CN112866877A - 扬声器控制方法、扬声器控制装置、电子设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种扬声器控制方法、扬声器控制装置、电子设备和存储介质，属于扬声器保护技术领域，其中，扬声器控制方法包括：获取扬声器输出的第一音频信号；确定扬声器在输出第一音频信号时的信号声压值，根据声压值调整扬声器的运行参数，使扬声器的振幅处于设定范围内。

Description

扬声器控制方法、扬声器控制装置、电子设备和存储介质

技术领域

本申请属于扬声器保护技术领域，具体涉及一种扬声器控制方法、扬声器控制装置、电子设备和存储介质。

背景技术

在相关技术中，在使用扬声器的电子设备中，扬声器运行过程中的振幅过大，容易导致扬声器受损。

通常配合扬声器设置智能功放对扬声器振幅进行控制和保护，而智能功放的硬件成本较高，无法满足低成本的使用场景。

如何避免扬声器的振幅过大导致扬声器损坏，并且能够满足低成本的使用场景，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种扬声器控制方法、扬声器控制装置、电子设备和存储介质，解决低成本的使用场景下，如何避免扬声器的振幅过大导致扬声器损坏的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供了扬声器控制方法，包括：

获取扬声器输出的第一音频信号；

确定扬声器在输出第一音频信号时的信号声压值，根据信号声压值调整扬声器的运行参数，使扬声器的振幅处于设定范围内。

第二方面，本申请实施例提供了扬声器控制装置，包括：

采集单元，用于获取扬声器输出的第一音频信号；

调整单元，用于确定扬声器在输出第一音频信时的声压值，根据声压值调整扬声器的运行参数，使扬声器的振幅处于设定范围内。

第三方面，本申请实施例提供了电子设备，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程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现如第一方面提供的扬声器控制方法的步骤。

第四方面，本申请实施例提供了可读存储介质，可读存储介质上存储程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现如第一方面提供的扬声器控制方法的步骤。

第五方面，本申请实施例提供了一种芯片，提供的芯片包括处理器和通信接口，提供的通信接口和提供的处理器耦合，提供的处理器用于运行程序或指令，实现如第一方面提供的扬声器控制方法的步骤。

在本申请实施例中，根据振幅与设定振幅的数值关系，调节扬声器的振幅。

在本申请实施例中，电子设备包括扬声器和音频获取装置，音频获取装置实时能够对扬声器的输出的音频信号进行采集。通过对第一音频信号进行解析计算能够得到扬声器输出第一音频信号时的信号声压值，输出第一音频信号时的信号声压值能够反映出扬声器的运行状态，故选择根据扬声器输出第一音频信号时的信号声压值对扬声器的运行参数进行调整，从而实现避免扬声器运行过程中振幅过大导致损坏。

附图说明

图1示出了根据本申请实施例的扬声器控制方法的流程图之一；

图2示出了根据本申请实施例的扬声器的结构示意图；

图3示出了根据本申请实施例的扬声器控制方法的流程图之二；

图4示出了根据本申请实施例的扬声器控制方法的流程图之三；

图5示出了根据本申请实施例的扬声器控制方法的流程图之四；

图6示出了根据本申请实施例的扬声器控制方法的流程图之五；

图7示出了根据本申请实施例的扬声器控制方法的流程图之六；

图8示出了根据本申请实施例的扬声器控制方法的流程图之七；

图9示出了根据本申请实施例的扬声器控制方法的流程图之八；

图10示出了根据本申请实施例的扬声器控制装置的结构框图；

图11示出了根据本申请实施例的调整单元的结构框图；

图12示出了根据本申请实施例的增益调节单元的结构框图；

图13示出了根据本申请实施例的增益确定单元的结构框图；

图14示出了根据本申请实施例的振幅获取单元的结构框图；

图15示出了根据本申请实施例的滤波系数确定单元的结构框图；

图16示出了根据本申请实施例的采集单元的结构框图；

图17示出了根据本申请实施例的干扰强度获取单元的结构框图；

图18示出了根据本申请实施例的扬声器控制装置的结构示意图；

图19为实现本申请实施例的一种硬件结构示意图。

其中，图2中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

200扬声器，202框架，204悬架，206振膜，208磁体，210音圈。

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获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的扬声器控制方法、扬声器控制装置、电子设备和存储介质进行详细地说明。

在本申请的一些实施例中，图1示出了根据本申请实施例的扬声器控制方法的流程图之一，具体地，如图1所示，扬声器控制方法具体包括以下步骤：

步骤102，获取扬声器输出的第一音频信号；

步骤104，确定扬声器在输出第一音频信号时的信号声压值，根据声压值调整扬声器的运行参数。

在本申请实施例中，电子设备包括扬声器和音频获取装置，音频获取装置实时能够对扬声器的输出的音频信号进行采集。通过对第一音频信号进行解析计算能够得到扬声器输出第一音频信号时的信号声压值，输出第一音频信号时的信号声压值能够反映出扬声器的运行状态，故选择根据扬声器输出第一音频信号时的信号声压值对扬声器的运行参数进行调整，从而实现避免扬声器运行过程中振幅过大导致损坏。

