CN115885523A - 非侵入式换能器健康检测 - Google Patents

Abstract

公开了用于音频系统中的非侵入式换能器健康检测的实施例。在实施例中，由音频系统执行的方法包括使用第一换能器将一个或多个经编码的不可听声学信号输出到声学传输介质中。使用音频系统的第二换能器从声学传输介质接收一个或多个经编码的不可听声学信号。使用接收到的一个或多个经编码的不可听声学信号来识别第一或第二换能器的故障或劣化。

Description

非侵入式换能器健康检测

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年6月19日提交的美国临时专利申请第63/041685号和2020年6月19日提交的欧洲专利申请第20181112.2号的优先权，两者整体通过引用并入本文。

技术领域

本公开总体涉及检测音频系统中的故障换能器(例如，扬声器、麦克风)。

背景技术

音频系统通常包括多个声音换能器，例如扬声器和麦克风。在许多音频应用中，音频系统的用户难以确定音频系统中的换能器是否有问题。在电视应用中，播放可听的测试音调来测试扬声器。然而，这种测试音调会对用户造成干扰，并且在受管理设备的情况下，这不是用户的责任。在影院应用中，检测损坏的扬声器或麦克风是昂贵的，因为这需要将音频系统从服务中取出进行检查和维修。在使用波束形成或位置映射的视频会议应用中，如果一个麦克风比另一个麦克风劣化得更严重，则波束形成器将指向错误的方向，这难以被用户检测到。虽然在传统的音频系统中经常使用内置的开路和短路检测技术，但这种检测技术无法检测不同类型的声学劣化。

发明内容

本发明总体涉及音频系统中的非侵入式换能器健康检测。本发明的第一方面涉及一种由音频系统执行的方法，包括：将测试信号编码到不可听声学信号上；使用音频系统的第一换能器将经编码的不可听声学信号输出到声学传输介质中；使用音频系统的第二换能器从声学传输介质接收经编码的不可听声学信号；从接收到的经编码的不可听声学信号中恢复出恢复的测试信号；以及使用恢复的测试信号来识别第一和第二换能器中的任何一个的故障或劣化。

在实施例中，使用伪随机二进制序列对不可听信号进行编码。伪随机二进制序列可以是最大长度序列。

在实施例中，恢复的测试信号与(已知的)测试信号相关(例如，与之比较)以识别故障或劣化。

在实施例中，基于恢复的测试信号和测试信号之间的关系来确定音频系统的脉冲响应。此外，脉冲响应的信噪比(SNR)的改变可以用于识别第一或第二换能器中的至少一个的故障或劣化。

在实施例中，根据识别第一或第二换能器中的至少一个的故障或劣化，音频系统启动以下中的至少一项：禁用至少一个换能器、调整至少一个换能器的输入/输出信号处理或启动对至少一个换能器的一个或多个附加诊断测试。

在实施例中，音频系统包括第一多个换能器和第二多个换能器，并且使用音频系统的第一多个换能器将多个经编码的不可听声学信号输出到声学传输介质中，每个不可听声学信号具有不同的编码。音频系统使用音频系统的第二多个换能器从声学传输介质接收所述多个经编码的不可听声学信号。音频系统使用接收到的所述多个经编码的不可听声学信号来识别第一或第二多个换能器中的至少一个换能器的故障或劣化。所述多个经编码的不可听声学信号被并行地或一次一个地输出到声学传输介质。

在实施例中，使用接收到的所述多个经编码的不可听声学信号来识别第一或第二多个换能器中的至少一个换能器的故障或劣化包括：测量第一和第二换能器对的音频系统的脉冲响应，以及使用脉冲响应来识别故障或劣化。

在实施例中，使用接收到的多个经编码的不可听声学信号来识别第一或第二多个换能器中的至少一个换能器的故障或劣化包括：确定脉冲响应的信噪比；比较信噪比以确定离群信噪比；以及使用离群信噪比来识别第一或第二换能器中的至少一个的故障或劣化。

