CN115567831A - 一种提升扬声器的音质的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供一种提升扬声器的音质的方法及装置，涉及媒体技术领域，能够改善扬声器的低频音效，提升扬声器的音质。该方法包括：对扬声器的输入信号进行分频，以获取第一低频输入信号和第一高频输入信号，该输入信号为时域信号；并且对第一低频输入信号进行瞬态检测，以确定第一低频输入信号是否为瞬态信号；若第一低频输入信号为瞬态信号，则对第一低频输入信号进行信号包络调制，以得到第二低频输入信号；进而根据第二低频输入信号和第一高频输入信号，确定扬声器的输出信号。其中，第二低频输入信号的起振电压大于第一低频输入信号的起振电压，且第二低频输入信号的响度大于第一低频输入信号的响度。

Description

一种提升扬声器的音质的方法及装置
技术领域
本申请实施例涉及媒体技术领域，尤其涉及一种提升扬声器的音质的方法及装置。
背景技术
随着多媒体设备的小型化、轻便化发展，嵌入在这些多媒体设备中的扬声器的体积受到严格的限制，很多多媒体设备中的扬声器是小型扬声器，而小型扬声器的低频重放能力较差。
目前，多数扬声器播放的音频信号的中低频响度不足，使得扬声器播放音频信号时的音质较差。对于用户而言，音频信号中的中低频信号对听感起着重要的作用，直接影响用户的听觉感受，因此，如何改善小型扬声器的低频音效是急需解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种提升扬声器的音质的方法及装置，能够改善扬声器的低频音效，提升扬声器的音质。
为达到上述目的，本申请实施例采用如下技术方案：
第一方面，本申请实施例提供一种提升扬声器的音质的方法，可以应用于具有音频播放功能的电子设备，该方法包括：电子设备对扬声器的输入信号进行分频，以获取第一低频输入信号和第一高频输入信号，该扬声器的输入信号为时域信号，第一低频输入信号包括输入信号中低于第一预设频点的信号，第一高频输入信号包括输入信号中高于第一预设频点的信号；并且电子设备对第一低频输入信号进行瞬态检测，以确定第一低频输入信号是否为瞬态信号；若第一低频输入信号为瞬态信号，则对第一低频输入信号进行信号包络调制，以得到第二低频输入信号；进而电子设备根据第二低频输入信号和第一高频输入信号，确定扬声器的输出信号其中，第二低频输入信号的起振电压大于第一低频输入信号的起振电压，且第二低频输入信号的响度大于第一低频输入信号的响度。
本申请实施例提供的提升扬声器的音质的方法中，对输入信号中的低频信号进行瞬态检测，若输入信号是瞬态信号，则采用包络调制对瞬态信号进行增强，由于扬声器播放一段音频信号时，扬声器播放音频信号中的低频信号的音质关系扬声器的性能好坏，而低频信号中的瞬态信号通常反映音频信号的重要信息，因此对低频信号中的瞬态信号进行调制，提升低频瞬态信号的响度，并调节低频瞬态信号的动态范围，从而扬声器播放该处理后的音频信号时，音频信号的低频音效较好，即通过本申请实施例的技术方案能够提升扬声器的音质。
一种可能的实现方式中，本申请实施例提供的提升扬声器的音质的方法还包括：电子设备对扬声器的第一高频输入信号进行分频，以获取第一中频输入信号和第二高频输入信号，该第一中频输入信号包括第一高频输入信号中低于第二预设频点的信号，第二高频输入信号包括第一高频输入信号中高于第二预设频点的信号，第二预设频点高于第一预设频点；并且电子设备对第一中频输入信号进行瞬态检测，以确定第一中频输入信号是否为瞬态信号；若第一中频输入信号为瞬态信号，则对第一中频输入信号进行信号包络调制，以得到第二中频输入信号，该第二中频输入信号的起振电压大于第一中频输入信号的起振电压，且第二中频输入信号的响度大于第一中频输入信号的响度。
上述根据第二低频输入信号和第一高频输入信号，确定扬声器的输出信号的方法具体包括：电子设备根据第二低频输入信号、第二中频输入信号以及第二高频输入信号，得到扬声器的输出信号。
本申请实施例中，对输入信号中的中频信号也进行瞬态检测，并对瞬态信号进行包络调制，对中频信号进行增强，总体上提升扬声器的音质。
一种可能的实现方式中，第一低频输入信号为瞬态信号，在对第一低频输入信号进行信号包络调制之前，本申请实施例提供的提升扬声器的音质的方法还包括：电子设备生成低频辅助信号；并且在第一低频输入信号中添加低频辅助信号，以获得第一辅助增强信号。
基于此，上述对第一低频输入信号进行信号包络调制，以得到第二低频输入信号的方法具体包括：对第一辅助增强信号进行信号包络调制，以得到第二低频输入信号。
本申请实施例中，上述第一低频输入信号为瞬态信号，且电子设备的扬声器是较小型的扬声器，其低频重放能力较弱的情况下，可以在第一低频输入信号中增加低频辅助信号，该低频辅助信号的作用是辅助增强上述第一低频输入信号的响度，优化第一低频输入信号的动态范围。
一种可能的实现方式中，上述生成低频辅助信号的方法包括：生成第一辅助信号，并且对第一辅助信号进行高通滤波，以得到低频辅助信号。第一辅助信号满足：signal_h＝e-A×sin(2πf)，其中，signal_h表示低频辅助信号，A表示信号幅度影响因子，f为扬声器的中心频率。其中，A的取值范围可以是10～50，具体的取值可以由系统推定或者由用户设置，例如可以是10，25，或50等等；f的取值范围可以是50～150Hz范围内的频率值，具体的取值可以由系统推定或者由用户设置，例如f的取值可以是50Hz，100Hz，或150Hz等等。
一种可能的实现方式中，第一低频输入信号为瞬态信号，在对第一低频输入信号进行信号包络调制之前，本申请实施例提供的提升扬声器的音质的方法还包括：电子设备对第一低频输入信号进行相位补偿，以获得第一相位补偿信号。
基于此，上述对第一低频输入信号进行信号包络调制，以得到第二低频输入信号的方法包括：电子设备对第一相位补偿信号进行信号包络调制，以得到第二低频输入信号。
本申请实施例中，在电子设备对输入信号进行分频以及辅助增强的过程中，可能对第一低频输入信号的相位造成影响，导致低频输入信号的相位产生偏差，不再是线性相位，因此，对第一低频输入信号进行必要的线性相位补偿，将第一低频输入信号的相位校正为线性相位，从而保证低频音质。
一种可能的实现方式中，上述对第一低频输入信号进行瞬态检测，确定第一低频输入信号是否瞬态信号的方法具体包括：电子设备确定第一低频输入信号的瞬态功率和稳态功率；并且根据第一低频输入信号的瞬态功率和稳态功率确定第一低频输入信号的瞬时率；若输入信号的瞬态率大于预设的瞬态率阈值，则确定第一低频输入信号为瞬态信号。其中，第一低频输入信号的瞬时率满足：Tr＝(Rr-1)2×W，其中，Tr表示第一低频输入信号的瞬时率，Rr表示第一低频输入信号的瞬态功率与第一低频输入信号的稳态功率的比值，W表示计权因子，W的取值与第一低频输入信号的当前功率相同。
本申请实施例中，该第一低频输入信号的功率是该第一低频输入信号所包含的所有数据点的电压值的平方和再求平均值；第一低频输入信号的瞬态功率可以为当前帧之前的连续n1个信号帧的平均功率，第一低频输入信号的稳态功率可以是当前帧之前的连续n2个信号帧的平均功率。
在一些实现方式中，为了避免小信号误检，可以对一些小信号进行掩蔽，具体的，设置一个掩蔽阈值，当第一低频输入信号的功率小于掩蔽阈值时，取掩蔽阈值作为第一低频输入信号的功率。即，Pd＝max(Pd,Pth)，其中，Pd表示第一低频输入信号的功率，Pth表示掩蔽阈值。同理，上述第一低频输入信号的瞬态功率与第一低频输入信号的稳态功率的比值也可以进行优化，具体是Rr＝max(Rr,1)。
在一种实现方式中，在电子设备获取到第一低频输入信号之后，电子设备可以对第一低频输入信号进行低通滤波，然后再计算滤波后的第一低频输入信号的瞬态功率和稳态功率，以进一步确定第一低频输入信号是瞬态信号还是稳态信号。本申请实施例中，对第一低频输入信号进行低通滤波，得到更低频率范围的低频输入信号，并且通过低通滤波可以进一步降低第一低频输入信号中可能存在的高频信号，在此基础上，对滤波后的第一低频输入信号进行瞬态检测，能够降低瞬态检测的误检率。
一种可能的实现方式中，本申请实施例提供的提升扬声器的音质的方法还包括：电子设备对第一信号进行均衡处理，得到第二信号；该第一信号为输入至扬声器的初始的待播放信号；并且采用低音增强算法对第二信号进行处理，以得到扬声器的输入信号。
本申请实施例中，上述对第一信号进行均衡处理的具体方法可以是：采用biquard滤波器对第一信号进行均衡处理，能够改善扬声器的低频频率响应。采用低音增强算法对第二信号进行处理，能够提升第二信号的低频响度。
一种可能的实现方式中，上述采用低音增强算法对第二信号进行处理，得到扬声器的输入信号的方法具体包括：电子设备根据第二信号中的低频信号的能量，确定低频搁架滤波器的增益，该低频搁架滤波器用于控制第二信号中的低频信号的响度；并且使用低频搁架滤波器对第二信号进行滤波，得到扬声器的输入信号。
上述采用低音增强算法，电子设备根据第二信号中的低频信号的能量，有区分地对不同能量的低频信号进行不同程度的响度提升，即按照低频信号的能量为低频信号设置不同的增益，即根据第二信号的低频信号的能量的特点，动态地、自适应地提升第二信号中的低频信号的响度的，如此，能够提高低频信号的清晰度。
一种可能的实现方式中，本申请实施例提供的提升扬声器的音质的方法还包括：电子设备获取包括一个或多个校正系数的第一位移预测模型，该第一位移预测模型用于模拟扬声器的性能以预测扬声器的振膜的位移，该一个或多个校正系数用于控制第一位移预测模型的输出；并且调整第一位移预测模型中的至少一个校正系数，得到第二位移预测模型；第二位移预测模型输出的预测位移与扬声器的振膜的实际位移的差值的绝对值，小于第一位移预测模型输出的预测位移与扬声器的振膜的实际位移的差值的绝对值；该扬声器的实际位移为振膜相对于初始位置的移动距离实际测量值；以及电子设备根据扬声器的位移保护阈值及第二位移预测模型输出的预测位移，控制扬声器的输出信号的增益，使得扬声器播放输出信号时的振膜位移小于或等于位移保护阈值；该位移保护阈值为扬声器的振膜的最大位移。
本申请实施例中，上述第二位移预测模型更真实的反映扬声器的特点，保证输出的预测位移更准确，进而可以更精确的进行位移保护，也就实现了在保护扬声器振膜位移的前提下，最大化发挥扬声器的硬件潜力，提升扬声器的外放响度。
一种可能的实现方式中，本申请实施例提供的提升扬声器的音质的方法还包括：电子设备对输出信号进行虚拟低音处理，以得到虚拟低音输出信号，该虚拟低音输出信号的心理感知低频响度大于扬声器的输出信号的心理感知低频响度。
本申请实施例中，虚拟低音处理是一种基于心理声学的一种提升低音音效的方法，从心理声学的角度来衡量，上述通过虚拟低音处理后的输出信号(即虚拟低音输出信号)的心理感知低频响度大于原输出信号的心理感知低频响度。在一种实施方式中，心理感知低频响度可以根据心理声学模型来确定。
一种可能的实现方式中，上述对扬声器的输出信号进行虚拟低音处理，以得到虚拟低音输出信号的方法具体包括：电子设备对输出信号进行分频处理，以获取第一低频输出信号和第一高频输出信号，该第一低频输出信号包括该输出信号中低于第三预设频点的信号，第一高频输出信号包括该输出信号中高于第三预设频点的信号；并且电子设备根据第一低频输出信号生成第一低频输出信号的谐波信号；然后，电子设备将谐波信号和第一低频输出信号进行混合，以得到第一混合信号；以及对第一混合信号和第一高频输出信号进行相位同步处理，以得到第二混合信号和第二高频输出信号，第二混合信号的相位的变化量与第二高频输出信号的相位的变化量相等；进而电子设备根据第二混合信号和第二高频输出信号，获得虚拟低音输出信号。
一种可能的实现方式中，本申请实施例提供的提升扬声器的音质的方法还包括：电子设备根据扬声器的线圈温度，调整扬声器中预先配置的第一非线性补偿模型的非线性参数，以得到第二非线性补偿模型；然后电子设备采用第二非线性补偿模型对扬声器的输出信号进行信号补偿。
本申请实施例中，由于确定的扬声器的第二非线性参数是扬声器当前工作状态对应的非线性参数，即实时的非线性参数，其准确性较高，如此，根据该第二非线性参数对扬声器的输出信号做信号补偿，信号补偿效果较好，能够有效地减小信号失真，提升扬声器的音质。
第二方面，本申请实施例提供一种电子设备，该电子设备包括：第一获取模块、第一确定模块、包络调制模块以及第二确定模块。其中，第一获取模块用于对扬声器的输入信号进行分频，以获取第一低频输入信号和第一高频输入信号，该扬声器的输入信号为时域信号，第一低频输入信号包括输入信号中低于第一预设频点的信号，该第一高频输入信号包括输入信号中高于第一预设频点的信号；第一确定模块用于对第一低频输入信号进行瞬态检测，以确定第一低频输入信号是否为瞬态信号；包络调制模块用于在第一低频输入信号为瞬态信号的情况下，对第一低频输入信号进行信号包络调制，以得到第二低频输入信号，该第二低频输入信号的起振电压大于第一低频输入信号的起振电压，且第二低频输入信号的响度大于第一低频输入信号的响度；第二确定模块用于根据第二低频输入信号和第一高频输入信号，确定扬声器的输出信号。
一种可能的实现方式中，上述第一获取模块还用于对扬声器的第一高频输入信号进行分频，以获取第一中频输入信号和第二高频输入信号，该第一中频输入信号包括第一高频输入信号中低于第二预设频点的信号，第二高频输入信号包括第一高频输入信号中高于第二预设频点的信号，第二预设频点高于第一预设频点；第一确定模块还用于对第一中频输入信号进行瞬态检测，以确定第一中频输入信号是否为瞬态信号；包络调制模块还用于在第一中频输入信号为瞬态信号的情况下，对第一中频输入信号进行信号包络调制，以得到第二中频输入信号，该第二中频输入信号的起振电压大于第一中频输入信号的起振电压，且第二中频输入信号的响度大于第一中频输入信号的响度；第二确定模块具体用于根据第二低频输入信号、第二中频输入信号以及第二高频输入信号，得到扬声器的输出信号。
一种可能的实现方式中，本申请实施例提供的电子设备还包括生成模块和第二获取模块。生成模块用于生成低频辅助信号；第二获取模块用于在第一低频输入信号中添加低频辅助信号，以获得第一辅助增强信号；上述包络调制模块具体用于对第一辅助增强信号进行信号包络调制，以得到第二低频输入信号。
一种可能的实现方式中，上述生成模块具体用于生成第一辅助信号，对第一辅助信号进行高通滤波，以得到低频辅助信号。第一辅助信号满足：signal_h＝e-A×sin(2πf)；其中，signal_h表示低频辅助信号，A表示信号幅度影响因子，f为扬声器的中心频率。
一种可能的实现方式中，本申请实施例提供的电子设备还包括相位补偿模块；该相位补偿模块用于对第一低频输入信号进行相位补偿，以获得第一相位补偿信号；上述包络调制模块具体用于对第一相位补偿信号进行信号包络调制，以得到第二低频输入信号。
