CN111479198B - 一种音频信号处理方法及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种音频信号处理方法及电子设备，其中，所述方法应用于电子设备，所述电子设备包括扬声器，所述音频信号处理方法包括：识别待输出的音频信号的类型；在所述音频信号为单频信号或扫频信号的情况下，确定功率保护增益并预测输出功率；依据所述输出功率和预设的温度模型，预测扬声器的瞬时温度；在所述瞬时温度大于扬声器音圈最大允许温度的情况下，自适应调节所述温度模型的温度保护增益，得到目标温度保护增益；依据所述功率保护增益、所述目标温度保护增益，对所述音频信号进行处理后并输出。本发明实施例提供的音频信号处理方法，对扬声器进行保护时可同时兼顾扬声器的外放效果以及安全性对扬声器进行有效保护。

Description

一种音频信号处理方法及电子设备

技术领域

本发明实施例涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种音频信号处理方法及电子设备。

背景技术

目前便携式电子设备如手机、智能手表、物联网终端中设置微型扬声器已经成为一种趋势，微型扬声器只能承受功放有限的功率输出，当输出功率过大，容易造成扬声器音圈过热，当音圈温度超过最大安全温度时，扬声器易被损坏。现有技术中为了解决因扬声器音圈温度过高致使扬声器易被损坏的问题，主要采用如下解决方式：

固定输出功率；该种方式过多限制功放输出功率，虽然可以确保音圈温度在安全范围，但会导致扬声器输出声压级变小，扬声器输出声音过小。

该种扬声器保护方法无法同时兼顾扬声器的外放效果以及安全性。

发明内容

本发明实施例提供一种音频信号处理方法及电子设备，以解决现有技术中存在的无法兼顾扬声器的外放效果以及安全性的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种音频信号处理方法，应用于电子设备，所述电子设备包括扬声器，其中，所述方法包括：识别待输出的音频信号的类型；在所述音频信号为单频信号或扫频信号的情况下，确定功率保护增益并预测输出功率；依据所述输出功率和预设的温度模型，预测所述扬声器的瞬时温度；在所述瞬时温度大于所述扬声器音圈最大允许温度的情况下，自适应调节所述温度模型的温度保护增益，得到目标温度保护增益；依据所述功率保护增益、所述目标温度保护增益，对所述音频信号进行处理后并输出。

第二方面，本发明实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括扬声器，其中，所述电子设备还包括：识别模块，用于识别待输出的音频信号的类型；第一确定模块，用于在所述音频信号为单频信号或扫频信号的情况下，确定功率保护增益并预测输出功率；预测模块，用于依据所述输出功率和预设的温度模型，预测所述扬声器的瞬时温度；调节模块，用于在所述瞬时温度大于所述扬声器音圈最大允许温度的情况下，自适应调节所述温度模型的温度保护增益，得到目标温度保护增益；处理模块，用于依据所述功率保护增益、所述目标温度保护增益，对所述音频信号进行处理后并输出。

第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，其中，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本发明实施例中所述的任意一种音频信号处理方法的步骤。

第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其中，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本发明实施例中所述的任意一种音频信号处理方法的步骤。

在本发明实施例中，识别待输出的音频信号的类型；在所述音频信号为单频信号或扫频信号的情况下，确定功率保护增益并预测输出功率；依据输出功率和预设的温度模型，预测扬声器的瞬时温度；在瞬时温度大于扬声器音圈最大允许温度的情况下，自适应调节温度模型的温度保护增益，得到目标温度保护增益；依据功率保护增益、目标温度保护增益，对音频信号进行处理后并输出，一方面，通过对单频或扫频的检测结果进行动态功率限制，可将音频信号对应的输出声压最大化；再一方面，通过自适应调节温度模型的温度保护增益，可使温度保护更加平缓，从而有效避免扬声器输出声音忽大忽小的现象。可见，本发明实施例提供的音频信号处理方法可同时兼顾扬声器的外放效果以及安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是表示本发明实施例一的一种音频信号处理方法的步骤流程图；

