WO2022199518A1 - 音频信号处理方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

音频信号处理方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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    • H04R9/02—Details
    • H04R9/022—Cooling arrangements

Definitions

  • the first audio signal is compressed based on the power protection gain.
  • a dynamic compression module configured to perform compression processing on the first audio signal based on the power protection gain.
  • Step 202 filtering.
  • each row in the two-dimensional table represents different power ranges
  • each column in the two-dimensional table represents different frequency bands
  • the intersection of the row and the column is the gain
  • the first audio signal can be determined.
  • the row corresponding to the power range to which the power of the audio signal belongs and the column corresponding to the frequency band to which the frequency point of the first audio signal belongs; the gain at the intersection of the above-mentioned corresponding row and the above-mentioned corresponding column is determined as the power protection gain G1 .
  • the power protection gain is less than or equal to 1, and the dynamic range control in this embodiment of the present application is specifically compressing the first audio signal.
  • the gain model is a neural network model, the frequency points of the first audio signal are input into the gain model, and the gain model can output the second gain Gc; or the gain model is a function form, and the frequency points of the first audio signal are substituted into the gain model, The second gain Gc can be calculated.
  • the minimum gain of IF suppression is less than 1, and its specific value can be set according to the actual situation.
  • the embodiment of the present application does not impose specific restrictions.
  • the frequency corresponding to the lowest point in the equal-loudness curve of the target loudness can be taken as the center frequency of the target frequency band, and the frequency width of the target frequency band can be determined according to the lowest point and other poles closest to the lowest point, thereby determining the target frequency band.
  • the preset value is less than 1.
  • the temperature protection gain G2 is a gain determined based on the instantaneous temperature of the speaker and/or the ambient temperature, and is used to prevent the instantaneous temperature of the speaker from exceeding the maximum safe temperature T-max.
  • Predict speaker output power including:
  • the temperature protection gain is triggered when the prediction result of the instantaneous temperature of the speaker exceeds the maximum safe temperature, so that the first audio signal is compressed based on the power protection gain and the temperature protection gain, which can better ensure the speaker
  • the voice coil is in a safe temperature range when playing single-frequency or swept-frequency signals, and reduces damage to the user's hearing system.
  • Step 610 a temperature model.
  • the first audio signal is a single frequency signal or a frequency sweep signal.
  • the first gain Gp is determined.
  • the second gain Gc is determined.
  • FIG. 8 is a schematic structural diagram of an audio signal processing apparatus provided by an embodiment of the present application. As shown in FIG. 8, the apparatus includes: a power limiting module 801 and a dynamic compression module 802, wherein:
  • a first determination submodule configured to determine the first gain based on the power of the first audio signal
  • the model building sub-module is used to determine the gain model based on the equal loudness curve of the target loudness and the target frequency band.
  • the electronic device 900 may also include a power supply (such as a battery) for supplying power to various components, and the power supply may be logically connected to the processor 910 through a power management system, so that the power management system can manage charging, discharging, and power management. consumption management and other functions.
  • a power supply such as a battery
  • the structure of the electronic device shown in FIG. 9 does not constitute a limitation to the electronic device.
  • the electronic device may include more or less components than the one shown, or combine some components, or arrange different components, which will not be repeated here. .
  • the processor 910 is further configured to determine the gain model based on the equal loudness curve of the target loudness and the target frequency band.
  • the chip mentioned in the embodiments of the present application may also be referred to as a system-on-chip, a system-on-chip, a system-on-a-chip, or a system-on-a-chip, or the like.
  • the method of the above embodiment can be implemented by means of software plus a necessary general hardware platform, and of course can also be implemented by hardware, but in many cases the former is better implementation.
  • the technical solution of the present application can be embodied in the form of a software product in essence or in a part that contributes to the prior art, and the computer software product is stored in a storage medium (such as ROM/RAM, magnetic disk, CD-ROM), including several instructions to make a terminal (which may be a mobile phone, a computer, a server, an air conditioner, or a network device, etc.) execute the methods described in the various embodiments of this application.
