CN113595527B - 一种滤波参数确定方法、滤波方法及相关装置 - Google Patents

一种滤波参数确定方法、滤波方法及相关装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种滤波参数确定方法、滤波方法及相关装置，滤波参数确定方法包括：获取声音播放系统的传输特性函数；采用IIR滤波器模拟传输特性函数得到IIR滤波器传输函数；求解IIR滤波器传输函数得到IIR滤波器的初始零点和初始极点；从初始零极点和初始极点中确定出最小相位的第一零点和第一极点；根据声音播放系统的频率参数对最小相位的第一零点和第一极点进行简化得到第二零点和第二极点；将第二零点和第二极点互换得到IIR滤波器的目标零点和目标极点；基于IIR滤波器的目标零点和目标极点确定IIR滤波器的滤波参数，具有该滤波参数的滤波器，既能够对声音播放系统的主要特性进行精确补偿，又可以提高处理效率，实现了实时补偿声音信号。

Description

一种滤波参数确定方法、滤波方法及相关装置
技术领域
本发明实施例涉及滤波器技术领域，尤其涉及一种滤波参数确定方法、滤波方法及相关装置。
背景技术
声音播放系统通常不是理想的高保真系统，需要对播放的声音信号进行补偿以获得良好的声音重现效果，在数字信号处理领域，通常用滤波器对声音播放系统进行补偿或均衡。
现有技术中，传统滤波器补偿的方法不够精确，且增益控制主要靠主观判断，FIR滤波器补偿相对精确，但效率不高，在很多声音播放系统中无法进行实时处理。
因此，需要确定一种滤波器的滤波参数来设计滤波器，以使得该滤波器既能够对声音播放系统精确补偿，又可以实时补偿声音信号。
发明内容
本发明实施例提供一种滤波参数确定方法、滤波方法及相关装置，以获得滤波器的滤波参数，通过该滤波参数设计的滤波器既能够对声音播放系统的主要特性进行补偿，又可以实时补偿声音信号。
第一方面，本发明实施例提供了一种滤波参数确定方法，包括：
获取声音播放系统的传输特性函数；
采用IIR滤波器模拟所述传输特性函数得到IIR滤波器传输函数；
求解所述IIR滤波器传输函数得到所述IIR滤波器的初始零点和初始极点；
从所述初始零极点和所述初始极点中确定出最小相位的第一零点和第一极点；
根据所述声音播放系统的频率参数对所述最小相位的第一零点和第一极点进行简化得到第二零点和第二极点；
将所述第二零点和所述第二极点互换得到所述IIR滤波器的目标零点和目标极点；
基于所述IIR滤波器的目标零点和目标极点确定所述IIR滤波器的滤波参数。
可选地，所述IIR滤波器传输函数为：
其中，Hsys(z)为所述声音播放系统的传输特性函数，HIIR(z)为IIR滤波器传输函数，B(z)为负反馈部分，A(z)为正反馈部分，bN为负反馈系统，aM为正反馈系统，N、M为阶数，z为频率。
可选地，所述求解所述IIR滤波器传输函数得到所述IIR滤波器的初始零点和初始极点，包括：
对所述IIR滤波器传输函数的负反馈部分求解得到第一负反馈系数；
对所述IIR滤波器传输函数的正反馈部分求解得到第一正反馈系数；
将所述第一负反馈系数和所述第一正反馈系数代入所述IIR滤波器传输函数中，并求解使得所述IIR滤波器传输函数为零的频率点作为初始零点，以及求解使得所述IIR滤波器传输函数无限大的频率点作为初始极点；
所述从所述初始零极点和所述初始极点中确定出最小相位的第一零点和第一极点，包括：
确定所述初始零点和所述初始极点在预设的零-极点图上的位置；
筛选出位于所述零-极点图上单位圆内的初始零点和初始极点作为最小相位的第一零点和第一极点。
可选地，所述声音播放系统的频率参数包括所述声音播放系统的频率上限值和频率下限值，所述根据所述声音播放系统的频率参数对所述最小相位的第一零点和第一极点进行简化得到第二零点和第二极点，包括：
计算所述最小相位的第一零点和第一极点的模值；
将模值大于预设值并且频率在所述频率下限值和所述频率上限值之间的第一零点和第一极点作为第二零点和第二极点。
可选地，所述基于所述IIR滤波器的目标零点和目标极点确定所述IIR滤波器的滤波参数，包括：
计算所述目标零点和所述目标极点的模值；
计算所述模值与预设正则化因子的差值得到所述IIR滤波器的最终零点和最终极点；
增加低通零点；
基于所述最终零点、所述最终极点以及所述低通零点确定所述IIR滤波器的第二负反馈系数和第二正反馈系数，以作为所述IIR滤波器的滤波参数。
第二方面，本发明实施例提供了一种滤波方法，包括：
