音频处理方法和音频处理设备的制造方法

音频处理方法和音频处理设备的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种应用于音频输出单元的音频处理方法和音频处理设备，所述音频处理方法包括：检测输入的音频信号的功率；判断所述功率是否小于第二阈值；当所述功率小于第二阈值时，以第一截止频率对所述音频信号进行滤波；当所述功率大于等于第二阈值时，以大于所述第一截止频率的第二截止频率对所述音频信号进行滤波；以及输出滤波后的音频信号。
【专利说明】
音频处理方法和音频处理设备
技术领域
[0001] 本发明涉及音频处理的领域，更具体地，本发明涉及一种音频处理方法和音频处 理设备。
【背景技术】
[0002] 随着诸如笔记本等的便携式设备的轻薄化，诸如扬声器的音频输出单元的性能和 功率也相应受到限制，导致用户体验较差。
[0003] 具体地，例如，在大功率信号的情况下，一方面，所述大功率信号（尤其是其低频 分量）会导致音频输出单元的音圈持续过热，从而使得音圈的阻抗迅速上升，功率下降，并 且导致相关部件的热损坏。另一方面，所述大功率信号会使得音圈振幅大，导致音圈偏离磁 场，产生比较大的失真，甚至有可能导致音圈的物理性损坏，从而严重影响了音频输出单元 的性能。

【发明内容】

[0004] 有鉴于上述情况，期望提供一种能够有效地改善音频输出单元的性能的音频处理 方法和音频处理设备。
[0005] 根据本发明一实施例，提供了一种应用于音频输出单元的音频处理方法，包括： 检测输入的音频信号的功率；判断所述功率是否小于第二阈值；当所述功率小于第二阈值 时，以第一截止频率对所述音频信号进行滤波；当所述功率大于等于第二阈值时，以大于所 述第一截止频率的第二截止频率对所述音频信号进行滤波；以及输出滤波后的音频信号。
[0006] 所述音频处理方法还包括：当所述功率大于等于第二阈值时，在输出滤波后的音 频信号之前，对所述音频信号进行频带衰减。
[0007] 所述滤波的步骤包括：当判断所述功率小于第二阈值时，判断所述功率是否大于 等于第一阈值，所述第一阈值小于所述第二阈值；以及当判断所述功率大于等于所述第一 阈值时，以所述第一截止频率对所述音频信号进行滤波。
[0008] 所述滤波的步骤还包括：当判断所述功率小于所述第一阈值时，以小于等于所述 第一截止频率的第三截止频率对所述音频信号进行滤波。
[0009] 所述音频处理方法还包括：在输出所述滤波后的音频信号之前，对所述音频信号 进行等响处理。
[0010] 所述音频处理方法还包括：当所述功率小于所述第二阈值时，对所述音频信号进 行低频增强处理。
[0011] 所述第一阈值和所述第二阈值基于所述音频输出单元的物理参数而确定。
[0012] 根据本发明另一实施例，提供了一种应用于音频输出单元的音频处理设备，包括： 检测单元，检测输入的音频信号的功率；第一判断单元，判断所述功率是否小于第二阈值； 滤波单元，当所述功率小于第二阈值时，以第一截止频率对所述音频信号进行滤波；当所述 功率大于等于第二阈值时，以大于所述第一截止频率的第二截止频率对所述音频信号进行 滤波；以及输出单元，输出滤波后的音频信号。
[0013] 所述音频处理设备还包括：衰减单元，当所述功率大于等于第二阈值时，在输出滤 波后的音频信号之前，对所述音频信号进行频带衰减。
[0014] 所述滤波单元包括：第二判断单元，当判断所述功率小于第二阈值时，判断所述功 率是否大于等于第一阈值，所述第一阈值小于所述第二阈值；以及第一滤波子单元，当判断 所述功率大于等于所述第一阈值时，以所述第一截止频率对所述音频信号进行滤波。
[0015] 所述滤波单元还包括：第二滤波子单元，当判断所述功率小于所述第一阈值时，以 小于等于所述第一截止频率的第三截止频率对所述音频信号进行滤波。
[0016] 所述音频处理设备还包括：等响处理单元，在输出所述滤波后的音频信号之前，对 所述音频信号进行等响处理。
[0017] 所述音频处理设备还包括：低频增强单元，当所述功率小于所述第二阈值时，对所 述音频信号进行低频增强处理。