  • a storage medium such as ROM/RAM, magnetic disk, CD-ROM

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Abstract

本申请公开了一种音频信号处理方法、装置、电子设备及存储介质，属于电子技术领域。该方法包括：在第一音频信号为单频信号或扫频信号、且第一音频信号的频点属于目标频段的情况下，基于第一音频信号的功率和频点，确定功率保护增益；基于功率保护增益，对第一音频信号进行压缩处理。

Description

音频信号处理方法、装置、电子设备及存储介质
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年03月25日提交的申请号为202110321004.X，发明名称为“音频信号处理方法、装置、电子设备及存储介质”的中国专利申请的优先权，其通过引用方式全部并入本申请。
技术领域
本申请属于电子技术领域，具体涉及一种音频信号处理方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
手机、智能手表、物联网终端等便携式电子设备使用微型扬声器。微型扬声器能承受的功放有限的功率输出。功放的输出功率过大，容易造成微型扬声器的音圈过热，当音圈的温度超过最大安全温度，容易造成微型扬声器的损坏。
为了保护微型扬声器，目前常采用固定功放的功率输出的方法。但是，固定功放的功率输出的方法，虽然可以保证微型扬声器工作时的音圈处于安全的温度范围，但微型扬声器播放单频或扫频信号时，对用户的听觉系统不友好，会对用户的听觉系统造成危害。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种音频信号处理方法、装置、电子设备及存储介质，能够解决对用户的听觉系统造成危害的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种音频信号处理方法，该方法包括：
在第一音频信号为单频信号或扫频信号、且所述第一音频信号的频点 属于目标频段的情况下，基于所述第一音频信号的功率和频点，确定功率保护增益；
基于所述功率保护增益，对所述第一音频信号进行压缩处理。
第二方面，本申请实施例提供了一种音频信号处理的装置，该装置包括：：
功率限制模块，用于在第一音频信号为单频信号或扫频信号、且所述第一音频信号的频点属于目标频段的情况下，基于所述第一音频信号的功率和频点，确定功率保护增益；
动态压缩模块，用于基于所述功率保护增益，对所述第一音频信号进行压缩处理。
第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器、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第一方面所述的方法的步骤。
第四方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，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第一方面所述的方法的步骤。
第五方面，本申请实施例提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现如第一方面所述的方法。
在本申请实施例中，通过在第一音频信号为单频信号或扫频信号、且第一音频信号的频点属于目标频段的情况下，基于第一音频信号的功率和频点，确定功率保护增益，基于功率保护增益对第一音频信号进行压缩处理，能保证扬声器播放单频或扫频信号时音圈处于安全的温度范围，并且减少对用户的听觉系统的危害。
附图说明
图1是本申请实施例提供的音频信号处理方法的流程示意图；
图2是本申请实施例提供的音频信号处理方法中确定第一音频信号的类型的流程示意图；
图3是本申请实施例提供的音频信号处理方法中等响度曲线的示意图；
图4是本申请实施例提供的音频信号处理方法中温度模型的示意图之一；
图5是本申请实施例提供的音频信号处理方法中温度模型的示意图之二；
图6是本申请实施例提供的音频信号处理方法的流程示意图；
图7是图6中步骤608的流程示意图；
图8是本申请实施例提供的音频信号处理装置的结构示意图；
图9是本申请实施例提供的一种电子设备的硬件结构示意图。
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。
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音频信号处理方法、装置、电子设备及存储介质进行详细地说明。
图1是本申请实施例提供的音频信号处理方法的流程示意图。下面结合图1描述本申请实施例提供的音频信号处理方法。如图1所示，该方法 包括：步骤101、在第一音频信号为单频信号或扫频信号、且第一音频信号的频点属于目标频段的情况下，基于第一音频信号的功率和频点，确定功率保护增益。