在实施例中，使用信噪比来计算统计量或度量，并且将每个信噪比与平均值进行比较，并且基于与平均值的比较来确定离群信噪比。

本文公开的本发明的其他方面涉及一种系统、设备和计算机可读介质。所公开的实现的细节在附图和下面的描述中阐述。从说明书、附图和权利要求书中可以明显看出其他特征、目的和优点。

本文公开的特定实施例提供以下优点中的一个或多个。换能器的不同类型的声学劣化由音频系统自动检测，而无需播放扰人的可听测试音调或无需使音频系统停止服务以进行检查和维修。

附图说明

在下面参考的附图中，在框图、流程图和其他图示中示出了各种实施例。流程图或框中的每个框可以表示模块、程序或代码的一部分，其包含用于执行指定逻辑功能的一个或多个可执行指令。虽然这些框是以用于执行方法步骤的特定顺序示出的，但它们不一定严格地按照所示的顺序来执行。例如，它们可能以相反的顺序或同时执行，这取决于相应操作的性质。还应当注意，框图和/或流程图中的每个框及其组合可以由用于执行指定功能/操作的基于软件或基于硬件的专用系统来实现，或者通过专用硬件和计算机指令的组合来实现。

图1是根据实施例的非侵入式换能器健康检测系统的框图。

图2是根据实施例的由图1所示的信号识别器执行的信号处理的框图。

图3是根据实施例的由图1和图2所示的换能器健康评级器执行的信号处理的框图。

图4是根据实施例的非侵入式换能器健康检测过程的流程图。

图5是根据实施例的包括非侵入式换能器健康检测的音频系统架构的框图。

在各种附图中使用的相同附图标记指示相同的元件。

具体实施方式

命名法

如本文所使用的，术语“包括”及其变体将被理解为开放式术语，其意思是“包括但不限于”。除非上下文另有明确指示，否则术语“或”应理解为“和/或”。术语“基于”应理解为“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“示例实施例”应理解为“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”应理解为“至少一个其他实施例”。此外，在下面的描述和权利要求中，除非另有定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。

系统概述

图1是根据实施例的非侵入式换能器健康检测系统100的框图。系统100包括可选的抗混叠滤波器(AAF)101、换能器102、换能器103、信号识别器104、换能器健康评级器105和换能器管理器106。在该示例实施例中，换能器102是扬声器，并且换能器103是麦克风。系统100可以包括任何数量的换能器和任何类型的换能器。系统100可以在音频系统中实现，以帮助用户、信息技术部门和/或制造商诊断音频信号链的问题。一些示例音频系统包括但不限于：电话会议端点、视频会议端点、影院音频系统、智能扬声器、电视、家庭影院系统、现场音乐会麦克风/扬声器/监控器设置和连接的物联网(IoT)设备。

在该实施例中，通过用测试信号(例如伪随机二进制序列)调制不可听声学信号的调制器电路(未示出)将测试信号编码在不可听声学信号上，并且通过换能器102将调制的不可听信号输出到声学传输介质。在实施例中，不可听信号是超声信号。在实施例中，不可听信号是在人类听力范围内的信号，但是由于其声压级(SPL)级别或由于用其他声学信号进行心理声学掩蔽而是不可听的。在实施例中，不可听信号是亚音速信号。可以利用假设的背景噪声级别离线确定特定不可听信号的“可听性”，或者在多麦克风/扬声器系统的情况下通过测量背景噪声级别在线确定特定不可听信号的“可听性”。

在实施例中，使用任何类型的模拟或数字调制来编码不可听信号，该模拟或数字调制包括但不限于：幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)、相移键控(PSK)、正交幅度调制(QAM)和二进制相移键控(BPSK)。在实施例中，调制信号驱动扬声器，该扬声器将经编码的不可听声学信号输出到声学传输介质。在实施例中，混音器将不可听信号与另一信号(例如，音频信号)组合，从而产生通过扬声器输出到声学传输介质的声学信号。