[0018] 在本发明实施例的音频处理方法和音频处理设备中，检测输入音频信号的功率， 并基于所述输入音频信号的不同功率以不同截止频率对音频信号进行滤波。从而，一方面， 本发明实施例的音频处理方法和音频处理设备能够有效地提升中小功率的音频信号中的 低频分量。另一方面，本发明实施例的音频处理方法和音频处理设备能够有效地滤除大功 率信号中容易导致音圈过热的分量，避免音频输出单元中相关部件的热损坏。而且，本发明 实施例的音频处理方法和音频处理设备能够有效地避免由于大功率信号造成的音圈振幅 过大所导致的物理性破坏。因此，本发明实施例的音频处理设备和音频处理方法能够有效 地改善所述音频输出单元的性能。
【附图说明】
[0019] 图1是图示根据本发明实施例的音频处理方法的流程图。
[0020] 图2是图示在不同声音响度下频率与声压水平之间的关系的曲线图。
[0021] 图3是图示本发明又一实施例的音频处理方法的流程图。
[0022] 图4A和图4B是图示应用本发明实施例的音频处理方法的仿真结果的示意图。
[0023] 图5是图示根据本发明实施例的电子设备的主要配置的框图。
【具体实施方式】
[0024] 以下将参考附图详细描述本发明实施例。
[0025] 首先，将描述根据本发明实施例的音频处理方法。
[0026] 本发明实施例的音频处理方法应用于诸如扬声器等的音频输出单元。所述音频输 出单元可以作为诸如笔记本、手机等的电子设备中的内置单元，也可以作为与所述电子设 备相分离并与其可通信地连接的独立设备。
[0027] 下面，将参照图1详细描述本发明实施例的音频处理方法。
[0028] (第一实施例）
[0029] 如图1所示，首先，在步骤S101，所述音频处理方法检测输入的音频信号的功率。 具体地，所述音频处理方法可以采用各种功率检测方法来检测所述音频信号的功率，在此 不再详述。
[0030] 接下来，在步骤S102,所述音频处理方法判断所述功率是否小于第二阈值。例如， 所述音频处理方法可以通过比较器等的电路来判断所述功率是否小于所述第二阈值。替代 地，所述音频处理方法也可以从所述电子设备内置或外置的存储单元读出所述第二阈值， 并基于软件逻辑而判断所述功率是否小于所述第二阈值。
[0031] 具体地，所述第二阈值可以由所述音频处理方法预先确定。更具体地，在一实施例 中，所述第二阈值可以基于所述音频输出单元的物理参数而确定。所述物理参数例如为所 述音频输出单元的额定功率、额定电流、额定电压等。例如，所述第二阈值可以设置为所述 音频输出单元的额定功率，比如2W等。在另一实施例中，所述第二阈值可以由本领域技术 人员根据对所述音频输出单元进行诸如寿命测试等的实验而经验性地确定。
[0032] 当然，需要指出的是，以上所述的第二阈值的确定方法仅为示例。本发明实施例的 音频处理方法可以根据除此以外的各种方式确定所述第二阈值，其都包含在本发明的范围 内。此外，以上所述的所述第二阈值为额定功率的情况也仅仅为示例。本发明实施例的音 频处理方法对于所述第二阈值的具体数值不作任何限定。
[0033] 接下来，当所述功率小于第二阈值时，所述音频处理方法进行到步骤S103。在步骤 S103,所述音频处理方法以第一截止频率对所述音频信号进行滤波。
[0034] 具体地，所述第一截止频率可以基于所述音频输出单元的物理参数而确定。所述 物理参数例如为所述音频输出单元的系统谐振点、最佳低频点等。例如，所述音频处理方法 可以将所述第一截止频率设置为最佳低频点的1/2,比如150Hz等。替代地，所述第一截止 频率也可以由本领域技术人员基于诸如寿命测试等的实验而经验性地确定。由此，所述音 频处理方法基于所述第一截止频率，对所述音频信号进行诸如高通滤波的滤波处理。此后， 所述音频处理方法进行到步骤S105。
[0035] 需要指出的是，以上所述的第一截止频率的确定方法仅为示例。本发明实施例的 音频处理方法可以根据除此以外的各种方式确定所述第一截止频率，其都包含在本发明的 范围内。此外，以上所述的第一截止频率为最佳低频点的1/2的情况也仅为示例。本发明 实施例的音频处理方法完全可以将所述第一截止频率设置为与此不同的其他频率。
[0036] 另一方面，当所述功率大于等于第二阈值时，所述音频处理方法进行到步骤S104。 在步骤S104,所述音频处理方法以第二截止频率对所述音频信号进行滤波。