如图2所示，扬声器200包括框架202、悬架204、振膜206、磁体208和音圈210。悬架204安装在扬声器200的框架上，振膜206与悬架204相连，音圈210围合形成容置空间，中心磁体208位于容置空间内，音圈210能够根据信号带动振膜206振动，从而输出音频信号。

不同电子设备中设置安装的扬声器型号不同，故振膜能够承受的最大振幅也不相同。本申请实施例中提及的设定振幅为扬声器振膜能够承受的最大振幅。当检测到振幅小于设定振幅，则判定扬声器不会由于振幅过大而损坏，故控制扬声器保持现有的运行状态即可。当检测到振幅大于等于设定振幅，则判定扬声器的振膜此时振幅过大，如果按照运行状态持续运行，则容易造成扬声器损坏，此时降低扬声器的运行功率，从而使扬声器的振幅下降至安全范围内，实现了扬声器的振幅保护。

可以理解的是，电子设备中的音频获取装置可选为麦克风。例如电子设备为手机等移动终端，手机中设置有用于采集用户语音的麦克风，通过该麦克风就能够直接采集扬声器输出的第一音频信号，无需额外在电子设备中增设其他电子元件，并且也不需要相应配合设置智能功放。相比于现有技术中通过智能功放对扬声器的振幅进行保护的方案，更能够适应低成本的使用环境。

值得说明的是，音频获取装置所采集的第一音频信号为扬声器实时输出的音频信号，故扬声器输出第一音频信号时的信号声压值为扬声器的动态参数，根据动态参数对扬声器控制，实现了根据扬声器的实时运行状态对扬声器的运行进行控制，提高了扬声器运行的稳定性，避免扬声器由于振幅过大导致损坏。

如图3所示，根据声压值调整扬声器的运行参数的步骤，具体包括：

步骤302，根据声压值确定扬声器输出第一音频信号时的振幅；

步骤304，根据振幅与设定振幅，调节扬声器输出音频信号时的增益。

本申请实施例中，由于信号声压值是通过对第一音频信号解析得到的，故通过对信号声压值进行进一步计算分析处理，能够得到扬声器输出第一音频信号时的振幅。设定振幅是根据扬声器运行过程中所能承受的最大振幅设定的，振幅与设定振幅的数值关系能够反映出扬声器输出第一音频信号时的振幅是否处于安全范围内，如果扬声器运行时的振幅过大则容易导致扬声器受损。

具体地，检测到振幅大于设定振幅，则判定扬声器输出第一音频信号时的振幅过大，如果扬声器长时间处于该状态可能产生损伤，故振幅未处于安全范围内。检测到振幅小于设定振幅，则判定扬声器输出第一音频信号时的振幅较小，即振幅处于安全范围内。

电子设备中还配置有动态范围压缩单元(DRC，Dynamic Range Control)，通过动态范围压缩单元对扬声器输出的音频信号进行控制。动态范围压缩单元根据增益进行对音频信号是否进行压缩进行控制。故选择根据振幅与设定振幅对动态范围压缩单元的增益进行调整，从而使扬声器运行时的振幅处于安全范围内，实现了对扬声器振幅的保护功能。

如图4所示，根据振幅与设定振幅调节扬声器输出音频信号的增益的步骤，具体包括：

步骤402，获取扬声器输出第一音频信号时的振幅的最大值，将振幅的最大值作为目标振幅；

步骤404，根据目标振幅与设定振幅之间的数值关系，确定目标信号增益；

步骤406，控制扬声器以目标信号增益输出目标音频信号，使目标音频信号的振幅小于设定振幅。

本申请实施例中，根据扬声器输出第一音频信号时振幅与设定振幅对增益调整时，由于第一音频信号包括多帧音频，则获取到的振幅中也包括多个振幅值，故需要选取多个振幅值中的目标振幅，具体地，提取振幅值中的最大值作为目标振幅。选择扬声器输出第一音频信号过程中的最大振幅作为用于判定扬声器处于安全状态的目标振幅，能够进一步提高扬声器运行的安全性能，避免扬声器由于振幅过大损坏的情况发生。

具体地，当扬声器的振幅过大时，即振幅的最大值大于设定振幅，则计算目标信号增益，控制动态范围压缩单元根据目标信号增益对音频信号进行压缩处理，从而降低扬声器的振幅，使扬声器的振幅下降至安全范围内。当扬声器的振幅处于安全范围内，则不需要对音频信号进行压缩，控制扬声器继续输出音频信号。

如图5所示，根据目标振幅与设定振幅之间的数值关系，确定目标信号增益的步骤，具体包括：

步骤502，获取设定信号增益；

步骤504，在目标振幅大于设定振幅时，根据设定信号增益确定目标信号增益；

其中，目标信号增益小于等于设定信号增益。

本申请实施例中，根据设定信号增益，以及目标振幅与设定振幅之间的数值关系对目标信号增益进行计算。其中，设定信号增益为1，即动态范围压缩单元不需要对音频信号进行压缩。