一种可能的实现方式中，上述第一确定模块具体用于确定第一低频输入信号的瞬态功率和稳态功率；并且根据第一低频输入信号的瞬态功率和稳态功率确定第一低频输入信号的瞬时率；以及在输入信号的瞬态率大于预设的瞬态率阈值的情况下，确定第一低频输入信号为瞬态信号。该第一低频输入信号的瞬时率满足：Tr＝(Rr-1)2×W，其中，Tr表示第一低频输入信号的瞬时率，Rr表示第一低频输入信号的瞬态功率与第一低频输入信号的稳态功率的比值，W表示计权因子，W的取值与第一低频输入信号的当前功率相同。
一种可能的实现方式中，本申请实施例提供的电子设备还包括均衡处理模块和低音增强模块；其中，均衡处理模块用于对第一信号进行均衡处理，得到第二信号，该第一信号为输入至扬声器的初始的待播放信号；低音增强模块用于采用低音增强算法对第二信号进行处理，以得到扬声器的输入信号。
一种可能的实现方式中，上述低音增强模块具体用于根据第二信号中的低频信号的能量，确定低频搁架滤波器的增益，该低频搁架滤波器用于控制第二信号中的低频信号的响度；并且使用低频搁架滤波器对第二信号进行滤波，得到扬声器的输入信号。
一种可能的实现方式中，本申请实施例提供的电子设备还包括第三获取模块、第一调整模块以及控制模块。其中，第三获取模块用于获取包括一个或多个校正系数的第一位移预测模型，该第一位移预测模型用于模拟扬声器的性能以预测扬声器的振膜的位移，该一个或多个校正系数用于控制第一位移预测模型的输出；第一调整模块用于调整第一位移预测模型中的至少一个校正系数，得到第二位移预测模型，该第二位移预测模型输出的预测位移与扬声器的振膜振膜的实际位移的差值的绝对值，小于第一位移预测模型输出的预测位移与扬声器的振膜的实际位移的差值的绝对值；该扬声器的实际位移为振膜相对于初始位置的移动距离实际测量值；控制模块用于根据扬声器的位移保护阈值及第二位移预测模型输出的预测位移，控制扬声器的输出信号的增益，使得扬声器播放输出信号时的振膜位移小于或等于位移保护阈值，位移保护阈值为扬声器的振膜的最大位移。
一种可能的实现方式中，本申请实施例提供的电子设备还包括虚拟低音处理模块：该虚拟低音处理模块用于对上述输出信号进行虚拟低音处理，以得到虚拟低音输出信号；该虚拟低音输出信号的心理感知低频响度大于输出信号的心理感知低频响度。
一种可能的实现方式中，上述虚拟低音处理模块具体用于对上述输出信号进行分频处理，以获取第一低频输出信号和第一高频输出信号，该第一低频输出信号包括该输出信号中低于第三预设频点的信号，第一高频输出信号包括该输出信号中高于第三预设频点的信号；并根据第一低频输出信号生成第一低频输出信号的谐波信号；且将谐波信号和第一低频输出信号进行混合，以得到第一混合信号；以及对第一混合信号和第一高频输出信号进行相位同步处理，以得到第二混合信号和第二高频输出信号，该第二混合信号的相位的变化量与第二高频输出信号的相位的变化量相等；进而根据第二混合信号和第二高频输出信号，获得虚拟低音输出信号。
一种可能的实现方式中，本申请实施例提供的电子设备还包括第二调整模块和信号补偿模块：第二调整模块用于根据扬声器的线圈温度，调整扬声器中预先配置的第一非线性补偿模型的非线性参数，以得到第二非线性补偿模型；信号补偿模块用于采用第二非线性补偿模型对扬声器的输出信号进行信号补偿。
第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，该电子设备包括存储器和与存储器连接的至少一个处理器，存储器用于存储指令，存储器存储的指令被至少一个处理器读取后，执行上述第一方面及其可能的实现方式中任意之一所述的方法。
第四方面，本申请实施例提供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上述第一方面及其可能的实现方式中任意之一所述的方法。
第五方面，本申请实施例提供一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行第一方面及其可能的实现方式中任意之一所述的方法。
第六方面，本申请实施例提供一种芯片，包括存储器和处理器。存储器用于存储计算机指令。处理器用于从存储器中调用并运行该计算机指令，以执行第一方面及其可能的实现方式中任意之一所述的方法。
应当理解的是，本申请实施例的第二方面至第六方面技术方案及对应的可能的实施方式所取得的有益效果可以参见上述对第一方面及其对应的可能的实施方式的技术效果，此处不再赘述。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种瞬态信号和稳态信号的示意图；
图2为本申请实施例提供的一种音频处理系统的框图；
图3为本申请实施例提供的一种手机的硬件结构示意图；
图4为本申请实施例提供的一种提升扬声器的音质的方法示意图；
图5为本申请实施例提供的另一种提升扬声器的音质的方法示意图；
图6为本申请实施例提供的一种包络调制的原理示意图；
图7为本申请实施例提供的一种扬声器系统的框架示意图；
图8为本申请实施例提供的另一种提升扬声器的音质的方法示意图；
图9为本申请实施例提供的另一种一种扬声器系统的框架示意图；
图10为本申请实施例提供的另一种提升扬声器的音质的方法示意图；
图11为本申请实施例提供的另一种一种扬声器系统的框架示意图；
图12为本申请实施例提供的另一种提升扬声器的音质的方法示意图；
图13为本申请实施例提供的另一种一种扬声器系统的框架示意图；
图14为本申请实施例提供的另一种一种扬声器系统的框架示意图；
图15为本申请实施例提供的一种低频增强算法的流程示意图；
图16为本申请实施例提供的另一种一种扬声器系统的框架示意图；
图17为本申请实施例提供的另一种提升扬声器的音质的方法示意图；
图18为本申请实施例提供的另一种一种扬声器系统的框架示意图；
图19为本申请实施例提供的另一种提升扬声器的音质的方法示意图；
图20为本申请实施例提供的另一种一种扬声器系统的框架示意图；
图21为本申请实施例提供的又一种提升扬声器的音质的方法示意图；
图22为本申请实施例提供的又一种一种扬声器系统的框架示意图；
图23为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图一；
图24为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图二。
具体实施方式
本文中术语“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。
本申请实施例的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述对象的特定顺序。例如，第一低频输入信号和第二低频输入信号等是用于区别不同的输入信号，而不是用于描述低频输入信号的特定顺序；又例如，第一高频输入信号和第二高频输入信号是用于区别不同的高频输入信号，而不是用于描述高频输入信号的特定顺序；又例如，第一中频输入信号和第二中频输入信号是用于区别不同的中频输入信号，而不是用于描述中频输入信号的特定顺序。
在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“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。
在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个校正系数是指两个或两个以上的校正系数。
首先对本申请实施例提供的一种提升扬声器的音质的方法及装置中涉及的一些概念做解释说明。
响度：响度用于衡量人类主观感觉到的声音强弱程度。一般而言，声音的频率一定的情况下，声强越强，响度也越大。但是，响度与频率有关，声强相同，频率不同，响度也可能不同。响度可以为音频信号的声压级，简单地，响度也可以理解为音频信号的音量。
应理解，本申请实施例提供的技术方案的目的是提升扬声器待播放的音频信号中的低频信号的响度，以提升扬声器的音质。
低频动态变化：指信号从小到大再到小的变化过程，音频信号中的低频信号的细微动态变化影响用户听感。低音动态变化比较好指指的是：低频起振速度快，峰值响度大，衰减速度快，低频动态越好，在播放音频信号时，音频信号中的低频细节部分能够表现出来，使得用户具有很好的主观听感。
扬声器的输入信号：也可以称为输入电压信号，本申请实施例中，对音频信号进行逐帧进行处理，因此，在处理以信号帧的过程中，扬声器所对应的输入信号是一个信号帧。
扬声器的输入信号包含M个(M为大于或者等于1的整数)数字信号，对应n个电压值(也可以称为n个点)，示例性的，输入信号Uin＝[Uin(1)，Uin(2)，…，Uin(n)，…，Uin(M)]。本申请实施例中，对输入信号进行处理指的是对输入信号中的每个数字信号依次进行处理。为了便于描述，输入第n个数字信号的时刻记为tn，tn时刻对应的输入信号记为Uin(n)或Uin(tn)。
上述响度和动态变化可以用于衡量扬声器播放的音频信号的音质，特别是对于小型扬声器，低频响度和动态变化是音频信号处理的主要目标。
瞬态信号和稳态信号：将维持时间短，有明显的开始和结束的信号称为瞬态信号；将较长的时间段内维持在较小的范围内变化的信号称为稳态信号。示例性的，图1示出了一段音频信号的瞬态信号和稳态信号。
扬声器的位移，是指扬声器工作过程中其振膜的移动距离。
扬声器的位移对扬声器的音质具有影响，当扬声器的振膜位移过大时，可能导致扬声器的振膜打顶或者擦圈，从而产生杂音，甚至导致扬声器发生机械损坏。本申请实施例中，可以对扬声器的位移进行控制，以提升扬声器的音质。
扬声器的非线性参数：扬声器的非线性参数可以包括但不限于如下参数：
力因数BL(x)：指的是扬声器的磁路系统的力因数。
力学劲度Kms(x)：指的是扬声器的悬挂系统的劲度，Kms(x)可以包括一阶、二阶、三阶等不同的系数。
电感Le(x)：指的是扬声器的线圈的电感。
阻尼Rm(v)：是扬声器的阻尼系数，Rm(v)可以包括一阶、二阶、三阶等不同的系数。
其中，上述x指的是扬声器的振膜的位移，v指的是扬声器的振膜移动的速度。
需要说明的是，扬声器的工作状态不同，扬声器的非线性参数可能发生变化，例如，扬声器的线圈处于不同的温度时，上述Kms(x)会发生变化，Rm(v)也可能发生变化，即不同温度下的Kms(x)不同，不同温度下的Rm(v)不同。
扬声器的非线性：扬声器的非线性是由于扬声器的硬件结构(例如扬声器的小尺寸、大位移等结构特点)而导致其输出音质产生失真的一种现象，可以称为非线性失真，特别是扬声器有大信号输入时，扬声器的非线性更加明显，输出信号可能产生过量的失真，影响听觉感受。
本申请实施例中，可以利用扬声器的非线性参数对扬声器的硬件带来的非线性失真进行补偿，以提升扬声器的音质。
目前，多数扬声器播放的音频信号的响度不足，动态变化表现不好，使得扬声器播放音频信号时的音质较差。对于用户而言，音频信号中的中低频信号对听感起着重要的作用，直接影响用户的听觉感受，因此，如何改善小型扬声器的低频音效是急需解决的问题。现有的一些提升扬声器的音质的方法涉及从扬声器的位移保护的角度、非线性补偿的角度等对音频信号进行处理，最大化发挥扬声器的硬件潜力，提升扬声器的外放响度，但这些方法对扬声器的音质的提升效果仍然有待提升。
本申请实施例提供一种提升扬声器的音质的方法及装置，可以应用于具有扬声器的电子设备，该电子设备通过对待重现的音频信号(以下实施例称为扬声器的输入信号)进行处理以提升扬声器的音质。具体的，电子设备对扬声器的输入信号进行分频，以获取第一低频输入信号和第一高频输入信号；然后电子设备对扬声器的第一低频输入信号进行瞬态检测，以确定第一低频输入信号是否为瞬态信号；若第一低频输入信号为瞬态信号，则对第一低频输入信号进行信号包络调制，得到第二低频输入信号，该第二低频输入信号的起振电压大于第一低频输入信号的起振电压，且第二低频输入信号的响度大于第一低频输入信号的响度；最后电子设备根据第二低频输入信号和上述第一高频输入信号，确定扬声器的输出信号。通过本申请实施例提供的技术方案，能够改善扬声器的低频音效，改善扬声器的音质。
本申请实施例提供的提升扬声器的音质的方法可以应用于具有音频外放功能(即具有扬声器)的电子设备，例如手机、平板电脑、笔记本电脑、智能音箱、电视等安装有扬声器的电子设备。
使用电子设备的扬声器进行发声的场景中均可以采用本申请实施例提供的方法，示例性的，本申请实施例提供的提升扬声器的音质的方法可以应用在以下场景中：音乐和电影外放(包括单声道、双声道以及四声道播放)、免提通话(包括运营商电话、网络电话等)、手机铃声(包括外放模式、插耳机模式)以及游戏外放等，最大化发挥扬声器的硬件潜力，改善扬声器的低频音效，提升扬声器的音质，从而可以提升用户的主观体验。
应理解，本申请实施例提供的提升扬声器的音质的方法主要由电子设备中的音频处理系统完成，参考图2，音频处理系统主要包括数字信号处理(digital signalprocessing，DSP)器和功率放大器(power amplifier，PA)，其中，DSP用于对输入的音频信号进行处理，处理之后的信号再经PA放大，最终输出至扬声器播放。
以上述电子设备为手机为例，下面详细介绍可以应用本申请实施例提供的提升扬声器的音质的方法的手机的详细结构，图3示出了手机300的结构示意图。该手机300可以包括处理器310，外部存储器接口320，内部存储器321，通用串行总线(universal serialbus，USB)接口330，充电管理模块340，电源管理模块341，电池342，天线1，天线2，移动通信模块350，无线通信模块360，音频模块370，扬声器370A，受话器370B，麦克风370C，耳机接口370D，传感器模块380，按键390，马达391，指示器392，摄像头393，显示屏394，以及用户标识模块(subscriber identification module，SIM)卡接口395等。其中传感器模块380可以包括压力传感器380A，陀螺仪传感器380B，气压传感器380C，磁传感器380D，加速度传感器380E，距离传感器380F，接近光传感器380G，指纹传感器380H，温度传感器380J，触摸传感器380K，环境光传感器380L，骨传导传感器380M等。
可以理解的是，本申请实施例示意的结构并不构成对手机300的具体限定。在本申请另一些实施例中，手机300可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。