本申请实施例提供的音频信号处理方法的执行主体为音频信号处理装置。
第一音频信号，可以是待输入扬声器的信号。为了避免第一音频信号经过功放输入扬声器导致扬声器的音圈的温度过高，可以采用本申请实施例提供的音频信号处理方法对第一音频信号进行处理之后，再经过功放输入扬声器。
音频信号的类型可以包括：单频信号、扫频信号以及其他三种类型。
可选地，步骤101之前，可以预先获知第一音频信号的类型或者通过检测确定第一音频信号的类型。
可选地，第一音频信号为数字音频信号。
可选地，通过检测确定第一音频信号的类型具体包括：将第一音频信号输入自适应陷波器(ANF，Adaptive Notch Filter)，根据自适应陷波器输入和输出能量的变化，判定输入的第一音频信号是否为单频信号或扫频信号。
图2是本申请实施例提供的音频信号处理方法中确定第一音频信号的类型的流程示意图。可选地，如图2所示，确定第一音频信号的类型可以包括如下步骤：
步骤201、输入音频。
将第一音频信号输入自适应陷波器。
步骤202、滤波。
自适应陷波器过滤第一音频信号中的窄带部分，得到第三音频信号。
步骤203、计算输出能量。
计算第三音频信号的能量。
步骤204、计算输入能量。
计算第一音频信号的能量。
步骤205、计算输入输出能量比。
第三音频信号的能量与第一音频信号的能量的比值；在该比值小于预设的阈值的情况下，将第一音频信号的类型判定为单频信号或扫频信号。
目标频段是预先确定的频段。
可选地，目标频段属于人类的听觉范围中的中频段。
在第一音频信号为单频信号或扫频信号的情况下，可以实时判断第一音频信号的频点是否属于目标频段。
在第一音频信号的频点属于目标频段的情况下，由于单频信号和扫频信号的功率较大，对第一音频信号进行功率限制。
进行功率限制，可以通过电压限幅实现，并采用功率保护增益G1来进行控制。
功率保护增益G1可以基于第一音频信号的功率和频点确定。
可选地，功率保护增益G1小于或等于1。
可选地，可以基于预先获取的第一模型，根据第一音频信号的功率和频点，确定功率保护增益G1。
该第一模型，用于描述音频信号的功率和频点，与增益之间的关系。该第一模型，可以为二维表、函数或神经网络模型等形式。
例如：二维表中的各行表示不同的功率范围，该二维表中的各列表示不同的频段，行与列的交叉点为增益；根据第一音频信号的功率和频点，可以确定第一音频信号的功率所属的功率范围对应的行和第一音频信号的频点所属的频段对应的列；将上述对应的行和上述对应的列的交叉点处的增益，确定为功率保护增益G1。
可选地，在第一音频信号不为单频信号且不为扫频信号的情况下(例如第一音频信号为音乐信号)，短时功率较小，可以动态调整功率保护门限，以确保输出音量够大，保证一定的响度。
可选地，在第一音频信号为单频信号或扫频信号、且第一音频信号的 频点不属于目标频段的情况下，可以基于第一音频信号的功率，确定功率保护增益。
步骤102、基于功率保护增益，对第一音频信号进行压缩处理。
可选地，为了避免第一音频信号经过功放输入扬声器导致扬声器的音圈的温度过高，可以基于功率保护增益，对第一音频信号动态范围控制(Dynamic Range Control，DRC)处理，实现增益控制。
可选地，功率保护增益小于或等于1，本申请实施例中的动态范围控制具体为对第一音频信号进行压缩处理。
可选地，可以仅基于功率保护增益，对第一音频信号进行压缩处理，或者基于功率保护增益和其他保护增益，对第一音频信号进行压缩处理。
在基于功率保护增益和其他保护增益，对第一音频信号进行压缩处理的情况下，可以基于功率保护增益和其他保护增益的乘积，对第一音频信号进行压缩处理。
其他保护增益的数量可以为一个或多个，用于从不同方面限制输入扬声器的信号的功率。
通过步骤102对第一音频信号进行处理之后得到的音频信号，可以经过数模转换器(DAC，Digital-to-Analog Converter)转换为模拟信号；功放基于预设的模拟增益，将上述模拟信号升压后，驱动输出至扬声器。
由于第一音频信号在输入功放之前，已经对第一音频信号进行了增益控制，即使功放进行了功率放大，输出至扬声器的信号的功率通常不会超过扬声器的音圈最大允许的输入功率P-max，因而也不会导致扬声器的音圈的温度过高，从而可以实现扬声器的温度保护。
由于人耳对低频信号和高频信号的响度不敏感，对于中频信号更加敏锐，本申请实施例在确定功率保护增益时除了考虑第一音频信号的功率之外，还考虑了第一音频信号的频点，在第一音频信号的频点属于中频的情况下，对中频信号进行额外的压制以保证响度足够够低，人耳不会产生听觉烦躁，实现在对扬声器进行温度保护的同时，对用户的听觉系统更加友 好，减少对用户的听觉系统的危害。