在不可听信号是超声信号的实施例中，不可听换能器是压电式换能器或电容式换能器，并且超声信号具有高于人类可听频率范围(例如，>20kHz)的频率。在实施例中，编码/调制不可听信号的测试信号是使用最大线性反馈移位寄存器生成的最大长度序列(MLS)。MLS有助于防止来自其他不可听信号的假阳性(例如，来自鸣叫电容器的假阳性)。每个不可听信号可以用不同的MLS来编码/调制和/或编码/调制具有不同载波频率的不同载波信号。

在实施例中，在通过换能器102(例如，扬声器)将不可听信号播放到声学传输介质之前，由AAF 101(例如低通滤波器)对其进行处理。

换能器103(例如，麦克风)从环境接收或捕获不可听声学信号(下文中也称为“接收到的信号”)，并且将接收到的信号输出到信号识别器104。信号识别器104处理接收到的信号以恢复出恢复的测试信号(测试信号的恢复版本)。现在可以基于恢复的测试信号和测试信号之间的关系来确定换能器102、103中的任何一个的故障或劣化。例如，如果使用MLS作为测试信号，则使用恢复的MLS(恢复的测试信号)和原始MLS(测试信号)上的循环互相关来确定换能器的总脉冲响应(换能器102、103的脉冲响应加上通道(“房间”)的脉冲响应)。计算脉冲响应的信噪比(SNR)并将其输入到换能器健康评级器105。在一些情况下，不可听声学信号可能无法被信号识别器104识别，这表明换能器故障。在这种情况下，由换能器健康管理器106发起纠正动作(例如，禁用换能器)，而无需进一步分析。

在一个实施例中，换能器健康评级器105通过将信号识别器104计算的脉冲响应的SNR与一个或多个阈值进行比较来确定换能器102、103的健康。例如，如果SNR低于指定阈值，则假定换能器102或换能器103劣化。在实施例中，如果已知通道的脉冲响应(也称为“房间脉冲响应”)，则可以使用它来确定阈值以避免假阳性。例如，即使换能器没有劣化，房间也可能会衰减接收到的信号。在实施例中，脉冲响应被选通以移除可能影响被测试的扬声器/麦克风对的脉冲响应和频率响应的房间反射。

换能器健康评级器105将换能器102、103的健康评级输出到换能器健康管理器106。换能器健康管理器106响应于健康评级启动一个或多个动作，例如启动禁用一个或两个换能器102、103、改变信号路径或调整音频信号的处理(例如，调整多声道音频的渲染)、和/或启动换能器102、103的进一步诊断测试(例如，正弦扫描测试、手动测试步骤)。在实施例中，随着时间的推移测量换能器102、103的特性以确定换能器102、103的缓慢劣化，使得可以安排音频系统的维修。

在实施例中，可以使用脉冲响应的时域中的各种特性(例如，峰值幅度上升时间、建立时间)或频率响应来识别声学劣化的特定类型。例如，将所测量的脉冲响应特性与和特定换能器问题相关联的参考脉冲响应特性的查找表进行比较。在实施例中，可以将快速傅立叶变换(FFT)或其他变换(例如，离散余弦变换(DCT)、短时傅立叶变换(STFT))应用于时间域脉冲响应以获得频率响应。从频率响应中，可以识别频谱“签名(signature)”(例如，在关注的频率范围上的能量分布)，并将其与和特定类型的声学劣化相关联的已知频谱特征相比较。表I总结了系统100可以检测也可以不检测的声学劣化类型。

表I--声学劣化类型

上述系统100非侵入地检测由于换能器健康而引起的不同类型的声学劣化，而无需播放可听测试音调并且无需使音频系统停止操作以进行维修。然而，系统100不能确定哪个换能器劣化。在具有多个换能器的系统中，例如视频会议系统或影院应用中的扬声器阵列和麦克风阵列，可以识别信号路径中的特定换能器，如参考图2和图3更全面地描述的。