获取待播放的初始声音信号；
将所述初始声音信号输入IIR滤波器中得到目标声音信号；
播放所述目标声音信号；
其中，所述IIR滤波器的滤波参数采用第一方面任一项所述的滤波参数确定方法所确定。
第三方面，本发明实施例提供了一种滤波参数确定装置，包括：
传输特性函数获取模块，用于获取声音播放系统的传输特性函数；
模拟模块，用于采用IIR滤波器模拟所述传输特性函数得到IIR滤波器传输函数；
初始零极点求解模块，用于求解所述IIR滤波器传输函数得到所述IIR滤波器的初始零点和初始极点；
最小相位零极点确定模块，用于从所述初始零极点和所述初始极点中确定出最小相位的第一零点和第一极点；
零极点简化模块，用于根据所述声音播放系统的频率参数对所述最小相位的第一零点和第一极点进行简化得到第二零点和第二极点；
零极点互换模块，用于将所述第二零点和所述第二极点互换得到所述IIR滤波器的目标零点和目标极点；
滤波参数确定模块，用于基于所述IIR滤波器的目标零点和目标极点确定所述IIR滤波器的滤波参数。
可选地，所述IIR滤波器传输函数为：
其中，Hsys(z)为所述声音播放系统的传输特性函数，HIIR(z)为IIR滤波器传输函数，B(z)为负反馈部分，A(z)为正反馈部分，bN为负反馈系统，aM为正反馈系统，N、M为阶数，z为频率。
可选地，所述初始零极点求解模块包括：
负反馈系数求解子模块，用于对所述IIR滤波器传输函数的负反馈部分求解得到第一负反馈系数；
正反馈系数求解子模块，用于对所述IIR滤波器传输函数的正反馈部分求解得到第二负反馈系数；
初始零极点求解子模块，用于将所述第一负反馈系数和所述第二负反馈系数代入所述IIR滤波器传输函数中，并求解使得所述IIR滤波器传输函数为零的频率点作为初始零点，以及求解使得所述IIR滤波器传输函数无限大的频率点作为初始极点；
所述从所述最小相位零极点确定模块包括：
零极点位置确定子模块，用于确定所述初始零点和所述初始极点在预设的零-极点图上的位置；
第一零极点筛选子模块，用于筛选出位于所述零-极点图上单位圆内的初始零点和初始极点作为最小相位的第一零点和第一极点。
可选地，所述声音播放系统的频率参数包括所述声音播放系统的频率上限值和频率下限值，所述零极点简化模块包括：
模值计算子模块，用于计算所述最小相位的第一零点和第一极点的模值；
模值简化子模块，用于将模值大于预设值并且频率在所述频率下限值和所述频率上限值之间的第一零点和第一极点作为第二零点和第二极点。
可选地，所述滤波参数确定模块包括：
模值计算子模块，用于计算所述目标零点和所述目标极点的模值；
最终零极点确定子模块，用于计算所述模值与预设正则化因子的差值得到所述IIR滤波器的最终零点和最终极点；
低通零点增加子模块，用于增加低通零点；
正负反馈系数计算子模块，用于基于所述最终零点、所述最终极点以及所述低通零点确定所述IIR滤波器的负反馈系数和正反馈系数。
第四方面，本发明实施例提供了一种滤波装置，包括：
初始声音信号获取模块，用于获取待播放的初始声音信号；
滤波模块，用于将所述初始声音信号输入IIR滤波器中得到目标声音信号；
播放模块，用于播放所述目标声音信号；
其中，所述IIR滤波器的滤波参数采用第一方面任一项所述的滤波参数确定方法所确定。
第五方面，本发明实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个计算机程序，
当所述一个或多个计算机程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明第一方面所述的滤波参数确定方法，和/或，第二方面所述的滤波方法。
第六方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本发明第一方面所述的滤波参数确定方法，和/或，第二方面所述的滤波方法。
本发明实施例的滤波参数确定方法，采用IIR滤波器模拟传输特性函数得到IIR滤波器传输函数，求解IIR滤波器传输函数得到IIR滤波器的初始零点和初始极点，从初始零极点和初始极点中确定出最小相位的第一零点和第一极点；根据声音播放系统的频率参数对最小相位的第一零点和第一极点进行简化得到第二零点和第二极点；将第一零点和所述第二极点互换得到IIR滤波器的目标零点和目标极点，基于IIR滤波器的目标零点和目标极点确定IIR滤波器的滤波参数，具有该滤波参数的滤波器，由于关注的是最小相位部分，并根据声音播放系统的频率参数简化最小相位部分，最小相位部分决定了声音播放系统的主要声学特征，本发明实施例的滤波器既能够对声音播放系统的主要特性进行精确补偿，又可以提高处理效率，实现了实时补偿声音信号。