本申请实施例通过在第一音频信号为单频信号或扫频信号、且第一音频信号的频点属于目标频段的情况下，基于第一音频信号的功率和频点，确定功率保护增益，基于功率保护增益对第一音频信号进行压缩处理，能保证扬声器播放单频或扫频信号时音圈处于安全的温度范围，并且减少对用户的听觉系统的危害。
可选地，在第一音频信号为单频信号或扫频信号、且第一音频信号的频点属于目标频段的情况下，基于第一音频信号的功率和频点，确定功率保护增益之前，方法还包括：对第二音频信号进行频响补偿处理，得到第一音频信号。
其中，第二音频信号，为待通过扬声器输出的音频信号。
可选地，第二音频信号可以为输入音频信号处理装置的信号，待通过扬声器输出。
可以对第二音频信号进行频响补偿处理，提升扬声器输出的信号中的低频部分的响度，使得扬声器输出的信号中的中高频部分的响度得到局部改善，整个频响曲线更加平坦，扬声器输出的信号的声压一致性得到提升。
可选地，进行频响补偿处理，可以通过滤波和/或基于第二模型实现。
例如：可以采用用于提升低频部分频响的滤波器或滤波方法，对第二音频信号进行频响补偿处理；还可以预先根据扬声器的频响特性，建立用于频响补偿的第二模型，将第二音频信号输入至第二模型之后，第二模型可以输出第一音频信号。
可选地，第二模型可以为神经网络模型等形式。
对第二音频信号进行频响补偿之后得到的信号为第一音频信号。
为了保护微型扬声器而采用的固定功放的功率输出的方法，过多限制功放的输出功率，会导致扬声器的输出信号的整体声压级变小，尤其是低频部分的声压不足。本申请实施例通过对第二音频信号进行频响补偿，能提升扬声器输出的信号的声压一致性。
可选地，基于第一音频信号的功率和频点，确定功率保护增益，具体包括：基于第一音频信号的功率，确定第一增益，并基于第一音频信号的频点和增益模型，确定第二增益。
其中，增益模型用于映射频点与增益之间的关系。
可选地，第一增益Gp，用于限制第一音频信号的功率。
可选地，第一增益Gp小于或等于1。
可以基于预先确定的功率与增益之间的对应关系，将第一音频信号的功率对应的增益，确定为第一增益Gp。
可选地，第二增益Gc，用于限制第一音频信号中的中频部分的响度。
可选地，第二增益Gc小于或等于1。
增益模型可以映射频点与增益之间的关系。可选地，增益模型可以为二维表、函数或神经网络模型等形式。
例如，增益模型为神经网络模型，将第一音频信号的频点输入至增益模型，增益模型可以输出第二增益Gc；或者增益模型为函数形式，将第一音频信号的频点代入增益模型，可以计算出第二增益Gc。
基于第一增益和第二增益，确定功率保护增益。
可选地，功率保护增益G1可以通过以下公式计算获得G1＝Gp*Gc。
本申请实施例通过基于第一音频信号的功率和频点分别确定第一增益和第二增益，基于第一增益和第二增益，确定功率保护增益，从而基于功率保护增益对第一音频信号进行处理，能实现保证扬声器播放单频或扫频信号时音圈处于安全的温度范围，并且减少对用户的听觉系统的危害。
可选地，基于第一音频信号的频点和增益模型，确定第二增益之前，方法还包括：基于目标响度的等响度曲线和目标频段，确定增益模型。
可选地，等响度曲线(简称“等响曲线”)，是指通过对人耳声响实感的测定所得出的声音响度主观感量(响度级)相等的一簇曲线。
如图3所示，各响度级的等响度曲线形状类似，可以任选一条等响度曲线，该等响度曲线对应的响度级为目标响度，该等响度曲线为目标响度 的等响度曲线。
可选地，目标响度为80方(phon)。
选取目标响度的等响度曲线中，目标频段对应的一段曲线进行拟合，得到近似的曲线函数。
可选地，该曲线函数的最小值在该段曲线的底部，对应中频压制的最小增益；该曲线函数的最大值一般在目标频段的端点处，对应的增益为1。
中频压制的最小增益小于1，其具体值可以根据实际情况设定。对于中频压制的最小增益的取值，本申请实施例不进行具体限制。
可选地，目标频段可以根据目标响度的等响度曲线确定。
可以将目标响度的等响度曲线中的最低点对应的频率作为目标频段的中心频率，根据最低点和与最低点最接近的其他极点，确定目标频段的频率宽度，从而确定目标频段。
本申请实施例基于目标响度的等响度曲线和目标频段，确定增益模型，从而能基于增益模型，确定更合适的第二增益，能实现保证扬声器播放单频或扫频信号时音圈处于安全的温度范围，并且减少对用户的听觉系统的危害。
可选地，基于第一音频信号的功率，确定第一增益，具体包括：在第一音频信号的功率超过目标功率的情况下，将第一增益确定为预设值。
其中，预设值小于1。
可选地，判断第一音频信号的功率是否超过目标功率。
可选地，目标功率与扬声器的音圈最大允许的输入功率P-max对应。目标功率可以根据扬声器和/或功放等预先设定。对于目标功率的值，本申请实施例不进行具体限定。
在第一音频信号的功率未超过目标功率的情况下，可以将第一增益Gp确定为1；在第一音频信号的功率超过目标功率的情况下，可以将第一增益Gp确定为预设值，该预设值小于1。