图2是根据实施例的提供由图1所示的系统100执行的信号处理的进一步细节的框图。在所示的示例实施例中，如参考图1所描述的，扬声器阵列201包括多个扬声器，这些扬声器将不可听声学信号1...n发射到通道(声学传输介质)中。在实施例中，使用频分多路复用(FDM)来传输不可听声学信号1...n。

麦克风阵列202包括多个麦克风。麦克风阵列202中的每个麦克风捕获由扬声器阵列201中的扬声器发射的不可听声学信号1...n。在实施例中，模拟前端(AFE)被包括在信号路径(未示出)中，该信号路径包括麦克风接口(例如，XLR端口)、用于放大麦克风输出信号的放大器和用于将放大的麦克风输出信号转换为数字值以输入到DSP 203中的模数转换器(ADC)。

DSP 203包括解复用器204，用于解复用麦克风输出信号以恢复出恢复的测试信号(测试信号的恢复版本)。根据接收到的信号的格式，解复用器204可以包括时分解复用器、解调器和/或解相关器。

注意，图2示出了其中从扬声器阵列201并行输出多个经编码的不可听声学信号的示例用例。在其他实施例中，一次通过一个扬声器输出不可听声学信号。类似地，麦克风阵列202中的每个麦克风可以一次一个地激活，以捕获被激活的扬声器输出。以这种方式，可以串行分析通过所有可能的扬声器/麦克风对的所有可能的信号路径。在并行传输不可听声学信号的实施例中，DSP 203对接收到的信号进行去相关或去复用以恢复测试信号。

如稍后将参考图3所描述的，每个扬声器/麦克风对加上通道具有唯一的脉冲响应，如果扬声器或麦克风中的一个或两个劣化，则该脉冲响应将改变。MLS用于测量扬声器/麦克风对的脉冲响应。为了便于扬声器/麦克风对之间的比较，计算每个脉冲响应的SNR，并将其用于确定包括一个或多个劣化换能器的离群SNR。每个扬声器/麦克风对的总体脉冲响应还将包括通道或“房间脉冲响应”。然而，由于扬声器/麦克风对将经历相同的“房间脉冲响应”，并且每个都与SNR进行比较，因此“房间脉冲响应”将不会影响系统的健康检测能力。

将恢复的测试信号输入到换能器健康评级器105，换能器健康评级器105使用恢复的测试信号和原始的测试信号来计算扬声器和麦克风对的脉冲响应。对于MLS测试信号，利用恢复的MLS(恢复的测试信号)和用于编码不可听信号的原始MLS(测试信号)，可以使用循环互相关或其他已知技术来测量扬声器/麦克风对的脉冲响应。

换能器健康评级器105还计算每个脉冲响应的SNR。将SNR与阈值进行比较以检测离群SNR。在实施例中，计算SNR的平均值，并且将每个SNR与该平均值进行比较，以基于标准差或四分位数范围度量来检测离群SNR。例如，具有大于3σ的标准差的信噪比是离群SNR，并且假定与该离群SNR相关联的扬声器/麦克风对劣化。

如上所述，换能器健康管理器106响应于来自换能器健康评级器105的健康评级，启动一个或多个动作，例如启动禁用换能器、改变信号路径或调整音频信号的处理(例如，调整多声道音频的渲染)、和/或启动换能器的进一步诊断测试(例如，正弦扫描测试、手动测试步骤)。

图3是根据实施例的由图1所示的换能器健康评级器105执行的信号处理的框图。在所示的示例中，系统300包括脉冲响应生成器301、SNR计算器302和SNR比较模块303。解复用的测试信号和原始测试信号被输入到脉冲生成器301中，脉冲生成器301生成脉冲响应H1...Hn。如果基带信号是MLS，则可以使用循环互相关或其他已知技术来测量扬声器/麦克风对的脉冲响应。脉冲响应H1...Hn被输入到SNR计算器302中，SNR计算器302计算脉冲响应的SNR。在实施例中，SNR可以被计算为取脉冲响应H(k)的均方根(RMS)除以采样噪声n(k)的RMS的以10为底的对数再乘以10，其中k是具有从1到N的整数值的指数。在实施例中，当扬声器没有发出任何声音时，使用多个麦克风中的一个或多个从周围环境中捕获噪声n(k)。SNR比较模块303通过计算SNR的平均值和标准差来比较SNR，并且将超过指定标准差(例如，3σ)的SNR识别为离群SNR。