处理器310可以包括一个或多个处理单元，例如：处理器310可以包括应用处理器(application processor，AP)，调制解调处理器，图形处理器(graphics processingunit，GPU)，图像信号处理器(image signal processor，ISP)，控制器，存储器，视频编解码器，数字信号处理器(digital signal processor，DSP)，基带处理器，和/或神经网络处理器(neural-network processing unit，NPU)等。其中，不同的处理单元可以是独立的器件，也可以集成在一个或多个处理器中。
其中，控制器可以是手机300的神经中枢和指挥中心。控制器可以根据指令操作码和时序信号，产生操作控制信号，完成取指令和执行指令的控制。
处理器310中还可以设置存储器，用于存储指令和数据。在一些实施例中，处理器310中的存储器为高速缓冲存储器。该存储器可以保存处理器310刚用过或循环使用的指令或数据。如果处理器310需要再次使用该指令或数据，可从存储器中直接调用。避免了重复存取，减少了处理器310的等待时间，因而提高了系统的效率。
在一些实施例中，处理器310可以包括一个或多个接口。接口可以包括集成电路(inter-integrated circuit，I2C)接口，集成电路内置音频(inter-integrated circuitsound，I2S)接口，脉冲编码调制(pulse code modulation，PCM)接口，通用异步收发传输器(universal asynchronous receiver/transmitter，UART)接口，移动产业处理器接口(mobile industry processor interface，MIPI)，通用输入输出(general-purposeinput/output，GPIO)接口，用户标识模块(subscriber identity module，SIM)接口，和/或通用串行总线(universal serial bus，USB)接口等。
I2C接口是一种双向同步串行总线，包括一根串行数据线(serial data line，SDA)和一根串行时钟线(derail clock line，SCL)。在一些实施例中，处理器310可以包含多组I2C总线。处理器310可以通过不同的I2C总线接口分别耦合触摸传感器380K，充电器，闪光灯，摄像头393等。例如：处理器310可以通过I2C接口耦合触摸传感器380K，使处理器310与触摸传感器380K通过I2C总线接口通信，实现手机300的触摸功能。
I2S接口可以用于音频通信。在一些实施例中，处理器310可以包含多组I2S总线。处理器310可以通过I2S总线与音频模块370耦合，实现处理器310与音频模块370之间的通信。在一些实施例中，音频模块370可以通过I2S接口向无线通信模块360传递音频信号，实现通过蓝牙耳机接听电话的功能。
PCM接口也可以用于音频通信，将模拟信号抽样，量化和编码。在一些实施例中，音频模块370与无线通信模块360可以通过PCM总线接口耦合。在一些实施例中，音频模块370也可以通过PCM接口向无线通信模块360传递音频信号，实现通过蓝牙耳机接听电话的功能。所述I2S接口和所述PCM接口都可以用于音频通信。
UART接口是一种通用串行数据总线，用于异步通信。该总线可以为双向通信总线。它将要传输的数据在串行通信与并行通信之间转换。在一些实施例中，UART接口通常被用于连接处理器310与无线通信模块360。例如：处理器310通过UART接口与无线通信模块360中的蓝牙模块通信，实现蓝牙功能。在一些实施例中，音频模块370可以通过UART接口向无线通信模块360传递音频信号，实现通过蓝牙耳机播放音乐的功能。
MIPI接口可以被用于连接处理器310与显示屏394，摄像头393等外围器件。MIPI接口包括摄像头串行接口(camera serial interface，CSI)，显示屏串行接口(displayserial interface，DSI)等。在一些实施例中，处理器310和摄像头393通过CSI接口通信，实现手机300的拍摄功能。处理器310和显示屏394通过DSI接口通信，实现手机300的显示功能。
GPIO接口可以通过软件配置。GPIO接口可以被配置为控制信号，也可被配置为数据信号。在一些实施例中，GPIO接口可以用于连接处理器310与摄像头393，显示屏394，无线通信模块360，音频模块370，传感器模块380等。GPIO接口还可以被配置为I2C接口，I2S接口，UART接口，MIPI接口等。
USB接口330是符合USB标准规范的接口，具体可以是Mini USB接口，Micro USB接口，USB Type C接口等。USB接口330可以用于连接充电器为手机300充电，也可以用于手机300与外围设备之间传输数据。也可以用于连接耳机，通过耳机播放音频。该接口还可以用于连接其他电子设备，例如AR设备等。
可以理解的是，本申请实施例示意的各模块间的接口连接关系，只是示意性说明，并不构成对手机300的结构限定。在本申请另一些实施例中，手机300也可以采用上述实施例中不同的接口连接方式，或多种接口连接方式的组合。
充电管理模块340用于从充电器接收充电输入。其中，充电器可以是无线充电器，也可以是有线充电器。在一些有线充电的实施例中，充电管理模块340可以通过USB接口330接收有线充电器的充电输入。在一些无线充电的实施例中，充电管理模块340可以通过手机300的无线充电线圈接收无线充电输入。充电管理模块340为电池342充电的同时，还可以通过电源管理模块341为电子设备供电。
电源管理模块341用于连接电池342，充电管理模块340与处理器310。电源管理模块341接收电池342和/或充电管理模块340的输入，为处理器310，内部存储器321，外部存储器，显示屏394，摄像头393，和无线通信模块360等供电。电源管理模块341还可以用于监测电池容量，电池循环次数，电池健康状态(漏电，阻抗)等参数。在其他一些实施例中，电源管理模块341也可以设置于处理器310中。在另一些实施例中，电源管理模块341和充电管理模块340也可以设置于同一个器件中。
手机300的无线通信功能可以通过天线1，天线2，移动通信模块350，无线通信模块360，调制解调处理器以及基带处理器等实现。
天线1和天线2用于发射和接收电磁波信号。手机300中的每个天线可用于覆盖单个或多个通信频带。不同的天线还可以复用，以提高天线的利用率。例如：可以将天线1复用为无线局域网的分集天线。在另外一些实施例中，天线可以和调谐开关结合使用。
移动通信模块350可以提供应用在手机300上的包括2G/3G/4G/5G等无线通信的解决方案。移动通信模块350可以包括至少一个滤波器，开关，功率放大器，低噪声放大器(lownoise amplifier，LNA)等。移动通信模块350可以由天线1接收电磁波，并对接收的电磁波进行滤波，放大等处理，传送至调制解调处理器进行解调。移动通信模块350还可以对经调制解调处理器调制后的信号放大，经天线1转为电磁波辐射出去。在一些实施例中，移动通信模块350的至少部分功能模块可以被设置于处理器310中。在一些实施例中，移动通信模块350的至少部分功能模块可以与处理器310的至少部分模块被设置在同一个器件中。
调制解调处理器可以包括调制器和解调器。其中，调制器用于将待发送的低频基带信号调制成中高频信号。解调器用于将接收的电磁波信号解调为低频基带信号。随后解调器将解调得到的低频基带信号传送至基带处理器处理。低频基带信号经基带处理器处理后，被传递给应用处理器。应用处理器通过音频设备(不限于扬声器370A，受话器370B等)输出声音信号，或通过显示屏394显示图像或视频。在一些实施例中，调制解调处理器可以是独立的器件。在另一些实施例中，调制解调处理器可以独立于处理器310，与移动通信模块350或其他功能模块设置在同一个器件中。
无线通信模块360可以提供应用在手机300上的包括无线局域网(wireless localarea networks，WLAN)(如无线保真(wireless fidelity，Wi-Fi)网络)，蓝牙(bluetooth，BT)，全球导航卫星系统(global navigation satellite system，GNSS)，调频(frequencymodulation，FM)，近距离无线通信技术(near field communication，NFC)，红外技术(infrared，IR)等无线通信的解决方案。无线通信模块360可以是集成至少一个通信处理模块的一个或多个器件。无线通信模块360经由天线2接收电磁波，将电磁波信号调频以及滤波处理，将处理后的信号发送到处理器310。无线通信模块360还可以从处理器310接收待发送的信号，对其进行调频，放大，经天线2转为电磁波辐射出去。
在一些实施例中，手机300的天线1和移动通信模块350耦合，天线2和无线通信模块360耦合，使得手机300可以通过无线通信技术与网络以及其他设备通信。所述无线通信技术可以包括全球移动通讯系统(global system for mobile communications，GSM)，通用分组无线服务(general packet radio service，GPRS)，码分多址接入(code divisionmultiple access，CDMA)，宽带码分多址(wideband code division multiple access，WCDMA)，时分码分多址(time-division code division multiple access，TD-SCDMA)，长期演进(long term evolution，LTE)，BT，GNSS，WLAN，NFC，FM，和/或IR技术等。所述GNSS可以包括全球卫星定位系统(global positioning system ，GPS)，全球导航卫星系统(global navigation satellite system，GLONASS)，北斗卫星导航系统(beidounavigation satellite system，BDS)，准天顶卫星系统(quasi-zenith satellitesystem，QZSS)和/或星基增强系统(satellite based augmentation systems，SBAS)。
手机300通过GPU，显示屏394，以及应用处理器等实现显示功能。GPU为图像处理的微处理器，连接显示屏394和应用处理器。GPU用于执行数学和几何计算，用于图形渲染。处理器310可包括一个或多个GPU，其执行程序指令以生成或改变显示信息。
显示屏394用于显示图像，视频等。显示屏394包括显示面板。显示面板可以采用液晶显示屏(liquid crystal display，LCD)，有机发光二极管(organic light-emittingdiode，OLED)，有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体(active-matrixorganic light emitting diode的，AMOLED)，柔性发光二极管(flex light-emittingdiode，FLED)，Miniled，MicroLed，Micro-oLed，量子点发光二极管(quantum dot lightemitting diodes，QLED)等。在一些实施例中，手机300可以包括1个或N个显示屏394，N为大于1的正整数。
手机300可以通过ISP，摄像头393，视频编解码器，GPU，显示屏394以及应用处理器等实现拍摄功能。
ISP用于处理摄像头393反馈的数据。例如，拍照时，打开快门，光线通过镜头被传递到摄像头感光元件上，光信号转换为电信号，摄像头感光元件将所述电信号传递给ISP处理，转化为肉眼可见的图像。ISP还可以对图像的噪点，亮度，肤色进行算法优化。ISP还可以对拍摄场景的曝光，色温等参数优化。在一些实施例中，ISP可以设置在摄像头393中。
摄像头393用于捕获静态图像或视频。物体通过镜头生成光学图像投射到感光元件。感光元件可以是电荷耦合器件(charge coupled device，CCD)或互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor，CMOS)光电晶体管。感光元件把光信号转换成电信号，之后将电信号传递给ISP转换成数字图像信号。ISP将数字图像信号输出到DSP加工处理。DSP将数字图像信号转换成标准的RGB，YUV等格式的图像信号。在一些实施例中，手机300可以包括1个或N个摄像头393，N为大于1的正整数。
数字信号处理器用于处理数字信号，除了可以处理数字图像信号，还可以处理其他数字信号(如音频信号等)。例如，当手机300在频点选择时，数字信号处理器用于对频点能量进行傅里叶变换等。
视频编解码器用于对数字视频压缩或解压缩。手机300可以支持一种或多种视频编解码器。这样，手机300可以播放或录制多种编码格式的视频，例如：动态图像专家组(moving picture experts group，MPEG)1，MPEG2，MPEG3，MPEG4等。
NPU为神经网络(neural-network，NN)计算处理器，通过借鉴生物神经网络结构，例如借鉴人脑神经元之间传递模式，对输入信息快速处理，还可以不断的自学习。通过NPU可以实现手机300的智能认知等应用，例如：图像识别，人脸识别，语音识别，文本理解等。
外部存储器接口320可以用于连接外部存储卡，例如Micro SD卡，实现扩展手机300的存储能力。外部存储卡通过外部存储器接口320与处理器310通信，实现数据存储功能。例如将音乐，视频等文件保存在外部存储卡中。
内部存储器321可以用于存储计算机可执行程序代码，所述可执行程序代码包括指令。处理器310通过运行存储在内部存储器321的指令，从而执行手机300的各种功能应用以及数据处理。内部存储器321可以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。存储数据区可存储手机300使用过程中所创建的数据(比如音频数据，电话本等)等。此外，内部存储器321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，通用闪存存储器(universal flash storage，UFS)等。
手机300可以通过音频模块370，扬声器370A，受话器370B，麦克风370C，耳机接口370D，以及应用处理器等实现音频功能。例如音乐播放，录音等。
音频模块370用于将数字音频信息转换成模拟音频信号输出，也用于将模拟音频输入转换为数字音频信号。音频模块370还可以用于对音频信号编码和解码。在一些实施例中，音频模块370可以设置于处理器310中，或将音频模块370的部分功能模块设置于处理器310中。