具体地，当扬声器的振幅过大时，即振幅的最大值大于设定振幅，根据设定信号增益，以及目标振幅与设定振幅之间的数值关系对目标信号增益进行计算，计算得到的目标信号增益小于设定信号增益，控制动态范围压缩单元根据目标信号增益对音频信号进行压缩处理，从而降低扬声器的振幅，使扬声器的振幅下降至安全范围内。当扬声器的振幅处于安全范围内，则不需要对音频信号进行压缩，使动态范围压缩单元保持设定信号增益，控制扬声器继续输出音频信号。

如图6所示，根据声压值确定扬声器输出第一音频信号时的振幅的步骤，具体包括：

步骤602，获取第一音频信号的信号参数，根据信号参数确定扬声器的参考声压值；

步骤604，根据信号声压值和参考声压值，确定对扬声器输出的音频信号进行滤波的目标滤波系数；

步骤606，获取扬声器的振幅模型，根据目标滤波系数和扬声器的振幅模型确定扬声器输出第一音频信号时的振幅。

本申请实施例中，电子设备包括滤波电路，电子设备中的处理器将所需输出的音频信号通过扬声器进行输出，滤波电路能够对所需输出的音频信号进行滤波。滤波电路具体为一种时间域的自适应滤波器，滤波电路的滤波系数为可调的，通过调整滤波电路的滤波系数来对扬声器的运行进行控制，从而使扬声器输出所需输出的音频信号。

电子设备中配置有扬声器的声压模型，该模型为与扬声器输入电压参数和输出的声压参数相关的传输函数，即根据扬声器输出的声压参数能够确定滤波电路的滤波系数。电子设备中还配置有扬声器的振幅模型，该模型为与扬声器的输入电压、输出振幅以及扬声器的运行参数相关的传输函数，扬声器的运行参数具体为滤波电路的滤波系数，故根据扬声器得到的滤波系数能够估算出扬声器运行的实时振幅。则根据信号声压值和扬声器的参考声压值能够得到目标滤波系数，再将目标滤波系数输入值扬声器的振幅模型中，能够估算得到扬声器输出第一音频信号时的振幅。其中，参考声压值为根据第一音频信号的信号参数计算得到的，具体根据第一音频信号的信号有效值、数模转换器的精度和灵敏度计算得到参考声压值。通过在电子设备中配置声压模型和振幅模型，能够根据音频获取装置采集到的第一音频信号快速估算得到扬声器的振幅，实现了通过扬声器输出的音频信号对扬声器运行过程中的振幅进行估算的效果，从而得到对扬声器进行控制的相关参数。实现了在不采集扬声器运行的输入电压、电流等参数的情况下，就能确定扬声器的运行状态，并基于此对扬声器进行控制。

如图7所示，根据信号声压值和参考声压值确定扬声器的目标滤波系数的步骤，具体包括：

步骤702，根据信号声压值和参考声压值进行计算，以得到声压误差值；

步骤704，根据声压误差值更新滤波电路的滤波系数，以得到目标滤波系数。

本申请实施例中，电子设备中配置有扬声器的声压模型，通过将扬声器的声压参数输入至声压模型中，就能够得到滤波电路的目标滤波系数。具体地，扬声器的声压参数选为声压误差值，声压误差值需要通过信号声压值和参考声压值进行计算。具体计算方式为将参考声压值与信号声压值作差得到差值，差值的绝对值即为声压误差。将声压误差输入至扬声器的声压模型后，能够得到对滤波电路的滤波系数的调整值，根据调整值和滤波系数计算得到目标滤波系数。

在一些实施例中，在根据信号声压值和参考声压值确定声压误差值之前，需要对信号声压值进行补偿，使计算结果更接近人耳听觉的声压级。具体补偿方式可选为A计权(模拟人耳对55分贝以下低强度噪声的频率特性)。

电子设备包括音频获取装置，获取扬声器输出的第一音频信号的步骤，具体包括：通过音频获取装置采集到的模拟音频信号，将模拟音频信号转换为数字音频信号，以确定第一音频信号。

本申请实施例中，获取音频获取装置采集到的信号为数字音频信号，直接将第一数字音频信号作为音频信号。

电子设备中配置有音频获取装置，则通过音频获取装置采集到模拟音频信号，将采集到的模拟音频信号进行数模转换，生成数字音频信号，并将数字音频信号作为第一音频信号。

获取扬声器输出的第一音频信号的步骤之前，还包括：

获取音频获取装置的频响曲线，对频响曲线进行频响补偿；

本申请实施例中，对音频获取装置中频响曲线进行频响补偿，使频响曲线更加平滑，从而减小音频获取装置采集到的第一音频信号的误差。

可以理解的是，不同的电子设备中的音频获取装置并不相同，不同的音频获取装置具有不同的频响曲线。在对扬声器进行频响补偿前，需要获取音频获取装置的频响曲线。

如图8所示，获取扬声器输出的第一音频信号的步骤之前，还包括：

步骤802，通过音频获取装置采集音频测试信号；

步骤804，确定音频测试信号中的信号干扰强度；

步骤806，确定信号干扰强度小于设定强度。

本申请实施例中，在通过音频获取装置持续采集第一音频信号的过程中，需要持续对音频获取装置采集到的信号是否存在干扰进行判断。如果音频获取装置采集到的信号存在干扰，则暂停对扬声器声压模型输入声压误差值，即暂停更新滤波电路的目标滤波系数。也就是说，当检测到音频获取装置处于干扰状态下，则暂停基于第一音频信号对扬声器运行的控制。