在所示的示例中，麦克风/扬声器对3具有超过指定标准差的标准差，并且被识别为离群SNR。SNR比较模块303向换能器健康管理器106(图2)输出换能器健康报告，指示麦克风/扬声器对3已经发生故障，使得换能器健康管理器106可以执行校正动作。纠正动作的一些示例包括但不限于：禁用扬声器和/或麦克风；用不同的扬声器或麦克风替换故障的扬声器/麦克风；调整音频信号的信号处理；和/或执行附加诊断测试，例如生成线性或指数扫描正弦信号，并将所得到的频率响应与指示声学劣化类型的已知频率响应进行比较。

在实施例中，使用SNR的成对比较来识别扬声器、麦克风或两者是否劣化。例如，假设音频系统中有两个扬声器和两个麦克风。表II示出了通过成对比较来识别劣化的换能器。

表II-劣化换能器识别示例

扬声器#	麦克风#	SNR
			扬声器_1	麦克风_1	未衰减
扬声器_1	麦克风_2	衰减
			扬声器_2	麦克风_1	未衰减
扬声器_2	麦克风_2	衰减

如上表II所示，在观察到衰减时，麦克风_2是共同的换能器(用粗体表示)。在该示例中，禁用麦克风_2，和/或调整音频信号上的信号处理和/或启动对麦克风_2的附加诊断测试，例如播放线性或指数扫频正弦信号并分析所产生的频率响应。

在实施例中，换能器健康管理器106生成控制信号和/或数据以禁用劣化的换能器。例如，一个或多个控制信号被发送到连接/断开连接扬声器或麦克风与音频放大器的电子或机械开关或继电器。在实施例中，一个或多个控制信号被发送到一个或多个数字信号处理器以调整音频信号的信号处理，例如调整编排音频协议；调整音频对象渲染或将音频重路由到多声道音频系统中的不同扬声器；调整麦克风波束形成(例如，禁用麦克风阵列中的一个麦克风以使用剩余的“好”麦克风产生单声道音频)；在多声道音频系统中提供优雅劣化(graceful degradation)以允许继续使用多声道音频系统；或提供可听刺激的触发器以传递更好的诊断结果(例如，线性或指数扫描正弦技术)。

示例过程

图4是根据实施例的非侵入式换能器健康检测过程400的流程图。过程400可以使用图5所示的音频系统架构来实现。

过程400开始于接收用于换能器健康检测的经编码的不可听信号(401)。在采用多个扬声器和/或麦克风的实施例中，可以对每个扬声器使用不同的测试信号。使用任何已知的编码或调制方案(例如，ASK、FSK、PSK、QAM、BPSK)，利用不同的测试信号(例如，不同的MLS)来生成(例如，编码/调制)每个不可听信号。在实施例中，使用频分多路复用(FDM)将经编码的不可听信号传输到声学传输介质中。不可听信号可以是超声信号、亚音速信号或低SPL级别的安静信号。

过程400通过解复用经编码的不可听信号以提供测试信号的恢复版本(402)继续。例如，一个或多个麦克风捕获不可听信号，并且可选的AFE对不可听信号应用信号调节(例如，滤波、放大、模数转换)以恢复测试信号(例如，从每个不可听信号恢复MLS)。在具有并行输出经编码的不可听信号的多个扬声器的实施例中，经编码的不可听信号由DSP去相关，从而它们可以被分开处理。

过程400通过使用恢复的测试信号和原始测试信号来确定换能器对的脉冲响应(403)继续。在解复用/去相关之后，每个测试信号与换能器对(扬声器和麦克风)相关联。如果测试信号是MLS，则使用循环互相关或其他适合的技术来确定扬声器、声道和麦克风的组合的脉冲响应。