扬声器370A，也称“喇叭”，用于将音频电信号转换为声音信号。手机300可以通过扬声器370A收听音乐，或收听免提通话。
受话器370B，也称“听筒”，用于将音频电信号转换成声音信号。当手机300接听电话或语音信息时，可以通过将受话器370B靠近人耳接听语音。
麦克风370C，也称“话筒”，“传声器”，用于将声音信号转换为电信号。当拨打电话或发送语音信息时，用户可以通过人嘴靠近麦克风370C发声，将声音信号输入到麦克风370C。手机300可以设置至少一个麦克风370C。在另一些实施例中，手机300可以设置两个麦克风370C，除了采集声音信号，还可以实现降噪功能。在另一些实施例中，手机300还可以设置三个，四个或更多麦克风370C，实现采集声音信号，降噪，还可以识别声音来源，实现定向录音功能等。
耳机接口370D用于连接有线耳机。耳机接口370D可以是USB接口330，也可以是3.5mm的开放移动电子设备平台(open mobile terminal platform，OMTP)标准接口，美国蜂窝电信工业协会(cellular telecommunications industry association of the USA，CTIA)标准接口。
压力传感器380A用于感受压力信号，可以将压力信号转换成电信号。在一些实施例中，压力传感器380A可以设置于显示屏394。压力传感器380A的种类很多，如电阻式压力传感器，电感式压力传感器，电容式压力传感器等。电容式压力传感器可以是包括至少两个具有导电材料的平行板。当有力作用于压力传感器380A，电极之间的电容改变。手机300根据电容的变化确定压力的强度。当有触摸操作作用于显示屏394，手机300根据压力传感器380A检测所述触摸操作强度。手机300也可以根据压力传感器380A的检测信号计算触摸的位置。在一些实施例中，作用于相同触摸位置，但不同触摸操作强度的触摸操作，可以对应不同的操作指令。例如：当有触摸操作强度小于第一压力阈值的触摸操作作用于短消息应用图标时，执行查看短消息的指令。当有触摸操作强度大于或等于第一压力阈值的触摸操作作用于短消息应用图标时，执行新建短消息的指令。
陀螺仪传感器380B可以用于确定手机300的运动姿态。在一些实施例中，可以通过陀螺仪传感器380B确定手机300围绕三个轴(即，x，y和z轴)的角速度。陀螺仪传感器380B可以用于拍摄防抖。示例性的，当按下快门，陀螺仪传感器380B检测手机300抖动的角度，根据角度计算出镜头模组需要补偿的距离，让镜头通过反向运动抵消手机300的抖动，实现防抖。陀螺仪传感器380B还可以用于导航，体感游戏场景。
气压传感器380C用于测量气压。在一些实施例中，手机300通过气压传感器380C测得的气压值计算海拔高度，辅助定位和导航。
磁传感器380D包括霍尔传感器。手机300可以利用磁传感器380D检测翻盖皮套的开合。在一些实施例中，当手机300是翻盖机时，手机300可以根据磁传感器380D检测翻盖的开合。进而根据检测到的皮套的开合状态或翻盖的开合状态，设置翻盖自动解锁等特性。
加速度传感器380E可检测手机300在各个方向上(一般为三轴)加速度的大小。当手机300静止时可检测出重力的大小及方向。还可以用于识别电子设备姿态，应用于横竖屏切换，计步器等应用。
距离传感器380F，用于测量距离。手机300可以通过红外或激光测量距离。在一些实施例中，拍摄场景，手机300可以利用距离传感器380F测距以实现快速对焦。
接近光传感器380G可以包括例如发光二极管(LED)和光检测器，例如光电二极管。发光二极管可以是红外发光二极管。手机300通过发光二极管向外发射红外光。手机300使用光电二极管检测来自附近物体的红外反射光。当检测到充分的反射光时，可以确定手机300附近有物体。当检测到不充分的反射光时，手机300可以确定手机300附近没有物体。手机300可以利用接近光传感器380G检测用户手持手机300贴近耳朵通话，以便自动熄灭屏幕达到省电的目的。接近光传感器380G也可用于皮套模式，口袋模式自动解锁与锁屏。
环境光传感器380L用于感知环境光亮度。手机300可以根据感知的环境光亮度自适应调节显示屏394亮度。环境光传感器380L也可用于拍照时自动调节白平衡。环境光传感器380L还可以与接近光传感器380G配合，检测手机300是否在口袋里，以防误触。
指纹传感器380H用于采集指纹。手机300可以利用采集的指纹特性实现指纹解锁，访问应用锁，指纹拍照，指纹接听来电等。
温度传感器380J用于检测温度。在一些实施例中，手机300利用温度传感器380J检测的温度，执行温度处理策略。例如，当温度传感器380J上报的温度超过阈值，手机300执行降低位于温度传感器380J附近的处理器的性能，以便降低功耗实施热保护。在另一些实施例中，当温度低于另一阈值时，手机300对电池342加热，以避免低温导致手机300异常关机。在其他一些实施例中，当温度低于又一阈值时，手机300对电池342的输出电压执行升压，以避免低温导致的异常关机。
触摸传感器380K，也称“触控面板”。触摸传感器380K可以设置于显示屏394，由触摸传感器380K与显示屏394组成触摸屏，也称“触控屏”。触摸传感器380K用于检测作用于其上或附近的触摸操作。触摸传感器可以将检测到的触摸操作传递给应用处理器，以确定触摸事件类型。可以通过显示屏394提供与触摸操作相关的视觉输出。在另一些实施例中，触摸传感器380K也可以设置于手机300的表面，与显示屏394所处的位置不同。
骨传导传感器380M可以获取振动信号。在一些实施例中，骨传导传感器380M可以获取人体声部振动骨块的振动信号。骨传导传感器380M也可以接触人体脉搏，接收血压跳动信号。在一些实施例中，骨传导传感器380M也可以设置于耳机中，结合成骨传导耳机。音频模块370可以基于所述骨传导传感器380M获取的声部振动骨块的振动信号，解析出语音信号，实现语音功能。应用处理器可以基于所述骨传导传感器380M获取的血压跳动信号解析心率信息，实现心率检测功能。
按键390包括开机键，音量键等。按键390可以是机械按键。也可以是触摸式按键。手机300可以接收按键输入，产生与手机300的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。
马达391可以产生振动提示。马达391可以用于来电振动提示，也可以用于触摸振动反馈。例如，作用于不同应用(例如拍照，音频播放等)的触摸操作，可以对应不同的振动反馈效果。作用于显示屏394不同区域的触摸操作，马达391也可对应不同的振动反馈效果。不同的应用场景(例如：时间提醒，接收信息，闹钟，游戏等)也可以对应不同的振动反馈效果。触摸振动反馈效果还可以支持自定义。
指示器392可以是指示灯，可以用于指示充电状态，电量变化，也可以用于指示消息，未接来电，通知等。
SIM卡接口395用于连接SIM卡。SIM卡可以通过插入SIM卡接口395，或从SIM卡接口395拔出，实现和手机300的接触和分离。手机300可以支持1个或N个SIM卡接口，N为大于1的正整数。SIM卡接口395可以支持Nano SIM卡，Micro SIM卡，SIM卡等。同一个SIM卡接口395可以同时插入多张卡。所述多张卡的类型可以相同，也可以不同。SIM卡接口395也可以兼容不同类型的SIM卡。SIM卡接口395也可以兼容外部存储卡。手机300通过SIM卡和网络交互，实现通话以及数据通信等功能。在一些实施例中，手机300采用eSIM，即：嵌入式SIM卡。eSIM卡可以嵌在手机300中，不能和手机300分离。
可以理解的，图3仅以手机为例进行说明，并不是对电子设备的结构的具体限定。在实际应用中，电子设备可以包括图3中更多的部件，也可以比图3示意的部件更少，本申请实施例对此不予限定。
可以理解的，本申请实施例中，电子设备(例如上述手机)的处理器，例如DSP可以执行本申请实施例中的部分或全部步骤，这些步骤或操作仅是示例，本申请实施例还可以执行其它操作或者各种操作的变形。此外，各个步骤可以按照本申请实施例呈现的不同的顺序来执行，并且有可能并非要执行本申请实施例中的全部操作。本申请各实施例可以单独实施，也可以任意组合实施，本申请对此不作限定。
如图4所示，本申请实施例提供一种提升扬声器的音质的方法，该方法包括步骤401至步骤404。
步骤401、电子设备对扬声器的输入信号进行分频，以获取第一低频输入信号和第一高频输入信号。
应理解，本申请实施例中，电子设备处理的扬声器的输入信号是时域信号。第一低频输入信号包括输入信号中低于第一预设频点的信号，第一高频输入信号包括输入信号中高于第二预设频点的信号。
示例性的，第一预设频点可以是100～400Hz范围内的频点，例如第一预设频点可以是100，200，250，300或400Hz等等。
需要说明的是，第一预设频点处的信号可以包含在第一低频输入信号中，也可以包含在第一高频输入信号，或者还可以同时包含在第一低频输入信号和第一高频输入信号中，本申请实施例不作限定。
可选地，电子设备可以通过分频器对输入数据进行分频，分频器实质上是滤波器，对输入信号进行滤波，得到输入信号中的低频信号(称为第一低频输入信号)和高频信号(称为第一高频输入信号)。
步骤402、电子设备对扬声器的第一低频输入信号进行瞬态检测，以确定第一低频输入信号是否为瞬态信号。
本申请实施例中，结合图1可知，瞬态信号是信号幅度变化量较大的一些信号，在音频信号中，通常瞬态信号包含一段音频的重要信息，因此，可以针对音频信号中瞬态信号，对瞬态信号进行处理，提升音质。
可选地，结合图4，如图5所示，本申请实施例中，电子设备对第一低频输入信号进行瞬态检测的方法具体包括步骤4021至步骤4023。
步骤4021、电子设备确定第一低频输入信号的瞬态功率和稳态功率。
本申请实施例中，电子设备确定第一低频输入信号(对应一个信号帧)的瞬态功率和稳态功率的过程包括：
首先，电子设备计算第一低频输入信号的功率，应理解，该第一低频输入信号的功率是该第一低频输入信号所包含的所有数据点的电压值的平方和再求平均值。
其次，根据当前帧的功率和电子设备中缓存的多个帧(该多个帧是一些历史帧)的功率确定第一低频输入信号的瞬态功率和稳态功率。其中，第一低频输入信号的瞬态功率可以为当前帧之前的连续n1个信号帧的平均功率，第一低频输入信号的稳态功率可以是当前帧之前的连续n2个信号帧的平均功率，n1远小于n2，例如，n1取值为5，n2取值为50。
步骤4022、电子设备根据第一低频输入信号的瞬态功率和稳态功率，确定第一低频输入信号的瞬时率。
本申请实施例中，上述第一低频输入信号的瞬时率满足：
Tr＝(Rr-1)2×W
其中，Tr表示第一低频输入信号的瞬时率，Rr表示第一低频输入信号的瞬态功率与第一低频输入信号的稳态功率的比值，W表示计权因子。
可选地，上述
Figure BDA0003142583600000161
其中，Ps表示当前帧的瞬态功率，Pw当前帧的稳态功率。计权因子的取值可以与第一低频输入信号的当前功率相同。
在一些实现方式中，为了避免小信号误检，可以对一些小信号进行掩蔽，具体的，设置一个掩蔽阈值，当第一低频输入信号的功率小于掩蔽阈值时，取掩蔽阈值作为第一低频输入信号的功率。即，Pd＝max(Pd,Pth)，其中，Pd表示第一低频输入信号的功率，Pth表示掩蔽阈值。同理，上述第一低频输入信号的瞬态功率与第一低频输入信号的稳态功率的比值也可以进行优化，具体是Rr＝max(Rr,1)。
步骤4023、若输入信号的瞬态率大于预设的瞬态率阈值，则电子设备确定输入信号为瞬态信号，否则，该输入信号为稳态信号。
本申请实施例中，若第一低频输入信号为瞬态信号，则对该第一低频输入信号进行标记，并执行下述步骤403，对第一低频输入信号进行处理；若第一低频输入信号为稳态信号，则不对该第一低频输入信号做处理。
在一种实现方式中，在电子设备获取到第一低频输入信号之后，电子设备可以对第一低频输入信号进行低通滤波，然后再计算滤波后的第一低频输入信号的瞬态功率和稳态功率，以进一步确定第一低频输入信号是瞬态信号还是稳态信号。本申请实施例中，对第一低频输入信号进行低通滤波，得到更低频率范围的低频输入信号，并且通过低通滤波可以进一步降低第一低频输入信号中可能存在的高频信号，在此基础上，对滤波后的第一低频输入信号进行瞬态检测，能够降低瞬态检测的误检率。
步骤403、若第一低频输入信号为瞬态信号，则电子设备对第一低频输入信号进行信号包络调制，以得到第二低频输入信号。
本申请实施例中，对音频信号进行包络调制是调节信号的起振电压、响度以及衰减速度，使得包络调制后的音频信号的音质优于包络调制前的音频信号的音质。应理解，起振电压指的是可以使得扬声器振膜快速起振的电压，即起振电压决定振膜的起振速度。上述对第一低频输入信号进行包络调制得到的第二低频输入信号的起振电压大于第一低频输入信号的起振电压，且第二低频输入信号的响度大于第一低频输入信号的响度。
参考图6所示的包络调制的原理示意图，瞬态信号波形变化通常包括四个阶段，分别是：启动阶段(attack，记为A)、衰减阶段(decay，记为D)、持续阶段(sustain，记为S)以及释放阶段(release，记为R)。其中，每个阶段具有一定的持续时长，并且每个阶段对应有调节参数，例如，启动阶段的调节参数是启动时间和起振电压(target Ratio A)，衰减阶段的调节参数是衰减时间和衰减速度(target Radio DR)，持续阶段的调节参数是持续时间和音量(即幅度，sustain level)，释放阶段的调节参数是释放时间和释放速度。可选地，衰减速度与释放速度可以相等。
应理解，对第一低频输入信号进行包络调制包括：对第一低频输入信号的四个阶段的参数进行调整，例如调整上述四个阶段的持续时长，调整起振电压、音量、释放速度中的至少一项，使得第二低频输入信号的起振电压大于第一低频输入信号的起振电压，并且第二低频输入信号的响度大于第一低频输入信号的响度。
步骤404、电子设备根据第二低频输入信号和第一高频输入信号，确定扬声器的输出信号。
本申请实施例中，电子设备开始将输入信号进行分频，分为第一低频输入信号和第一高频输入信号，然后对其中的第一低频输入信号进行处理，对第一高频输入信号不做处理，最后，将处理后的低频输入数据(即第二低频输入数据)与第一高频输入数据求和(是分频的逆过程)，从而完成对输入信号的处理，得到输出信号，进而将输出信号送至扬声器进行播放。
示例性的，图7示意了本申请实施例提供的一种扬声器系统的框架。如图7所示，该扬声器系统包括分频单元、瞬态检测单元、包络调制单元以及输出单元，其中，分频单元用于对输入信号进行分频，得到低频输入信号和高频输入信号；瞬态检测单元用于对低频输入信号进行瞬态检测，包络调制单元用于在低频输入信号为瞬态信号的情况下，对低频输入信号进行包络调制，输出单元用于将高频输入信号和包络调制后的低频输入信号进行混合，得到输入出信号，再输入至扬声器播放，结合图7可以图4以及图5中的步骤进行理解。