具体地判断音频获取装置是否处于干扰状态的方法如下：

通过音频获取装置采集扬声器输出的音频作为音频测试信号。根据音频测试信号能够确定音频获取装置的信号干扰强度，如果信号干扰强度大于等于设定强度，则认为音频获取装置处于强干扰状态下，此时暂停基于第一音频信号对扬声器运行的控制。如果信号干扰强度小于设定强度，则认为音频获取装置未处于强干扰状态下，即音频获取装置采集到的第一音频信号比较接近扬声器输出的音频信号，此时继续执行获取扬声器输出的第一音频信号的步骤，并根据第一音频信号继续对扬声器进行控制和保护。

可以理解的是，可以将第一音频信号作为音频测试信号。

如图9所示，确定音频测试信号中的信号干扰强度的步骤，包括：

步骤902，选取音频测试信号中的信号数据；

步骤904，获取扬声器输出的第二音频信号，确定第二音频信号中与信号数据对应的目标信号数据；

步骤906，根据信号数据和目标信号数据确定信号干扰强度。

本申请实施例中，电子设备的本地存储有扬声器所需输出的第二音频信号。选取音频测试信号中的一帧信号作为信号数据，并通过时延估计，从而确定第二音频信号中对应的目标信号数据。其中，目标信号数据为输入至扬声器中的音频信号，信号数据为音频获取装置采集到的音频信号，且信号数据与目标信号数据为对应关系。根据信号数据与目标信号数据能够计算得到信号的干扰强度。

在一些实施例中，在通过信号数据与目标信号数据计算信号的干扰强度之前，对信号数据进行声学回声消除，能够减小信号数据中的误差，从而提高根据信号数据计算得到的干扰强度的准确性，防止误判。

需要说明的是，本申请实施例提供的扬声器控制方法，执行主体可以为扬声器控制装置，或者该扬声器控制装置中的用于执行扬声器控制方法的控制模块。本申请实施例中以扬声器控制装置执行扬声器控制为例，说明本申请实施例提供的扬声器控制装置。

在本申请的一些实施例中，图10示出了根据本申请实施例的扬声器控制装置1000的结构框图，如图10所示，扬声器控制装置1000包括：

采集单元1010，用于获取扬声器输出的第一音频信号；

调整单元1020，用于确定扬声器在输出第一音频信时的声压值，根据声压值调整扬声器的运行参数，使扬声器的振幅处于设定范围内。

在本申请实施例中，电子设备包括扬声器和音频获取装置，音频获取装置实时能够对扬声器的输出的音频信号进行采集。通过对第一音频信号进行解析计算能够得到扬声器输出第一音频信号时的信号声压值，输出第一音频信号时的信号声压值能够反映出扬声器的运行状态，故选择根据扬声器输出第一音频信号时的信号声压值对扬声器的运行参数进行调整，从而实现避免扬声器运行过程中振幅过大导致损坏。

如图2所示，扬声器200包括框架202、悬架204、振膜206、磁体208和音圈210。悬架204安装在扬声器200的框架上，振膜206与悬架204相连，音圈210围合形成容置空间，中心磁体208位于容置空间内，音圈210能够根据信号带动振膜206振动，从而输出音频信号。

不同电子设备中设置安装的扬声器型号不同，故振膜能够承受的最大振幅也不相同。本申请实施例中提及的设定振幅为扬声器振膜能够承受的最大振幅。当检测到振幅小于设定振幅，则判定扬声器不会由于振幅过大而损坏，故控制扬声器保持现有的运行状态即可。当检测到振幅大于等于设定振幅，则判定扬声器的振膜此时振幅过大，如果按照运行状态持续运行，则容易造成扬声器损坏，此时降低扬声器的运行功率，从而使扬声器的振幅下降至安全范围内，实现了扬声器的振幅保护。

可以理解的是，电子设备中的音频获取装置可选为麦克风。例如电子设备为手机等移动终端，手机中设置有用于采集用户语音的麦克风，通过该麦克风就能够直接采集扬声器输出的第一音频信号，无需额外在电子设备中增设其他电子元件，并且也不需要相应配合设置智能功放。相比于现有技术中通过智能功放对扬声器的振幅进行保护的方案，更能够适应低成本的使用环境。

值得说明的是，音频获取装置所采集的第一音频信号为扬声器实时输出的音频信号，故根据第一音频信号得到的信号声压值为扬声器的动态参数，根据动态参数对扬声器控制，实现了根据扬声器的实时运行状态对扬声器的运行进行控制，提高了扬声器运行的稳定性，避免扬声器由于振幅过大导致损坏。