[0037] 具体地，在本发明实施例的音频处理方法中，所述第二截止频率可以大于所述第 一截止频率。同样地，所述第二截止频率也可以基于所述音频输出单元的物理参数而确定。 例如，所述音频处理方法可以将所述第二截止频率设置为系统谐振点，比如800Hz等。替代 地，所述第二截止频率也可以由本领域技术人员基于诸如寿命测试等的实验而经验性地确 定。由此，所述音频处理方法基于所述第二截止频率，对所述音频信号进行诸如高通滤波的 滤波处理。此后，所述音频处理方法进行到步骤S105。
[0038] 同样，需要指出的是，以上所述的第二截止频率的确定方法仅为示例。本发明实施 例的音频处理方法可以根据除此以外的各种方式确定所述第二截止频率，其都包含在本发 明的范围内。此外，以上所述的第二截止频率为系统谐振点的情况也仅为示例。本发明实 施例的音频处理方法完全可以将所述第二截止频率设置为与此不同的其他频率。
[0039] 在通过如上所述的步骤S103或S104的处理之后，所述音频处理方法进行到步骤 S105。在步骤S105,所述音频处理方法输出滤波后的音频信号。
[0040] 以上，参照图1描述了本发明实施例的音频处理方法。
[0041] 在本发明实施例的音频处理方法中，检测输入音频信号的功率，并基于所述输入 音频信号的不同功率以不同截止频率对音频信号进行滤波。从而，本发明实施例的音频处 理方法能够有效地滤除大功率信号中容易导致音圈过热的分量，避免音频输出单元中相关 部件的热损坏，并有效地改善所述音频输出单元的性能。
[0042] (第二实施例）
[0043] 在如上所述的第一实施例的音频处理方法中，当所述功率大于等于所述第二阈值 时，以第二截止频率对所述音频信号进行滤波，并直接输出滤波后的音频信号。然而，在大 于第二阈值的大功率音频信号的情况下，通常，音圈的振幅比较大，从而有可能导致系统发 生物理性地破坏。
[0044] 考虑到这一点，在本发明第二实施例中，当所述功率大于等于第二阈值时，所述音 频处理方法在输出滤波后的音频信号之前对所述音频信号进行频带衰减。
[0045] 更具体地，在一示例中，所述音频处理方法例如可以基于如下的衰减等式（1)来 对所述音频信号进行频带衰减。
[0046]
[0047] 其中，Band_attenuation为以dB为单位的衰减值，threshold2为如上所述的第二 阈值，P_real为所述音频信号的实际功率值，α为调节因子。
[0048] 当然，本领域技术人员能够理解，以上所述的频带衰减的方式仅为示例。本领域技 术人员可以在此基础之上，根据所述音频信号的特性和设计需要而通过其他各种方式进行 频带衰减，其都在本发明的范围之内。
[0049] 本发明第二实施例的音频处理方法的其他方面与上述第一实施例的音频处理方 法的相应方面类似，在此不再重复。
[0050] 在本发明第二实施例的音频处理方法中，一方面，能够有效地滤除大功率信号中 容易导致音圈过热的分量，避免音频输出单元中相关部件的热损坏。另一方面，由于在大功 率信号的情况下在输出音频信号之前进行了频带衰减，因此，能够有效地避免由于大功率 信号造成的音圈振幅过大所导致的物理性破坏。因此，本发明的音频处理方法能够使得最 大的实际功率突破音频输出单元的额定功率，在保持一定的动态范围的情况下使得音量突 破极限，从而进一步改善了所述音频输出单元的性能。
[0051] (第三实施例）
[0052] 在如上所述的第一实施例的音频处理方法中，仅基于一个阈值（即，上述的第二 阈值）对所述音频信号的功率进行判断。替代地，为了进一步区分不同功率的音频信号以 进行不同的处理，可以基于多于一个的阈值来对所述音频信号的功率进行判断。下面将详 细在此情况下的处理。
[0053] 具体地，在本发明第三实施例的音频处理方法中，当判断所述功率小于第二阈值 时，所述音频处理方法进一步判断所述功率是否大于等于第一阈值。所述第一阈值小于所 述第二阈值。具体地，所述第一阈值可以由所述音频处理方法预先确定。更具体地，在一示 例中，所述第一阈值可以基于所述音频输出单元的物理参数而确定。所述物理参数例如为 所述音频输出单元的额定功率、额定电流、额定电压等。例如，所述第一阈值可以设置为所 述音频输出单元的额定功率的1/2或1/3,比如1W等。在另一实施例中，所述第一阈值可以 由本领域技术人员根据对所述音频输出单元进行诸如寿命测试等的实验而经验性地确定。