本申请实施例提供的提升扬声器的音质的方法中，对输入信号中的低频信号进行瞬态检测，若输入信号是瞬态信号，则采用包络调制对瞬态信号进行增强，由于扬声器播放一段音频信号时，扬声器播放音频信号中的低频信号的音质关系扬声器的性能好坏，而低频信号中的瞬态信号通常反映音频信号的重要信息，因此对低频信号中的瞬态信号进行调制，提升低频瞬态信号的响度，并调节低频瞬态信号的动态范围，从而扬声器播放该处理后的音频信号时，音频信号的低频音效较好，即通过本申请实施例的技术方案能够提升扬声器的音质。
可选地，结合图4，如图8所示，本申请实施例提供的提升扬声器的音质的方法还包括步骤405至步骤407。
步骤405、电子设备对扬声器的第一高频输入信号进行分频，以获取第一中频输入信号和第二高频输入信号。
上述第一中频输入信号包括第一高频输入信号中低于第二预设频点的信号，第二高频输入信号包括第一高频输入信号中高于第二预设频点的信号，且第二预设频点高于第一预设频点。
示例性的，第二预设频点可以为1500～2500Hz范围内的频点，例如第二预设频点可以是1500，1750，2000，2250，或2500Hz等等。
需要说明的是，第二预设频点处的信号可以包含在第一中频输入信号中，也可以包含在第二高频输入信号，或者还可以同时包含在第一中频输入信号和第二高频输入信号中，本申请实施例不作限定。
本申请实施例中，电子设备可以将输入信号分频为两种频段的信号，即上述低频输入信号和高频输入信号，进一步地，在对高频输入信号进行分频，分为中频输入信号和新的高频输入信号。
可选地，电子设备也可以直接将输入信号分频为三种频段的信号，即低频信号、中频信号以及高频信号。也就是说，当电子设备开始处理输入信号时，电子设备直接对输入信号分频，将输入信号分为上述的第一低频输入信号、第一中频输入信号和第二高频输入信号。
步骤406、电子设备对第一中频输入信号进行瞬态检测，以确定第一中频输入信号是否为瞬态信号。
步骤407、若第一中频输入信号为瞬态信号，则对第一中频输入信号进行信号包络调制，以得到第二中频输入信号。
其中，第二中频输入信号的起振电压大于第一中频输入信号的起振电压，且第二中频输入信号的响度大于第一中频输入信号的响度。
上述步骤406和步骤407中对于第一中频输入信号进行瞬态检测和包络调制的方法与上述实施例中对第一低频输入信号进行瞬态检测和包络调制的方法类似，因此，对于步骤406和步骤407的相关描述可以参考上述实施例中对于步骤402和步骤403的详细描述，此处不再赘述。应注意，二者的区别是进行瞬态检测和包络调制时设置的一些参数可能不同。
基于上述步骤405至步骤407，本申请实施例中，电子设备确定扬声器的输出信号的方法具体包括步骤408，即上述的步骤404被替换为步骤408。
步骤408、电子设备对根据第二低频输入信号、第二中频输入信号以及第二高频输入信号，确定扬声器的输出信号。
可选的，电子设备可以对第二低频输入信号、第二中频输入信号以及第二高频输入信号求和，得到扬声器的输出信号。
示例性的，图9示意了本申请实施例提供的另一种扬声器系统的框架。如图9所示，该扬声器系统包括分频单元、第一瞬态检测单元、第一包络调制单元、第二瞬态检测单元、第二包络调制单元以及输出单元，其中，分频单元用于对输入信号进行分频，以得到低频输入信号、中频输入信号以及高频输入信号；第一瞬态检测单元用于对低频输入信号进行瞬态检测，第一包络调制单元用于在低频输入信号为瞬态信号的情况下，对该低频输入信号进行包络调制；第二瞬态检测单元用于对中频输入信号进行瞬态检测(例如步骤406)，第二包络调制单元用于在中频输入信号为瞬态信号的情况下，对该中频输入信号进行包络调制(例如步骤407)；输出单元用于将高频输入信号、包络调制后的低频输入信号以及包络调制后的中频输入信号进行混合，得到输入出信号，再输入至扬声器播放(例如步骤408)。
本申请实施例中，对输入信号中的中频信号也进行瞬态检测，并对瞬态信号进行包络调制，对中频信号进行增强，总体上提升扬声器的音质。
可选地，结合图8，如图10所示，上述第一低频输入信号为瞬态信号，且电子设备的扬声器是较小型的扬声器，其低频重放能力较弱的情况下，在对第一低频输入信号进行信号包络调制之前(即步骤403之前)，本申请实施例提供的提升扬声器的音质的方法还包括步骤409和步骤410。
步骤409、电子设备生成低频辅助信号。
本申请实施例中，低频辅助信号的作用是辅助增强上述第一低频输入信号的响度，优化第一低频输入信号的动态范围。
本申请实施例中，生成低频辅助信号的具体方法包括：
首先，生成第一辅助信号，生成第一辅助信号的方法可以包括多种，在一种实现方式中，第一辅助信号满足：
signal_h＝e-A×sin(2πf)
其中，signal_h表示第一辅助信号，A表示信号幅度影响因子，f为扬声器的中心频率。A的取值范围可以是10～50，A的具体的取值可以由系统推定或者由用户设置，例如可以是10，25，或50等等；f的取值范围可以是50～150Hz，具体的取值可以由系统推定或者由用户设置，例如可以是50Hz，100Hz，或150Hz等等。
其次，对第一辅助信号进行高通滤波，得到低频辅助信号。
本申请实施例中，电子设备对该第一辅助信号进行高通滤波，滤除第一辅助信号中的频率过低的一些信号滤除，得到低频辅助信号，在一种实现方式中，高通滤波的滤波频率可以为上述中心频率f的1.5倍左右。
步骤410、电子设备在第一低频输入信号中添加低频辅助信号，以获得第一辅助增强信号。
本申请实施例中，在第一低频输入信号中添加低频辅助信号指的是第一低频输入信号与低频辅助信号求和。
一种实现方式中，电子设备可以根据第一低频输入信号的能量，在第一低频输入信号中添加一定比例的低频辅助信号，例如，第一低频输入信号的能量较低，则在第一低频输入信号中添加a倍的低频辅助信号，0<a<1。
基于此，上述对第一低频输入信号进行信号包络调整，以得到第二低频输入信号(即步骤403)具体通过步骤4031实现：
步骤4031、对第一辅助增强信号进行信号包络调制，以得到第二低频输入信号。
示例性的，图11是本申请实施例提供的另一种扬声器系统框架的示意图，该扬声器系统在图9示意的扬声器系统的基础上还包括辅助增强单元。该辅助增强单元执行步骤409至步骤410的过程对第一低频输入信号进行辅助增强。
可选地，结合图10，如图12所示，上述第一低频输入信号为瞬态信号，在对第一低频输入信号进行信号包络调制之前，本申请实施例提供的提升扬声器的音质的方法还可以包括步骤411。
步骤411、电子设备对第一低频输入信号进行相位补偿，以获得第一相位补偿信号。
应理解，第一相位补偿信号是相位补偿之后的第一低频输入信号，在上述电子设备对输入信号进行分频以及辅助增强的过程中，可能对第一低频输入信号的相位造成影响，导致低频输入信号的相位产生偏差，不再是线性相位，因此，对第一低频输入信号进行必要的线性相位补偿，将第一低频输入信号的相位校正为线性相位，从而保证低频音质。
具体的，电子设备计算测试信号经该扬声器系统处理后的信号(可以为电信号或声信号)，然后根据测试信号的计算结果与预设的标准信号生成相位补偿滤波器(具体是生成该相位补偿滤波器的系数)，然后采用该相位补偿滤波器对第一低频输入信号进行处理，实现对第一低频输入信号的相位补偿。
基于此，上述对第一低频输入信号进行信号包络调整，以得到第二低频输入信号(即步骤403)具体通过步骤4032实现：
步骤4032、对第一相位补偿信号进行信号包络调制，以得到第二低频输入信号。
示例性的，图13是本申请实施例提供的又一种扬声器系统框架的示意图，该扬声器系统在图11示意的扬声器系统的基础上还包括相位补偿单元。该相位补偿单元执行步骤411的过程对第一低频输入信号进行线性相位补偿。
可选地，电子设备可以在执行完步骤410之后，在对第一低频输入信号进行包络调制(步骤403)之前，执行上述步骤411，即电子设备对辅助增强后的第一低频输入信号进行相位补偿。当然，当电子设备不执行上述步骤409至步骤410时，电子设备在检测第一低频输入信号(即步骤402)之后，在对第一低频输入信号进行包络调制(步骤403)之前，可以执行步骤410，具体根据实际情况确定，本申请实施例不作限定。
至此，电子设备完成对扬声器的输入信号的瞬态增强处理，能够改善扬声器的低频响度、调节扬声器的动态变化，提升扬声器的音质。
需要说明的是，在上述步骤401至步骤404之前，电子设备还可以对扬声器初始的待播放信号进行处理，得到用于瞬态增强处理的输入信号。如图14所示，在上述步骤401至步骤404之前，本申请实施例提供的提升扬声器的音质的方法还包括步骤1401至步骤1402。
步骤1401、电子设备对第一信号进行均衡处理，得到第二信号，该第一信号为输入至扬声器的初始的待播放信号。
上述扬声器的初始的待播放信号可以是电子设备采集的音频信号，也可以是电子设备从其他设备接收的音频信号，本申请实施例不作具体限定。
可选地，本申请实施例中，上述对第一信号进行均衡处理的具体方法可以是：采用biquard滤波器对第一信号进行均衡处理，能够改善扬声器的低频频率响应。关于采用biquard滤波器对第一信号进行处理的过程可以参考现有的biquard滤波器的工作原理，此处不再详述。
步骤1402、电子设备采用低音增强算法对第二信号进行处理，以得到扬声器的输入信号。
本申请实施例中，采用低音增强算法对第二信号进行处理具体是采用低频搁架滤波器对第二信号进行滤波处理，增强第二信号的低频响度(也可以称为低频量感)。具体的，上述步骤1402包括步骤1402a至步骤1402b。
步骤1402a、电子设备根据第二信号中的低频信号的能量，确定低频搁架滤波器的增益。
该低频搁架滤波器用于控制第二信号中的低频信号的响度。
本申请实施例中，参考图15所示的低频增强算法的流程示意图，首先，电子设备对第二信号进行低通滤波，得到第二信号中的低频信号；然后，电子设备计算低频信号中的每一个点(值)的能量与第二信号的总能量的比值，即计算低频信号的能量占比。
进一步的，根据低频信号的能量占比，确定低频搁架滤波器的增益。具体的，首先确定低频搁架滤波器的基础增益，然后对基础增益进行平滑，得到低频搁架滤波器的增益。
可选地，低频搁架滤波器的增益的平滑公式为：
G_current＝Gs*a+(1-a)*G_before
其中，G_current表示当前帧对应的低频搁架滤波器的增益，a为滤波增益的平滑系数，G_before为当前帧的前一帧的滤波增益，Gs表示低频搁架滤波器的基础增益。
上述低频搁架滤波器的基础增益的确定方法包括：
对于能量占比小于或等于第一阈值的低频信号，Gs＝target，targetG为预设增益。
对于能量占比大于第一阈值，并且小于第二阈值的低频信号，Gs＝targetG-S*(ratio-rth1)，其中，S为增益平滑系数，ratio为低频信号的能量占比，rth1为第一阈值。
对于能量占比大于第一阈值，并且能量占比大于或等于第二阈值的低频信号，Gs＝gth*targetG，其中，gth为增益系数。
步骤1402b、电子设备使用低频搁架滤波器对第二信号进行滤波，得到扬声器的输入信号。
示例性的，图16是本申请实施例提供的又一种扬声器系统的框架示意图，该扬声器系统包括确定单元、增益更新单元以及滤波单元，确定单元用于确定第二信号中的低频信号的能量占比，增益更新单元用于根据第二信号中的低频信号的能量占比确定低频搁架滤波器的增益，滤波单元用于对第二信号进行滤波，滤波后的信号作为瞬态增强处理过程的输入信号(即上述步骤401中的扬声器的输入信号)。
本申请实施例中，根据第二信号中的低频信号的能量，有区分地对不同能量的低频信号进行不同程度的响度提升，即按照低频信号的能量为低频信号设置不同的增益，综上可知，在步骤1402中根据第二信号的低频信号的能量的特点，动态地、自适应地提升第二信号中的低频信号的响度的，如此，能够提高低频信号的清晰度。
可选地，在本申请实施例中，对扬声器的输入信号进行瞬态增强处理得到扬声器的输出信号之后，电子设备还可以对该输出信号继续进行处理，进一步提升小型扬声器的低音音质。需要说明的是，为了便于描述，在以下实施例中，将步骤404处理完成之后得到的输出信号统一称为第一输出信号。
在步骤404之后，本申请实施例提供的提升扬声器的音质的方法还可以包括：对第一输出信号进行虚拟低音处理，以得到虚拟低音输出信号。
应理解，虚拟低音处理是一种基于心理声学的一种提升低音音效的方法，从心理声学的角度来衡量，上述通过虚拟低音处理后的输出信号(即虚拟低音输出信号)的心理感知低频响度大于第一输出信号的心理感知低频响度。在一种实施方式中，心理感知低频响度可以根据心理声学模型来确定。
具体的，如图17所示，对第一输出信号进行虚拟低音处理，以得到虚拟低音输出的方法可以包括步骤1701至步骤1705。
步骤1701、电子设备对第一输出信号进行分频处理，以获取第一低频输出信号和第一高频输出信号。
其中，第一低频输出信号包括第一输出信号中低于第三预设频点的信号，第一高频输出信号包括第一输出信号中高于第三预设频点的信号。
示例性的，第三预设频点可以是100～400Hz范围内的频点，例如第三预设频点可以是100，150，250，300或400Hz等等。
需要说明的是，第三预设频点处的信号可以包含在第一低频输出信号中，也可以包含在第一高频输出信号中，或者还可以同时包含在第一低频输出信号和第一高频输出信号中，本申请实施例不作限定。
步骤1702、电子设备根据第一低频输出信号生成第一低频输出信号的谐波信号。
示例性的，可以采用下述公式生成第一低频输出信号的谐波信号：
Signal_out＝cos(Coeffd×Signal_in)-bf×Signal_in
Coeffd＝af×(0.5π-0.8)+0.8
其中，af和bf为输入的系数，0<af<1，0<bf<1，Signal_in是第一低频输出信号。其中，af用于调整不同频率的谐波信号的幅度的比例，bf用于调整谐波信号的总能量与第一低频输出信号(第一低频输出信号也可以称为基波信号)的总能量之间的比例。
可选地，生成第一低频输出信号的谐波信号的数量以及谐波的频率可以根据实际需求确定，例如，可以生成第一低频输出信号的3个谐波，谐波的频率依次是3f、5f、7f，f为第一低频输出信号原本的频率。
步骤1703、电子设备将第一低频输出信号的谐波信号和第一低频输出信号进行混合，以得到第一混合信号。
可选地，本申请实施例中，按照信号的能量，第一低频输出信号的谐波信号和第一低频输出信号可以按照一定的比例进行混合。
可选地，电子设备可以对第一低频输出信号进行归一化之后，根据归一化的第一低频输出信号生成谐波信号，然后再将生成的谐波信号与归一化后的第一低频输出信号进行混合。