本申请实施例通过在第一音频信号的功率超过目标功率的情况下，将 第一增益确定为小于1的值，能保证扬声器播放单频或扫频信号时音圈承受的功率不超过扬声器的音圈最大允许的输入功率，能保证扬声器播放单频或扫频信号时音圈处于安全的温度范围。
可选地，基于功率保护增益，对第一音频信号进行压缩处理，具体包括：基于功率保护增益和预先获取的温度保护增益，对第一音频信号进行压缩处理。
可选地，可以基于功率保护增益和其他保护增益，确定用于处理第一音频信号的总增益。
其他保护增益可以包括温度保护增益G2。
可选地，温度保护增益G2为基于扬声器的瞬时温度和/或环境温度确定的增益，用于避免扬声器的瞬时温度超过最大安全温度T-max。
最大安全温度T-max，可以基于扬声器的音圈预先设定。对于最大安全温度的值，本申请实施例不进行具体限定。
扬声器的瞬时温度，通常选用扬声器的音圈的瞬时温度。
可选地，温度保护增益G2和功率保护增益G1的确定有先后顺序，温度保护增益G2是在功率保护增益G1确定之后确定的。
总增益可以为功率保护增益G1和温度保护增益G2的乘积。
确定总增益之后，可以基于总增益对第一音频信号进行压缩处理。
本申请实施例通过功率保护增益和温度保护增益，确定总增益，能更好地保证扬声器播放单频或扫频信号时音圈处于安全的温度范围，并且减少对用户的听觉系统的危害。
可选地，所述基于功率保护增益和预先获取的温度保护增益，对第一音频信号进行压缩之前，方法包括：预测扬声器的瞬时温度；在扬声器的瞬时温度的预测结果超过最大安全温度的情况下，基于扬声器的瞬时温度的预测结果，确定所述温度保护增益。
可选地，获取温度保护增益G2的步骤可以包括：
预测扬声器的输出功率；
基于输出功率的预测结果和预设的温度模型，预测扬声器的瞬时温度；
基于扬声器的瞬时温度的预测结果，确定温度保护增益。
预测扬声器的输出功率，具体包括：
将基于功率保护增益，对第一音频信号进行模拟处理后得到的虚拟输出信号转换成输出电压；
根据输出电压，计算出输出有效值；
根据输出有效值和扬声器的额定阻抗，获得当前扬声器的输出功率的预测结果。
温度模型是描述音圈和磁铁吸热、散热特性的热学等效的电学模型，如热学电阻和热学电容，音圈和磁铁的温度可以通过温度模型进行估算。
常见的线性温度模型如图4和图5所示，音圈的热学电阻和热学电容分别用R1,C1表示，磁铁的热学电阻和热学电容分别用R2,C2表示，P是扬声器的输出功率，Tv表示音圈的温度，Tm表示磁铁的温度，Ta是环境温度。
可选地，温度模型不限于二阶模型，可以用三阶模型更加准确地估算振幅散热引起的温度变化。
图4对应的音圈和磁铁温度计算公式如下：
Figure PCTCN2022081957-appb-000001
Figure PCTCN2022081957-appb-000002
图5对应的音圈和磁铁温度计算公式如下：
Figure PCTCN2022081957-appb-000003
Figure PCTCN2022081957-appb-000004
其中，s为拉普拉斯变换中的复频率。
将输出功率的预测结果作为温度模型的输入，可以获取音圈的温度 Tv作为扬声器的瞬时温度的预测结果。
判断扬声器的瞬时温度的预测结果是否超过最大安全温度T-max。
如果超过，则触发温度保护，确定温度保护增益G2为预设值或随机值，上述预设值和上述随机值均小于1；如果未超过，则可以不触发温度保护，确定温度保护增益G2为1或逐渐恢复为1。
本申请实施例通过在扬声器的瞬时温度的预测结果超过最大安全温度的情况下，触发温度保护增益，从而基于功率保护增益和温度保护增益，对第一音频信号进行压缩，能更好地保证扬声器播放单频或扫频信号时音圈处于安全的温度范围，并且减少对用户的听觉系统的危害。
为了便于对本申请上述各实施例的理解，下面通过一个实例说明音频信号处理方法的实现过程。
图6是本申请实施例提供的音频信号处理方法的流程示意图。如图6所示，音频信号处理方法可以包括如下步骤：
步骤601、音频输入。
输入待处理的音频信号，该音频信号为数字音频信号。
步骤602、延时。
对待处理的音频信号进行延时缓冲，得到第二音频信号。第二音频信号的帧长为N毫秒(N>＝1)。
步骤603、扬声器频响补偿。
对第二音频信号进行频响补偿处理，得到第一音频信号。
步骤604、动态范围压缩。
基于总增益，对第一音频信号进行压缩处理。总增益，基于步骤608和步骤610确定。
步骤605、功率放大。
通过功放对经过压缩处理后的第一音频信号进行功率放大。
步骤606、扬声器输出。
扬声器输出功率放大后的第一音频信号。
步骤607、单频检测和扫频检测。
由于步骤603并不改变信号的类型，因而第二音频信号的类型和第一音频信号的类型相同，可以通过检测第二音频信号的类型，确定第一音频信号的类型是否为单频信号或扫频信号。
步骤608、基于听觉的功率限制。
在第一音频信号为单频信号或扫频信号、且第一音频信号的频点属于目标频段的情况下，基于第一音频信号的功率和频点，确定功率保护增益。
