动态范围压缩后的音频信号在输入到功率放大器之前会添加低频的单频信号，添加了低频的单频信号的音频信号通过带通滤波器，只保留了音频信号的极低频成分。通过带通滤波器后得到的音频信号即为第三音频信号。第三音频信号的第二预设参数具体可包括电流和电压。可计算得到第三音频信号的电流的有效值和电压的有效值，利用第三音频信号的电流的有效值和电压的有效值，计算得到扬声器的直流阻抗，将该直流阻抗作为扬声器的目标阻抗。根据预设的阻抗与音圈温度的映射关系，获取与目标阻抗对应的音圈温度，并将其作为参考温度。扬声器的阻抗与音圈的温度之间存在映射关系，该映射关系具体可为线性关系。在本申请实施例中，可预先计算得到该映射关系，在需要计算参考温度的情况下，利用该映射关系与目标阻抗，得到参考温度。
在步骤305中，在温差大于温差阈值的情况下，减小预设增益参数，并返回步骤302。
在步骤306中，在温差不大于温差阈值的情况下，确定预测温度为扬声器的目标音圈温度。
其中，温差阈值可根据工作场景和工作需求预先设定，在此并不限定。上述温差不大于温差阈值，表示预测温度较为接近参考温度，即预测温度的准确性较高，可作为扬声器的目标音圈温度。
上述预测温度与参考温度之间的温差大于温差阈值，表示预测温度并不接近参考温度，即预测温度的准确性较低，需要进行校准。具体地，通过减小预设增益参数，并返回步骤302，利用减小后的预测增益参数执行步骤302至步骤304，得到更新后的第二音频信号，并根据更新的第二音频信号的第一预设参数和二阶温度模型，得到更新的预测温度，计算更新后的预测温度与参考温度之间的温差。在该温差大于温差阈值的情况下，循环执行步骤302至步骤304，直至预测温度与参考温度之间的温差不大于温差阈值，则可得到目标音圈温度。
在一些示例中，为了避免一些因素对音频信号的短时影响，进一步提高温差与温差阈值比较的可靠性，可计算当前温差与至少部分历史温差的平均值。在该平均值不大于温差阈值的情况下，确定预测温度为扬声器的目标音圈温度；在该平均值大于温差阈值的情况下，减小预设增益参数，并返回步骤302，利用减小后的预测增益参数执行步骤302至步骤304，直至预测温度与参考温度之间的温差不大于温差阈值，得到目标音圈温度。
在本申请实施例中，利用预设增益参数对第一音频信号进行补偿处理，得到第二音频信号。可通过调整预设增益参数，对利用第二音频信号通过二阶温度模型得到的预测温度进行调整。通过预测温度与参考温度之间的温差，确定预测温度是否准确。在预测温度与参考温度之间的温差大于温差阈值的情况下，减小预设增益参数，完成校准。再次对第一音频信号进行补偿处理，以得到与再次补偿处理后得到的第二音频信号对应的预测温度，直至预测温度与参考温度之间的温差不大于温差阈值，将该预测温度作为目标音圈温度。通过参考温度的反馈和对预设增益参数的调整，提高了获取到的扬声器的音圈温度的准确性。
尤其在音频信号为中低频信号的情况下，由于扬声器的振膜在中低频震动的幅度大，容易散热，温升速度与高频信号相比较慢。而扬声器音圈的二阶温度模型是线性模型，针对中低频的音频信号输出的预测温度误差偏大。利用本申请实施例中的扬声器的音圈温度确定方法，可对音频信号中的中低频段进行补偿，以得到更为准确的扬声器的音圈温度。
比如，图6为利用现有技术确定的音圈温度和音圈实际温度的对比示意图。图7为利用本申请实施例中扬声器的音圈温度确定方法得到的目标音圈温度与音圈实际温度的对比示意图。其中，横坐标表示时间，纵坐标表示温度。由图6和图7可得，采用现有技术确定的音圈温度与音圈实际温度存在较大的误差。而采用本申请实施例中的扬声器的音圈温度确定方法得到的目标音圈温度与音圈实际温度之间的误差始终比较小。也就是说，采用本申请实施例中的扬声器的音圈温度确定方法预测得到的目标音圈温度的准确性更高。
上述实施例中确定扬声器的目标音圈温度的过程可应用于对第一音频信号进行补偿的场景中，以调节传输至功率放大器的音频信号，从而保证音圈温度与扬声器的输出功率之间的平衡，避免扬声器输出功率过大导致音圈温度过高的情况，并在扬声器安全的基础上使扬声器的输出声压等级最大化。下面就以对第一音频信号进行补偿的场景为例进行说明。
图8为本申请另一实施例提供的一种扬声器的音圈温度确定方法的流程图。图8与图3的不同之处在于，图8所示的扬声器的音圈温度确定方法还可包括步骤307和步骤308。
在步骤307中，根据用于补偿处理得到目标音频信号的预设增益参数，计算第一增益。
