CN111541975A - 音频信号的调节方法及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种音频信号的调节方法及电子设备，应用于通信技术领域，能够解决相关技术中电子设备检测到的扬声器的温度的可靠性较差，所导致的无法精确控制扬声器的输出功率的问题。该方法包括：电子设备获取第一音频信号的输出阻抗；电子设备根据上述输出阻抗，确定目标信号增益；电子设备根据上述目标信号增益，调整第二音频信号的信号增益；电子设备将调整后的第二音频信号传输至上述电子设备的扬声器；其中，上述第一音频信号为上述扬声器已输出的音频信号，上述第二音频信号为待输入上述扬声器的音频信号。本发明实施例应用于电子设备控制扬声器输出功率的场景中。

Description

音频信号的调节方法及电子设备
技术领域
本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种音频信号的调节方法及电子设备。
背景技术
目前，便携式电子设备(手机、智能手表)上配备使用扬声器已经成为了一种趋势。相关技术中，便携式电子设备通常会采用性价比较高的微型扬声器。
这种微型扬声器通常仅能承受额定的输出功率(即承受功放额定的输出)，由于电能会转化为热能，因此，当输出功率超过额定功率时，该微型扬声器中的音圈温度将会很容易超过最大安全温度，致使该微型扬声器损坏。
为了保护微型扬声器，相关技术中，电子设备会通过检测扬声器的温度来控制扬声器的输出功率，以降低扬声器音圈温度。然而，相关技术中电子设备检测到的扬声器的温度的可靠性差，从而导致无法精确控制扬声器的输出功率。
发明内容
本发明实施例提供一种音频信号的调节方法及电子设备，能够解决相关技术中电子设备检测到的扬声器的温度的可靠性较差，所导致的无法精确控制扬声器的输出功率的问题。
为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供一种音频信号的调节方法，该方法包括：电子设备获取第一音频信号的输出阻抗；电子设备根据上述输出阻抗，确定目标信号增益；电子设备根据上述目标信号增益，调整第二音频信号的信号增益；电子设备将调整后的第二音频信号传输至上述电子设备的扬声器；其中，上述第一音频信号为上述扬声器已输出的音频信号，上述第二音频信号为待输入上述扬声器的音频信号。
第二方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括获取模块、确定模块、调整模块和传输模块；上述获取模块，用于获取第一音频信号的输出阻抗；上述确定模块，用于根据上述获取模块获取的上述输出阻抗，确定目标信号增益；上述调整模块，用于根据上述确定模块上述目标信号增益，调整第二音频信号的信号增益；上述传输模块，用于将上述调整模块调整后的第二音频信号传输至上述电子设备的扬声器；其中，上述第一音频信号为上述扬声器已输出的音频信号，上述第二音频信号为待输入上述扬声器的音频信号。
第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括处理器、存储器及存储在该存储器上并可在该处理器上运行的计算机程序，该计算机程序被该处理器执行时实现如第一方面所述的音频信号的调节方法的步骤。
第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的音频信号的调节方法的步骤。
在本发明实施例中，电子设备先获取第一音频信号的输出阻抗，然后根据获取到的输出阻抗，选定目标信号增益，之后，电子设备使用该目标信号增益对第二音频信号的信号增益进行调整，最后，将调整完毕的第二音频信号传输至电子设备的扬声器，由扬声器播放第二音频信号的音频。如此，在电子设备对调整音频信号的过程中，由于音频信号的输出阻抗能够反应该扬声器输出该音频信号时的输出功率，因此，电子设备在发送第二音频信号时，可以基于之前传输的第一音频信号的输出阻抗，确定出扬声器在安全范围内输出音频信号时的最佳输出功率，进而通过将该第二音频信号的信号增益调整至该最佳输出功率对应的目标信号增益，最终保证扬声器安全的情况下，使得扬声器能够输出最佳的音频信号。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种可能的安卓操作系统的架构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种音频信号的调节方法的电学模型的示意图；
图3为本发明实施例提供的一种音频信号的调节方法流程示意图；
图4为本发明实施例提供的一种音频信号的调节方法的音频信号输出的系统框图；
图5为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图之一；
图6为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图之二。
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，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本文中的“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。
需要说明的是，本文中的“多个”是指两个或多于两个。
需要说明的是，本发明实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
需要说明的是，为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能或作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定。例如，第一音频信号和第二音频信号是用于区别不同的音频信号，而不是用于描述音频信号的特定顺序。