过程400通过确定脉冲响应的SNR(404)继续。例如，当不可听信号不存在时，麦克风可以从本地周围环境中捕获噪声样本。在实施例中，如果假设噪声是稳定且白色的，则可以使用常量值作为噪声。在实施例中，SNR是取脉冲响应的RMS除以噪声样本的RMS的以10为底的对数再乘以10。

过程400通过分析SNR以确定离群SNR(405)继续。在实施例中，计算SNR的平均值和标准差，并且基于该标准差来确定离群SNR。在实施例中，低于第一四分位数或高于第三四分位数的大于1.5个四分位距(IQR)的SNR是离群值。也可以使用用于确定离群SNR的其他方法，例如机器学习(例如，k-均值聚类、神经网络)。

过程400通过基于所确定的离群SNR来确定劣化的(多个)换能器(406)继续。

示例音频系统架构

图5是根据实施例的包括非侵入式换能器健康检测的音频系统架构500的框图。在该示例中，音频系统架构500用于视频会议系统，其包括：中央处理单元(CPU)501，用于执行指令以执行各种任务；存储器502，用于存储指令和数据(例如，闪存、RAM、ROM)；网络接口503，用于连接到网络；非侵入式换能器健康检测器504，用于自动监控换能器(扬声器和麦克风)的健康状态，如参考图1-4所描述的；视频接口505，耦合到视频显示器506，用于显示参与者的视频；扬声器接口，耦合到扬声器阵列508，用于输出参与者的语音；麦克风接口509，耦合到麦克风阵列510，用于捕获参与者的语音；以及摄像头接口511，耦合到摄像头512，用于捕获参与者的视频。这些组件中的每一个都耦合到一条或多条总线513上并在其上彼此通信。接口505、507、509和511中的每一个都包括用于信号调节的电路，诸如滤波器、放大器、电源、数据缓冲器、时钟和与其相应输入或输出设备接口所需的任何其他电路。

可以实现非侵入式换能器健康检测的其他音频系统包括但不限于电影院中使用的音频系统、智能扬声器和包括至少一个换能器的任何其他音频系统。

从以下枚举的示例实施例(EEE)可以理解本发明的各个方面：

EEE 1.一种由音频系统执行的方法，包括：

使用音频系统的第一换能器将经编码的不可听信号输出到声学传输介质中；

使用音频系统的第二换能器从声音传输介质接收经编码的不可听信号；以及

使用接收到的经编码的不可听信号来识别第一或第二换能器中的至少一个的故障或退化。

EEE 2.根据EEE 1所述的方法，其中接收到的不可听信号是超声信号。

EEE 3.根据前述EEE 1-2中任一项所述的方法，其中使用伪随机二进制序列对接收到的不可听信号进行编码。

EEE 4.根据EEE 3所述的方法，其中伪随机二进制序列是最大长度序列。

EEE 5.根据前述EEE 1-4中任一项所述的方法，其中第一换能器是扬声器，并且第二换能器是麦克风。

EEE 6.如前述EEE 1-5中任一项所述的方法，其中使用接收到的经编码的不可听信号来识别第一或第二换能器中的至少一个的故障或退化包括：使用不可听的编码信号来测量音频系统的脉冲响应，以及使用脉冲响应来识别第一或第二换能器中的至少一个的故障或退化。

EEE 7.根据EEE 6所述的方法，其中使用接收到的经编码的不可听信号来识别第一或第二换能器中的至少一个的故障或退化包括：确定脉冲响应的信噪比(SNR)以及识别SNR的改变。

EEE 8.根据前述EEE 1-7中任一项所述的方法，还包括：

根据识别第一或第二换能器中的至少一个的故障或退化，由音频系统启动以下中的至少一项：禁用第一或第二换能器中的至少一个、调整第一或第二换能器中的至少一个的输入或输出信号处理或启动对第一或第二换能器中的至少一个的一个或多个附加诊断测试。