步骤1704、电子设备对第一混合信号和第一高频输出信号进行相位同步处理，以得到第二混合信号和第二高频输出信号，该第二混合信号的相位的变化量与第二高频输出信号的相位的变化量相等。
步骤1705、电子设备根据第二混合信号和第二高频输出信号，获得虚拟低音输出信号。
可选地，本申请实施例中，电子设备获得第一混合信号之后，可以先对该第一混合信号进行带通滤波，滤除该第一混合信号中的可能存在的高频信号和低频信号的杂波成分，并检测滤波后的第一混合信号的最大幅度，然后根据该最大幅度还原第一混合信号(即上述归一化的逆过程)，得到还原的第一混合信号。进一步的，电子设备再对还原的第一混合信号进行低通滤波，滤波高频噪声，得到去噪的第一混合信号，最后，采用全通滤波器对去噪的第一混合信号与第一高频输出信号进行相位同步，进而得到虚拟低音输出信号。
示例性的，图18示意了本申请实施例提供的一种扬声器系统的框架。如图18所示，该扬声器系统包括分频单元、谐波生成单元、信号混合单元以及相位同步单元，分频单元对第一输出信号进行分频，谐波生成单元生成分频后的第一低频输出信号的谐波信号，信号混合单元将谐波信号与第一低频输出信号进行混合，以得到第一混合信号，相位同步单元对第一混合信号与第一高频信号进行相位同步，以得到第二混合信号和第二高频输出信号，并且对根据第二混合信号和第二高频输出信号获得虚拟低音输出信号。
可选地，在本申请实施例中，对扬声器的第一输出信号进行虚拟低音处之后，电子设备还可以对虚拟低音输出信号继续进行处理(位移控制)，以保护扬声器的振膜位移不超过扬声器的位移保护阈值。需要说明的是，为了便于描述，在以下实施例中，将虚拟低音输出信号统一称为第二输出信号。
如图19所示，在上述步骤404之后，本申请实施例提供的提升扬声器的音质的方法还可以包括步骤1901至步骤1903。
步骤1901、电子设备获取包括一个或多个校正系数的第一位移预测模型，该校正系数用于控制第一位移预测模型的输出。
第一位移预测模型用于模拟扬声器的性能以预测扬声器的振膜的位移，一个或多个校正系数用于控制第一位移预测模型的输出。
示例性的，第一位移预测模型可以满足如下表达式：
Figure BDA0003142583600000221
其中，ax0＝1，
Figure BDA0003142583600000222
Figure BDA0003142583600000223
d0＝α*spk.Kms*spk.Re，
Figure BDA0003142583600000224
Figure BDA0003142583600000225
bj＝d0+d1+d2，
Figure BDA0003142583600000226
bx2＝bx3＝-bx0。
其中，fs为采样率，α、β、γ、Ω为校正系数，α可以用于调整位移预测模型的低频输出，β用于调整位移预测模型的包含扬声器共振频率的频率区间的输出，γ用于调整位移预测模型的中频输出，Ω用于调整位移预测模型的全频段输出。spk.Bl为初始参数中扬声器的磁力系数，spk.Kms为初始参数中扬声器的劲度系数，spk.Rms为初始参数中扬声器的功率。ax、bx是生成的IIR滤波器的系数。
需要说明的是，可以根据实际需求配置第一位移预测模型的表达式，以及第一位移预测模型中包括的校正系数的个数，以及每个校正系数控制的内容，本申请实施例对此不予具体限定。
具体的，根据应用场景的不同，第一位移预测模型的内容不同，可以包括但不限于下述几种情况：
情况1、应用于电子设备开发或生产调试阶段保护扬声器振膜位移的场景中，电子设备中还未配置位移预测模型，电子设备在步骤1901中则配置初始模型作为第一位移预测模型。
在情况1中，初始模型中的校正系数可以为1。
进一步的，位移预测模型中还可以包括初始参数，初始参数为位移预测模型中与扬声器硬件特性相关的参数。相应的，在情况1中，还可以包括：获取扬声器的阻抗曲线，根据阻抗曲线确定移预测模型的初始参数。其中，初始参数为位移预测模型中与扬声器硬件特性相关的参数。
例如，初始参数可以为扬声器的磁力系数spk.Bl，扬声器的劲度系数spk.Kms，扬声器的功率spk.Rms。
示例性的，获取扬声器的阻抗曲线，根据阻抗曲线确定移预测模型的初始参数，包括：将预设输入信号输入扬声器，采集扬声器的电压及电流；根据电压及电流，确定扬声器的阻抗曲线；根据阻抗曲线通过曲线拟合或者参数辨识，确定移预测模型的初始参数。
其中，预设输入信号可以为特定的噪音信号或者其他信号，不予限定。示例性的，可以采集一段时长内扬声器的电压及对应的电流信号，进行傅里叶变换，并用电压频谱除以电流频谱得到阻抗曲线。
情况2、应用于电子设备开发或生产调试阶段保护扬声器振膜位移的场景中，电子设备中配置了初始模型但还未调整校正系数，电子设备在步骤1901中则获取配置的初始模型作为第一位移预测模型。
情况3、应用于电子设备出厂后使用阶段保护扬声器振膜位移的场景中，第一位移预测模型可以为执行步骤1901时，电子设备中存储的用于预测扬声器振膜位移的位移预测模型。电子设备中配置的第一位移预测模型可以为情况1或情况2中，通过校正后得到的位移预测模型。
步骤1902、电子设备调整第一位移预测模型中的至少一个校正系数，得到第二位移预测模型，该第二位移预测模型输出的预测位移与扬声器的振膜的实际位移的差值的绝对值，小于第一位移预测模型输出的预测位移与扬声器的振膜的实际位移的差值的绝对值。
该扬声器的振膜的实际位移为扬声器的振膜相对于初始位置的移动距离实际测量值。
可以理解的是，第二位移预测模型是由第一位移预测模型调整校正系数后得到，第二位移预测模型的表达式与第一位移预测模型的表达式相同。
具体的，扬声器的实际位移可以通过测量得到，然后按照校正系数调整规则，反复调整第一位移预测模型中的校正系数，得到第二位移预测模型。
例如，可以采用激光测量扬声器的振膜的实际位移，或者，也可以采用其他方法测量扬声器的振膜的实际位移，本申请实施例对此不予限定。
应理解，可以根据实际需求配置校正系数调整规则的内容，本申请实施例对此并不进行具体限定。
示例性的，校正系数调整规则可以为：为每个校正系数配置调整步长，按照预设的校正系数调整顺序，依次按照调整步长调整每个校正系数，直到得到第二位移预测模型。
示例性的，校正系数调整规则可以为：比较第一位移预测模型输出的预测位移，与扬声器播放输入第一位移预测模型的输入信号时振膜的实际位移，根据两者的大小关系，查找预设对应关系，获取调整的校正系数的内容以及调整值。其中，该预测对应关系中存储了不同的预测位移与实际位移的大小关系，以及不同大小关系对应的需调整的校正系数以及调整值。
步骤1903、电子设备根据扬声器的位移保护阈值及第二位移预测模型输出的预测位移，控制第二输出信号的增益，使得扬声器播放第二输出信号时的振膜位移小于或等于位移保护阈值。
可选地，上述扬声器的位移保护阈值为扬声器的振膜的最大位移。
一种可能的实现方式中，在预测位移大于或等于位移保护阈值的情况下，电子设备将第二输出信号整体进行衰减，使得扬声器播放第二输出信号的振膜位移小于或等于扬声器的位移保护阈值。
另一种可能的实现方式中，基于扬声器的位移主要由低频信号产生的原理，当预测位移大于或等于位移保护阈值时，可以通过高通滤波器的方式抑制第二输出信号中的低频信号，通过中高频信号，以控制扬声器的第二输出信号的增益，降低扬声器的位移的同时，保证扬声器的响度。具体的，电子设备根据第二位移预测模型输出的预测位移确定高通滤波器的频率参数，进而使用高通滤波器对上述第二输出信号滤波，使得扬声器播放第二输出信号的振膜的位移小于或等于扬声器的位移保护阈值。
本申请实施例中，电子设备根据第二位移预测模型输出的预测位移确定高通滤波器的频率参数的具体方法是：电子设备采用n组频率参数对第二位移预测模型输出的预测位移进行滤波；选取滤波输出值位于位移保护阈值两侧，且与位移保护阈值的差值的绝对值最小的两组频率参数；在包括该两组频率参数的频率参数区间内，选取第一频率参数作为高通滤波器的频率参数。其中，n组频率参数的通带不同；n大于2。
其中，可以根据实际应用经验配置n组频率参数的具体取值，本申请实施例不再赘述。
应理解，在包括该两组频率参数的频率参数区间内，选取第一频率参数，可以是第一频率参数指示的高通滤波器的通带，位于该两组频率参数的频率参数指示的高通滤波器的通道之间。
一种可能的实现方式中，在包括该两组频率参数的频率参数区间内，选取第一频率参数，可以实现为：在包括该两组频率参数的频率参数区间内，选取该两组频率参数的中间值，作为第一频率参数。
示例性的，在包括该两组频率参数的频率参数区间内，选取该两组频率参数的中间值，作为第一频率参数，具体可以实现为：选取该两组频率参数的中心频率的平均值，作为第一频率参数的中心频率，得到第一频率参数。或者，选取该两组频率参数的起始频率的平均值，作为第一频率参数的起始频率，得到第一频率参数。或者，选取该两组频率参数的截止频率的平均值，作为第一频率参数的截止频率，得到第一频率参数。
另一种可能的实现方式中，在包括该两组频率参数的频率参数区间内，选取第一频率参数，可以实现为：在该两组频率参数之间进行插值，得到多组待选频率参数；选取多组待选频率参数中，对第二位移预测模型输出的预测位移的滤波输出值与位移保护阈值的差值的绝对值最小的待选频率参数，作为第一频率参数。
可选地，在该两组频率参数之间进行插值可以实现为：对该两组频率参数的中心频率插值，或者，对该两组频率参数的起始频率插值，或者，对该两组频率参数的截止频率插值。
一种可能的实现方式中，在该两组频率参数之间进行插值时，可以插预设数量的值，也可以按照预设频率间距插值，或者也可以按照其他方式插值，本申请实施例对此不进行具体限定。
另一种可能的实现方式中，在该两组频率参数之间进行插值时，可以反复插值，直至获取到对第二位移预测模型输出的预测位移的滤波输出值与位移保护阈值的差值相等的待选频率参数，作为第一频率参数。
本申请实施例中，上述第二位移预测模型更真实的反映扬声器的特点，保证输出的预测位移更准确，进而可以更精确的进行位移保护，也就实现了在保护扬声器振膜位移的前提下，最大化发挥扬声器的硬件潜力，提升扬声器的外放响度。
可选地，本申请实施例中，电子设备还可以采集扬声器电流及电压，获取阻抗曲线，然后提取扬声器的共振频率f0，并根据共振频率f0和振动质量Mms，计算出扬声器的实时力学劲度Kms，Mms为扬声器的固有硬件参数；进而电子设备将当前使用的位移预测模型(即上述第二位移预测模型)中的Kms更新为实时Kms，Kms＝(2*π*f0)2*Mms。
进一步的，随着扬声器的温度升高，对于同一信号扬声器的振膜的位移也会增大，本申请实施例中，电子设备还可以根据温度修正上述对第二输出信号进行滤波的高通滤波器的频率参数，保证对于第二输出信号的控制符合扬声器当前的特性，进而保证扬声器外放响度的提升。
具体的，首先电子设备根据扬声器的阻抗，确定扬声器的实时温度。
可选地，扬声器的实时温度T可以满足如下表达式：
Figure BDA0003142583600000251
σ为温升系数，Re为扬声器的阻抗，Re0为扬声器在室温的阻抗，T0为预设室温。σ、Re为该扬声器的固有参数。
其次，电子设备根据扬声器的实时温度，确定频率修正系数。
其中，频率修正系数Coeff满足如下表达式：
Figure BDA0003142583600000252
频率修正系数Coeff满足如下表达式满足的表达式中的参数均为预先设定值，例如，Thot为热状态温度门限，Tcold为冷状态温度门限，Coeff0为初始频率修正系数。本申请实施例对预先设定值的具体取值不予限定。频率修正系数Coeff为频率偏移量，或者通带偏移量。
最后，电子设备根据频率修正系数，修正滤波的频率参数，以修正后的频率参数对第二输出信号滤波。根据频率修正系数，修正滤波的频率参数，是指将滤波的频率参数指示的高通滤波器的通道，偏移频率修正系数的值，得到修正后的频率参数。
示例性的，图20示意了本申请实施例提供的一种扬声器系统的框架。如图20所示，该扬声器系统包括位移预测模型(调整校正参数后的第二位移预测模型)、增益控制单元、确定单元、功放单元(放大器)、温度计算单元和温度修正单元。第二输出信号输入位移预测模型，输出预测位移，确定单元确定高通滤波器的频率参数，增益控制单元控制第二输出信号的增益后输入功放单元；功放单元将数字信号转换为模拟信号后，输入扬声器播放。温度计算单元计算扬声器的实时温度，温度修正单元确定频率修正系数输入增益控制单元，由增益控制单元修正滤波的频率参数，修正后的频率参数用于控制第二输出信号的增益。
可选地，在本申请实施例中，电子设备通过执行上述步骤1901至步骤1903对扬声器的第二输出信号进行增益控制以保护扬声器的位移，在步骤1901至步骤1903，电子设备还可以对输出信号继续进行处理，减小信号失真，从而进一步提升扬声器的音质。需要说明的是，为了便于描述，在以下实施例中，将步骤1903处理完成之后得到的输出信号统一称为第三输出信号。
如图21所示，在步骤1902之后，本申请实施例提供的提升扬声器的音质的方法还可以包括步骤2101至步骤2102。
步骤2101、电子设备根据扬声器的线圈温度，调整扬声器中预先配置的第一非线性补偿模型的非线性参数，以得到第二非线性补偿模型。
应理解，扬声器的非线性补偿模型对应多个非线性参数，确定扬声器的非线性补偿模型即获取扬声器的非线性参数。本申请实施例中，扬声器的非线性参数)包括扬声器的力因数BL、力学劲度Kms、电感Le以及阻尼Rm中的至少一个。
将扬声器中预先配置的非线性补偿模型的非线性参数称为第一非线性参数，将得到的扬声器的第二非线性补偿模型的非线性参数称为第二非线性参数。
本申请实施例中，扬声器的线圈温度可以根据扬声器的直流电阻确定，扬声器的线圈温度(也可以称为音圈温度)与扬声器的线圈的直流电阻之间的关系如下：
Figure BDA0003142583600000261
其中，T为扬声器的线圈温度(与上述扬声器的实时温度含义相同)，R为扬声器的线圈的直流电阻，η为温升系数，R0为校准温度对应的线圈的直流电阻，通常在25摄氏度对音圈温度进行校准。
可选地，电子设备根据扬声器的线圈温度，调整扬声器中预先配置的非线性补偿模型的非线性参数的方法具体包括：根据扬声器的线圈的温度对预配置的非线性参数(即第一非线性参数)进行插值，得到扬声器的第二非线性参数。
以非线性参数中的力学劲度Kms为例，描述对第一非线性参数进行插值的过程。
首先，获取扬声器的线圈的温度为不同的温度值时非线性参数Kms的特性曲线，该Kms的特性曲线是反映扬声器的劲度系数与扬声器的位移之间的关系的曲线，例如，以5摄氏度为间隔，获取从10摄氏度至55摄氏度该Kms的10条特性曲线，并将该10条特性曲线的数据进行存储。