步骤609、输出功率预测。
基于功率保护增益和第一音频信号的功率，预测扬声器的输出功率。
步骤610、温度模型。
基于扬声器的瞬时温度的预测结果和温度模型，确定温度保护增益。
图7是图6中步骤608的流程示意图。如图7所示，步骤608具体包括如下步骤：
步骤701、判断信号类型。
基于步骤607获得检测结果判断第一音频信号是否为单频信号或扫频信号。
若否，则执行步骤702。若是，则执行步骤703和步骤704。
步骤702、输出功率保护增益G1＝1。
步骤703、确定第一增益Gp。
基于第一音频信号的功率，确定第一增益Gp。
步骤704、确定第二增益Gc。
基于第一音频信号的频点和增益模型，确定第二增益Gc。
执行步骤703和步骤704之后，执行步骤705。
步骤705、输出功率保护增益G1＝Gp*Gc。
需要说明的是，本申请实施例提供的音频信号处理方法，执行主体可以为音频信号处理装置，或者，或者该音频信号处理装置中的用于执行加载音频信号处理方法的控制模块。本申请实施例中以音频信号处理装置执 行加载音频信号处理方法为例，说明本申请实施例提供的音频信号处理方法。
图8是本申请实施例提供的音频信号处理装置的结构示意图。如图8所示，该装置包括：功率限制模块801和动态压缩模块802，其中：
功率限制模块801，用于在第一音频信号为单频信号或扫频信号、且第一音频信号的频点属于目标频段的情况下，基于第一音频信号的功率和频点，确定功率保护增益；
动态压缩模块802，用于基于功率保护增益，对第一音频信号进行压缩处理。
可选地，音频信号处理装置还包括：
频响补偿模块，用于对第二音频信号进行频响补偿处理，得到第一音频信号。
其中，第二音频信号，为待通过扬声器输出的音频信号。
可选地，功率限制模块801包括：
第一确定子模块，用于基于第一音频信号的功率，确定第一增益；
第二确定子模块，用于基于第一音频信号的频点和增益模型，确定第二增益；
第三确定子模块，用于基于第一增益和第二增益，确定功率保护增益；
其中，增益模型用于映射频点与增益之间的关系。
可选地，功率限制模块801还包括：
模型建立子模块，用于基于目标响度的等响度曲线和目标频段，确定增益模型。
可选地，第一确定子模块，具体用于在第一音频信号的功率超过目标功率的情况下，将第一增益确定为预设值；
其中，预设值小于1。
可选地，动态压缩模块802，具体
用于基于功率保护增益和预先获取的温度保护增益，对第一音频信号 进行压缩处理。
音频信号处理装置还包括：
温度保护模块，用于预测扬声器的瞬时温度；在扬声器的瞬时温度的预测结果超过最大安全温度的情况下，基于所述扬声器的瞬时温度的预测结果，确定所述温度保护增益。
本申请实施例中的音频信号处理装置可以是装置，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(personal digital assistant，PDA)等，非移动电子设备可以为服务器、网络附属存储器(Network Attached 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。
本申请实施例中的音频信号处理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。
本申请实施例提供的音频信号处理装置能够实现图1至图7的方法实施例中音频信号处理装置实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。
本申请实施例通过在第一音频信号为单频信号或扫频信号、且第一音频信号的频点属于目标频段的情况下，基于第一音频信号的功率和频点，确定功率保护增益，基于功率保护增益对第一音频信号进行处理，能保证扬声器播放单频或扫频信号时音圈处于安全的温度范围，并且减少对用户的听觉系统的危害。
图9是本申请实施例提供的一种电子设备的硬件结构示意图。如图9所示，该电子设备900包括但不限于：射频单元901、网络模块902、音频输出单元903、输入单元904、传感器905、显示单元906、用户输入单 元907、接口单元908、存储器909、以及处理器910等部件。
本领域技术人员可以理解，电子设备900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910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9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。