[0054] 当然，需要指出的是，以上所述的第一阈值的确定方法仅为示例。本发明实施例的 音频处理方法可以根据除此以外的各种方式确定所述第一阈值，其都包含在本发明的范围 内。此外，以上所述的所述第一阈值为额定功率的1/2或1/3的情况也仅仅为示例。本发 明实施例的音频处理方法对于所述第一阈值的具体数值不作任何限定。
[0055] 当判断所述功率大于等于所述第一阈值时，所述音频处理方法以所述第一截止频 率对所述音频信号进行滤波。
[0056] 另一方面，当判断所述功率小于所述第一阈值时，所述音频处理方法可以以小于 等于所述第一截止频率的第三截止频率对所述音频信号进行滤波。也就是说，所述第三截 止频率可以与所述第一截止频率相同，也可以小于所述第一截止频率。例如，假设所述第一 阈值为额定功率的1/2,所述第二阈值为额定功率，则所述第三截止频率可以等于所述第一 截止频率。又例如，假设所述第一阈值为额定功率的1/2,所述第二阈值大于所述额定功率， 则所述第三截止频率可以小于所述第一截止频率。当然，以上所述的第三截止频率的设置 方法仅为示例。本领域技术人员可以根据所述第一阈值与所述第二阈值之间的关系，基于 所述音频输出单元的物理参数而适当地确定所述第三截止频率的具体值。
[0057] 需要指出的是，在本实施例的音频处理方法中，基于第一阈值和第二阈值这两个 阈值对所述音频信号的功率进行判断。然而，本发明实施例的音频处理方法不限于此。本 领域技术人员可以根据需要，设置两个以上的多个阈值，并判断所述音频信号位于由所述 多个阈值形成的多个阈值范围的哪一个范围内，从而根据判断结果以相应的截止频率对所 述音频信号进行滤波，其处理过程与上述类似，在此不再详述。
[0058] 本发明第三实施例的音频处理方法的其他方面与上述第一实施例的音频处理方 法的相应方面类似，在此不再重复。
[0059] 在本发明第三实施例的音频处理方法中，一方面，能够有效地滤除大功率信号中 容易导致音圈过热的分量，避免音频输出单元中相关部件的热损坏。另一方面，由于基于多 个阈值对所述音频信号的功率进行判断，并且对处于不同阈值范围的音频信号以不同的截 止频率进行滤波，因此，能够使得对于不同功率的音频信号的处理更加细致和有针对性，所 滤波的频率更加准确和适当，从而进一步改善了所述音频输出单元的性能。
[0060] (第四实施例）
[0061] 在上述第一实施例的音频处理方法中，在对所述音频信号进行滤波之后，直接输 出滤波后的音频信号。然而，由于人类在不同声音响度下对低频以及中高频的听觉是不一 样的，所以直接输出的音频信号有可能会给人造成不自然的感觉。
[0062] 考虑到这一点，在第四实施例的音频处理方法中，在输出所述滤波后的音频信号 之前，对所述音频信号进行等响处理。下面，将参照图2详细描述此实施例的音频处理方 法。
[0063] 图2是图示在不同声音响度下频率与声压水平之间的关系的曲线图。在图2中， 横坐标为音频信号的频率（kHz)，纵坐标为音频信号的声压水平（SPL)。如本领域技术人员 所知，声压水平并非以人对音频信号感知的大小而衡量的，而是音频输出单元的辐射声能 对大气压变化的比值。如图2所示，每条曲线意味着不同的响度，最下面的虚线是听觉阈 值，即，人类刚刚能听到的响度，其被命名为OPhon(方，响度的单位）。上面每条曲线表示 不同响度，分别对应于l〇Phon、20Phon、30Phon, -直到120Phon响度的曲线。从图2可见， 例如，对于lOPhon的曲线，1kHz对应于10dB SPL，但是在高频和低频，SPL和响度是不一致 的：200Hz要20dB SPL才能达到10方的响度，而4000Hz却是2dB SPL就能达到10方的 响度。因此，声音越大，即，相应的功率越大，声音就越明亮刺耳。相反，以低频200Hz-400Hz 为例，声音越低，人耳对低频就越不敏感。
[0064] 由此，为了平衡各个频率点的响度，需要在低频（如200~400Hz)(更低频率不关 注是因为通常电子设备的音频输出单元对其不响应）、以及中高频（如3000~5000Hz)做 等响补偿，即，等响处理。又因为不同响度下，需要补偿的程度不一样，所以可以建立音量 大小和等响补偿的关系。