如图11所示，调整单元1020包括：

振幅获取单元1021，用于根据声压值确定扬声器输出第一音频信号时的振幅；

增益调节单元1022，用于根据振幅与设定振幅调节扬声器输出音频信号的增益。

本申请实施例中，由于信号声压值是通过对第一音频信号解析得到的，故通过对信号声压值进行进一步计算分析处理，能够得到扬声器输出第一音频信号时的振幅。设定振幅是根据扬声器运行过程中所能承受的最大振幅设定的，振幅与设定振幅的数值关系能够反映出扬声器输出第一音频信号时的振幅是否处于安全范围内，如果扬声器运行时的振幅过大则容易导致扬声器受损。

具体地，检测到振幅大于设定振幅，则判定扬声器输出第一音频信号时的振幅过大，如果扬声器长时间处于该状态可能产生损伤，故振幅未处于安全范围内。检测到振幅小于设定振幅，则判定扬声器输出第一音频信号时的振幅较小，即振幅处于安全范围内。

电子设备中还配置有动态范围压缩单元(DRC，Dynamic Range Control)，通过动态范围压缩单元对扬声器输出的音频信号进行控制。动态范围压缩单元根据增益进行对音频信号是否进行压缩进行控制。故选择根据振幅与设定振幅对动态范围压缩单元的增益进行调整，从而使扬声器运行时的振幅处于安全范围内，实现了对扬声器振幅的保护功能。

如图12所示，增益调节单元1022包括：

第一获取单元10221，用于获取扬声器输出第一音频信号时的振幅的最大值，将振幅的最大值作为目标振幅；

增益确定单元10222，用于根据目标振幅与设定振幅之间的数值关系，确定目标信号增益；

增益控制单元10223，用于控制扬声器以目标信号增益输出目标音频信号，使目标音频信号的振幅小于设定振幅。

本申请实施例中，根据扬声器输出第一音频信号时振幅与设定振幅对增益调整时，由于第一音频信号包括多帧音频，则获取到的振幅中也包括多个振幅值，故需要选取多个振幅值中的目标振幅，具体地，提取振幅值中的最大值作为目标振幅。选择扬声器输出第一音频信号过程中的最大振幅作为用于判定扬声器处于安全状态的目标振幅，能够进一步提高扬声器运行的安全性能，避免扬声器由于振幅过大损坏的情况发生。

具体地，当扬声器的振幅过大时，即振幅的最大值大于设定振幅，则计算目标信号增益，控制动态范围压缩单元根据目标信号增益对音频信号进行压缩处理，从而降低扬声器的振幅，使扬声器的振幅下降至安全范围内。当扬声器的振幅处于安全范围内，则不需要对音频信号进行压缩，控制扬声器继续输出音频信号。

如图13所示，增益确定单元10222包括：

第二获取单元102221，用于获取设定信号增益；

增益计算单元102222，用于在目标振幅大于设定振幅时，根据设定信号增益确定目标信号增益。

其中，目标信号增益小于等于设定信号增益。

本申请实施例中，根据设定信号增益，以及目标振幅与设定振幅之间的数值关系对目标信号增益进行计算。其中，设定信号增益为1，即动态范围压缩单元不需要对音频信号进行压缩。

具体地，当扬声器的振幅过大时，即振幅的最大值大于设定振幅，根据设定信号增益，以及目标振幅与设定振幅之间的数值关系对目标信号增益进行计算，计算得到的目标信号增益小于设定信号增益，控制动态范围压缩单元根据目标信号增益对音频信号进行压缩处理，从而降低扬声器的振幅，使扬声器的振幅下降至安全范围内。当扬声器的振幅处于安全范围内，则不需要对音频信号进行压缩，使动态范围压缩单元保持设定信号增益，控制扬声器继续输出音频信号。

如图14所示，振幅获取单元1021包括：

声压确定单元10211，用于获取第一音频信号的信号参数，根据信号参数确定扬声器的参考声压值；

滤波系数确定单元10212，用于根据声压值和参考声压值，确定对扬声器的音频信号进行滤波的目标滤波系数；

振幅确定单元10213，用于根据目标滤波系数和扬声器的振幅模型确定第一音频信号的振幅。

本申请实施例中，电子设备包括滤波电路，电子设备中的处理器将所需输出的音频信号通过扬声器进行输出，滤波电路能够对所需输出的音频信号进行滤波。滤波电路具体为一种时间域的自适应滤波器，滤波电路的滤波系数为可调的，通过调整滤波电路的滤波系数来对扬声器的运行进行控制，从而使扬声器输出所需输出的音频信号。

电子设备中配置有扬声器的声压模型，该模型为与扬声器输入电压参数和输出的声压参数相关的传输函数，即根据扬声器输出的声压参数能够确定滤波电路的滤波系数。电子设备中还配置有扬声器的振幅模型，该模型为与扬声器的输入电压、输出振幅以及扬声器的运行参数相关的传输函数，扬声器的运行参数具体为滤波电路的滤波系数，故根据扬声器得到的滤波系数能够估算出扬声器运行的实时振幅。则根据信号声压值和扬声器的参考声压值能够得到目标滤波系数，再将目标滤波系数输入值扬声器的振幅模型中，能够估算得到扬声器输出第一音频信号时的振幅。其中，参考声压值为根据第一音频信号的信号参数计算得到的，具体根据第一音频信号的信号有效值、数模转换器的精度和灵敏度计算得到参考声压值。通过在电子设备中配置声压模型和振幅模型，能够根据音频获取装置采集到的第一音频信号快速估算得到扬声器的振幅，实现了通过扬声器输出的音频信号对扬声器运行过程中的振幅进行估算的效果，从而得到对扬声器进行控制的相关参数。实现了在不采集扬声器运行的输入电压、电流等参数的情况下，就能确定扬声器的运行状态，并基于此对扬声器进行控制。