EEE 9.根据前述EEE 1-8中任一项所述的方法，其中音频系统包括第一多个换能器和第二多个换能器，该方法还包括：

使用音频系统的第一多个换能器将多个经编码的不可听信号输出到声学传输介质中，每个经编码的不可听信号具有不同的编码；

使用音频系统的第二多个换能器从声音传输介质接收所述多个经编码的不可听信号；以及

使用接收到的所述多个经编码的不可听信号来识别第一或第二多个换能器中的至少一个换能器的故障或退化。

EEE 10.根据EEE 9所述的方法，其中使用接收到的所述多个经编码的不可听信号来识别第一或第二多个换能器中的至少一个换能器的故障或退化包括：测量音频系统针对第一和第二换能器对的脉冲响应，以及使用脉冲响应来识别故障或退化。

EEE 11.根据EEE 10所述的方法，其中使用接收到的多个经编码的不可听信号来识别第一或第二多个换能器中的至少一个换能器的故障或退化包括：确定脉冲响应的信噪比；比较信噪比以确定离群信噪比；以及使用离群信噪比来识别第一或第二换能器中的至少一个换能器的故障或退化。

EEE 12.根据EEE 11所述的方法，还包括：

使用信噪比计算统计量或度量；

将每个信噪比与平均值进行比较；以及

根据与平均值的比较来确定离群信噪比。

EEE 13.一种音频系统，包括：

第一换能器；

第二换能器；

电路，被配置为：

使用第一换能器将经编码的不可听信号输出到声学传输介质中；

使用第二换能器从声音传输介质接收经编码的不可听信号；以及

处理器，被配置为执行前述EEE 1-12中的任一项。

EEE 14.一种其上存储有指令的非瞬态计算机可读存储介质，指令当由音频系统的一个或多个处理器执行时使一个或多个处理器执行前述EEE1-12中任一项的方法。

EEE 15.一种装置，包括：

第一换能器，被配置为从声学传输介质接收经编码的不可听信号，经编码的不可听信号由第二换能器输出；以及

处理器，被配置为：

使用接收到的经编码的不可听信号来测量包括第一换能器和第二换能器的音频系统的脉冲响应；

基于音频系统的脉冲响应来识别第一换能器或第二换能器中的至少一个的故障或退化；以及

启动以下中的至少一项：禁用第一换能器或第二换能器中的至少一个，调整第一换能器或第二换能器中的至少一个的输入或输出信号处理或启动对第一换能器或第二换能器中的至少一个的一个或多个附加诊断测试。

虽然本文档包含许多具体的实施细节，但这些细节不应被解释为对可能要求保护的范围的限制，而应被解释为对可能特定于特定实施例的特征的描述。本说明书中在分开的实施例的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施例中组合实现。相反，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以在多个实施例中分开实现或在任何适合的子组合中实现。此外，尽管特征可以在上面被描述为在某些组合中起作用并且甚至最初要求保护如此，但是在某些情况下，可以从组合中去除来自所要求保护的组合的一个或多个特征，并且可以将所要求保护的组合指向子组合或子组合的变体。附图中描述的逻辑流程不需要所示的特定顺序或按顺序来实现期望结果。此外，可以从所描述的流程中提供或删除其他步骤，并且可以向所描述的系统添加其他组件或从中移除其他组件。因此，其他实现在所附权利要求的范围内。

Claims (18)

1.一种由音频系统执行的方法，包括：

将测试信号编码在不可听声学信号上；

使用所述音频系统的第一换能器将经编码的不可听声学信号输出到声学传输介质中；

使用所述音频系统的第二换能器从所述声学传输介质接收所述经编码的不可听声学信号；

从接收到的经编码的不可听声学信号中恢复出恢复的测试信号；以及

使用所述恢复的测试信号来识别所述第一和第二换能器中的任何一个的故障或劣化。

2.如权利要求1所述的方法，其中，接收到的不可听信号是超声信号。

3.如前述权利要求1-2中任一项所述的方法，其中，接收到的不可听信号是使用伪随机二进制序列编码的。

4.如权利要求3所述的方法，其中，所述伪随机二进制序列是最大长度序列。

5.如前述权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述第一换能器为扬声器，并且所述第二换能器为麦克风。