图2是扬声器结构示意图；

图3是线性温度模型示意图；

图4是线性温度模型示意图；

图5是表示本发明实施例二的一种音频信号处理方法的步骤流程图；

图6第一温度曲线示意图；

图7第二温度曲线示意图；

图8是表示本发明实施例三的一种电子设备的结构框图；

图9是表示本发明实施例四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，都属于本发明保护的范围。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

在本发明的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

实施例一

参照图1，示出了本发明实施例一的一种音频信号处理方法的步骤流程图。

本发明实施例的音频信号处理方法应用于电子设备，包括以下步骤：

步骤101：识别待输出的音频信号的类型。

本发明实施例提供的音频处理方法应用于电子设备，用于对电子设备中扬声器进行保护。电子设备中包含的扬声器的结构示意图如图2所示。其中包括悬架、振膜、框架、开孔、音圈、磁铁和磁通路等；音圈缠绕在磁铁上，磁铁产生的磁场是固定的，当交流电通过音圈，产生交变的磁场，磁力使音圈推动振膜产生振动发声。

音频信号的类型可以包括：单频、扫频以及其他三种类型。本发明实施例中，在对音频信号进行处理时，对音频信号进行动态门限功率限制，由于单频信号或扫频信号功率较大，因此需要更多地限制功率输出，防止扬声器短时功率过大而损坏；当音频信号为其他类型的音频信号时，短时功率较小，动态调整功率保护门限，以确保输出音量够大。功率限制，是比较音频输入功率和音圈当前最大允许输入功率，如果音频输入功率超过设定的最大允许输入功率，则把音频输入功率限制在音圈最大允许功率范围内。

步骤102：在音频信号为单频信号或扫频信号的情况下，确定功率保护增益并预测输出功率。

功率保护增益可基于音频信号的当前输入功率、音圈当前最大允许输入功率以及音频信号的类型确定。

预测输出功率时，需预测音频信号的输出电压、输出电流，基于预测的输出电压和输出电流最终预测得出输出功率。

步骤103：依据输出功率和预设的温度模型，预测扬声器的瞬时温度。

电子设备中预设有温度模型，温度模型是描述音圈和磁铁吸热、散热特性的热学等效的电学模型，如热学电阻和热学电容，音圈和磁铁的温度可以通过温度模型估算出来；常见的线性温度模型如图3和图4所示；音圈的热学电阻和热学电容分别用R₁，C₁表示，磁铁的热学电阻和热学电容分别用R₂，C₂表示，P是输入电路的功率，T_vc表示音圈的温度，T_m表示磁铁的温度，T_a是环境温度；温度模型不限于二阶模型，可以用三阶模型更加准确地估算振幅散热引起的温度变化。

图3对应的音圈和磁铁温度计算公式如下：

图4对应的音圈和磁铁温度计算公式如下：

在预测输出功率后，可根据温度模型中设置的热学模型公式Tf＝P*Rv+Ta确定瞬时温度；其中Ta为环境温度，Rv为扬声器的音圈热阻，P为预测的输出功率，Tf为在预测的输出功率激励下，能够到达的最高温度为Tf，其中，Tf即为预测的瞬时温度。

步骤104：在瞬时温度大于扬声器音圈最大允许温度的情况下，自适应调节温度模型的温度保护增益，得到目标温度保护增益。

电子设备中预设的温度模型有两种工作状态：普通模式和自适应模式；在自适应模式下，以扬声器音圈最大允许温度Tmax为参考温度，自动更新温度保护增益G2，直至模型收敛输出温度等于Tmax，即自带温度保护功能；普通模式下，温度保护增益G2为1，即不需要进行温度保护。其中，温度保护增益又可称为输出电压保护增益。

步骤105：依据功率保护增益、目标温度保护增益，对音频信号进行处理后并输出。

在对音频信号进行处理时，根据功率保护增益、温度保护增益，对输入的音频信号进行压缩处理；处理后的音频信号在功放之前通过数模转换被转换成模拟信号；经过模拟增益将输入的模拟信号升压，最后驱动输出至扬声器。