本发明实施例提供的音频信号的调节方法的执行主体可以为电子设备，也可以为该电子设备中能够实现该音频信号的调节方法的功能模块和/或功能实体，具体的可以根据实际使用需求确定，本发明实施例不作限定。
本发明实施例中的电子设备可以为终端设备。示例性的，该终端设备可以为移动终端设备，也可以为非移动终端设备。移动终端设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载终端设备、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobile personalcomputer，UMPC)、上网本或者个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等；非移动终端设备可以为个人计算机(personal computer，PC)、电视机(television，TV)、柜员机或者自助机等；本发明实施例不作具体限定。
本发明实施例中的电子设备可以为具有操作系统的电子设备。该操作系统可以为安卓(Android)操作系统，可以为ios操作系统，还可以为其他可能的操作系统，本发明实施例不作具体限定。
下面以安卓操作系统为例，介绍一下本发明实施例提供的音频信号的调节方法所应用的软件环境。
如图1所示，为本发明实施例提供的一种可能的安卓操作系统的架构示意图。在图1中，安卓操作系统的架构包括4层，分别为：应用程序层、应用程序框架层、系统运行库层和内核层(具体可以为Linux内核层)。
其中，应用程序层包括安卓操作系统中的各个应用程序(包括系统应用程序和第三方应用程序)。
应用程序框架层是应用程序的框架，开发人员可以在遵守应用程序的框架的开发原则的情况下，基于应用程序框架层开发一些应用程序。
系统运行库层包括库(也称为系统库)和安卓操作系统运行环境。库主要为安卓操作系统提供其所需的各类资源。安卓操作系统运行环境用于为安卓操作系统提供软件环境。
内核层是安卓操作系统的操作系统层，属于安卓操作系统软件层次的最底层。内核层基于Linux内核为安卓操作系统提供核心系统服务和与硬件相关的驱动程序。
以安卓操作系统为例，本发明实施例中，开发人员可以基于上述如图1所示的安卓操作系统的系统架构，开发实现本发明实施例提供的音频信号的调节方法的软件程序，从而使得该音频信号的调节方法可以基于如图1所示的安卓操作系统运行。即处理器或者终端设备可以通过在安卓操作系统中运行该软件程序实现本发明实施例提供的音频信号的调节方法。
目前，为了保护微型扬声器，一般会通过限制输出功率的方式来确保音圈温度在安全范围内，但是这种限制方式会导致扬声器输出声音变小，进而无法达到很好的播放效果。
在相关技术中，电子设备的扬声器可以通过的获取到的电学参数值(例如，阻抗、功率)，不间断的计算当前音圈温度，从而根据控制输出功率的需要而改变输出功率的方法来保护扬声器，一般的，将这种方法称为温度保护方法。
具体的，电子设备通常可以通过两种温度保护方法计算音圈温度：
方式一：温度模型获取方式：电子设备根据扬声器的电学模型(可以包括：音圈的电学模型、磁铁的电学模型)和前一帧音频信号的功率值，计算出来的当前这一帧音频信号对应的音圈温度。需要说明的是，利用该温度模型获取方式获取的温度为利用前一帧音频信号对应的功率值所计算出音圈温度。
一般的，扬声器的电学模型分为多种，如图2中的(a)和(b)所示的两种电学模型1和电学模型2，在这两种电学模型中，音圈的电阻为R1，音圈的电容为C1，磁铁的电阻为R2，磁铁的电容为C2，前一帧音频信号对应的输出功率P，以及常规复数s(拉布拉斯变换)。
在第一种扬声器的电学模型中，如图2中的(a)所示，上述音圈的温度值T1的计算公式如下公式(一)：
Figure BDA0002470250940000031
在第二种扬声器的电学模型中，如图2中的(b)所示，上述音圈的温度值T2的计算公式如下公式(二)：
Figure BDA0002470250940000032
然而，由于电子设备在利用这种方法检测音圈温度值时，会利用音频信号的功率来确认该音频信号的温度值，而电子设备在不同频段的音频功率相同，因此，当音频信号为中低频段的音频信号时，由于电子设备检测到的音频信号输出功率仍与音频信号为高频时一致，但实际上并不是真实的音频信号的功率，因此，其最终得到的音圈温度值会与实际的音圈温度值相差较大，容易导致最终获取的信号增益并不符合该音频信号的实际需求。
方式二：温度估计获取方式：电子设备根据前一帧音频信号输出阻抗和前一帧音圈温度之间的线性关系，结合扬声器的电路结构中的电学部件参数计算该线性关系的线性关系参数，该线性关系参数可以作为当前这一帧音频信号对应的音圈温度值。
然而，通过这种方法计算出来的音圈温度值，由于过于依赖于阻抗参数值，当阻抗部件异常时，会导致得到的音圈温度值可靠性较差，从而导致扬声器无法及时采取相应的保护措施保护音圈，容易造成扬声器的损害。
为了解决上述问题，在本发明实施例中，电子设备先获取第一音频信号的输出阻抗，然后根据获取到的输出阻抗，选定目标信号增益，之后，电子设备使用该目标信号增益对第二音频信号的信号增益进行调整，最后，将调整完毕的第二音频信号传输至电子设备的扬声器，由扬声器播放第二音频信号的音频。如此，在电子设备对调整音频信号的过程中，由于音频信号的输出阻抗能够反应该扬声器输出该音频信号时的输出功率，因此，电子设备在发送第二音频信号时，可以基于之前传输的第一音频信号的输出阻抗，确定出扬声器在安全范围内输出音频信号时的最佳输出功率，进而通过将该第二音频信号的信号增益调整至该最佳输出功率对应的目标信号增益，最终保证扬声器安全的情况下，使得扬声器能够输出最佳的音频信号。