其次，根据扬声器的线圈的温度、温度阈值1以及温度阈值2，对非线性参数Kms(x)的特性曲线进行线性插值，得到目标特性曲线(该目标特性曲线可以理解为第三非线性参数的特性曲线的估计结果)。其中，温度阈值2大于温度阈值1，该第三非线性参数可以理解为当前扬声器的线圈的温度所对应的非线性参数。
示例性的，将扬声器的线圈的温度记为T，温度阈值1记为Tmin，温度阈值2记为Tmax，那么：
若T＜Tmin，将Tmin对应的特性曲线作为目标特性曲线。
若T＞Tmax，将Tmax对应的特性曲线作为目标特性曲线。
若Tmin≤T≤Tmax，根据扬声器的线圈的温度，对Tmin对应的特性曲线和Tmax对应的特性曲线进行线性插值，生成目标特性曲线。
最后，对目标特性曲线进行多项式拟合，得到该目标特性曲线对应的多项式的各项系数，该各项系数与非线性参数具有一一对应的关系，如此，可以根据多项式的各项系数确定扬声器的第二非线性参数。
示例性的，对于非线性参数Kms，假设上述拟合的二项式为：
f(x)＝a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4
其中，系数a1对应非线性参数Kms的一阶系数，系数a2对应非线性参数Kms的二阶系数，系数a2对应非线性参数Kms的三阶系数，系数a4对应非线性参数Kms的四阶系数。
对于非线性参数中的其他类的参数，例如Rm(v)，也可以采用上述类似的线性插值的方法得到，本申请实施例不再详述。
可选地，非线性参数的特性曲线可以为表格形式的数据，也可以为其他形式的数据或文件，本申请实施例不作限定。
应理解，扬声器的非线性参数可能是实时变化的，例如非线性参数随着扬声器的音圈温度的变化而发生变化，本申请实施例中，根据扬声器当前的温度，对扬声器的第一非线性参数进行插值，可以实时地调整扬声器的非线性参数，得到第二非线性参数，第二非线性参数的准确性较高。
应理解，扬声器的非线性参数还可能随着扬声器位移的变化而发生变化，本申请实施例中，可以采用类似的线性插值的方法，根据扬声器的直流电阻，确定扬声器的位移，然后根据扬声器的位移，对扬声器的第一非线性参数进行插值，得到扬声器的第二非线性参数，从而得到扬声器的非线性模型。
步骤2102、电子设备采用第二非线性模型对输出信号进行信号补偿。
本申请实施例中，由于确定的扬声器的第二非线性参数的准确定较高，如此，根据该第二非线性参数对第三输出信号做信号补偿，信号补偿效果较好，能够有效地减小信号失真，提升扬声器的音质。
可选地，本申请实施例提供的提升扬声器的音质的方法还包括：对补偿后的第三输出信号滤波。
本申请实施例中，可以采用陷波器对补偿后的第三输出信号滤波，可以调整共振频率附近扬声器振膜的速度，进而降低输出信号的失真，可以有效地提升扬声器的音质。
综上所述可知，本申请实施例中，可以对扬声器待播放的音频信号进行一系列的处理，例如依次为均衡处理、低音增强、瞬态增强、虚拟低音处理、位移控制、非线性补偿。可选地，对于一些大尺寸、低频能力较强的扬声器可以不执行上述虚拟低音处理和/或非线性补偿的过程。
示例性的，图22示出了本申请实施例提供的一种扬声器系统的框架示意图，如图22所示，扬声器系统可以包括均衡处理模块、低音增强模块、瞬态增强模块、虚拟低音模块、位移控制模块以及非线性补偿模块，均衡处理模块用于执行上述步骤1401，低音增强模块用于执行上述步骤1402，瞬态增强模块用于执行上述步骤401至步骤404、虚拟低音模块用于执行上述步骤1701至步骤1705，位移控制模块用于执行步骤1901至步骤1903，非线性补偿模块用于执行上述步骤2101至步骤2102。
相应地，本申请实施例提供一种电子设备，可以根据上述方法示例对电子设备进行功能模块的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是，本发明实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
在采用对应各个功能划分各个功能模块的情况下，图23示出上述实施例中所涉及的电子设备的一种可能的结构示意图。如图23所示，该电子设备包括第一获取模块2301、第一确定模块2302、包络调制模块2303以及第二确定模块2304。
第一获取模块2301，用于对扬声器的输入信号进行分频，以获取第一低频输入信号和第一高频输入信号，扬声器的输入信号为时域信号，第一低频输入信号包括输入信号中低于第一预设频点的信号，第一高频输入信号包括输入信号中高于第一预设频点的信号，例如执行上述方法实施例中的步骤401。
第一确定模块2032，用于对第一低频输入信号进行瞬态检测，以确定第一低频输入信号是否为瞬态信号，例如执行上述方法实施例中的步骤402(包括步骤4021至步骤4023)。
包络调制模块2303，用于在第一低频输入信号为瞬态信号的情况下，对第一低频输入信号进行信号包络调制，以得到第二低频输入信号；第二低频输入信号的起振电压大于第一低频输入信号的起振电压，且第二低频输入信号的响度大于第一低频输入信号的响度，例如执行上述方法实施例中的步骤403。
第二确定模块2304，用于根据第二低频输入信号和第一高频输入信号，确定扬声器的输出信号，例如执行上述方法实施例中的步骤404。
可选地，上述第一获取模块2301还用于对扬声器的第一高频输入信号进行分频，以获取第一中频输入信号和第二高频输入信号，该第一中频输入信号包括第一高频输入信号中低于第二预设频点的信号，第二高频输入信号包括第一高频输入信号中高于第二预设频点的信号，且第二预设频点高于第一预设频点，例如执行上述方法实施例中的步骤405。
第一确定模块2302还用于对第一中频输入信号进行瞬态检测，以确定第一中频输入信号是否为瞬态信号，例如执行上述方法实施例中的步骤406。
包络调制模块2303还用于在第一中频输入信号为瞬态信号的情况下，对第一中频输入信号进行信号包络调制，以得到第二中频输入信号；第二中频输入信号的起振电压大于第一中频输入信号的起振电压，且第二中频输入信号的响度大于第一中频输入信号的响度，例如执行上述方法实施例中的步骤407。
第二确定模块2304具体用于根据第二低频输入信号、第二中频输入信号以及第二高频输入信号，得到扬声器的输出信号，例如执行上述方法实施例中的步骤408。
可选地，本申请实施例提供的电子设备还包括生成模块2305和第二获取模块2306。生成模块2305用于生成低频辅助信号，例如执行上述方法实施例中的步骤409。第二获取模块2306用于在第一低频输入信号中添加低频辅助信号，以获得第一辅助增强信号，例如执行上述方法实施例中的步骤410。包络调制模块2303具体用于对第一辅助增强信号进行信号包络调制，以得到第二低频输入信号，例如执行上述方法实施例中的步骤4031。
可选地，本申请实施例提供的电子设备还包括相位补偿模块2307，该相位补偿模块2307用于对第一低频输入信号进行相位补偿，以获得第一相位补偿信号，例如执行上述方法实施例中的步骤411。包络调制模块2303具体用于对第一相位补偿信号进行信号包络调制，以得到第二低频输入信号，例如执行上述方法实施例中的步骤4032。
可选地，本申请实施例提供的电子设备还包括均衡处理模块2308和低音增强模块2309。均衡处理模块2308用于对第一信号进行均衡处理，得到第二信号，第一信号为输入至扬声器的初始的待播放信号，例如执行上述方法实施例中的步骤1401。低音增强模块2309用于采用低音增强算法对第二信号进行处理，以得到扬声器的输入信号，例如执行上述方法实施例中的步骤1402(包括步骤1402a至步骤1402b)。
可选地，本申请实施例提供的电子设备还包括第三获取模块2310、第一调整模块2311以及控制模块2312。第三获取模块2310用于获取包括一个或多个校正系数的第一位移预测模型，第一位移预测模型用于模拟扬声器的性能以预测扬声器的振膜的位移，一个或多个校正系数用于控制第一位移预测模型的输出，例如执行上述方法实施例中的步骤1901。第一调整模块2311用于调整第一位移预测模型中的至少一个校正系数，得到第二位移预测模型；第二位移预测模型输出的预测位移与振膜的实际位移的差值的绝对值，小于第一位移预测模型输出的预测位移与扬声器的振膜实际位移的差值的绝对值；该扬声器的振膜实际位移为扬声器的振膜相对于初始位置的移动距离实际测量值，例如执行上述方法实施例中的步骤1902。控制模块2312用于根据扬声器的位移保护阈值及第二位移预测模型输出的预测位移，控制输出信号的增益，使得扬声器播放输出信号时的振膜位移小于或等于位移保护阈值；该位移保护阈值为扬声器的振膜的最大位移，例如执行上述方法实施例中的步骤1903。
可选地，本申请实施例提供的电子设备还包括虚拟低音处理模块2313，该虚拟低音处理模块2313用于对扬声器的输出信号进行虚拟低音处理，以得到虚拟低音输出信号，该虚拟低音输出信号的心理感知低频响度大于扬声器的输出信号的心理感知低频响度，例如执行上述方法实施例中的步骤1701至步骤1705。
可选地，本申请实施例提供的电子设备还包括第二调整模块2314和信号补偿模块2315。第二调整模块2314用于根据扬声器的线圈温度，调整扬声器中预先配置的第一非线性补偿模型的非线性参数，以得到第二非线性补偿模型，例如执行上述方法实施例中的步骤2101。信号补偿模块2315用于采用第二非线性补偿模型对输出信号进行信号补偿，例如执行上述方法实施例中的步骤2102。
上述电子设备的各个模块还可以用于执行上述方法实施例中的其他动作，上述方法实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到对应功能模块的功能描述，在此不再赘述。
在采用集成的单元的情况下，图24示出了上述实施例中所涉及的电子设备的另一种可能的结构示意图。如图24所示，本申请实施例提供的电子设备可以包括：处理模块2401和通信模块2402。处理模块2401可以用于对该电子设备的动作进行控制管理，例如，处理模块2401可以用于支持该电子设备执行上述方法实施例中的步骤401至步骤411、步骤1701至步骤1705、步骤1901至步骤1903、步骤2101至步骤2102，和/或用于本文所描述的技术的其它过程。通信模块2402可以用于支持该电子设备与其他网络实体的通信。可选地，如图24所示，该电子设备还可以包括存储模块2403，用于存储该装置的程序代码和数据。
其中，处理模块2001可以是处理器或控制器(例如可以是上述如图3所示的处理器310)，例如可以是中央处理器(central processing unit，CPU)、通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、专用集成电路(application-specificintegrated circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本发明实施例公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框、模块和电路。上述处理器也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等等。通信模块2402可以是收发器、收发电路或通信接口等(例如可以是上述如图3所示的移动通信模块350或无线通信模块360)。存储模块2403可以是存储器(例如可以是上述如图1所示的内部存储器321)。
当处理模块2401为处理器，通信模块2402为收发器，存储模块2403为存储器时，处理器、收发器和存储器可以通过总线连接。总线可以是外设部件互连标准(peripheralcomponent interconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(extended Industry standardarchitecture，EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。
上述电子设备包含的模块实现上述功能的更多细节请参考前面各个方法实施例中的描述，在这里不再重复。
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。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件程序实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行该计算机指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例中的流程或功能。该计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络或者其他可编程装置。该计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，该计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，DSL))方式或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心传输。该计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包括一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。该可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、磁盘、磁带)、光介质(例如，数字视频光盘(digital video disc，DVD))、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state drives，SSD))等。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。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或者该技术方案的全部或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中，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，服务器，或者网络设备等)或处理器执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：快闪存储器、移动硬盘、只读存储器、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (26)

1.一种提升扬声器的音质的方法，其特征在于，包括：