其中，目标音频信号为与目标音圈温度对应的第二音频信号。即目标音频信号输入至二阶温度模型，二阶温度模型对应输出目标音圈温度。在本申请实施例中，利用补偿处理得到目标音频信号的预设增益参数计算第一增益，以计算得到准确的用于对目标音频信号进行补偿的第一增益，使得补偿后目标音频信号通过压缩模块和功率放大器后的功率输出能够与目标音圈温度达到平衡。
在一些示例中，可根据第一音频信号的第三预设参数，利用扬声器振幅模型，得到目标振幅。其中，第三预设参数可为与第一音频信号相关联的电性能参数，用于表征第一音频信号的电性能。比如，第三预设参数具体可包括但不限于电压、电流、功率中的一项或多项。扬声器振幅模型可预先建立，比如，可根据扬声器建模获取的线性参数和非线性参数，建立扬声器振幅模型。扬声器振幅模型用于输入第三预设参数，输出扬声器振幅。对应地，根据目标振幅与扬声器最大振幅的比值，以及用于补偿处理得到目标音频信号的预设增益参数，计算第一增益。比如，可利用以下的表达式(5)计算得到第一增益V1：
Figure BDA0002413912000000101
其中，xd表示目标振幅，Xmax表示扬声器最大振幅即扬声器的振膜的最大振幅，Vgain表示预设增益参数。在上述实施例中，预设增益参数会随着预测温度的校准过程而调整，从而完成预设增益参数的校准，进而提高了第一增益的准确性。
在步骤308中，利用第一增益对第一音频信号进行补偿，得到第一目标音频信号。
其中，第一增益大于0且小于1。具体地，第一目标音频信号缩小至本次补偿前的第一音频信号的第一增益倍。对应地，第一目标音频信号的第三预设参数也为补偿前的第一音频信号的第三预设参数的第一增益倍。
第一目标音频信号通过图1中的压缩模块、数模转换器和功率放大器输入至扬声器，从而调整了扬声器的输出功率，实现了扬声器的音圈温度与扬声器的输出功率之间的平衡。
扬声器的输入功率过大也会造成扬声器输出功率过大而损坏的问题，因此需要对扬声器的功率输入进行限制。在本申请实施例中，在进行了第一增益的补偿的基础上，可通过限制第一目标音频信号，进一步限制扬声器的输入，从而限制扬声器的功率输出。
图9为本申请又一实施例提供的一种扬声器的音圈温度确定方法的流程图。图9与图8的不同之处在于，图9所示的扬声器的音圈温度确定方法还可包括步骤309。
在步骤309中，在第一音频信号的第三预设参数大于输入参数阈值的情况下，利用第二增益对第一目标音频信号进行补偿，得到第二目标音频信号。
在本申请实施例中，可从多方面考虑对第一音频信号进行补偿，以保证扬声器的安全性。第一音频信号的第三预设参数大于输入参数阈值，表明若将该第一音频信号输入压缩模块、数模转换器、功率放大器至扬声器，会使得扬声器的功率输出过大。因此，在进行了第一增益补偿的基础上，若第一音频信号的电参数大于输入电参数阈值，则可对第一目标音频信号进行第二补偿，得到第二目标音频信号。具体地，第一音频信号的第三预设参数可包括功率。
输入参数阈值具体可为扬声器的最大允许输入的电性能参数。比如，若第三预设参数为功率，对应地，输入参数阈值具体可为扬声器的最大允许输入功率。对功率的限制具体可通过限制音频信号的电压幅值实现，在此并不限定。
其中，第二增益大于0且小于1。具体地，第二目标音频信号缩小至本次补偿前的第一目标音频信号的第二增益倍。对应地，第二目标音频信号相关联的电性能参数也为补偿前的第一目标音频信号的相关联的电性能参数的第二增益倍。比如，第二目标音频信号的电压为补偿前的第一目标音频信号的电压的第二增益倍。第二目标音频信号的功率为补偿前的第一目标音频信号的功率的第二增益倍。
在第一音频信号的电参数不大于输入参数阈值的情况下，不需要利用第二增益对第一目标音频信号进行补偿。
在输入扬声器的音频信号中可能会存在单频信号或扫频信号。由于单频信号或扫频信号的功率较大，为了防止扬声器短时功率过大而损坏，需要对扬声器的功率输出进行进一步限制。
在一些示例中，包含单频信号或扫频信号的第一音频信号对应的输入参数阈值，小于未包含单频信号和扫频信号的第一音频信号对应的输入参数阈值。
比如，包含单频信号或扫频信号的第一音频信号对应的输入参数阈值为Pa，未包含单频信号和扫频信号的第一音频信号对应的输入参数阈值为Pb，则Pa＜Pb。设定第一音频信号的功率为P1，且Pa＜P1＜Pb。若第一音频信号包含单频信号或扫频信号，则需要利用第二增益对第一目标音频信号进行补偿。若第一音频信号未包含单频信号和扫频信号，则不需要利用第二增益对第一目标音频信号进行补偿。
在另一些示例中，连续N个帧均具有单频信号或扫频信号的第一音频信号对应的输入参数阈值，小于未连续N个帧均具有单频信号或扫频信号的第一音频信号对应的输入参数阈值。其中，N为大于2的正整数