如图3所示，本发明实施例提供的一种音频信号的调节方法，该方法包括步骤201至步骤204：
步骤201：电子设备获取第一音频信号的输出阻抗。
在本发明实施例中，上述第一音频信号为上述扬声器已输出的音频信号。
需要说明的是，上述第一音频信号为电子设备已输出的音频信号，上述第一音频信号的输出阻抗为电子设备通过反馈电路获取的输出阻抗。由于电子设备在输出音频信号时，会对音频信号进行平滑处理，因此，相邻的音频信号之间的输出阻抗为极相近的输出阻抗，可以作为相邻音频信号的参考输出阻抗。
可选地，在本发明实施例中，一种常用的输出阻抗的计算方式可以为：电子设备将已经输出的第一音频信号，通过电路传输送至模数转换器中，模数转换器将第一音频信号的模拟电压信号和模拟电流信号转化为数字信号，电子设备根据该数字信号的有效电压值和有效电流值，确定其阻抗值的大小。
需要说明的是，一般的，电子设备会为音频信号添加单频特征信号，而该单频特征信号通常为低频信号，会干扰电子设备计算实际输出阻抗，因此，在计算上述有效电压值和上述有效电流值，需要使用滤波器先行滤除该单频特征信号，以便于得出准确的有效电压值和上述有效电流值，从而确定有效的阻抗值。
步骤202：电子设备根据上述输出阻抗，确定目标信号增益。
可选地，在本发明实施例中，上述目标信号增益包括至少两种目标信号增益。示例性的，上述至少两种目标信号增益可以包括：第一信号增益和第二信号增益。
步骤203：电子设备根据上述目标信号增益，调整第二音频信号的信号增益。
在本发明实施例中，上述第二音频信号为待输入上述扬声器的音频信号。
在本发明实施例中，上述调整第二音频信号的信号增益是指：电子设备在获取上述第一音频信号的目标信号增益后，将利用该目标信号增益替代原先第二音频信号的信号增益，作为第二音频信号的新的信号增益。
步骤204：电子设备将调整后的第二音频信号传输至上述电子设备的扬声器。
在本发明实施例中，上述调整后的第二音频信号是指：将第二音频信号使用上述目标信号增益进行调整后，得到的新的第二音频信号。
示例性的，上述调整后的第二音频信号相较于调整前的第二音频信号的功率可以变大，也可以变小，还可以不变。
可选地，在本发明实施例中，在上述步骤202中，本发明实施例提供的音频信号的调节方法可以包括如下步骤A1或者步骤A2：
步骤A1：若第一音频信号的输出阻抗异常，则电子设备根据第一信号增益确定目标信号增益。
步骤A2：若第一音频信号的输出阻抗正常，则电子设备根据第二信号增益确定目标信号增益。
其中，上述第一信号增益为与上述第一温度值对应的信号增益，上述第二信号增益为与上述第二温度值对应的信号增益，上述第一温度值是基于上述扬声器的第一音频信号的输出功率确定的，上述第二温度值是基于上述输出阻抗确定的。
示例性的，电子设备可以预置第一音频信号的输出阻抗与目标信号增益之间的对应关系，当电子设备获取上述第一音频信号的输出阻抗后，可以基于上述对应关系，判断该输出阻抗的正常或者异常。
在一种示例中，上述电子设备在获取第一音频信号的输出阻抗后，可以判断该输出阻抗是否在预定阈值范围内，若该输出阻抗在预定阈值范围内，则判定该输出阻抗正常；反之，若该输出阻抗不在预定阈值范围内，则判定该输出阻抗异常。进一步的，电子设备在该预定阈值范围可以正常运行，即电子设备在该范围内运行时，该扬声器的音圈温度值为电子设备能够参考使用的音圈温度值。例如，电子设备可以根据扬声器已有的电路结构，预先确定出上述的预定阈值范围，假设上述输出阻抗正常的范围为Z0至Z1，则不在Z0至Z1范围内的输出阻抗为异常的输出阻抗。
进一步可选地，在本发明实施例中，上述目标信号增益可以为由单个信号增益确定的信号增益。如，温度保护增益。
示例性的，上述温度保护增益可以根据电子设备检测的音圈温度值来控制电子设备输出音频信号对应的功率。
进一步的，上述温度保护增益为：电子设备将其获取的音圈温度值与音圈所能承受的额定温度值相比较后，所得出的信号增益值。
在一种示例中，当输入的音圈温度超过该音圈所能承受的最大安全温度(即音圈所能承受的额定温度值)时，需要实施温度保护，减小输出功率，首先，电子设备获取音圈温度值，其次，电子设备判断该音圈温度值是否超过最大安全温度；如果该音圈温度值没有超过最大安全温度，则确定温度保护增益为1，也即无需保护；如果该音圈温度值超过最大安全温度，则确定温度保护增益小于1，即需要温度保护。
需要说明的是，上述温度保护增益可以是一个固定值，例如，电子设备可以设定当音圈温度超过最大安全温度时，温度保护增益为0.8；也可以是在预先获取的温度保护增益查询表里面查询出来的数值，在该温度保护增益查询表中，不同音圈温度值与不同的温度保护增益的增益值相对应。
可以理解，在电子设备在使用上述信号增益控制上述音圈温度值的过程中，应当对信号增益进行平滑处理，在合适的处理时间周期内逐步增大或减小信号增益的增益值，从而防止保护输出声音突变。
进一步可选地，在本发明实施例中，上述音圈温度值的获取方式主要有两种，分别为温度模型获取方式(即方式一)和温度估计获取方式(即方式二)。
示例性的，电子设备采用方式一获取的音圈温度值为第一温度值。电子设备可以根据扬声器的第一音频信号的输出功率及相关硬件参数(音圈的电阻，音圈的电容，音圈的电阻及磁铁的电容)，结合上述第一音频信号的输出功率及上述硬件参数所对应的硬件之间的关系，计算第一温度值，具体的，可以参照前述公式(一)和/或公式(二)。
示例性的，电子设备采用方式二获取的音圈温度值为第二温度值。电子设备可以使用第一音频信号输出阻抗和音圈温度值之间的线性关系，计算其线性关系参数，根据该线性关系参数得出第二温度值。