如图15所示，滤波系数确定单元10212包括：

误差计算单元102121，用于根据声压值和参考声压值，得到声压误差值；

滤波系数更新单元102122，用于根据声压误差值更新滤波电路的滤波系数，得到目标滤波系数。

本申请实施例中，电子设备中配置有扬声器的声压模型，通过将扬声器的声压参数输入至声压模型中，就能够得到滤波电路的目标滤波系数。具体地，扬声器的声压参数选为声压误差值，声压误差值需要通过信号声压值和参考声压值进行计算。具体计算方式为将参考声压值与信号声压值作差得到差值，差值的绝对值即为声压误差。将声压误差输入至扬声器的声压模型后，能够得到对滤波电路的滤波系数的调整值，根据调整值和滤波系数计算得到目标滤波系数。

在一些实施例中，在根据信号声压值和参考声压值确定声压误差值之前，需要对信号声压值进行补偿，使计算结果更接近人耳听觉的声压级。具体补偿方式可选为A计权(模拟人耳对55分贝以下低强度噪声的频率特性)。

如图16所示，采集单元1010包括：

信号获取单元1011，用于通过音频获取装置采集模拟音频信号；

信号转化单元1012，用于将模拟音频信号转换为数字音频信号，以确定第一音频信号。

本申请实施例中，获取音频获取装置采集到的信号为数字音频信号，直接将第一数字音频信号作为音频信号。

电子设备中配置有音频获取装置，则通过音频获取装置采集到模拟音频信号，将采集到的模拟音频信号进行数模转换，生成数字音频信号，并将数字音频信号作为第一音频信号。

如图10所示，扬声器的控制装置1000还包括：

干扰强度获取单元1030，用于通过音频获取装置采集音频测试信号，确定音频测试信号中的信号干扰强度；

采集单元1010还用于在信号干扰强度小于设定强度时，执行获取扬声器输出的第一音频信号的步骤。

本申请实施例中，在通过音频获取装置持续采集第一音频信号的过程中，需要持续对音频获取装置采集到的信号是否存在干扰进行判断。如果音频获取装置采集到的信号存在干扰，则暂停对扬声器声压模型输入声压误差值，即暂停更新滤波电路的目标滤波系数。也就是说，当检测到音频获取装置处于干扰状态下，则暂停基于第一音频信号对扬声器运行的控制。

具体地判断音频获取装置是否处于干扰状态的方法如下：

通过音频获取装置采集扬声器输出的音频作为音频测试信号。根据音频测试信号能够确定音频获取装置的信号干扰强度，如果信号干扰强度大于等于设定强度，则认为音频获取装置处于强干扰状态下，此时暂停基于第一音频信号对扬声器运行的控制。如果信号干扰强度小于设定强度，则认为音频获取装置未处于强干扰状态下，即音频获取装置采集到的第一音频信号比较接近扬声器输出的音频信号，此时继续执行获取扬声器输出的第一音频信号的步骤，并根据第一音频信号继续对扬声器进行控制和保护。

可以理解的是，可以将第一音频信号作为音频测试信号。

如图17所示，干扰强度获取单元1030包括：

信号选取单元1031，用于选取音频测试信号中的信号数据；

信号查找单元1032，用于获取扬声器输出的第二音频信号，确定第二音频信号中与信号数据对应的目标信号数据；

信号比对单元1033，用于根据信号数据和目标信号数据确定信号干扰强度。

本申请实施例中，电子设备的本地存储有扬声器所需输出的第二音频信号。选取音频测试信号中的一帧信号作为信号数据，并通过时延估计，从而确定第二音频信号中对应的目标信号数据。其中，目标信号数据为输入至扬声器中的音频信号，信号数据为音频获取装置采集到的音频信号，且信号数据与目标信号数据为对应关系。根据信号数据与目标信号数据能够计算得到信号的干扰强度。

在一些实施例中，在通过信号数据与目标信号数据计算信号的干扰强度之前，对信号数据进行声学回声消除，能够减小信号数据中的误差，从而提高根据信号数据计算得到的干扰强度的准确性，防止误判。

如图18所示，扬声器控制装置1100具体包括：

音频输入单元1101、延时单元1102、动态范围压缩单元1103、功率放大单元1104、增益计算单元1105、振幅计算单元1106、信号声压值确定单元1107、参考声压值确定单元1108、数模转换单元1109、干扰检测单元1110、扬声器1112和音频获取装置1113。