应理解的是，本申请实施例中，输入单元904可以包括图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)9041和麦克风9042，图形处理器9041对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置(如摄像头)获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。显示单元906可包括显示面板9061，可以采用液晶显示器、有机发光二极管等形式来配置显示面板9061。用户输入单元907包括触控面板9071以及其他输入设备9072。触控面板9071，也称为触摸屏。触控面板9071可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其他输入设备9072可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆，在此不再赘述。
本申请实施例中，射频单元901将来自网络侧设备的下行数据接收后，给处理器910处理；另外，将上行的数据发送给网络侧设备。通常，射频单元901包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器、双工器等。
存储器909可用于存储软件程序或指令以及各种数据。存储器909可主要包括存储程序或指令区和存储数据区，其中，存储程序或指令区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序或指令(比如声音播放功能、图像播放功能等)等。此外，存储器909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，其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，EPROM)、电可擦除 可编程只读存储器(Electrically EPROM，EEPROM)或闪存。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。
处理器910可包括一个或多个处理单元；可选的，处理器910可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序或指令等，调制解调处理器主要处理无线通信，如基带处理器。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器910中。
其中，处理器910，用于在第一音频信号为单频信号或扫频信号、且第一音频信号的频点属于目标频段的情况下，基于第一音频信号的功率和频点，确定功率保护增益；基于功率保护增益，对第一音频信号进行压缩处理。
本申请实施例通过在第一音频信号为单频信号或扫频信号、且第一音频信号的频点属于目标频段的情况下，基于第一音频信号的功率和频点，确定功率保护增益，基于功率保护增益对第一音频信号进行压缩处理，能保证扬声器播放单频或扫频信号时音圈处于安全的温度范围，并且减少对用户的听觉系统的危害。
处理器910，还用于对第二音频信号进行频响补偿处理，得到第一音频信号；其中，第二音频信号，为待通过扬声器输出的音频信号。
处理器910，还用于基于第一音频信号的功率，确定第一增益，并基于第一音频信号的频点和增益模型，确定第二增益；基于第一增益和第二增益，确定功率保护增益；其中，增益模型用于映射频点与增益之间的关系。
处理器910，还用于基于目标响度的等响度曲线和目标频段，确定增益模型。
处理器910，还用于在第一音频信号的功率超过目标功率的情况下，将第一增益确定为预设值；其中，预设值小于1。
处理器910，还用于基于功率保护增益和预先获取的温度保护增益， 对第一音频信号进行压缩处理。
处理器910，还用于预测扬声器的瞬时温度；在扬声器的瞬时温度的预测结果超过最大安全温度的情况下，基于扬声器的瞬时温度的预测结果，确定所述温度保护增益。
本申请实施例还提供一种可读存储介质，所述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音频信号处理方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
其中，所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质，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(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等。
本申请实施例另提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现上述音频信号处理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所述的方法。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (17)