进一步可选地，在本发明实施例中，电子设备在获取到第一温度值后，可以根据该第一温度值确定与之对应的第一信号增益。其中，该第一信号增益可以电子设备利用上述方式一该获取第一音频信号对应的音圈温度值作为第一温度值，采用该第一温度值与扬声器音圈的最大安全温度进行对比，从而确定出温度保护增益，该温度保护增益即为第一信号增益。
进一步可选地，在本发明实施例中，电子设备在获取到第二温度值后，可以根据该第二温度值确定与之对应的第二信号增益。其中，该第二信号增益可以为电子设备利用上述方式二获取第一音频信号对应的音圈温度值作为第二温度值，采用该第二温度值与扬声器音圈的最大安全温度进行对比，从而确定出温度保护增益，该温度保护增益即为第二信号增益。
如此，在电子设备预置输出阻抗与目标信号增益之间的对应关系，当输出阻抗出现异常时，可以自动切换其他有效的音圈温度获取方式，从而提高了电子设备获取的音圈温度的可靠性，进而提高了电子设备保护扬声器的效率。
进一步可选地，在本发明实施例中，上述目标信号增益可以由N个信号增益通过既定结合方式(例如，相乘)确定的信号增益，其中，N为大于1正整数。
示例性的，上述信号增益还可以包括以下至少一项：功率保护增益和温度曲线控制增益。
示例性的，上述功率保护增益可以用于限制电子设备的瞬时输入功率，从而防止扬声器由于短时间内功率过大而损坏。
示例性的，电子设备将扬声器的瞬时功率与该扬声器的最大输入功率相比较，当扬声器的瞬时功率大于扬声器的最大功率时，将利用功率保护增益动态调整扬声器的瞬时功率，使得该扬声器的输入功率始终保持小于该扬声器的最大输入功率的状态。
进一步的，电子设备可以使用上述利用功率保护增益的增益值限制上述电子设备的瞬时输入功率对应的电压的方式，来控制上述电子设备的瞬时输入功率。例如，电子设备可以利用述利用功率保护增益的增益值与上述电子设备的瞬时输入功率对应的电压的电压值相乘的方式，来控制上述电子设备的瞬时输入功率。
示例性的，上述温度曲线控制增益用于控制由于音圈温度值的变化(上升或者下降)速度过快而导致的扬声器输出的音频信号音量忽大忽小的情况。进一步的，温度曲线的斜率可以用于表征音圈温度值的变化速度，电子设备可以通过控制温度曲线的斜率的方式来控制音圈温度值。
示例性的，电子设备通过控制温度曲线的时间周期和温度值所处区域，来控制温度曲线的斜率，降低温度曲线上的波动性，避免扬声器输出的音频信号音量忽大忽小。
在一种示例中，在电子设备获取音圈温度后，电子设备需要同时检测音圈温度值所处温度区域和音圈温度值所处周期来确认其温度曲线控制增益的增益值。
进一步的，电子设备可以以最大安全温度为界限，将音圈温度划分为3个预设温度区域，分别为温度区域1、温度区域2、温度区域3。其中，当音圈温度值大于最大安全温度时，音圈温度值位于温度区域1，此时，电子设备将直接触发温度保护，使用前述的温度保护增益对电子设备的音圈进行控制；当音圈温度值小于最大安全温度，且大于参考温度时，电子设备将开始控制温度曲线的斜率，使用温度曲线控制增益对电子设备的音圈温度值进行控制；当音圈温度小于参考温度时，电子设备将不会使用温度保护增益和/或温度曲线控制增益信号增益对其进行保护。
在电子设备检测音圈温度所处预设温度区域的同时，电子设备还需要该音圈温度所处周期。通常情况下，当电子设备会设置两个温度变化周期，分别为周期S1和周期S2，周期S1为音圈温度值连续上升的周期，周期S2为音圈温度值连续下降的周期，其中，周期S1和周期S2可以为反复交替的周期。该音圈温度值的上升和下降可以通过音圈温度值与时间的曲线斜率来判断。当曲线斜率为大于等于0的数值时，则该音圈温度值处于周期S1，当曲线斜率为小于0的数值时，则该音圈温度值处于周期S2。
一般的，电子设备可以预设斜率阈值，针对不同的温度变化周期，设置不同的预设斜率阈值。示例性的，周期S1的预设斜率阈值为大于等于0的数值，周期S1的预设斜率阈值为小于0的数值。
在电子设备的音圈温度值在温度区域2以内的情况下，电子设备开始控制温度曲线的斜率。若音圈温度值所在的周期为S1周期，则电子设备判断当前S1周期对应的曲线斜率k1是否大于设定的预设的斜率阈值k01，若k1大于k01，则使用相应的温度曲线控制增益对该曲线斜率k1进行控制，若k1小于等于k01，则使用无需使用温度曲线控制增益曲线斜率k1进行控制；若音圈的温度所在的周期为S2周期，与S1周期类似，则电子设备判断当前S2周期对应的曲线斜率k2是否小于设定的预设斜率阈值k02，若k2小于k02，则使用相应的温度曲线控制增益对该曲线斜率k2进行控制，若k2大于等于k02，则使用无需使用温度曲线控制增益曲线斜率k2进行控制，其中，k1、k2、k01以及k02为实数。
在一种示例中，参照图4所示的音频信号输出的系统框图，如图4所示，当音频信号输入后，电子设备会先对该音频信号进行延时缓冲，之后对该音频信号进行动态范围压缩，然后通过功放功能将该音频信号由数字信号转换为模拟信号，最终输出至扬声器，由扬声器播放该音频信号的音频。
在电子设备对该音频信号进行动态范围压缩的过程，可以利用三个信号增益依次对该音频信号进行压缩处理，上述三个信号增益分别为：功率保护增益、温度保护增益和温度曲线控制增益。其中，上述功率保护增益为电子设备对音频信号进行动态门限功率限制处理所获取的信号增益，上述温度曲线控制增益为电子设备对音频信号进行温度曲线控制所获取的信号增益，上述温度保护增益为电子设备对音频信号进行温度保护所获取的信号增益。
进一步的，电子设备在获取上述温度保护增益的过程中，需要获取准确的音圈温度值才能够得出较为准确的温度保护增益，因此，电子设备会通过两个途径分别获取一个音圈温度值，并选取其中一个音圈温度值，来增强音圈温度值的准确性。一般的，可以通过如下两种方式获取，分别为“温度模型”获取方式和“温度估计”获取方式。在通过上述两种方式获取两个音圈温度值后，电子设备判断阻抗状态(正常或者异常)选取其中一个音圈温度值。其中，电子设备可以在判断该阻抗状态之前，先行对前一帧音频信号的阻抗进行阻抗估计，从而得到阻抗值，然后按照预定的阻抗状态判断方式对该阻抗状态进行判断。