为了避免某些因素引发第一音频信号的突变对单频信号或扫频信号的检测的影响，可在第一音频信号中连续N个帧均具有单频信号或扫频信号的情况下，才认为第一音频信号具有单频信号或扫频信号。
比如，连续N个帧均具有单频信号或扫频信号的第一音频信号对应的输入参数阈值为Pc，小于未连续N个帧均具有单频信号或扫频信号的第一音频信号对应的输入参数阈值为Pd，则Pc＜Pd。设定第一音频信号的功率为P2，且Pc＜P2＜Pd。若第一音频信号中连续N个帧均具有单频信号或扫频信号，则需要利用第二增益对第一目标音频信号进行补偿。若第一音频信号中连续N个帧均未具有单频信号和扫频信号，则不需要利用第二增益对第一目标音频信号进行补偿。
其中，可通过对第一音频信号进行频域分析，利用频域分析结果确定第一音频信号或第一音频信号的帧中是否包含单频信号或扫频信号。比如，可对第一音频信号进行快速傅里叶变换，根据变换后的第一音频信号的窄带特点、频域能量或输入功率等特征，判断第一音频信号或第一音频信号的帧中是否包含单频信号或扫频信号。
在一些情况下，扬声器的音圈的温度可能会大于安全温度。在扬声器的音圈的温度大于安全温度的情况下，为了避免音圈过热导致的扬声器损坏，需要对扬声器的功率输出进行限制。在本申请实施例中，在进行了第一增益的补偿的基础上，可通过限制第一目标音频信号，限制扬声器的输入，从而限制扬声器的功率输出。
图10为本申请又一实施例提供的一种扬声器的音圈温度确定方法的流程图。图10与图8的不同之处在于，图10所示的扬声器的音圈温度确定方法还可包括步骤310和步骤311。
在步骤310中，在目标音圈温度大于安全温度阈值的情况下，获取与目标音圈温度对应的第三增益。
其中，安全温度阈值具体可为扬声器的最大安全温度。其中，第三增益大于0且小于1。第三增益具体可为一个固定增益。或者，可预先建立第三增益与音圈温度的映射关系，可在该映射关系中获取与目标音圈温度对应的第三增益。
在步骤311中，利用第三增益对第一目标音频信号进行补偿，得到第三目标音频信号。
具体地，第三目标音频信号缩小至本次补偿前的第一目标音频信号的第三增益倍。对应地，第三目标音频信号相关联的电性能参数也为补偿前的第一目标音频信号的相关联的电性能参数的第三增益倍。比如，第三目标音频信号的电压为补偿前的第一目标音频信号的电压的第三增益倍。第三目标音频信号的功率为补偿前的第一目标音频信号的功率的第三增益倍。
需要说明的是，上述实施例中的第一增益、第二增益和第三增益均可平滑地作用于第一音频信号或第一目标音频信号。即可在一个时间段内或在多个时间周期内逐渐实现第一增益、第二增益和第三增益中任意一个或多个作用于第一音频信号或第一目标音频信号的过程，以避免扬声器的输出声级突变。
上述实施例中的第一增益、第二增益和第三增益可结合使用，以限制扬声器的功率输出，达到扬声器的音圈的温度和扬声器的功率输出的平衡。图11为本申请实施例提供的一种结合第一增益、第二增益和第三增益的扬声器的补偿工作示意图。
如图11所示，第一增益、第二增益和第三增益均可作用于压缩模块中的第一音频信号。在图11中，为了便于表示，第一增益通过中低频信号补偿功能和温度模型功能得到；第二增益通过单、扫频信号检测功能和输入电参数阈值设定功能得到；第三增益通过温度模型功能和安全温度限制功能得到。其中，中低频信号补偿功能和温度模型功能可通过步骤301至步骤307及相关内容实现；单频信号或扫频信号检测功能和输入电参数阈值设定功能可通过步骤309及相关内容实现；温度模型功能和安全温度限制功能可通过步骤301至步骤306和步骤310及相关内容实现，可参见上述实施例中的相关说明，在此不再赘述。
本申请实施例还提供了一种电子设备。图12为本申请一实施例提供的一种电子设备的结构示意图。如图12所示，该电子设备400可包括获取模块401、温度预测模块402、温差计算模块403和处理模块404。
获取模块401用于获取第一音频信号。
其中，第一音频信号为输入扬声器之前且未压缩的音频信号。
温度预测模块402用于利用预设增益参数对第一音频信号进行补偿处理，得到第二音频信号，以及，用于根据第二音频信号的第一预设参数和二阶温度模型，得到预测温度。
温差计算模块403用于计算预测温度与参考温度之间的温差。
其中，参考温度为根据第三音频信号的第二预设参数得到。第三音频信号为输入扬声器之前且已压缩的音频信号。
处理模块404用于在温差大于温差阈值的情况下，减小预设增益参数，直至温差不大于温差阈值，以及，在温差不大于温差阈值的情况下，确定预测温度为扬声器的目标音圈温度。