[0065] 由此，在本发明第四实施例的音频处理方法中，对滤波后的音频信号进行适当的 等响处理。具体地，在一示例中，所述音频处理方法可以对于低频和中高频分别设置两个中 心值（例如，300Hz和4kHz)，并相应设置两个带通滤波器来增益或衰减不同功率下的频带。 更具体地，所述音频处理方法可以进行线性增益或衰减，也可以根据各个响度下的值适当 地设计非线性的逼近曲线。例如，对于诸如300Hz的低频，可以基于以下等式（2)进行等响 处理；对于诸如4000Hz的高频，可以基于以下等式⑶进行等响处理。
[0066] y = -0· 0014χ2+0· 218χ-4· 9091 (2)
[0067] y = 0. 0008x2-0. 056x+8. 9773 (3)
[0068] 其中，y为等响处理的衰减dB值，x为响度，以phon为单位。
[0069] 显然，以上所述的等式（2)和（3)仅为等响处理的示例。本领域技术人员能够根据 实际需要对不同频率的音频信号适当设计各种线性或非线性的处理，作为所述等响处理。
[0070] 本发明第四实施例的音频处理方法的其他方面与上述第一实施例的音频处理方 法的相应方面类似，在此不再重复。
[0071] 在本发明第四实施例的音频处理方法中，一方面，能够有效地滤除大功率信号中 容易导致音圈过热的分量，避免音频输出单元中相关部件的热损坏。另一方面，由于对音频 信号进行了等响处理，因此，能够使得输出信号中不同频率的分量的响度更加均衡，从而进 一步改善了所述音频输出单元的性能。
[0072] (第五实施例）
[0073] 在如上所述的第一实施例的音频处理方法中，当所述功率小于所述第二阈值时， 以第一截止频率对所述音频信号进行滤波处理，并输出滤波后的信号。然而，在功率小于第 二阈值的情况下，即，在相对小功率的情况下，低频信号还有很大提升空间，直接输出的信 号的音质不够理想。
[0074] 考虑到这一点，在第五实施例的音频处理方法中，除了滤波处理，本发明实施例的 音频处理方法还对所述音频信号进行低频增强处理。具体地，所述音频处理方法可以通过 均衡器等的各种方式，对音频信号进行低频增强，其处理为本领域技术人员所知，在此不再 详述。
[0075] 此实施例的音频处理方法同样适用于如上所述的第三实施例的情况。即，在存在 多个阈值的情况下，当所述音频信号的功率小于最低阈值或较低阈值时，所述音频处理方 法可以对所述音频信号进行低频增强处理。例如，在第一阈值和第二阈值这两个阈值的情 况下，当所述音频信号的功率小于作为最低阈值的第一阈值时，所述音频处理方法可以对 所述音频信号进行低频增强处理。
[0076] 本发明第五实施例的音频处理方法的其他方面与上述第一实施例的音频处理方 法的相应方面类似，在此不再重复。
[0077] 在本发明第五实施例的音频处理方法中，一方面，能够有效地滤除大功率信号中 容易导致音圈过热的分量，避免音频输出单元中相关部件的热损坏。另一方面，由于对较低 功率的低频音频信号进行了低频增强处理，因此，能够有效地提升音频信号中的低频分量 的音质，延展低频的性能使其更加饱满，从而进一步改善了所述音频输出单元的性能。
[0078] (其他实施例）
[0079] 以上描述了本发明实施例的音频处理方法的若干实施例。本领域技术人员能够理 解，上述实施例仅是示意性的。本领域技术人员可以根据需要，对所述音频处理方法添加、 修改甚至删除若干步骤。例如，本领域技术人员可以对所述音频信号进行诸如频带衰减、谐 振滤波等的各种音频处理领域已知的处理，在此不再详述。
[0080] 此外，需要指出的是，上面描述的各个实施例可以适当地进行组合或修改。所述组 合或修改之后的实施例同样在本发明保护的范围内。图3是示意性示出通过适当组合上述 各实施例而形成的本发明又一实施例的音频处理方法的主要步骤的流程图。
[0081] 如图3所示，首先，在步骤S301，所述音频处理方法检测输入的音频信号的功率。 接下来，在步骤S302,所述音频处理方法判断所述功率是否小于第二阈值。如果所述功率大 于等于第二阈值，则所述音频处理方法进行到步骤S303。在步骤S303,所述音频处理方法 以第二截止频率对所述音频信号进行滤波。此后，所述音频处理方法进行到步骤S304,对滤 波后的音频信号进行频带衰减。接下来，所述音频处理方法进行到步骤S305,对衰减后的音 频信号进行等响处理。