如此，电子设备按照上述音频信号的系统框图中所给出的音频处理方式，对每一帧输入的音频信号进行处理，然后由电子设备的扬声器输出。
本发明实施例提供的音频信号的调节方法，电子设备先获取第一音频信号的输出阻抗，然后根据获取到的输出阻抗，选定目标信号增益，之后，电子设备使用该目标信号增益对第二音频信号的信号增益进行调整，最后，将调整完毕的第二音频信号传输至电子设备的扬声器，由扬声器播放第二音频信号的音频。如此，在电子设备对调整音频信号的过程中，由于音频信号的输出阻抗能够反应该扬声器输出该音频信号时的输出功率，因此，电子设备在发送第二音频信号时，可以基于之前传输的第一音频信号的输出阻抗，确定出扬声器在安全范围内输出音频信号时的最佳输出功率，进而通过将该第二音频信号的信号增益调整至该最佳输出功率对应的目标信号增益，最终保证扬声器安全的情况下，使得扬声器能够输出最佳的音频信号。
可选地，在本发明实施例中，在上述步骤202之前，本发明实施例提供的音频信号的调节方法还可以包括如下步骤B1：
步骤B1：电子设备根据上述第二音频信号的目标振幅，计算上述第二音频信号的补偿增益。
在上述步骤A1中的根据第一信号增益确定目标信号增益中，本发明实施例提供的音频信号的调节方法可以包括如下步骤B2：
步骤B2：电子设备将上述补偿增益和第一信号增益相乘，得到目标信号增益。
或者，
在上述步骤A2中的根据第二信号增益确定目标信号增益中，本发明实施例提供的音频信号的调节方法可以包括如下步骤B3：
步骤B3：电子设备将上述补偿增益和第二信号增益相乘，得到目标信号增益。
示例性的，上述目标振幅可以为，电子设备利用振幅模型获取的第二音频信号的振幅。
进一步的，上述振幅模型可以为：电子设备根据扬声器的电学结构中的部件参数(例如，扬声器音圈的电容值、电阻值、最大额定振幅值)和电子设备的输入电压值，获取音频信号的振幅值的模型。
示例性的，上述补偿增益用于在已得到N个信号增益的基础上，根据电子设备接收的输入功率或者电压，再补偿一个信号增益，这个补偿的信号增益可以进一步减小上述调整后的第二音频信号所对应的音圈温度与实际音圈温度之间的误差。
需要说明的是，任一音频信号为中低频段的音频信号时，其所对应的音圈温度与实际音圈温度之间会容易存在误差。原因在于，电子设备检测音圈温度会利用音频信号的功率来确认该音频信号的温度值，当音频信号为中低频段的音频信号时，电子设备检测到的音频信号输出功率仍与音频信号为高频时一致，但实际处于中低频短的音频信号与处于高频的音频信号所产生的功率并不相同，因此，其得到的音圈温度会与实际的音圈温度相差较大，容易导致最终获取的信号增益并不符合该音频信号的实际需求。在此基础上，电子设备可以通过引入振幅相关的参数，通过计算目标振幅获取补偿增益，帮助电子设备获取更加准确的信号增益，弥补由于不同频率下的功率无差别而带来的音圈温度误差。
在一种示例中，参照图4所示的音频信号输出的系统框图，如图4所示，当音频信号输入后，电子设备通过在振幅模型中输入音频信号的电压后，获取音频信号的振幅，将该音频信号的振幅、该电子设备所能承受的最大振幅以及可调增益相结合，得出补偿增益。电子设备将利用该补偿增益对音频信号在前述动态范围压缩的基础上进行叠加压缩处理，使得电子设备最终输出在额定功率范围内最佳的音频信号。
示例性的，上述补偿增益为：电子设备利用振幅模型得出第二音频信号的目标振幅后，结合电子设备利用第二音频信号的音圈温度得出的可调增益而计算出的增益值。
可选地，在本发明实施例中，在上述步骤B1中，本发明实施例提供的音频信号的调节方法还可以包括如下步骤C1和步骤C2：
步骤C1：电子设备根据上述第一温度值和上述第二温度值，确定可调增益。
步骤C2：电子设备根据上述可调增益和上述第二音频信号的目标振幅，计算上述第二音频信号的补偿增益。
示例性的，上述可调增益是指：电子设备根据上述实际温度值与估计温度值之间的差值，得出的增益值。
示例性的，当第一音频信号的输出阻抗正常时，电子设备会根据第一温度值和第二温度值之间的大小关系来确定该可调增益的增益值。
在一种示例中，当第一温度值大于第二温度值时，可调增益为大于1的增益值；当第一温度值小于第二温度值时，可调增益为小于1的增益值；当第一温度值等于第二温度值时，可调增益为等于1的增益值。
在一种示例中，当上述第一温度值大于第二温度值或者当上述第一温度值小于上述第二温度值时，上述增益值可以为电子设备预先设置的固定数值。例如，当上述第一温度值大于第二温度值，可调增益为1.1，当上述第一温度值小于第二温度值，可调增益为0.9。
需要说明的是，上述可调增益的增益值为电子设备根据扬声器电路的硬件参数设定的数值，当上述硬件参数变化时，电子设备可以对上述可调增益进行相应调整。
示例性的。当输出阻抗异常时，电子设备可以设定可调增益为小于或者等于1的固定数值。例如，可调增益为1。
如此，电子设备可以利用上述第一温度值和第二温度值得出可调增益，通过该可调增益，将得出准确的补偿增益，从而电子设备利用该补偿增益增强目标信号增益的准确性，进而帮助电子设备获取更加接近真实音圈温度的音圈温度值。
可选地，在本发明实施例中，在上述步骤C2中，本发明实施例提供的音频信号的调节方法还可以包括如下步骤D：
步骤D：电子设备根据补偿增益公式、上述可调增益和上述第二音频信号的目标振幅，计算上述第二音频信号的补偿增益；
其中，上述补偿增益公式为：
Figure BDA0002470250940000091
上述xd为目标振幅，上述Xmax为上述扬声器的音圈所能承受的最大振幅，上述Vgain为上述可调增益。
示例性的，上述Xmax可以为扬声器的音圈的额定振幅。