其中，音频输入单元1101用于向扬声器输入音频信号。

延时单元1102用于对输入至扬声器1112的音频信号进行延时缓冲。

动态范围压缩单元1103用于通过动态范围压缩单元对扬声器1112输出的音频信号进行控制。动态范围压缩单元根据信号增益进行对音频信号是否进行压缩进行控制，当扬声器1112的振幅过大时，则通过动态范围压缩单元对音频信号进行压缩，从而降低扬声器1112的振幅，当扬声器1112的振幅处于安全范围内，则不需要对音频信号进行压缩，控制扬声器1112继续输出音频信号。保证了扬声器1112运行过程中的振幅始终处于安全范围内，实现了对扬声器1112振幅的保护功能。

功率放大单元1104将需要输出的音频信号进行功率放大，并将放大后的音频信号输送至扬声器1112。

增益计算单元1105用于获取目标信号增益。当扬声器1112的振幅过大时，即振幅的最大值大于设定振幅，根据设定信号增益，以及目标振幅与设定振幅之间的数值关系对目标信号增益进行计算，计算得到的目标信号增益小于设定信号增益，控制动态范围压缩单元根据目标信号增益对音频信号进行压缩处理，从而降低扬声器1112的振幅，使扬声器1112的振幅下降至安全范围内。当扬声器1112的振幅处于安全范围内，则不需要对音频信号进行压缩，使动态范围压缩单元保持设定信号增益，控制扬声器1112继续输出音频信号。

振幅计算单元1106用于根据滤波系数估算得到扬声器1112输出第一音频信号时的振幅。

信号声压值确定单元1107用于根据第一音频信号确定信号声压值。

参考声压值确定单元1108用于根据第一音频信号确定参考声压值。

数模转换单元1109用于将音频获取装置1113采集到的模拟信号转化为数字信号。

干扰检测单元1110用于检测音频获取装置1113是否处于强干扰状态，当判定为处于强干扰状态，则暂停基于第一音频信号对扬声器1112运行的控制。

本申请实施例中的扬声器控制装置可以是装置，也可以是终端中的部件、集成电路、或芯片。该装置可以是移动电子设备，也可以为非移动电子设备。示例性的，移动电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、上网本或者个人数字助理(personaldigital assistant，PDA)等，非移动电子设备可以为服务器、网络附属存储器(NetworkAttached Storage，NAS)、个人计算机(personal computer，PC)、电视机(television，TV)、柜员机或者自助机等，本申请实施例不作具体限定。

本申请实施例中的扬声器控制装置可以为具有操作系统的装置。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，本申请实施例不作具体限定。

需要注意的是，本申请实施例中的电子设备包括上述的移动电子设备和非移动电子设备。

图19为实现本申请实施例的一种电子设备的硬件结构示意图。

如图19所示，该电子设备1200包括但不限于：射频单元1201、网络模块1202、音频输出单元1203、第一输入单元1204、传感器1205、显示单元1206、用户输入单元1207、接口单元1208、存储器1209、以及处理器1210等部件。

本领域技术人员可以理解，电子设备1200还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，电源可以通过电源管理系统与处理器1210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。图19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，在此不再赘述。

用户输入单元1207，包括触控面板10071和其他输入设备10072。

在其中一个实施例中，存储器1209存储有应用程序和操作系统，输入单元1204可以包括图形处理器12041和麦克风12042，显示单元1206包括显示面板12061。麦克风12042用于获取扬声器输出的第一音频信号。

在其中一个实施例中，处理器1210用于：获取扬声器输出的第一音频信号；确定扬声器在输出第一音频信号时的信号声压值，根据声压值调整扬声器的运行参数，使扬声器的振幅处于设定范围内。

在其中一个实施例中，处理器1210还用于：根据声压值确定扬声器输出第一音频信号时的振幅；根据振幅与设定振幅，调节扬声器输出音频信号时的增益。

在其中一个实施例中，处理器1210还用于：获取扬声器输出第一音频信号时的振幅的最大值，将振幅的最大值作为目标振幅；根据目标振幅与设定振幅之间的数值关系，确定目标信号增益；控制扬声器以目标信号增益输出目标音频信号，使目标音频信号的振幅小于设定振幅。

在其中一个实施例中，处理器1210还用于：获取设定信号增益；在目标振幅大于设定振幅时，根据设定信号增益确定目标信号增益，其中，目标信号增益小于等于设定信号增益。

在其中一个实施例中，处理器1210还用于：获取第一音频信号的信号参数，根据信号参数确定扬声器的参考声压值；根据声压值和参考声压值确定扬声器的目标滤波系数；根据目标滤波系数和扬声器的振幅模型确定第一音频信号的振幅。

在其中一个实施例中，处理器1210还用于：根据声压值和参考声压值，得到声压误差值；根据声压误差值更新滤波电路的滤波系数，得到目标滤波系数。

在其中一个实施例中，处理器1210还用于：通过音频获取装置采集模拟音频信号，将模拟音频信号转换为数字音频信号，以确定第一音频信号。

在其中一个实施例中，处理器1210还用于：通过音频获取装置采集音频测试信号，确定音频测试信号中的信号干扰强度；在信号干扰强度小于设定强度时，执行获取扬声器输出的第一音频信号的步骤。

处理器1210还用于：选取音频测试信号中的信号数据；获取扬声器输出的第二音频信号，确定第二音频信号中与信号数据对应的目标信号数据；根据信号数据和目标信号数据确定信号干扰强度。