本发明实施例提供的音频信号处理方法，通过识别待输出的音频信号的类型；在所述音频信号为单频信号或扫频信号的情况下，确定功率保护增益并预测输出功率；依据输出功率和预设的温度模型，预测扬声器的瞬时温度；在瞬时温度大于扬声器音圈最大允许温度的情况下，自适应调节温度模型的温度保护增益，得到目标温度保护增益；依据功率保护增益、目标温度保护增益，对音频信号进行处理后并输出，一方面，通过对单频或扫频的检测结果进行动态功率限制，可将音频信号对应的输出声压最大化；再一方面，通过自适应调节温度模型的温度保护增益，可使温度保护更加平缓，从而有效避免扬声器输出声音忽大忽小的现象。可见，本发明实施例提供的音频信号处理方法可同时兼顾扬声器的外放效果以及安全性。

实施例二

参照图5，示出了本发明实施例二的一种音频信号处理方法的步骤流程图。

本发明实施例的音频信号处理方法应用于电子设备，包括以下步骤：

步骤201：识别待输出的音频信号的类型。

一种可选地识别待输出的音频信号的类型的方式为：

通过自适应陷波器对待输出的音频信号进行滤波，得到第一音频信号；计算第一音频信号与待输出音频信号的信号强度比值；将强度比值与预设阈值进行比较；在强度比值小于预设阈值的情况下，确定待输出的音频信号为单频信号或扫频信号。

在识别待输出的音频信号的类型时，还可以在对音频信号进行滤波得到第一音频信号后，计算输出能量和输入能量，计算输出能量与输入能量的比值；将能量比值与预设阈值进行比较；在能量比值小于预设阈值的情况下，确定待输出的音频信号为单频信号或扫频信号。其中，输出能量通过第一音频信号确定，输入能量通过待输出音频信号确定。

该种可选地识别音频信号类型的方式，能够准确地对音频信号类型进行区分。

音频信号的类型可以包括：单频、扫频以及其他三种类型。本发明实施例中，针对不同类型的音频信号具有不同的处理方式。针对单频和扫频高功率信号，进行输出功率保护，针对其他类型的音频信号则调整功率阈值，保障输出声压最大。

在音频信号为单频信号或扫频信号的情况下，对其进行输出功率保护时，需确定功率保护增益并预测输出功率，基于预测的输出功率预测瞬时温度，基于瞬时温度与扬声器音圈最大允许温度的大小关系，确定切换至温度模型的哪种工作状态对输出功率进行调整。确定功率保护增益并预测输出功率的具体确定方式参照步骤202至步骤205所示。

步骤202：在音频信号为单频信号或扫频信号的情况下，确定功率保护增益、输入电压、处理前一个音频信号所使用的第一温度保护增益。

由于单频或扫频功率较大，需要更多地限制功率输出，防止扬声器短时功率过大而损坏；当音频信号为其他类型时，短时功率较小，动态调整功率保护门限，以确保输出音量够大，输出功率受功率保护增益影响，因此，不同类型的音频信号的功率保护增益不同。电子设备中预设有不同类型的音频信号的功率保护增益。功率保护增益可用G1表征，温度保护增益可用B2表征。

步骤203：预测输出电流。

本发明实施例中通过扬声器导纳模型预测输出电流，该模型可以从扬声器阻抗模型转换得到，导纳模型的输出为预测的输出电流。对于前馈保护算法，由于扬声器电流未知，只能通过输出电压来预测，常规的预测输出电流方法基于电压有效值和额定阻抗进行电流预测，该方法无法准确估算扬声器谐振频率处和附近的电流变化，本发明实施例中引入扬声器导纳模型，依据扬声器导纳模型预测输出电流，可降低谐振频率附近电流预测误差。