需要说明的是，本发明实施例中，上述各个方法附图所示的消息显示方法均是以结合本发明实施例中的一个附图为例示例性的说明的。具体实现时，上述各个方法附图所示的消息显示方法还可以结合上述实施例中示意的其它可以结合的任意附图实现，此处不再赘述。
图5为实现本发明实施例提供的一种电子设备的可能的结构示意图，如图5所示，电子设备600包括：获取模块601、确定模块602、调整模块603和传输模块604；上述获取模块601，用于获取第一音频信号的输出阻抗；上述确定模块602，用于根据上述获取模块601获取的上述输出阻抗，确定目标信号增益；上述调整模块603，用于根据上述确定模块602上述目标信号增益，调整第二音频信号的信号增益；上述传输模块604，用于将上述调整模块603调整后的第二音频信号传输至上述电子设备的扬声器；其中，上述第一音频信号为上述扬声器已输出的音频信号，上述第二音频信号为待输入上述扬声器的音频信号。
可选地，在本发明实施例中，上述确定模块602，具体用于若第一音频信号的输出阻抗异常，则根据第一信号增益确定目标信号增益；上述确定模块602，具体还用于若第一音频信号的输出阻抗正常，则根据第二信号增益确定目标信号增益；其中，上述第一信号增益为与第一温度值对应的信号增益，上述第二信号增益为与第二温度值对应的信号增益，上述第一温度值是基于上述扬声器的第一音频信号的输出功率确定的，上述第二温度值是基于上述输出阻抗确定的。
可选地，在本发明实施例中，上述电子设备600还包括计算模块605；上述计算模块605，还用于根据上述第二音频信号的目标振幅，计算上述第二音频信号的补偿增益；上述计算模块605，具体用于将上述补偿增益和第一信号增益相乘，得到目标信号增益；上述计算模块605，具体还用于将上述补偿增益和第二信号增益相乘，得到目标信号增益；
可选地，在本发明实施例中，上述确定模块602，具体用于根据实际温度值和估计温度值，确定可调增益；上述计算模块605，具体用于根据上述确定模块602确定的上述可调增益和上述第二音频信号的目标振幅，计算上述第二音频信号的补偿增益。
可选地，在本发明实施例中，上述计算模块605，具体用于根据补偿增益公式、上述可调增益和上述第二音频信号的目标振幅，计算上述第二音频信号的补偿增益；其中，上述补偿增益公式为：
Figure BDA0002470250940000101
上述xd为目标振幅，上述Xmax为上述扬声器的音圈所能承受的最大振幅，上述Vgain为上述可调增益。
本发明实施例提供的电子设备，先获取第一音频信号的输出阻抗，然后根据获取到的输出阻抗，选定目标信号增益，之后，电子设备使用该目标信号增益对第二音频信号的信号增益进行调整，最后，将调整完毕的第二音频信号传输至电子设备的扬声器，由扬声器播放第二音频信号的音频。如此，在电子设备对调整音频信号的过程中，由于音频信号的输出阻抗能够反应该扬声器输出该音频信号时的输出功率，因此，电子设备在发送第二音频信号时，可以基于之前传输的第一音频信号的输出阻抗，确定出扬声器在安全范围内输出音频信号时的最佳输出功率，进而通过将该第二音频信号的信号增益调整至该最佳输出功率对应的目标信号增益，最终保证扬声器安全的情况下，使得扬声器能够输出最佳的音频信号。
本发明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。
需要说明的是，如图5所示，电子设备600中一定包括的模块用实线框示意，如获取模块601；电子设备600中可以包括也可以不包括的模块用虚线框示意，如计算模块605。
图6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100包括但不限于：射频单元101、网络模块102、音频输出单元103、输入单元104、传感器105、显示单元106、用户输入单元107、接口单元108、存储器109、处理器110、以及电源111等部件。本领域技术人员可以理解，图6中示出的电子设备100的结构并不构成对电子设备的限定，电子设备100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100包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、可穿戴设备、以及计步器等。
其中，处理器110，用于获取第一音频信号的输出阻抗，根据上述输出阻抗，确定目标信号增益，根据上述目标信号增益，调整第二音频信号的信号增益，将调整后的第二音频信号传输至上述电子设备的扬声器，其中，所述第一音频信号为所述扬声器已输出的音频信号，所述第二音频信号为待输入所述扬声器的音频信号。
本发明实施例提供的电子设备，先获取第一音频信号的输出阻抗，然后根据获取到的输出阻抗，选定目标信号增益，之后，电子设备使用该目标信号增益对第二音频信号的信号增益进行调整，最后，将调整完毕的第二音频信号传输至电子设备的扬声器，由扬声器播放第二音频信号的音频。如此，在电子设备对调整音频信号的过程中，由于音频信号的输出阻抗能够反应该扬声器输出该音频信号时的输出功率，因此，电子设备在发送第二音频信号时，可以基于之前传输的第一音频信号的输出阻抗，确定出扬声器在安全范围内输出音频信号时的最佳输出功率，进而通过将该第二音频信号的信号增益调整至该最佳输出功率对应的目标信号增益，最终保证扬声器安全的情况下，使得扬声器能够输出最佳的音频信号。
应理解的是，本发明实施例中，射频单元101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110处理；另外，将上行的数据发送给基站。通常，射频单元101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101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100通过网络模块102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103可以将射频单元101或网络模块102接收的或者在存储器109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103还可以提供与电子设备100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103包括扬声器、蜂鸣器以及受话器等。