其中，在温差大于温差阈值的情况下，处理模块404可控制温度预测模块402利用减小的预设增益参数对第一音频信号进行补偿处理，得到更新的第二音频信号，根据更新的第二音频信号的第一预设参数和二阶温度模型，得到更新的预测温度。温差计算模块403可计算更新的预测温度与参考温度之间的温差。处理模块404可根据该温差确定是否将更新的预测温度作为扬声器的目标音圈温度。温度预测模块402和温差计算模块403可协同处理模块404进行上述实施例中步骤302至步骤304的循环，直至温差不大于温差阈值，处理模块404确定预测温度为扬声器的目标音圈温度。
在本申请实施例中，利用预设增益参数对第一音频信号进行补偿处理，得到第二音频信号。可通过调整预设增益参数，对利用第二音频信号通过二阶温度模型得到的预测温度进行调整。通过预测温度与参考温度之间的温差，确定预测温度是否准确。在预测温度与参考温度之间的温差大于温差阈值的情况下，减小预设增益参数，完成校准。再次对第一音频信号进行补偿处理，以得到与再次补偿处理后得到的第二音频信号对应的预测温度，直至预测温度与参考温度之间的温差不大于温差阈值，将该预测温度作为目标音圈温度。通过参考温度的反馈和对预设增益参数的调整，提高了获取到的扬声器的音圈温度的准确性。
尤其在音频信号为中低频信号的情况下，由于扬声器的振膜在中低频震动的幅度大，容易散热，温升速度与高频信号相比较慢。而扬声器音圈的温度模型是线性模型，针对中低频的音频信号输出的预测温度误差偏大。利用本申请实施例中的扬声器的音圈温度确定方法，可对音频信号中的中低频段进行补偿，以预测得到更为准确的扬声器的音圈温度。
图13为本申请另一实施例提供的一种电子设备的结构示意图。图13与图12的不同之处在于，图13所示的电子设备400还可包括增益计算模块405和第一补偿模块406。
增益计算模块405用于根据用于补偿处理得到目标音频信号的预设增益参数，计算第一增益。
其中，目标音频信号为与目标音圈温度对应的第二音频信号。
在一些示例中，第一增益计算模块405可具体用于根据第一音频信号的第三预设参数，利用扬声器振幅模型，得到目标振幅，扬声器振幅模型用于输入第三预设参数，输出扬声器振幅；以及，具体用于根据目标振幅与扬声器最大振幅的比值，以及用于补偿处理得到目标音频信号的预设增益参数，计算第一增益。
第一补偿模块406用于利用第一增益对第一音频信号进行补偿，得到第一目标音频信号。
其中，第一增益大于0且小于1。
在一些示例中，上述实施例中的温度预测模块402还可用于利用第三音频信号的第二预设参数，计算得到扬声器的目标阻抗；以及，还可用于根据预设的阻抗与音圈温度的映射关系，获取与目标阻抗对应的音圈温度，并将与目标阻抗对应的音圈温度作为参考温度。
图14为本申请又一实施例提供的一种电子设备的结构示意图。图14与图13的不同之处在于，图14所示的电子设备400还可包括第二补偿模块407和/或第三补偿模块408。
第二补偿模块407可用于在第一音频信号的第三预设参数大于输入参数阈值的情况下，利用第二增益对第一目标音频信号进行补偿，得到第二目标音频信号。
其中，第二增益大于0且小于1。
在一些示例中，包含单频信号或扫频信号的第一音频信号对应的输入参数阈值，小于未包含单频信号和扫频信号的第一音频信号对应的输入参数阈值。
在另一些示例中，连续N个帧均具有单频信号或扫频信号的第一音频信号对应的输入参数阈值，小于未连续N个帧均具有单频信号或扫频信号的第一音频信号对应的输入参数阈值，N为大于2的正整数。
第三补偿模块408可用于在目标音圈温度大于安全温度阈值的情况下，获取与目标音圈温度对应的第三增益；以及，用于利用第三增益对第一目标音频信号进行补偿，得到第三目标音频信号。
其中，第三增益大于0且小于1。
本申请实施例提供的电子设备能够实现上述方法实施例中电子设备实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。
图15为实现本发明各个实施例的一种电子设备的硬件结构示意图。该电子设备500包括但不限于：射频单元501、网络模块502、音频输出单元503、输入单元504、传感器505、显示单元506、用户输入单元507、接口单元508、存储器509、处理器510、以及电源511等部件。本领域技术人员可以理解，图15中示出的电子设备的结构并不构成对电子设备的限定，电子设备可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。在本申请实施例中，电子设备包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载终端、可穿戴设备、以及计步器等。