附图说明
图1A是本发明实施例一提供的一种滤波参数确定方法的步骤流程图；
图1B是本发明实施例的声音播放系统的脉冲响应的示意图；
图1C是本发明实施例的初级零点和初级极点的示意图；
图1D是本发明实施例的最小相位部分的零点和极点的示意图；
图1E是本发明实施例的零点和极点的简化原理的示意图；
图1F是图1D中的零点和极点经简化后互换的示意图；
图1G是本发明实施例中对零点和极点正则化的示意图；
图1H是本发明实施例中增加低通零点的示意图；
图2A是本发明实施例二提供的一种滤波方法的步骤流程图；
图2B是本发明实施例中声音播放系统滤波的示意图；
图3是本发明实施例三提供的一种滤波参数确定装置的结构框图；
图4是本发明实施例四提供的一种滤波装置的结构框图；
图5是本发明实施例五提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
实施例一
图1A为本发明实施例一提供的一种滤波参数确定方法的步骤流程图，本发明实施例可适用于滤波器设计中确定滤波器的滤波参数的情况，该方法可以由本发明实施例的滤波参数确定装置来执行，该滤波参数确定装置可以由硬件或软件来实现，并集成在本发明实施例所提供的电子设备中，具体地，如图1A所示，本发明实施例的滤波参数确定方法可以包括如下步骤：
S101、获取声音播放系统的传输特性函数。
在本发明实施例中，声音播放系统可以包括处理器、功率放大器、数模转换器、扬声器等电子器件，还包括声音播放系统所处的外部环境等。声音播放系统的传输特性函数描述了音频信号从处理器输出到被扬声器播放的音频传输特性，该传输特性函数与声音播放系统的功率放大器、扬声器、外部环境、A/D和D/A转换器相关。
在实际应用中，可以在消声室中通过测量方法获得声音播放系统的传输特性函数Hsys(z)，具体地，测量时可以采用扫频(sine sweep)的测量方法，所获得的传输特性函数Hsys(z)以时域有限长脉冲响应(FIR)的形式描述。
在另一个可选实施例中，还可以通过处理器生成N阶最大长度伪随机序列(MLS)来测量声音播放系统的传输特性函数Hsys(z)，本发明实施例对获取声音播放系统的传输特性函数Hsys(z)的方式不作限制。
如图1B所示为本发明实施例用于描述声音播放系统的传输特性函数Hsys(z)的脉冲响应，在图1B中横坐标为采样频率，纵坐标为采样频率对应的归一化幅度值，该脉冲响应是一个有限长脉冲响应滤波器(FIR滤波器)的时域描述。
S102、采用IIR滤波器模拟所述传输特性函数得到IIR滤波器传输函数。
本发明实施例中把所测量的声音播放系统的脉冲响应转换为IIR滤波器的形式，即用IIR滤波器对脉冲响应进行模拟，即用较低阶数的IIR滤波器逼近高阶数的FIR滤波器。
具体地，模拟声音播放系统的传输特性函数的IIR滤波器传输函数描述为：
其中，Hsys(z)为声音播放系统的传输特性函数，HIIR(z)为IIR滤波器传输函数，B(z)为负反馈部分，A(z)为正反馈部分，bN为负反馈系数，aM为正反馈系数，N、M为阶数，z为频率，阶数的大小决定了声音播放系统滤波的延时量的大小，在一个示例中，N、M通常大于7。
S103、求解所述IIR滤波器传输函数得到所述IIR滤波器的初始零点和初始极点。
零点可以是使得IIR滤波器传输函数的值等于0的频率点，极点可以是使得IIR滤波器传输函数的值无限大的频率点，在本发明的可选实施例中，可以对IIR滤波器传输函数的负反馈部分求解得到第一负反馈系数，对IIR滤波器传输函数的正反馈部分求解得到第一正反馈系数，将第一负反馈系数和第一正反馈系数代入IIR滤波器传输函数中，并求解使得IIR滤波器传输函数为零的频率点作为初始零点，以及求解使得IIR滤波器传输函数无限大的频率点作为初始极点。
在一个示例中，如图1B所示可以获取脉冲响应的多个采样频率以及采样频率对应的归一化幅值，将多个采样频率和幅值输入IIR滤波器传输函数中得到多个多项式，联合求解多个多项式得到负反馈部分的第一负反馈系数，以及得到正反馈部分的第一正反馈系统。
以IIR滤波器传输函数的阶数N＝22，M＝33作为示例，得到的第一负反馈系数和第一正反馈系数如下：