输入单元104用于接收音频或视频信号。输入单元104可以包括图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)1041和麦克风1042，图形处理器1041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106上。经图形处理器1041处理后的图像帧可以存储在存储器109(或其它存储介质)中或者经由射频单元101或网络模块102进行发送。麦克风1042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101发送到移动通信基站的格式输出。
电子设备100还包括至少一种传感器105，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1061的亮度，接近传感器可在电子设备100移动到耳边时，关闭显示面板1061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105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106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106可包括显示面板1061，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1061。
用户输入单元107可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与电子设备100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107包括触控面板1071以及其他输入设备1072。触控面板1071，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1071上或在触控面板1071附近的操作)。触控面板1071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110，接收处理器110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1071。除了触控面板1071，用户输入单元107还可以包括其他输入设备1072。具体地，其他输入设备1072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1071可覆盖在显示面板1061上，当触控面板1071检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器110以确定触摸事件的类型，随后处理器110根据触摸事件的类型在显示面板1061上提供相应的视觉输出。虽然在图6中，触控面板1071与显示面板1061是作为两个独立的部件来实现电子设备100的输入和输出功能，但是在某些实施例中，可以将触控面板1071与显示面板1061集成而实现电子设备100的输入和输出功能，具体此处不做限定。
接口单元108为外部装置与电子设备100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108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100内的一个或多个元件或者可以用于在电子设备100和外部装置之间传输数据。
存储器109可用于存储软件程序以及各种数据。存储器109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109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110是电子设备100的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备100的各个部分，通过运行或执行存储在存储器109内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器109内的数据，执行电子设备100的各种功能和处理数据，从而对电子设备100进行整体监控。处理器110可包括一个或多个处理单元；可选的，处理器110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110中。
电子设备100还可以包括给各个部件供电的电源111(比如电池)，可选的，电源111可以通过电源管理系统与处理器110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100包括一些未示出的功能模块，在此不再赘述。