6.如前述权利要求之一所述的方法，其中，使用所述恢复的测试信号来识别故障或劣化包括将所述恢复的测试信号与所述测试信号相关。

7.如权利要求6所述的方法，其中，使用所述恢复的测试信号来识别故障或劣化还包括基于所述恢复的测试信号和所述测试信号之间的关系来确定所述音频系统的脉冲响应。

8.如权利要求7所述的方法，其中，使用所述恢复的测试信号来识别故障或劣化还包括确定所述脉冲响应的信噪比(SNR)以及识别所述SNR的改变。

9.如前述权利要求1-8中任一项所述的方法，还包括：

响应于识别所述第一或第二换能器中的至少一个的故障或劣化，由所述音频系统执行以下中的至少一项：

禁用所述第一或第二换能器中的至少一个，

调整所述第一或第二换能器中的至少一个的输入或输出信号处理，或者

对所述第一或第二换能器中的至少一个执行一个或多个附加诊断测试。

10.如前述权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述音频系统包括第一多个换能器和第二多个换能器，所述方法还包括：

使用所述音频系统的所述第一多个换能器来将多个经编码的不可听信号输出到所述声学传输介质中，每个经编码的不可听信号具有不同的编码；

使用所述音频系统的所述第二多个换能器来从所述声音传输介质接收所述多个经编码的不可听信号；以及

使用接收到的所述多个经编码的不可听信号来识别所述第一或第二多个换能器中的至少一个换能器的故障或劣化。

11.如权利要求10所述的方法，其中，使用接收到的所述多个经编码的不可听信号来识别所述第一或第二多个换能器中的至少一个换能器的故障或劣化包括：测量所述音频系统关于第一和第二换能器对的脉冲响应，以及使用所述脉冲响应来识别故障或劣化。

12.如权利要求11所述的方法，其中，使用接收到的所述多个经编码的不可听信号来识别所述第一或第二多个换能器中的至少一个换能器的故障或劣化包括：确定所述脉冲响应的信噪比；比较所述信噪比以确定离群信噪比；以及使用所述离群信噪比来识别所述第一或第二换能器中的至少一个的故障或劣化。

13.如权利要求12所述的方法，还包括：

使用所述信噪比计算统计量或度量；

将每个信噪比与平均值进行比较；以及

基于与所述平均值的比较来确定离群信噪比。

14.一种音频系统，包括：

第一换能器；

第二换能器；

电路，被配置为：

将测试信号编码在不可听声学信号上；

使用所述第一换能器将经编码的不可听信号输出到声学传输介质中；

使用所述第二换能器从所述声音传输介质接收所述经编码的不可听信号；以及

处理器，被配置为：

从接收到的经编码的不可听声学信号中恢复出恢复的测试信号；以及

使用所述恢复的测试信号来识别所述第一和第二换能器中的任何一个的故障或劣化。

15.如权利要求14所述的方法，其中，所述处理器被配置为：通过将所述恢复的测试信号与所述测试信号相关来识别故障或劣化。

16.如权利要求14或15所述的音频系统，其中，所述处理器被配置为：基于所述恢复的测试信号和所述测试信号之间的关系来确定所述音频系统的脉冲响应，并且使用所述脉冲响应来识别故障或劣化。

17.如权利要求14-16之一所述的音频系统，还包括被配置为响应于识别所述第一或第二换能器中的至少一个的故障或劣化而启动以下中的至少一项的电路：

禁用所述第一或第二换能器中的至少一个，

调整所述第一或第二换能器中的至少一个的输入或输出信号处理，或者

对所述第一或第二换能器中的至少一个执行一个或多个附加诊断测试。

18.一种其上存储有指令的非瞬态计算机可读存储介质，所述指令当由音频系统的一个或多个处理器执行时使所述一个或多个处理器执行前述权利要求1-13中任一项所述的方法。

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