[0082] 另一方面，如果所述功率小于所述第二阈值，则所述音频处理方法进行到步骤 S306。在步骤S306,所述音频处理方法进一步判断所述功率是否小于第一阈值。
[0083] 如果所述功率小于第二阈值，但大于等于第一阈值，则所述音频处理方法进行到 步骤S307。在步骤S307,所述音频处理方法以小于第二截止频率的第一截止频率对所述音 频信号进行滤波。此后，所述音频处理方法进行到步骤S308,对滤波后的音频信号进行频带 衰减。接下来，所述音频处理方法进行到步骤S309,对衰减后的音频信号进行等响处理。
[0084] 另一方面，如果所述功率小于所述第一阈值，则所述音频处理方法进行到步骤 S310。在步骤S310,所述音频处理方法以小于等于第一截止频率的第三截止频率对所述音 频信号进行滤波。此后，所述音频处理方法进行到步骤S311，对滤波后的音频信号进行低频 增强，并进行到步骤S312。在步骤S312,所述音频处理方法对低频增强后的信号进行谐振 滤波。接下来，所述音频处理方法进行到步骤S313,对谐振滤波后的音频信号进行等响处 理。
[0085] 最后，所述音频处理方法进行到步骤S314,输出最终的音频信号。
[0086] 需要指出的是，在上面参照图3所述的音频处理方法中，各个步骤不必按照附图 中所图示的顺序执行，而是可以根据需要并行地甚至颠倒地执行。例如，所述等响处理可以 在所述滤波处理之前进行，等等。
[0087] 图4A和图4B是图示应用本发明实施例的音频处理方法的仿真结果的示意图。
[0088] 图4A是分别图示了原始音频信号、应用现有技术中的音频处理方法之后的信号、 以及应用本发明实施例的音频处理方法之后的信号的频率响应曲线的图。如图4A所示， 以虚线绘出了原始音频信号的频率响应曲线，以点划线示出了应用现有技术中的音频处理 方法之后的音频信号的频率响应曲线，并且以实线示出了应用本发明实施例的音频处理方 法之后的音频信号的频率响应曲线。比较图4A中的三条曲线可以看出，原始音频信号的 谐振频率点大约为680Hz，应用现有技术中的音频处理方法之后的音频信号的谐振频率点 大约为380Hz，而应用本发明实施例的音频处理方法之后的音频信号的谐振频率点大约为 260Hz。而且，应用本发明实施例的音频处理方法之后的音频信号的声音响度有效地提升了 3dB。由此可见，本发明实施例的音频处理方法可以有效地降低谐振频率点，提升系统的声 音响度，延展低频的性能。
[0089] 图4B是分别图示了原始音频信号以及应用本发明实施例的音频处理方法之后的 信号的振幅曲线的图。如图4B所示，以实线绘出了原始音频信号的振幅曲线，而以虚线绘 出了应用本发明实施例的音频处理方法之后的信号的振幅曲线。比较图4B中的两条曲线 可以看出，原始音频信号的振幅在大约700Hz左右有非常大的峰值，而应用本发明实施例 的音频处理方法之后的音频信号与原始音频信号相比，其振幅的峰值大幅度降低。因此，本 发明实施例的音频处理方法可以有效地降低音频信号的振幅峰值，从而提升信号的功率。
[0090] 以上，参照图1-图4详细描述了本发明实施例的音频处理方法。下面，将参照图 5描述本发明实施例的音频处理设备。本发明实施例的音频处理设备应用于诸如扬声器等 的音频输出单元。所述音频输出单元可以作为诸如笔记本、手机等的电子设备中的内置单 元，也可以作为与所述电子设备相分离并与其可通信地连接的独立设备。
[0091] 如图5所示，本发明实施例的音频处理设备500主要包括：检测单元501、第一判 断单元502、滤波单元503和输出单元504。
[0092] 所述检测单元501检测输入的音频信号的功率。
[0093] 所述第一判断单元502判断所述功率是否小于第二阈值。
[0094] 所述滤波单元503当所述功率小于第二阈值时，以第一截止频率对所述音频信号 进行滤波；当所述功率大于等于第二阈值时，以大于所述第一截止频率的第二截止频率对 所述音频信号进行滤波。
[0095] 所述输出单元504输出滤波后的音频信号。
[0096] 在一实施例中，所述音频处理设备500还包括：衰减单元（未示出），当所述功率 大于等于第二阈值时，在输出滤波后的音频信号之前，对所述音频信号进行频带衰减。