b0～bN＝[0.0000，-0.0009，0.0043，-0.0089，0.0110，-0.0177，-0.0555，-0.3731，-0.5541，-0.2666，-0.0095，-0.1052，-0.3481，-0.0460，0.0708，0.0316，-0.0162，0.2955，0.4349，0.3366，0.2696，0.2805，0.2343]；
a0～aM＝[1.0000，-0.1709，-0.1585，-0.0313，-0.0993，-0.0298，0.14380.1289，0.1164，0.0219，0.1192，-0.0903，-0.2364，-0.2525，-0.0850，0.0460，-0.0399，0.1557，0.0300，-0.0595，-0.1660，-0.0271，-0.0048，-0.1252，0.1117，0.0105，0.0526，-0.0757，0.1007，0.0547，-0.1039，0.0432，0.0274，-0.0433]。
在得到第一负反馈系数b0～bN和第一正反馈系数a0～aM后，将第一负反馈系数b0～bN和第一正反馈系数a0～aM代入IIR滤波器传输函数中，以求解使得IIR滤波器传输函数为零的频率点作为初始零点，求解使得IIR滤波器传输函数无限大的频率点作为初始极点。具体地，求解使得负反馈部分B(z)等于0的多个频率点作为零点，求解使得正反馈部分A(z)无限接近于0的频率点作为极点，从而得到IIR滤波器的所有初始零点和初始极点。
S104、从所述初始零极点和所述初始极点中确定出最小相位的第一零点和第一极点。
在本发明的可选实施例中，可以确定IIR滤波器的所有初始零点和初始极点在预设的零-极点图上的位置，如图1C所示为所有初始零点和初始极点，对于所有的初始零点和初始极点，可以分解为最小相位部分的零点和极点，以及全通部分的零点和极点，如果IIR滤波器传输函数的所有零点和极点均在单位圆内(幅值归一化为1)内，则IIR滤波器传输函数所模拟的声音播放系统为最小相位系统，最小相位部分决定了声音播放系统的主要声学特性，本发明实施例可以从所有的初始零点和初始极点中确定出最小相位部分的零点和极点。
可选地，可以确定初始零点和初始极点在预设的零-极点图上的位置，筛选出位于零-极点图上单位圆内的初始零点和初始极点作为最小相位的第一零点和第一极点，具体地，在确定图1B所示的脉冲响应中，确定了零点和极点的频率后，可以根据相位和频率的关系计算零点和极点的相位角，同时可以获取到对应的幅值，通过相位角和幅值可以在零-极点图上标注初始零点和初始极点的位置(如图1C所示)，然后将位于单位圆内的所有零点和极点确定为最小相位部分的第一零点和第一极点，如图1D所示所有的零点和极点均在单位圆内(虚线的圆为单位圆)。
S105、根据所述声音播放系统的频率参数对所述最小相位的第一零点和第一极点进行简化得到第二零点和第二极点。
在本发明的可选实施例中，声音播放系统的频率参数可以是声音播放系统中扬声器的频率上限值fup和频率下限值flow，则可以计算最小相位的第一零点和第一极点的模值，将模值大于预设值并且频率在频率下限值和频率上限值之间的第一零点和第一极点分别作为第二零点和第二极点。
其中，预设值λreg＝0.4，即将最小相位部分的第一零点和第一极点中模值大于0.4的、对应的频率在flow～fup(ain)、-flow～-fup(-ain)范围内的零点和极点确定为简化后的第二零点和第二极点。
如图1F为零点和极点的简化示意图，图1F中的外圆为单元圆(幅值为1的圆)，内圆为模值为λreg＝0.4的圆，可以将单位圆和内圆所形成的圆环内的、频率在flow～fup、-flow～-fup范围内的零点和极点确定为第二零点和第二极点。
本发明实施例利用最小相位部分的零点和极点，并将最小相位部分的零点和极点简化为模值大于预设模值、频率在扬声器的下限频率和上限频率之间的零点和极点，可以提高滤波器的运行效率，从而可以实时对声音信号进行滤波补偿。
S106、将所述第二零点和所述第二极点互换得到所述IIR滤波器的目标零点和目标极点。
具体地，互换可以是将第二零点作为IIR滤波器的目标极点，将第二极点作为IIR滤波器的目标零点。如图1F为图1D中零点和极点经过简画、互换后得到的IIR滤波器的目标零点和目标极点的示意图。
S107、基于所述IIR滤波器的目标零点和目标极点确定所述IIR滤波器的滤波参数。
在本发明的可选实施例中，可以计算目标零点和目标极点的模值，计算模值与预设正则化因子的差值得到IIR滤波器的最终零点和最终极点，增加低通零点，基于最终零点、最终极点以及低通零点确定IIR滤波器的第二负反馈系数和第二正反馈系数。