步骤204：计算输入电压、功率保护增益以及第一温度保护增益的乘积，得到输出电压。

步骤205：依据输出电压与输出电流，预测输出功率。

输出电压与输出电流为瞬时功率，所得瞬时功率即为预测得到的扬声器的输出功率。

当然并不局限于此，还可以根据输出电压、输出电流有效值计算平均输出功率，将计算得到的平均输出功率作为预测得到的输出功率。

步骤206：依据输出功率和预设的温度模型，预测扬声器的瞬时温度。

电子设备中预设的温度模型有两种工作状态：普通模式和自适应模式。在瞬时温度小于或等于扬声器音圈最大允许温度的情况下，触发温度模型的普通模式；在瞬时温度大于扬声器音圈最大允许温度的情况下，触发温度模型的自适应模式。温度模型的普通模式与自适应模式依据瞬时温度的变化，互相切换。

从普通模式切换至自适应模式的切换流程为：预测输出功率；触发温度模型普通模式；预测的瞬时温度；判断瞬时温度是否超过音圈最大允许温度；若否，则输出温度保护增益为1，即无需切换至自适应模式；若是，则触发温度模型的自适应模式，进入自适应温度保护状态，普通模式的判断流程被旁路处理。

从自适应模式切换到普通模式的切换流程为：确定扬声器音圈热阻以及预测输出功率；根据热学模型公式Tf＝P*Rv+Ta可以预测扬声器在该预测的输出功率激励下，能够到达的最高温度为Tf；判断Tf是否大于扬声器音圈最大允许温度；若是，维持温度模型的自适应模式；若否，则切换至温度模型的普通模式。其中，P为预测的输出功率，Rv为扬声器音圈热阻。

在瞬时温度小于或等于扬声器音圈最大允许温度的情况下，确定启动温度模型的普通模式，温度模型的温度保护增益为1。在瞬时温度大于扬声器音圈最大允许温度的情况下，确定启动温度模型的自适应模式，自适应调节温度模型的温度保护增益，得到目标温度保护增益，具体调节方式如步骤207至步骤208中所示。

步骤207：在瞬时温度大于扬声器音圈最大允许温度的情况下，确定瞬时温度与最大允许温度的差值。

步骤208：依据差值调节温度模型的温度保护增益，使得温度模型输出的瞬时温度小于或等于最大允许温度。

步骤209：依据功率保护增益、目标温度保护增益，对音频信号进行处理后并输出。

本发明实施例中对音频信号的处理逻辑为：通过调整温度保护增益调整输出电压，通过调整输出电压调整输出功率。基于温度模型对温度保护增益进行调整后，输出的温度曲线越平坦，说明扬声器外放效果越佳。

图6为采用现有的普通的温度保护方法，输出的第一温度曲线示意图，图7为采用本发明实施例提供的有自适应温度保护方法，输出的第二温度曲线示意图，通过图6、图7对比可明了，在自适应温度保护下输出的温度曲线更加平坦。

本发明实施例提供的音频信号处理方法，通过识别待输出的音频信号的类型；在音频信号为单频信号或扫频信号的情况下，确定功率保护增益并预测输出功率；依据输出功率和预设的温度模型，预测扬声器的瞬时温度；在瞬时温度大于扬声器音圈最大允许温度的情况下，自适应调节温度模型的温度保护增益，得到目标温度保护增益；依据功率保护增益、目标温度保护增益，对音频信号进行处理后并输出，一方面，通过对单频或扫频的检测结果进行动态功率限制，可将音频信号对应的输出声压最大化；再一方面，通过自适应调节温度模型的温度保护增益，可使温度保护更加平缓，从而有效避免扬声器输出声音忽大忽小的现象。可见，本发明实施例提供的音频信号处理方法可同时兼顾扬声器的外放效果以及安全性。此外，本发明实施例提供的音频信号处理方法，通过自适应陷波器对待输出的音频信号进行滤波，依据滤波结果确定音频信号的类型，能够提升音频信号类型确定结果的准确性。