[0097] 在另一实施例中，所述滤波单元503包括：第二判断单元，当判断所述功率小于第 二阈值时，判断所述功率是否大于等于第一阈值，所述第一阈值小于所述第二阈值；以及第 一滤波子单元，当判断所述功率大于等于所述第一阈值时，以所述第一截止频率对所述音 频信号进行滤波。
[0098] 在另一实施例中，所述滤波单元503还包括：第二滤波子单元，当判断所述功率小 于所述第一阈值时，以小于等于所述第一截止频率的第三截止频率对所述音频信号进行滤 波。
[0099] 在另一实施例中，所述音频处理设备500还包括：等响处理单元，在输出所述滤波 后的音频信号之前，对所述音频信号进行等响处理。
[0100] 在另一实施例中，所述音频处理设备500还包括：低频增强单元，当所述功率小于 所述第二阈值时，对所述音频信号进行低频增强处理。
[0101] 在另一实施例中，所述第一阈值和所述第二阈值基于所述音频输出单元的物理参 数而确定。
[0102] 所述音频处理设备500的各个单元的配置和操作已经在参照图1-4所述的音频处 理方法中详细描述，在此不再重复。
[0103] 在本发明实施例的音频处理设备中，检测输入音频信号的功率，并基于所述输入 音频信号的不同功率以不同截止频率对音频信号进行滤波。从而，一方面，本发明实施例的 音频处理设备能够有效地提升中小功率的音频信号中的低频分量。另一方面，本发明实施 例的音频处理设备能够有效地滤除大功率信号中容易导致音圈过热的分量，避免音频输出 单元中相关部件的热损坏。而且，本发明实施例的音频处理设备能够有效地避免由于大功 率信号造成的音圈振幅过大所导致的物理性破坏。因此，本发明实施例的音频处理设备能 够有效地改善所述音频输出单元的性能。
[0104] 以上，参照图1到图5描述了根据本发明实施例的音频处理方法和音频处理设备。
[0105] 需要说明的是，在本说明书中，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、物品或者设备不仅包括那些要 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、物品或者设备 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 在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0106] 此外，需要说明的是，在本说明书中，类似"第一…单元"、"第二...单元"的表述 仅为了在描述时方便区分，而并不意味着其必须实现为物理分离的两个或多个单元。事实 上，根据需要，所述单元可以整体实现为一个单元，也可以实现为多个单元。
[0107] 最后，还需要说明的是，上述一系列处理不仅包括以这里所述的顺序按时间序列 执行的处理，而且包括并行或分别地、而不是按时间顺序执行的处理。
[0108] 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本发明可借助 软件加必需的硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过硬件来实施。基于这样的理解， 本发明的技术方案对【背景技术】做出贡献的全部或者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存储介质中，如R0M/RAM、磁碟、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，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例 或者实施例的某些部分所述的方法。
[0109] 在本发明实施例中，单元/模块可以用软件实现，以便由各种类型的处理器执行。 举例来说，一个标识的可执行代码模块可以包括计算机指令的一个或多个物理或者逻辑 块，举例来说，其可以被构建为对象、过程或函数。尽管如此，所标识模块的可执行代码无需 物理地位于一起，而是可以包括存储在不同位里上的不同的指令，当这些指令逻辑上结合 在一起时，其构成单元/模块并且实现该单元/模块的规定目的。