如图1F所示每个最终零点和最终极点可以表示为：
Hc(zs,ps)＝(|ZA|-β).exp[j.angle(Zzp)]
上述公式中，Hc(zs,ps)为零点或者极点，|ZA|为零点或极点的模值，j为虚数符号，Zzp为零点或者极点的频率对应的相位角，β＝10-B/20为正则化因子，B的取值范围建议在24-40之间，如图1G所示，加入正则化因子可以使得零点或者极点不会过于靠近单元圆，避免了极点和零点在单元圆上时滤波器补偿过渡而引起声音播放系统的不稳定，提高了系统的稳定性和补偿的精确度。
进一步地，还可以增加用于低通滤波的低通零点，具体地，可以在预设相位角处接近单位圆或者在单位圆上增加低通零点，如图1H所示，预设相位角为π，可以在0.9π相位角处做低通截止的低通零点A1和低通零点A2，或者在相位角π处做低通截止的低通零点B1和低通零点B2。
本发明实施例增加低通滤波的低通零点，可以对该低通零点对应的频率以上的频率的声音信号衰减，对低通零点对应的频率以下的频率的声音信号增益，提高了滤波补偿的精确度。
在确定最终零点、最终极点以及低通零点后，通过最终零点、最终极点以及低通零点计算第二负反馈系数和第二正反馈系数，具体地，可以将最终零点、最终极点以及低通零点代入IIR滤波器传输函数中构成多项式求解负反馈系数和正反馈系，以IIR滤波器传输函数的阶数N＝22，M＝33作为示例，以最终零点、最终极点以及低通零点求解得到的第二负反馈系数和第二正反馈系数如下：
b0～bN＝[1.1204，1.9935，1.5277，1.2347，1.0235，0.8334，0.9127，1.1514，1.3445，1.4157，1.4822，1.4323，1.0316，0.4948，0.1373，0.0923，0.0956，0.1997，0.3619，0.3144，0.0906，-0.0914，-0.1162，-0.2245，-0.2252，-0.1070，-0.0470，-0.0634，-0.0405，0.0903，0.0460，-0.00610.0504，0.0356]；
a0～aM＝[1.0000，1.1486，1.7909，1.1921，2.2286，1.6496，2.2871，1.4267，2.1658，1.4184，1.5072，0.7646，0.7870，0.3204，0.1360]。
上述第二负反馈系数和第二正反馈系数即为滤波器的滤波参数，可以通过该滤波参数设计IIR滤波器用于对声音播放系统的声音信号进行滤波。
本发明实施例的滤波参数确定方法，采用IIR滤波器模拟传输特性函数得到IIR滤波器传输函数，求解IIR滤波器传输函数得到IIR滤波器的初始零点和初始极点，从初始零极点和初始极点中确定出最小相位的第一零点和第一极点；根据声音播放系统的频率参数对最小相位的第一零点和第一极点进行简化得到第二零点和第二极点；将第一零点和所述第二极点互换得到IIR滤波器的目标零点和目标极点，基于IIR滤波器的目标零点和目标极点确定IIR滤波器的滤波参数，具有该滤波参数的滤波器，由于关注的是最小相位部分，并根据声音播放系统的频率参数简化最小相位部分，最小相位部分决定了声音播放系统的主要声学特征，本发明实施例的滤波器既能够对声音播放系统的主要特性进行精确补偿，又可以提高处理效率，实现了实时补偿声音信号。
实施例二
图2A为本发明实施例一提供的一种滤波方法的步骤流程图，本发明实施例可适用于声音播放系统中对声音信号滤波补偿的情况，该方法可以由本发明实施例的滤波装置来执行，该滤波装置可以由硬件或软件来实现，并集成在本发明实施例所提供的电子设备中，具体地，如图2A所示，本发明实施例的滤波方法可以包括如下步骤：
S201、获取待播放的初始声音信号。
如图2B所示为本发明实施例的声音播放系统滤波的示意图，如图2B所示，初始声音信号为S0，滤波器为Hc，S为滤波后的信号，Hsys为声音播放系统。
其中，初始声音信号可以是待播放的音频信号，其可以是预先录制的音频信号，还可以是实时通过麦克风录制的音频信号。
S202、将所述初始声音信号输入IIR滤波器中得到目标声音信号。
其中，本发明实施例的IIR滤波器的滤波参数实施例一所述的滤波参数确定方法所确定，具体可以参考实施例一，在此不再详述。
如图2B所示，可以将初始声音信号S0输入IIR滤波器Hc中得到目标声音信号S。
S203、播放所述目标声音信号。