本申请实施例还提供一种可读存储介质，可读存储介质上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述扬声器控制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，处理器为上述实施例中的电子设备中的处理器。可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、磁碟或者光盘等。

本申请实施例另提供了一种芯片，芯片包括处理器和通信接口，通信接口和处理器耦合，处理器用于运行程序或指令，实现上述扬声器控制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。

应理解，本申请实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯片系统或片上系统芯片等。

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。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

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 (14)

1.一种扬声器控制方法，其特征在于，包括：

获取所述扬声器输出的第一音频信号；

确定所述扬声器在输出所述第一音频信号时的信号声压值，根据所述声压值调整所述扬声器的运行参数，使所述扬声器的振幅处于设定范围内。

2.根据权利要求1所述的扬声器控制方法，其特征在于，所述根据所述声压值调整所述扬声器的运行参数的步骤，具体包括：

根据所述声压值确定所述扬声器输出第一音频信号时的振幅；

根据所述振幅与设定振幅，调节所述扬声器输出音频信号时的增益。

3.根据权利要求2所述的扬声器控制方法，其特征在于，所述根据所述振幅与设定振幅调节所述扬声器输出音频信号的增益的步骤，具体包括：

获取所述扬声器输出所述第一音频信号时的振幅的最大值，将所述振幅的最大值作为目标振幅；

根据所述目标振幅与设定振幅之间的数值关系，确定目标信号增益；

控制所述扬声器以所述目标信号增益输出目标音频信号，使所述目标音频信号的振幅小于所述设定振幅。

4.根据权利要求3所述的扬声器控制方法，其特征在于，所述根据所述目标振幅与设定振幅之间的数值关系，确定目标信号增益的步骤，具体包括：

获取设定信号增益；

在所述目标振幅大于所述设定振幅时，根据所述设定信号增益确定目标信号增益，

其中，所述目标信号增益小于等于所述设定信号增益。

5.根据权利要求2所述的扬声器控制方法，其特征在于，所述根据所述声压值确定所述扬声器输出第一音频信号时的振幅的步骤，具体包括：

获取所述第一音频信号的信号参数，根据所述信号参数确定所述扬声器的参考声压值；

根据所述声压值和所述参考声压值，确定对所述扬声器输出的音频信号进行滤波的目标滤波系数；

根据所述目标滤波系数和所述扬声器的振幅模型确定所述扬声器输出所述第一音频信号时的振幅。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的扬声器控制方法，其特征在于，所述获取所述扬声器输出的第一音频信号的步骤之前，还包括：

通过所述音频获取装置采集音频测试信号，确定所述音频测试信号中的信号干扰强度；

在所述信号干扰强度小于所述设定强度时，执行获取所述扬声器输出的第一音频信号的步骤。

7.一种扬声器控制装置，其特征在于，包括：

采集单元，用于获取所述扬声器输出的第一音频信号；

调整单元，用于确定所述扬声器在输出所述第一音频信时的声压值，根据所述声压值调整所述扬声器的运行参数，使所述扬声器的振幅处于设定范围内。

8.根据权利要求7所述的扬声器控制装置，其特征在于，所述调整单元包括：

振幅获取单元，用于根据所述声压值确定所述扬声器输出第一音频信号时的振幅；

增益调节单元，用于根据所述振幅与设定振幅调节所述扬声器输出音频信号的增益。

9.根据权利要求8所述的扬声器控制装置，其特征在于，所述增益调节单元包括：

第一获取单元，用于获取所述扬声器输出所述第一音频信号时的振幅的最大值，将所述振幅的最大值作为目标振幅；

增益确定单元，用于根据所述目标振幅与设定振幅之间的数值关系，确定目标信号增益；

增益控制单元，用于控制所述扬声器以所述目标信号增益输出目标音频信号，使所述目标音频信号的振幅小于所述设定振幅。

10.根据权利要求9所述的扬声器控制装置，其特征在于，所述增益确定单元包括：

第二获取单元，用于获取设定信号增益；

增益计算单元，用于在所述目标振幅大于所述设定振幅时，根据所述设定信号增益确定目标信号增益，

其中，所述目标信号增益小于等于所述设定信号增益。

11.根据权利要求8所述的扬声器控制装置，其特征在于，所述振幅获取单元包括：

声压确定单元，用于获取所述第一音频信号的信号参数，根据所述信号参数确定所述扬声器的参考声压值；

滤波系数确定单元，用于根据所述声压值和所述参考声压值，确定对所述扬声器输出的音频信号进行滤波的目标滤波系数；

振幅确定单元，用于根据所述目标滤波系数和所述扬声器的振幅模型确定所述第一音频信号的振幅。

12.根据权利要求7至11中任一项所述的扬声器控制装置，其特征在于，还包括：

干扰强度获取单元，用于通过所述音频获取装置采集音频测试信号，确定所述音频测试信号中的信号干扰强度；

所述采集单元用于在所述信号干扰强度小于所述设定强度时，执行获取所述扬声器输出的第一音频信号的步骤。

13.一种电子设备，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程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的扬声器控制方法的步骤。

14.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的扬声器控制方法的步骤。

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