实施例三

参照图8，示出了本发明实施例三的一种电子设备的结构框图。

本发明实施例的电子设备的包括：识别模块301，用于识别待输出的音频信号的类型；

第一确定模块302，用于在所述音频信号为单频信号或扫频信号的情况下，确定功率保护增益并预测输出功率；

预测模块303，用于依据所述输出功率和预设的温度模型，预测扬声器的瞬时温度；其中，所述电子设备包括扬声器，扬声器在结构框图中未示出。

调节模块304，用于在所述瞬时温度大于所述扬声器音圈最大允许温度的情况下，自适应调节所述温度模型的温度保护增益，得到目标温度保护增益；

处理模块305，用于依据所述功率保护增益、所述目标温度保护增益，对所述音频信号进行处理后并输出。

可选地，所述识别模块包括：第一子模块，拥有通过自适应陷波器对待输出的音频信号进行滤波，得到第一音频信号；第二子模块，用于计算所述第一音频信号与所述待输出音频信号的信号强度比值；第三子模块，用于将所述强度比值与预设阈值进行比较；第四子模块，用于在所述强度比值小于所述预设阈值的情况下，确定所述待输出的音频信号为单频信号或扫频信号。

可选地，所述预测模块包括：第五子模块，用于在所述音频信号为单频信号或扫频信号的情况下，确定功率保护增益、输入电压、处理前一个音频信号所使用的第一温度保护增益；第六子模块，用于预测输出电流；第七子模块，用于计算所述输入电压、所述功率保护增益以及第一温度保护增益的乘积，得到输出电压；第八子模块，用于依据所述输出电压与所述输出电流，预测输出功率。

可选地，所述调节模块包括：第九子模块，用于在所述瞬时温度大于扬声器音圈最大允许温度的情况下，确定所述瞬时温度与所述最大允许温度的差值；第十子模块，用于依据所述差值，调节所述温度模型的温度保护增益，使得所述温度模型输出的瞬时温度小于或等于所述最大允许温度。

可选地，所述电子设备还包括：增益确定模块，用于在所述瞬时温度小于或等于所述扬声器音圈最大允许温度的情况下，确定所述温度模型的温度保护增益为1。

本发明实施例提供的电子设备能够实现图1至图7的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。

本发明实施例提供的电子设备，通过识别待输出的音频信号的类型；在所述音频信号为单频信号或扫频信号的情况下，确定功率保护增益并预测输出功率；依据输出功率和预设的温度模型，预测扬声器的瞬时温度；在瞬时温度大于扬声器音圈最大允许温度的情况下，自适应调节温度模型的温度保护增益，得到目标温度保护增益；依据功率保护增益、目标温度保护增益，对音频信号进行处理后并输出，一方面，通过对单频或扫频的检测结果进行动态功率限制，可将音频信号对应的输出声压最大化；再一方面，通过自适应调节温度模型的温度保护增益，可使温度保护更加平缓，从而有效避免扬声器输出声音忽大忽小的现象。

实施例四

参照图9，示出了本发明实施例四的一种电子设备的结构框图。

图9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400包括但不限于：射频单元401、网络模块402、音频输出单元403、输入单元404、传感器405、显示单元406、用户输入单元407、接口单元408、存储器409、处理器410、以及电源411等部件。本领域技术人员可以理解，图9中示出的电子设备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。在本发明实施例中，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410，用于识别待输出的音频信号的类型；在所述音频信号为单频信号或扫频信号的情况下，确定功率保护增益并预测输出功率；依据所述输出功率和预设的温度模型，预测扬声器的瞬时温度；在所述瞬时温度大于所述扬声器音圈最大允许温度的情况下，自适应调节所述温度模型的温度保护增益，得到目标温度保护增益；依据所述功率保护增益、所述目标温度保护增益，对所述音频信号进行处理；相应地，音频输出单元403，用于输出处理后的音频信号。

可选地，处理器410还用于通过自适应陷波器对待输出的音频信号进行滤波，得到第一音频信号；计算所述第一音频信号与所述待输出音频信号的信号强度比值；将所述强度比值与预设阈值进行比较；在所述强度比值小于所述预设阈值的情况下，确定所述待输出的音频信号为单频信号或扫频信号。