  1. 一种音频信号处理方法，其中，包括：
    在第一音频信号为单频信号或扫频信号、且所述第一音频信号的频点属于目标频段的情况下，基于所述第一音频信号的功率和频点，确定功率保护增益；
    基于所述功率保护增益，对所述第一音频信号进行压缩处理。
  2. 根据权利要求1所述的音频信号处理方法，其中，所述在第一音频信号为单频信号或扫频信号、且所述第一音频信号的频点属于目标频段的情况下，基于所述第一音频信号的功率和频点，确定功率保护增益之前，所述方法还包括：
    对第二音频信号进行频响补偿处理，得到所述第一音频信号；
    其中，所述第二音频信号为待通过扬声器输出的音频信号。
  3. 根据权利要求1所述的音频信号处理方法，其中，所述基于所述第一音频信号的功率和频点，确定功率保护增益，具体包括：
    基于所述第一音频信号的功率，确定第一增益，并基于所述第一音频信号的频点和增益模型，确定第二增益；
    基于所述第一增益和所述第二增益，确定所述功率保护增益；
    其中，所述增益模型用于映射频点与增益之间的关系。
  4. 根据权利要求3所述的音频信号处理方法，其中，所述基于所述第一音频信号的频点和增益模型，确定第二增益之前，所述方法还包括：
    基于目标响度的等响度曲线和所述目标频段，确定所述增益模型。
  5. 根据权利要求3所述的音频信号处理方法，其中，所述基于所述第一音频信号的功率，确定第一增益，具体包括：
    在所述第一音频信号的功率超过目标功率的情况下，将所述第一增益确定为预设值；
    其中，所述预设值小于1。
  6. 根据权利要求1至5任一所述的音频信号处理方法，其中，所述基于所述功率保护增益，对所述第一音频信号进行压缩处理，具体包括：
    基于所述功率保护增益和预先获取的温度保护增益，对所述第一音频信号进行压缩处理。
  7. 根据权利要求6所述的音频信号处理方法，其中，所述基于所述功率保护增益和预先获取的温度保护增益，对所述第一音频信号进行压缩之前，所述方法包括：
    预测扬声器的瞬时温度；
    在所述扬声器的瞬时温度的预测结果超过最大安全温度的情况下，基于所述扬声器的瞬时温度的预测结果，确定所述温度保护增益。
  8. 一种音频信号处理装置，其中，包括：
    功率限制模块，用于在第一音频信号为单频信号或扫频信号、且所述第一音频信号的频点属于目标频段的情况下，基于所述第一音频信号的功率和频点，确定功率保护增益；
    动态压缩模块，用于基于所述功率保护增益，对所述第一音频信号进行压缩处理。
  9. 根据权利要求8所述的音频信号处理装置，其中，还包括：
    频响补偿模块，用于对第二音频信号进行频响补偿处理，得到所述第一音频信号；
    其中，所述第二音频信号，为待通过扬声器输出的音频信号。
  10. 根据权利要求8所述的音频信号处理装置，其中，功率限制模块包括：
    第一确定子模块，用于基于所述第一音频信号的功率，确定第一增益；
    第二确定子模块，用于基于所述第一音频信号的频点和增益模型，确定第二增益；
    第三确定子模块，用于基于所述第一增益和所述第二增益，确定所述功率保护增益；
    其中，所述增益模型用于映射频点与增益之间的关系。
  11. 根据权利要求10所述的音频信号处理装置，其中，所述功率限制模块还包括：
    模型建立子模块，用于基于目标响度的等响度曲线和所述目标频段，确定所述增益模型。
  12. 根据权利要求10所述的音频信号处理装置，其中，所述第一确定子模块，具体用于在所述第一音频信号的功率超过目标功率的情况下，将所述第一增益确定为预设值；
    其中，所述预设值小于1。
  13. 根据权利要求8至12任一所述的音频信号处理装置，其中，所述动态压缩模块，具体用于基于所述功率保护增益和预先获取的温度保护增益，对所述第一音频信号进行压缩处理。
  14. 根据权利要求13所述的音频信号处理装置，其中，还包括：
    温度保护模块，用于预测扬声器的瞬时温度；在所述扬声器的瞬时温度的预测结果超过最大安全温度的情况下，基于所述扬声器的瞬时温度的预测结果，确定所述温度保护增益。
  15. 一种电子设备，其中，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1-7任一所述的音频信号处理方法的步骤。
  16. 一种可读存储介质，其中，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1-7任一所述的音频信号处理方法的步骤。
  17. 一种芯片，其中，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现如权利要求1-7任一项所述的方法。
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