其中，处理器510，用于获取第一音频信号，第一音频信号为输入扬声器之前且未压缩的音频信号；利用预设增益参数对第一音频信号进行补偿处理，得到第二音频信号；根据第二音频信号的第一预设参数和二阶温度模型，得到预测温度；计算预测温度与参考温度之间的温差，参考温度为根据第三音频信号的第二预设参数得到，第三音频信号为输入扬声器之前且已压缩的音频信号；在温差大于温差阈值的情况下，减小预设增益参数，直至温差不大于温差阈值；在温差不大于温差阈值的情况下，确定预测温度为扬声器的目标音圈温度。
在本申请实施例中，利用预设增益参数对第一音频信号进行补偿处理，得到第二音频信号。可通过调整预设增益参数，对利用第二音频信号通过二阶温度模型得到的预测温度进行调整。通过预测温度与参考温度之间的温差，确定预测温度是否准确。在预测温度与参考温度之间的温差大于温差阈值的情况下，减小预设增益参数，完成校准。再次对第一音频信号进行补偿处理，以得到与再次补偿处理后得到的第二音频信号对应的预测温度，直至预测温度与参考温度之间的温差不大于温差阈值，将该预测温度作为目标音圈温度。通过参考温度的反馈和对预设增益参数的调整，提高了获取到的扬声器的音圈温度的准确性。
应理解的是，本申请实施例中，射频单元501可用于收发信息或通话过程中，信号的接收和发送，具体的，将来自基站的下行数据接收后，给处理器510处理；另外，将上行的数据发送给基站。通常，射频单元501包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器、双工器等。此外，射频单元501还可以通过无线通信系统与网络和其他设备通信。
电子设备通过网络模块502为用户提供了无线的宽带互联网访问，如帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等。
音频输出单元503可以将射频单元501或网络模块502接收的或者在存储器509中存储的音频数据转换成音频信号并且输出为声音。而且，音频输出单元503还可以提供与电子设备500执行的特定功能相关的音频输出(例如，呼叫信号接收声音、消息接收声音等等)。音频输出单元503包括扬声器、蜂鸣器以及受话器等。
输入单元504用于接收音频或视频信号。输入单元504可以包括图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)5041和麦克风5042，图形处理器5041对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置(如摄像头)获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。处理后的图像帧可以显示在显示单元506上。经图形处理器5041处理后的图像帧可以存储在存储器509(或其它存储介质)中或者经由射频单元501或网络模块502进行发送。麦克风5042可以接收声音，并且能够将这样的声音处理为音频数据。处理后的音频数据可以在电话通话模式的情况下转换为可经由射频单元501发送到移动通信基站的格式输出。
电子设备500还包括至少一种传感器505，比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板5061的亮度，接近传感器可在电子设备500移动到耳边时，关闭显示面板5061和/或背光。作为运动传感器的一种，加速计传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别电子设备姿态(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；传感器505还可以包括指纹传感器、压力传感器、虹膜传感器、分子传感器、陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等，在此不再赘述。
显示单元506用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息。显示单元506可包括显示面板5061，可以采用液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)等形式来配置显示面板5061。