对所述扬声器的输入信号进行分频，以获取第一低频输入信号和第一高频输入信号，所述扬声器的输入信号为时域信号，所述第一低频输入信号包括所述输入信号中低于第一预设频点的信号，所述第一高频输入信号包括所述输入信号中高于所述第一预设频点的信号；
对所述第一低频输入信号进行瞬态检测，以确定所述第一低频输入信号是否为瞬态信号；
若所述第一低频输入信号为瞬态信号，则对所述第一低频输入信号进行信号包络调制，以得到第二低频输入信号；所述第二低频输入信号的起振电压大于所述第一低频输入信号的起振电压，且所述第二低频输入信号的响度大于所述第一低频输入信号的响度；
根据所述第二低频输入信号和所述第一高频输入信号，确定所述扬声器的输出信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
对所述扬声器的第一高频输入信号进行分频，以获取第一中频输入信号和第二高频输入信号，所述第一中频输入信号包括所述第一高频输入信号中低于第二预设频点的信号，所述第二高频输入信号包括所述第一高频输入信号中高于所述第二预设频点的信号，所述第二预设频点高于所述第一预设频点；
对所述第一中频输入信号进行瞬态检测，以确定所述第一中频输入信号是否为瞬态信号；
若所述第一中频输入信号为瞬态信号，则对所述第一中频输入信号进行信号包络调制，以得到第二中频输入信号；所述第二中频输入信号的起振电压大于所述第一中频输入信号的起振电压，且所述第二中频输入信号的响度大于所述第一中频输入信号的响度；
所述根据所述第二低频输入信号和所述第一高频输入信号，确定所述扬声器的输出信号，包括：
根据所述第二低频输入信号、所述第二中频输入信号以及所述第二高频输入信号，得到所述扬声器的输出信号。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一低频输入信号为瞬态信号，在对所述第一低频输入信号进行信号包络调制之前，所述方法还包括：
生成低频辅助信号；
在所述第一低频输入信号中添加所述低频辅助信号，以获得第一辅助增强信号；
所述对所述第一低频输入信号进行信号包络调制，以得到第二低频输入信号包括：
对所述第一辅助增强信号进行信号包络调制，以得到所述第二低频输入信号。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述生成低频辅助信号，包括：
生成第一辅助信号，所述第一辅助信号满足：
signal_h＝e-A×sin(2πf)
其中，signal_h表示所述低频辅助信号，A表示信号幅度影响因子，f为所述扬声器的中心频率；
对所述第一辅助信号进行高通滤波，以得到所述低频辅助信号。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一低频输入信号为瞬态信号，在对所述第一低频输入信号进行信号包络调制之前，所述方法还包括：
对所述第一低频输入信号进行相位补偿，以获得第一相位补偿信号；
所述对所述第一低频输入信号进行信号包络调制，以得到第二低频输入信号包括：
对所述第一相位补偿信号进行信号包络调制，以得到所述第二低频输入信号。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，对所述第一低频输入信号进行瞬态检测，确定所述第一低频输入信号是否瞬态信号，包括：
确定所述第一低频输入信号的瞬态功率和稳态功率；
根据所述第一低频输入信号的瞬态功率和稳态功率确定所述第一低频输入信号的瞬时率；所述第一低频输入信号的瞬时率满足：Tr＝(Rr-1)2×W，其中，Tr表示所述第一低频输入信号的瞬时率，Rr表示所述第一低频输入信号的瞬态功率与所述第一低频输入信号的稳态功率的比值，W表示计权因子，W的取值与所述第一低频输入信号的当前功率相同；
若所述输入信号的瞬态率大于预设的瞬态率阈值，则确定所述第一低频输入信号为瞬态信号。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
对第一信号进行均衡处理，得到第二信号；所述第一信号为输入至所述扬声器的初始的待播放信号；
采用低音增强算法对所述第二信号进行处理，以得到所述扬声器的输入信号。
8.根据权利要求7述的方法，其特征在于，所述采用低音增强算法对所述第二信号进行处理，得到所述扬声器的输入信号，包括：
根据所述第二信号中的低频信号的能量，确定低频搁架滤波器的增益，所述低频搁架滤波器用于控制所述第二信号中的低频信号的响度；
使用低频搁架滤波器对所述第二信号进行滤波，得到所述扬声器的输入信号。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取包括一个或多个校正系数的第一位移预测模型，所述第一位移预测模型用于模拟所述扬声器的性能以预测所述扬声器的振膜的位移，所述一个或多个校正系数用于控制所述第一位移预测模型的输出；
调整所述第一位移预测模型中的至少一个校正系数，得到第二位移预测模型；所述第二位移预测模型输出的预测位移与所述振膜的实际位移的差值的绝对值，小于所述第一位移预测模型输出的预测位移与所述实际位移的差值的绝对值；所述实际位移为所述振膜相对于初始位置的移动距离实际测量值；
根据所述扬声器的位移保护阈值及所述第二位移预测模型输出的预测位移，控制所述输出信号的增益，使得所述扬声器播放所述输出信号时的振膜位移小于或等于所述位移保护阈值；所述位移保护阈值为所述振膜的最大位移。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
对所述输出信号进行虚拟低音处理，以得到虚拟低音输出信号；所述虚拟低音输出信号的心理感知低频响度大于所述输出信号的心理感知低频响度。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述对所述输出信号进行虚拟低音处理，以得到虚拟低音输出信号包括：
对所述输出信号进行分频处理，以获取第一低频输出信号和第一高频输出信号，所述第一低频输出信号包括所述输出信号中低于第三预设频点的信号，所述第一高频输出信号包括所述输出信号中高于所述第三预设频点的信号；
根据所述第一低频输出信号生成所述第一低频输出信号的谐波信号；
将所述谐波信号和所述第一低频输出信号进行混合，以得到第一混合信号；
对所述第一混合信号和所述第一高频输出信号进行相位同步处理，以得到第二混合信号和第二高频输出信号，所述第二混合信号的相位的变化量与所述第二高频输出信号的相位的变化量相等；
根据所述第二混合信号和所述第二高频输出信号，获得所述虚拟低音输出信号。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述扬声器的线圈温度，调整所述扬声器中预先配置的第一非线性补偿模型的非线性参数，以得到第二非线性补偿模型；
采用所述第二非线性补偿模型对所述输出信号进行信号补偿。
13.一种电子设备，其特征在于，包括：第一获取模块、第一确定模块、包络调制模块以及第二确定模块；
所述第一获取模块，用于对所述扬声器的输入信号进行分频，以获取第一低频输入信号和第一高频输入信号，所述扬声器的输入信号为时域信号，所述第一低频输入信号包括所述输入信号中低于第一预设频点的信号，所述第一高频输入信号包括所述输入信号中高于所述第一预设频点的信号；
所述第一确定模块，用于对所述第一低频输入信号进行瞬态检测，以确定所述第一低频输入信号是否为瞬态信号；
所述包络调制模块，用于在所述第一低频输入信号为瞬态信号的情况下，对所述第一低频输入信号进行信号包络调制，以得到第二低频输入信号；所述第二低频输入信号的起振电压大于所述第一低频输入信号的起振电压，且所述第二低频输入信号的响度大于所述第一低频输入信号的响度；
所述第二确定模块，用于根据所述第二低频输入信号和所述第一高频输入信号，确定所述扬声器的输出信号。
14.根据权利要求13所述的电子设备，其特征在于，
所述第一获取模块，还用于对所述扬声器的第一高频输入信号进行分频，以获取第一中频输入信号和第二高频输入信号；所述第一中频输入信号包括所述第一高频输入信号中低于第二预设频点的信号，所述第二高频输入信号包括所述第一高频输入信号中高于所述第二预设频点的信号，所述第二预设频点高于所述第一预设频点；
所述第一确定模块，还用于对所述第一中频输入信号进行瞬态检测，以确定所述第一中频输入信号是否为瞬态信号；
所述包络调制模块，还用于在所述第一中频输入信号为瞬态信号的情况下，对所述第一中频输入信号进行信号包络调制，以得到第二中频输入信号；所述第二中频输入信号的起振电压大于所述第一中频输入信号的起振电压，且所述第二中频输入信号的响度大于所述第一中频输入信号的响度；
所述第二确定模块，具体用于根据所述第二低频输入信号、所述第二中频输入信号以及所述第二高频输入信号，得到所述扬声器的输出信号。
15.根据权利要求13或14所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括生成模块和第二获取模块；
所述生成模块，用于生成低频辅助信号；
所述第二获取模块，用于在所述第一低频输入信号中添加所述低频辅助信号，以获得第一辅助增强信号；
所述包络调制模块，具体用于对所述第一辅助增强信号进行信号包络调制，以得到所述第二低频输入信号。
16.根据权利要求15所述的电子设备，其特征在于，
所述生成模块，具体用于生成第一辅助信号，对所述第一辅助信号进行高通滤波，以得到所述低频辅助信号；
所述第一辅助信号满足：
signal_h＝e-A×sin(2πf)
其中，signal_h表示所述低频辅助信号，A表示信号幅度影响因子，f为所述扬声器的中心频率。
17.根据权利要求13-16中任一项所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括相位补偿模块；
所述相位补偿模块，用于对所述第一低频输入信号进行相位补偿，以获得第一相位补偿信号；
所述包络调制模块，具体用于对所述第一相位补偿信号进行信号包络调制，以得到所述第二低频输入信号。
18.根据权利要求13-17中任一项所述的电子设备，其特征在于，
所述第一确定模块，具体用于确定所述第一低频输入信号的瞬态功率和稳态功率；并且根据所述第一低频输入信号的瞬态功率和稳态功率确定所述第一低频输入信号的瞬时率；以及在所述输入信号的瞬态率大于预设的瞬态率阈值的情况下，确定所述第一低频输入信号为瞬态信号；
所述第一低频输入信号的瞬时率满足：Tr＝(Rr-1)2×W，其中，Tr表示所述第一低频输入信号的瞬时率，Rr表示所述第一低频输入信号的瞬态功率与所述第一低频输入信号的稳态功率的比值，W表示计权因子，W的取值与所述第一低频输入信号的当前功率相同。
19.根据权利要求13-18中任一项所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括均衡处理模块和低音增强模块；
所述均衡处理模块，用于对第一信号进行均衡处理，得到第二信号；所述第一信号为输入至所述扬声器的初始的待播放信号；
所述低音增强模块，用于采用低音增强算法对所述第二信号进行处理，以得到所述扬声器的输入信号。
20.根据权利要求19所述的电子设备，其特征在于，
所述低音增强模块，具体用于根据所述第二信号中的低频信号的能量，确定低频搁架滤波器的增益，所述低频搁架滤波器用于控制所述第二信号中的低频信号的响度；并且使用低频搁架滤波器对所述第二信号进行滤波，得到所述扬声器的输入信号。
21.根据权利要求13-20中任一项所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括第三获取模块、第一调整模块以及控制模块；
所述第三获取模块，用于获取包括一个或多个校正系数的第一位移预测模型，所述第一位移预测模型用于模拟所述扬声器的性能以预测所述扬声器的振膜的位移，所述一个或多个校正系数用于控制所述第一位移预测模型的输出；
所述第一调整模块，用于调整所述第一位移预测模型中的至少一个校正系数，得到第二位移预测模型；所述第二位移预测模型输出的预测位移与所述振膜的实际位移的差值的绝对值，小于所述第一位移预测模型输出的预测位移与所述实际位移的差值的绝对值；所述实际位移为所述振膜相对于初始位置的移动距离实际测量值；
所述控制模块，用于根据所述扬声器的位移保护阈值及所述第二位移预测模型输出的预测位移，控制所述输出信号的增益，使得所述扬声器播放所述输出信号时的振膜位移小于或等于所述位移保护阈值；所述位移保护阈值为所述振膜的最大位移。
22.根据权利要求13-21中任一项所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括虚拟低音处理模块：
虚拟低音处理模块，用于对所述输出信号进行虚拟低音处理，以得到虚拟低音输出信号；所述虚拟低音输出信号的心理感知低频响度大于所述输出信号的心理感知低频响度。
23.根据权利要求22所述的电子设备，其特征在于，
所述虚拟低音处理模块，具体用于对所述输出信号进行分频处理，以获取第一低频输出信号和第一高频输出信号，所述第一低频输出信号包括所述输出信号中低于第三设频点的信号，所述第一高频输出信号包括所述输出信号中高于所述第三预设频点的信号；并根据所述第一低频输出信号生成所述第一低频输出信号的谐波信号；且将所述谐波信号和所述第一低频输出信号进行混合，以得到第一混合信号；以及对所述第一混合信号和所述第一高频输出信号进行相位同步处理，以得到第二混合信号和第二高频输出信号，所述第二混合信号的相位的变化量与所述第二高频输出信号的相位的变化量相等；进而根据所述第二混合信号和所述第二高频输出信号，获得所述虚拟低音输出信号。
24.根据权利要求13-23中任一项所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括第二调整模块和信号补偿模块：
所述第二调整模块，用于根据所述扬声器的线圈温度，调整所述扬声器中预先配置的第一非线性补偿模型的非线性参数，以得到第二非线性补偿模型；
所述信号补偿模块，用于采用所述第二非线性补偿模型对所述输出信号进行信号补偿。
25.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和与所述存储器连接的至少一个处理器，所述存储器用于存储指令，所述指令被至少一个处理器读取后，执行如权利要求1至12任一项所述的方法。
26.一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，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至12任一项所述的方法。
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