目标声音信号S转换为模拟信号后驱动声音播放系统的扬声器播放声音。
本发明实施例滤波所采用的滤波器的滤波参数通过实施例一的滤波参数确定方法所确定，具有该滤波参数的滤波器，由于关注的是最小相位部分，并根据声音播放系统的频率参数简化最小相位部分，最小相位部分决定了声音播放系统的主要声学特征，本发明实施例的滤波器既能够对声音播放系统的主要特性进行精确补偿，又可以提高处理效率，实现了实时补偿声音信号。
实施例三
图3是本发明实施例三提供的一种滤波参数确定装置的结构框图，如图3所示，本发明实施例的滤波参数确定装置具体可以包括如下模块：
传输特性函数获取模块301，用于获取声音播放系统的传输特性函数；
模拟模块302，用于采用IIR滤波器模拟所述传输特性函数得到IIR滤波器传输函数；
初始零极点求解模块303，用于求解所述IIR滤波器传输函数得到所述IIR滤波器的初始零点和初始极点；
最小相位零极点确定模块304，用于从所述初始零极点和所述初始极点中确定出最小相位的第一零点和第一极点；
零极点简化模块305，用于根据所述声音播放系统的频率参数对所述最小相位的第一零点和第一极点进行简化得到第二零点和第二极点；
零极点互换模块306，用于将所述第二零点和所述第二极点互换得到所述IIR滤波器的目标零点和目标极点；
滤波参数确定模块307，用于基于所述IIR滤波器的目标零点和目标极点确定所述IIR滤波器的滤波参数。
可选地，所述IIR滤波器传输函数为：
其中，Hsys(z)为所述声音播放系统的传输特性函数，HIIR(z)为IIR滤波器传输函数，B(z)为负反馈部分，A(z)为正反馈部分，bN为负反馈系统，aM为正反馈系统，N、M为阶数，z为频率。
可选地，所述初始零极点求解模块303包括：
负反馈系数求解子模块，用于对所述IIR滤波器传输函数的负反馈部分求解得到第一负反馈系数；
正反馈系数求解子模块，用于对所述IIR滤波器传输函数的正反馈部分求解得到第一正反馈系数；
初始零极点求解子模块，用于将所述第一负反馈系数和所述第一正反馈系数代入所述IIR滤波器传输函数中，并求解使得所述IIR滤波器传输函数为零的频率点作为初始零点，以及求解使得所述IIR滤波器传输函数无限大的频率点作为初始极点；
所述从所述最小相位零极点确定模块304包括：
零极点位置确定子模块，用于确定所述初始零点和所述初始极点在预设的零-极点图上的位置；
第一零极点筛选子模块，用于筛选出位于所述零-极点图上单位圆内的初始零点和初始极点作为最小相位的第一零点和第一极点。
可选地，所述声音播放系统的频率参数包括所述声音播放系统的频率上限值和频率下限值，所述零极点简化模块305包括：
模值计算子模块，用于计算所述最小相位的第一零点和第一极点的模值；
模值简化子模块，用于将模值大于预设值并且频率在所述频率下限值和所述频率上限值之间的第一零点和第一极点作为第二零点和第二极点。
可选地，所述滤波参数确定模块307包括：
模值计算子模块，用于计算所述目标零点和所述目标极点的模值；
最终零极点确定子模块，用于计算所述模值与预设正则化因子的差值得到所述IIR滤波器的最终零点和最终极点；
低通零点增加子模块，用于增加低通零点；
正负反馈系数计算子模块，用于基于所述最终零点、所述最终极点以及所述低通零点确定所述IIR滤波器的第二负反馈系数和第二正反馈系数，以作为所述滤波器的滤波参数。
本发明实施例所提供的滤波参数确定装置可执行本发明实施例一所提供的滤波参数确定方法，具备执行方法相应的功能和有益效果。
实施例四
图4是本发明实施例四提供的一种滤波装置的结构框图，如图4所示，本发明实施例的滤波装置具体可以包括如下模块：
初始声音信号获取模块401，用于获取待播放的初始声音信号；
滤波模块402，用于将所述初始声音信号输入IIR滤波器中得到目标声音信号；
播放模块403，用于播放所述目标声音信号；
其中，所述IIR滤波器的滤波参数采用实施例一所述的滤波参数确定方法所确定。
本发明实施例所提供的滤波装置可执行本发明实施例二所提供的滤波方法，具备执行方法相应的功能和有益效果。
实施例五
参照图5，示出了本发明一个示例中的一种电子设备的结构示意图。如图5所示，该电子设备具体可以包括：处理器501、存储器502、具有触摸功能的显示屏503、输入装置504、输出装置505以及通信装置506。该电子设备中处理器501的数量可以是一个或者多个，图5中以一个处理器501为例。该电子设备中存储器502的数量可以是一个或者多个，图5中以一个存储器502为例。该设备的处理器501、存储器502、显示屏503、输入装置504、输出装置505以及通信装置506可以通过总线或者其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。