[0110] 在单元/模块可以利用软件实现时，考虑到现有硬件工艺的水平，所以可以以软 件实现的单元/模块，在不考虑成本的情况下，本领域技术人员都可以搭建对应的硬件电 路来实现对应的功能，所述硬件电路包括常规的超大规模集成（VLSI)电路或者门阵列以 及诸如逻辑芯片、晶体管之类的现有半导体或者是其它分立的元件。模块还可以用可编程 硬件设备，诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备等实现。
[0111] 以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方 式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对 于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变 之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【主权项】
1. 一种应用于音频输出单元的音频处理方法，包括： 检测输入的音频信号的功率； 判断所述功率是否小于第二阈值； 当所述功率小于第二阈值时，以第一截止频率对所述音频信号进行滤波；当所述功率 大于等于第二阈值时，以大于所述第一截止频率的第二截止频率对所述音频信号进行滤 波；以及 输出滤波后的音频信号。2. 如权利要求1所述的音频处理方法，还包括： 当所述功率大于等于第二阈值时，在输出滤波后的音频信号之前，对所述音频信号进 行频带衰减。3. 如权利要求1所述的音频处理方法，所述滤波的步骤包括： 当判断所述功率小于第二阈值时，判断所述功率是否大于等于第一阈值，所述第一阈 值小于所述第二阈值；以及 当判断所述功率大于等于所述第一阈值时，以所述第一截止频率对所述音频信号进行 滤波。4. 如权利要求3所述的音频处理方法，所述滤波的步骤还包括： 当判断所述功率小于所述第一阈值时，以小于等于所述第一截止频率的第三截止频率 对所述音频信号进行滤波。5. 如权利要求1所述的音频处理方法，还包括： 在输出所述滤波后的音频信号之前，对所述音频信号进行等响处理。6. 如权利要求1所述的音频处理方法，还包括： 当所述功率小于所述第二阈值时，对所述音频信号进行低频增强处理。7. 如权利要求1所述的音频处理方法，其中，所述第一阈值和所述第二阈值基于所述 音频输出单元的物理参数而确定。8. -种应用于音频输出单元的音频处理设备，包括： 检测单元，检测输入的音频信号的功率； 第一判断单元，判断所述功率是否小于第二阈值； 滤波单元，当所述功率小于第二阈值时，以第一截止频率对所述音频信号进行滤波；当 所述功率大于等于第二阈值时，以大于所述第一截止频率的第二截止频率对所述音频信号 进行滤波；以及 输出单元，输出滤波后的音频信号。9. 如权利要求8所述的音频处理设备，还包括： 衰减单元，当所述功率大于等于第二阈值时，在输出滤波后的音频信号之前，对所述音 频信号进行频带衰减。10. 如权利要求8所述的音频处理设备，所述滤波单元包括： 第二判断单元，当判断所述功率小于第二阈值时，判断所述功率是否大于等于第一阈 值，所述第一阈值小于所述第二阈值；以及 第一滤波子单元，当判断所述功率大于等于所述第一阈值时，以所述第一截止频率对 所述音频信号进行滤波。11. 如权利要求10所述的音频处理设备，所述滤波单元还包括： 第二滤波子单元，当判断所述功率小于所述第一阈值时，以小于等于所述第一截止频 率的第三截止频率对所述音频信号进行滤波。12. 如权利要求8所述的音频处理设备，还包括： 等响处理单元，在输出所述滤波后的音频信号之前，对所述音频信号进行等响处理。13. 如权利要求8所述的音频处理设备，还包括： 低频增强单元，当所述功率小于所述第二阈值时，对所述音频信号进行低频增强处理。14. 如权利要求8所述的音频处理设备，其中，所述第一阈值和所述第二阈值基于所述 音频输出单元的物理参数而确定。
【文档编号】H04R3/00GK105992097SQ201510048105
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年1月29日
【发明人】龚永燕
【申请人】联想(北京)有限公司