可选的，本发明实施例还提供一种电子设备，包括处理器，存储器，存储在存储器上并可在所述处理器110上运行的计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述音频信号的调节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的调节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 AccessMemory，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设备(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 (12)

1.一种音频信号的调节方法，其特征在于，应用于电子设备，所述方法包括：
获取第一音频信号的输出阻抗；
根据所述输出阻抗，确定目标信号增益；
根据所述目标信号增益，调整第二音频信号的信号增益；
将调整后的第二音频信号传输至所述电子设备的扬声器；
其中，所述第一音频信号为所述扬声器已输出的音频信号，所述第二音频信号为待输入所述扬声器的音频信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述输出阻抗，确定目标信号增益，包括；
若第一音频信号的输出阻抗异常，则根据第一信号增益确定目标信号增益；
若第一音频信号的输出阻抗正常，则根据第二信号增益确定目标信号增益；
其中，所述第一信号增益为与第一温度值对应的信号增益，所述第二信号增益为与第二温度值对应的信号增益，所述第一温度值是基于所述扬声器的第一音频信号的输出功率确定的，所述第二温度值是基于所述输出阻抗确定的。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述根据所述输出阻抗，确定目标信号增益之前，所述方法还包括：
根据所述第二音频信号的目标振幅，计算所述第二音频信号的补偿增益；
所述根据第一信号增益确定目标信号增益，包括：
将所述补偿增益和第一信号增益相乘，得到目标信号增益；
所述根据第二信号增益确定目标信号增益，包括：
将所述补偿增益和第二信号增益相乘，得到目标信号增益。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二音频信号的目标振幅，计算所述第二音频信号的补偿增益，包括：
根据实际温度值和估计温度值，确定可调增益；
根据所述可调增益和所述第二音频信号的目标振幅，计算所述第二音频信号的补偿增益。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述可调增益和所述第二音频信号的目标振幅，计算所述第二音频信号的补偿增益，包括：
根据补偿增益公式、所述可调增益和所述第二音频信号的目标振幅，计算所述第二音频信号的补偿增益；
其中，所述补偿增益公式为：
Figure FDA0002470250930000011
所述xd为目标振幅，所述Xmax为所述扬声器的音圈所能承受的最大振幅，所述Vgain为所述可调增益。
6.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括获取模块、确定模块、调整模块和传输模块；
所述获取模块，用于获取第一音频信号的输出阻抗；
所述确定模块，用于根据所述获取模块获取的所述输出阻抗，确定目标信号增益；
所述调整模块，用于根据所述确定模块所述目标信号增益，调整第二音频信号的信号增益；
所述传输模块，用于将所述调整模块调整后的第二音频信号传输至所述电子设备的扬声器；
其中，所述第一音频信号为所述扬声器已输出的音频信号，所述第二音频信号为待输入所述扬声器的音频信号。
7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，
所述确定模块，具体用于若第一音频信号的输出阻抗异常，则根据第一信号增益确定目标信号增益；
所述确定模块，具体用于若第一音频信号的输出阻抗正常，则根据第二信号增益确定目标信号增益；
其中，所述第一信号增益为与所述扬声器的音圈的第一温度值对应的信号增益，所述第二信号增益为与第二温度值对应的信号增益，所述第一温度值是基于所述扬声器的第一音频信号的输出功率确定的，所述第二温度值是基于所述输出阻抗确定的。
8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括计算模块；
所述计算模块，还用于根据所述第二音频信号的目标振幅，计算所述第二音频信号的补偿增益；
所述计算模块，具体用于将所述补偿增益和第一信号增益相乘，得到目标信号增益；
所述计算模块，具体还用于将所述补偿增益和第二信号增益相乘，得到目标信号增益。
9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，
所述确定模块，具体用于根据实际温度值和估计温度值，确定可调增益；
所述计算模块，具体用于根据所述确定模块确定的所述可调增益和所述第二音频信号的目标振幅，计算所述第二音频信号的补偿增益。
10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，
所述计算模块，具体用于根据补偿增益公式、所述可调增益和所述第二音频信号的目标振幅，计算所述第二音频信号的补偿增益；
其中，所述补偿增益公式为：
Figure FDA0002470250930000021
所述xd为目标振幅，所述Xmax为所述扬声器的音圈所能承受的最大振幅，所述Vgain为所述可调增益。
11.一种电子设备，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5中任一项所述音频信号的调节方法的步骤。
12.一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5中任一项所述音频信号的调节方法的步骤。
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