存储器502作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明任意实施例所述的滤波参数确定方法对应的程序指令/模块(例如，上述滤波参数确定装置中的传输特性函数获取模块301、模拟模块302、初始零极点求解模块303、最小相位零极点确定模块304、零极点简化模块305、零极点互换模块306和滤波参数确定模块307)，或者，如本发明任意实施例所述的滤波方法对应的程序指令/模块(例如，上述滤波装置中的初始声音信号获取模块401、滤波模块402和播放模块403)，存储器502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装置、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据设备的使用所创建的数据等。此外，存储器502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、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器502可进一步包括相对于处理器501远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
显示屏503为具有触摸功能的显示屏503，其可以是电容屏、电磁屏或者红外屏。一般而言，显示屏503用于根据处理器501的指示显示数据，还用于接收作用于显示屏503的触摸操作，并将相应的信号发送至处理器501或其他装置。可选的，当显示屏503为红外屏时，其还包括红外触摸框，该红外触摸框设置在显示屏503的四周，其还可以用于接收红外信号，并将该红外信号发送至处理器501或者其他设备。
通信装置506，用于与其他设备建立通信连接，其可以是有线通信装置和/或无线通信装置。
输入装置504可用于接收输入的数字或者字符信息，以及产生与设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置505可以包括扬声器等音频设备。需要说明的是，输入装置504和输出装置505的具体组成可以根据实际情况设定。
处理器501通过运行存储在存储器502中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述滤波参数确定方法，和/或，滤波方法。
具体地，实施例中，处理器501执行存储器502中存储的一个或多个程序时，具体实现本发明实施例提供的滤波参数确定方法，和/或，滤波方法的步骤。
实施例六
本发明实施例六还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时可实现本发明任意实施例中的滤波参数确定方法，和/或，滤波方法。
当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明应用于设备上任意实施例所提供的滤波参数确定方法，和/或，滤波方法中的相关操作。
需要说明的是，对于装置、电子设备、存储介质实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，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，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，电子设备，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的滤波参数确定方法，和/或，滤波方法。
值得注意的是，上述滤波参数确定装置，滤波装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种滤波参数确定方法，其特征在于，包括：
获取声音播放系统的传输特性函数；
采用IIR滤波器模拟所述传输特性函数得到IIR滤波器传输函数；
求解所述IIR滤波器传输函数得到所述IIR滤波器的初始零点和初始极点；
从所述初始零点和所述初始极点中确定出最小相位的第一零点和第一极点；