用户输入单元507可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与电子设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体地，用户输入单元507包括触控面板5071以及其他输入设备5072。触控面板5071，也称为触摸屏，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板5071上或在触控面板5071附近的操作)。触控面板5071可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸检测装置检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给处理器150，接收处理器150发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板5071。除了触控面板5071，用户输入单元507还可以包括其他输入设备5072。具体地，其他输入设备5072可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆，在此不再赘述。
进一步的，触控面板5071可覆盖在显示面板5061上，当触控面板5071检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器510以确定触摸事件的类型，随后处理器510根据触摸事件的类型在显示面板5061上提供相应的视觉输出。虽然在图15中，触控面板5071与显示面板5061是作为两个独立的部件来实现电子设备的输入和输出功能，但是在某些实施例中，可以将触控面板5071与显示面板5061集成而实现电子设备的输入和输出功能，具体此处不做限定。
接口单元508为外部装置与电子设备500连接的接口。例如，外部装置可以包括有线或无线头戴式耳机端口、外部电源(或电池充电器)端口、有线或无线数据端口、存储卡端口、用于连接具有识别模块的装置的端口、音频输入/输出(I/O)端口、视频I/O端口、耳机端口等等。接口单元508可以用于接收来自外部装置的输入(例如，数据信息、电力等等)并且将接收到的输入传输到电子设备500内的一个或多个元件或者可以用于在移电子设备500和外部装置之间传输数据。
存储器509可用于存储软件程序以及各种数据。存储器509可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器509可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
处理器150是电子设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部分，通过运行或执行存储在存储器509内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器509内的数据，执行电子设备的各种功能和处理数据，从而对电子设备进行整体监控。处理器510可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器510可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器510中。
电子设备500还可以包括给各个部件供电的电源511(比如电池)，优选的，电源511可以通过电源管理系统与处理器510逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。
另外，电子设备500包括一些未示出的功能模块，在此不再赘述。
优选的，本申请实施例还提供一种电子设备，包括处理器502，存储器601，存储在存储器501上并可在处理器502上运行的计算机程序，该计算机程序被处理器502执行时实现上述如图3至图10所示的扬声器的音圈温度确定方法的实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
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或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。对于电子设备实施例和计算机可读存储介质实施例而言，相关之处可以参见方法实施例的说明部分。
需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种扬声器的音圈温度确定方法，其特征在于，包括：