可选地，处理器410还用于在所述音频信号为单频信号或扫频信号的情况下，确定功率保护增益、输入电压、处理前一个音频信号所使用的第一温度保护增益；预测输出电流；计算所述输入电压、所述功率保护增益以及第一温度保护增益的乘积，得到输出电压；依据所述输出电压与所述输出电流，预测输出功率。

可选地，处理器410还用于在所述瞬时温度大于扬声器音圈最大允许温度的情况下，确定所述瞬时温度与所述最大允许温度的差值；依据所述差值调节所述温度模型的温度保护增益，使得所述温度模型输出的瞬时温度小于或等于所述最大允许温度。

可选地，处理器410，还用于在所述瞬时温度小于或等于扬声器音圈最大允许温度的情况下，确定所述温度模型的温度保护增益为1。

本发明实施例提供的电子设备，通过识别待输出的音频信号的类型；在所述音频信号为单频信号或扫频信号的情况下，确定功率保护增益并预测输出功率；依据输出功率和预设的温度模型，预测扬声器的瞬时温度；在瞬时温度大于扬声器音圈最大允许温度的情况下，自适应调节温度模型的温度保护增益，得到目标温度保护增益；依据功率保护增益、目标温度保护增益，对音频信号进行处理后并输出，一方面，通过对单频或扫频的检测结果进行动态功率限制，可将音频信号对应的输出声压最大化；再一方面，通过自适应调节温度模型的温度保护增益，可使温度保护更加平缓，从而有效避免扬声器输出声音忽大忽小的现象。

应理解的是，本发明实施例中，射频单元401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410处理；另外，将上行的数据发送给基站。通常，射频单元401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401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402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403可以将射频单元401或网络模块402接收的或者在存储器409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403还可以提供与电子设备400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403包括扬声器、蜂鸣器以及受话器等。

输入单元404用于接收音频或视频信号。输入单元404可以包括图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)4041和麦克风4042，图形处理器4041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406上。经图形处理器4041处理后的图像帧可以存储在存储器409(或其它存储介质)中或者经由射频单元401或网络模块402进行发送。麦克风4042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401发送到移动通信基站的格式输出。

电子设备400还包括至少一种传感器405，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4061的亮度，接近传感器可在电子设备400移动到耳边时，关闭显示面板4061和/或背光。显示面板401为柔性显示屏，柔性显示屏包括依次叠加设置的屏幕底座、可升降模块阵列以及柔性屏幕。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405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406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406可包括显示面板4061，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4061。

用户输入单元407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407包括触控面板4071以及其他输入设备4072。触控面板4071，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4071上或在触控面板4071附近的操作)。触控面板4071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410，接收处理器410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4071。除了触控面板4071，用户输入单元407还可以包括其他输入设备4072。具体地，其他输入设备4072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4071可覆盖在显示面板4061上，当触控面板4071检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器410以确定触摸事件的类型，随后处理器410根据触摸事件的类型在显示面板4061上提供相应的视觉输出。虽然在图9中，触控面板4071与显示面板4061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4071与显示面板4061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408为外部装置与电子设备400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408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400内的一个或多个元件或者可以用于在电子设备400和外部装置之间传输数据。

存储器409可用于存储软件程序以及各种数据。存储器409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409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410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409内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器409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410可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器410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410中。

电子设备400还可以包括给各个部件供电的电源411(比如电池)，优选的，电源411可以通过电源管理系统与处理器410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400包括一些未示出的功能模块，在此不再赘述。

优选的，本发明实施例还提供一种电子设备，包括处理器410，存储器409，存储在存储器409上并可在所述处理器410上运行的计算机程序，该计算机程序被处理器410执行时实现上述音频信号处理方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述音频信号处理方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。其中，所述的计算机可读存储介质，如只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等。

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，本发明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)执行本发明各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明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发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (6)