根据所述声音播放系统的频率参数对所述最小相位的第一零点和第一极点进行简化得到第二零点和第二极点；
将所述第二零点和所述第二极点互换得到所述IIR滤波器的目标零点和目标极点；
基于所述IIR滤波器的目标零点和目标极点确定所述IIR滤波器的滤波参数。
2.根据权利要求1所述的滤波参数确定方法，其特征在于，所述IIR滤波器传输函数为：
其中，Hsys(z)为所述声音播放系统的传输特性函数，HIIR(z)为IIR滤波器传输函数，B(z)为负反馈部分，A(z)为正反馈部分，bN为负反馈系统，aM为正反馈系统，N、M为阶数，z为频率。
3.根据权利要求2所述的滤波参数确定方法，其特征在于，所述求解所述IIR滤波器传输函数得到所述IIR滤波器的初始零点和初始极点，包括：
对所述IIR滤波器传输函数的负反馈部分求解得到第一负反馈系数；
对所述IIR滤波器传输函数的正反馈部分求解得到第一正反馈系数；
将所述第一负反馈系数和所述第一正反馈系数代入所述IIR滤波器传输函数中，并求解使得所述IIR滤波器传输函数为零的频率点作为初始零点，以及求解使得所述IIR滤波器传输函数无限大的频率点作为初始极点；
从所述初始零点和所述初始极点中确定出最小相位的第一零点和第一极点，包括：
确定所述初始零点和所述初始极点在预设的零-极点图上的位置；
筛选出位于所述零-极点图上单位圆内的初始零点和初始极点作为最小相位的第一零点和第一极点。
4.根据权利要求1所述的滤波参数确定方法，其特征在于，所述声音播放系统的频率参数包括所述声音播放系统的频率上限值和频率下限值，所述根据所述声音播放系统的频率参数对所述最小相位的第一零点和第一极点进行简化得到第二零点和第二极点，包括：
计算所述最小相位的第一零点和第一极点的模值；
将模值大于预设值并且频率在所述频率下限值和所述频率上限值之间的第一零点和第一极点作为第二零点和第二极点。
5.根据权利要求1-4任一项所述的滤波参数确定方法，其特征在于，所述基于所述IIR滤波器的目标零点和目标极点确定所述IIR滤波器的滤波参数，包括：
计算所述目标零点和所述目标极点的模值；
计算所述模值与预设正则化因子的差值得到所述IIR滤波器的最终零点和最终极点；
增加低通零点；
基于所述最终零点、所述最终极点以及所述低通零点确定所述IIR滤波器的第二负反馈系数和第二正反馈系数，以作为所述IIR滤波器的滤波参数。
6.一种滤波方法，其特征在于，包括：
获取待播放的初始声音信号；
将所述初始声音信号输入IIR滤波器中得到目标声音信号；
播放所述目标声音信号；
其中，所述IIR滤波器的滤波参数采用权利要求1-5任一项所述的滤波参数确定方法所确定。
7.一种滤波参数确定装置，其特征在于，包括：
传输特性函数获取模块，用于获取声音播放系统的传输特性函数；
模拟模块，用于采用IIR滤波器模拟所述传输特性函数得到IIR滤波器传输函数；
初始零极点求解模块，用于求解所述IIR滤波器传输函数得到所述IIR滤波器的初始零点和初始极点；
最小相位零极点确定模块，用于从所述初始零点和所述初始极点中确定出最小相位的第一零点和第一极点；
零极点简化模块，用于根据所述声音播放系统的频率参数对所述最小相位的第一零点和第一极点进行简化得到第二零点和第二极点；
零极点互换模块，用于将所述第二零点和所述第二极点互换得到所述IIR滤波器的目标零点和目标极点；
滤波参数确定模块，用于基于所述IIR滤波器的目标零点和目标极点确定所述IIR滤波器的滤波参数。
8.一种滤波装置，其特征在于，包括：
初始声音信号获取模块，用于获取待播放的初始声音信号；
滤波模块，用于将所述初始声音信号输入IIR滤波器中得到目标声音信号；
播放模块，用于播放所述目标声音信号；
其中，所述IIR滤波器的滤波参数采用权利要求1-5任一项所述的滤波参数确定方法所确定。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个计算机程序，
当所述一个或多个计算机程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-5中任一项所述的滤波参数确定方法，和/或，权利要求6所述的滤波方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的滤波参数确定方法，和/或，权利要求6所述的滤波方法。
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