获取第一音频信号，所述第一音频信号为输入所述扬声器之前且未压缩的音频信号；
利用预设增益参数对所述第一音频信号进行补偿处理，得到第二音频信号；
根据所述第二音频信号的第一预设参数和二阶温度模型，得到预测温度；
计算所述预测温度与参考温度之间的温差，所述参考温度为根据第三音频信号的第二预设参数得到，所述第三音频信号为输入所述扬声器之前且已压缩的音频信号；
在所述温差大于所述温差阈值的情况下，减小所述预设增益参数，直至所述温差不大于所述温差阈值；
在所述温差不大于温差阈值的情况下，确定所述预测温度为所述扬声器的目标音圈温度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述确定所述预测温度为所述扬声器的目标音圈温度之后，还包括：
根据用于补偿处理得到目标音频信号的所述预设增益参数，计算第一增益，所述目标音频信号为与所述目标音圈温度对应的所述第二音频信号；
利用所述第一增益对所述第一音频信号进行补偿，得到第一目标音频信号，所述第一增益大于0且小于1。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述根据用于补偿处理得到目标音频信号的所述预设增益参数，计算第一增益之前，还包括：
根据所述第一音频信号的第三预设参数，利用扬声器振幅模型，得到目标振幅，所述扬声器振幅模型用于输入所述第三预设参数，输出扬声器振幅；
所述根据用于补偿处理得到目标音频信号的所述预设增益参数，计算第一增益，包括：
根据所述目标振幅与扬声器最大振幅的比值，以及用于补偿处理得到所述目标音频信号的所述预设增益参数，计算所述第一增益。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述计算所述预测温度与参考温度之间的温差之前，还包括：
利用所述第三音频信号的所述第二预设参数，计算得到所述扬声器的目标阻抗；
根据预设的阻抗与音圈温度的映射关系，获取与所述目标阻抗对应的音圈温度，并将与所述目标阻抗对应的音圈温度作为所述参考温度。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述获取第一音频信号之后，还包括：
在所述第一音频信号的第三预设参数大于输入参数阈值的情况下，利用第二增益对所述第一目标音频信号进行补偿，得到第二目标音频信号，所述第二增益大于0且小于1。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
包含单频信号或扫频信号的所述第一音频信号对应的所述输入参数阈值，小于未包含所述单频信号和所述扫频信号的所述第一音频信号对应的所述输入参数阈值；
或者，
连续N个帧均具有所述单频信号或所述扫频信号的所述第一音频信号对应的所述输入参数阈值，小于未连续N个帧均具有所述单频信号或所述扫频信号的所述第一音频信号对应的所述输入参数阈值，N为大于2的正整数。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述获取第一音频信号之后，还包括：
在所述目标音圈温度大于安全温度阈值的情况下，获取与所述目标音圈温度对应的第三增益；
利用所述第三增益对所述第一目标音频信号进行补偿，得到第三目标音频信号，所述第三增益大于0且小于1。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取第一音频信号，所述第一音频信号为输入所述扬声器之前且未压缩的音频信号；
温度预测模块，用于利用预设增益参数对所述第一音频信号进行补偿处理，得到第二音频信号；以及，用于根据所述第二音频信号的第一预设参数和二阶温度模型，得到预测温度；
温差计算模块，用于计算所述预测温度与参考温度之间的温差，所述参考温度为根据第三音频信号的第二预设参数得到，所述第三音频信号为输入所述扬声器之前且已压缩的音频信号；
处理模块，用于在所述温差大于所述温差阈值的情况下，减小所述预设增益参数，直至所述温差不大于所述温差阈值，以及，在所述温差不大于所述温差阈值的情况下，确定所述预测温度为所述扬声器的目标音圈温度。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的扬声器的音圈温度确定方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的扬声器的音圈温度确定方法。
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