1.一种音频信号处理方法，应用于电子设备，所述电子设备包括扬声器，其特征在于，所述方法包括：

识别待输出的音频信号的类型；

在所述音频信号为单频信号或扫频信号的情况下，确定功率保护增益并预测输出功率；

依据所述输出功率和预设的温度模型，预测所述扬声器的瞬时温度；

在所述瞬时温度大于所述扬声器音圈最大允许温度的情况下，自适应调节所述温度模型的温度保护增益，得到目标温度保护增益；

依据所述功率保护增益、所述目标温度保护增益，对所述音频信号进行处理后并输出；

在所述瞬时温度大于所述扬声器音圈最大允许温度的情况下，自适应调节所述温度模型的温度保护增益，得到目标温度保护增益的步骤，包括：

在所述瞬时温度大于扬声器音圈最大允许温度的情况下，确定所述瞬时温度与所述最大允许温度的差值；

依据所述差值调节所述温度模型的温度保护增益，使得所述温度模型输出的瞬时温度小于或等于所述最大允许温度；

在所述音频信号为单频信号或扫频信号的情况下，确定功率保护增益并预测输出功率的步骤，包括：

在所述音频信号为单频信号或扫频信号的情况下，确定功率保护增益、输入电压、处理前一个音频信号所使用的第一温度保护增益；

预测输出电流；

计算所述输入电压、所述功率保护增益以及第一温度保护增益的乘积，得到输出电压；

依据所述输出电压与所述输出电流，预测输出功率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述识别待输出的音频信号的类型的步骤，包括：

通过自适应陷波器对待输出的音频信号进行滤波，得到第一音频信号；

计算所述第一音频信号与所述待输出音频信号的信号强度比值；

将所述强度比值与预设阈值进行比较；

在所述强度比值小于所述预设阈值的情况下，确定所述待输出的音频信号为单频信号或扫频信号。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述瞬时温度小于或等于所述扬声器音圈最大允许温度的情况下，确定所述温度模型的温度保护增益为1。

4.一种电子设备，所述电子设备包括扬声器，其特征在于，所述电子设备还包括：

识别模块，用于识别待输出的音频信号的类型；

第一确定模块，用于在所述音频信号为单频信号或扫频信号的情况下，确定功率保护增益并预测输出功率；

预测模块，用于依据所述输出功率和预设的温度模型，预测所述扬声器的瞬时温度；

调节模块，用于在所述瞬时温度大于所述扬声器音圈最大允许温度的情况下，自适应调节所述温度模型的温度保护增益，得到目标温度保护增益；

处理模块，用于依据所述功率保护增益、所述目标温度保护增益，对所述音频信号进行处理后并输出；

所述调节模块包括：

第九子模块，用于在所述瞬时温度大于所述扬声器音圈最大允许温度的情况下，确定所述瞬时温度与所述最大允许温度的差值；

第十子模块，用于依据所述差值，调节所述温度模型的温度保护增益，使得所述温度模型输出的瞬时温度小于或等于所述最大允许温度；

所述预测模块包括：

第五子模块，用于在所述音频信号为单频信号或扫频信号的情况下，确定功率保护增益、输入电压、处理前一个音频信号所使用的第一温度保护增益；

第六子模块，用于预测输出电流；

第七子模块，用于计算所述输入电压、所述功率保护增益以及第一温度保护增益的乘积，得到输出电压；

第八子模块，用于依据所述输出电压与所述输出电流，预测输出功率。

5.根据权利要求4所述的电子设备，其特征在于，所述识别模块包括：

第一子模块，拥有通过自适应陷波器对待输出的音频信号进行滤波，得到第一音频信号；

第二子模块，用于计算所述第一音频信号与所述待输出音频信号的信号强度比值；

第三子模块，用于将所述强度比值与预设阈值进行比较；

第四子模块，用于在所述强度比值小于所述预设阈值的情况下，确定所述待输出的音频信号为单频信号或扫频信号。

6.一种电子设备，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3中任一项所述的音频信号处理方法的步骤。

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