一种基于调幅的宽频音频信号对电池供电的音频系统的电池寿命进行评估的方法与流程

本发明公开涉及到，一般地，检测电池供电的音频系统的电池寿命，尤其是涉及基于振幅调节的音频信号对音频系统的电池寿命进行评估的方法。

背景技术：

测量装载电池的音频产品的持续运行时间的其中一个挑战是，没有合适的包含动态行为音乐特征的独特的测试信号。这种测试信号不仅仅能在典型的发声光谱的范围内呈现能量分布，同时也可以将供给到的音乐的动态行为进行模拟。

其中一种评估装载电池的音频产品的持续运行时间的常规办法，是对白噪音信号进行预处理，并根据音乐的功率谱密度的平均值对其频率进行形变调节，形成测试信号。然而，在时间域中，白噪音表现出一个长期的恒定包络，这样的特征不能很好地反映音乐的动态行为，这就是为什么这种常规的方法可能会提供一个不准确的结果的原因。这种不准确的结果来源于，装载电池的音频系统在播放音乐时，在音量相对高的情况下，压缩器和/或限制器在内部对输出电平进行调节或限制，从电池中消耗能量，导致电池电量降低。然而，含有与上述的高音量的音乐信号相同量的能量的白噪音信号，将不可能占用任何的压缩器或者限制器，这将导致系统消耗更多的能量。

因此，迄今为止，还没有一种技术方案能解决上述的缺陷与不足。

技术实现要素：

在一方面，本发明公开涉及了一种评估电池供电的音频产品的电池寿命的方法。这种方法通过对测试信号进行预处理，不仅仅是呈现出音乐的典型的功率谱分布，而且通过特定的振幅调节方式对其的动态行为进行模拟。在一些实施例中，这种方法包括：将预先录制好的测试信号存储到指定的媒体播放器中，在评估之后，通过物理连接或无线连接的方式将测试信号传送到音频产品中；通过设置成电池智能或者设备智能的特定模式的产品对测试信号进行复制；执行检测操作，直到产品的电量耗尽和产品关闭；记录产品持续的运行时间。

在一个优先的实施例中，测试信号的产生包括：提取两个或多个的音乐一般特征，这些特征着重于体现音乐的典型的功率谱分布和动态行为；将提取到的音乐一般特征转换为频域参数和时域参数；根据之前的步骤生成的参数产生滤波函数和振幅调节信号；运用频域和时域参数产品对白噪音进行处理；将测试信号处理结果存储到存储系统中。

在另一方面，本发明公开涉及到一种信号发生器，这种信号发生器产生测试信号，通过这种测试信号可以对电池供电的音频产品的电池寿命进行更高准确度的评估。在一些实施例中，这种测试信号发生器包括，一个或多个的音乐特征提取器，图形用户界面，白噪音发生器，一个或多个的音乐特征模拟器，测试信号输出装置，和测试信号发生控制器。上述的一个或多个的音乐特征提取器可以从特定的音乐数据库中提取一个或多个的一般的音乐特征。图形用户界面可接收一个或多个的一般的音乐特征。白噪音发生器可用于产生白噪音。一个或多个的音乐特征模拟器可运用从音乐中提取到的参数对白噪音进行处理。测试信号输出装置可用于提供所产生的测试信号。测试信号发生控制器执行和管理测试信号发生器的操作。

在另一方面，本发明公开涉及一种用于评估电池供电的音频产品的热行为的方法。这种方法对测试信号进行预处理，不仅仅体现了所供给的音乐的典型的功率谱分布，而且还通过特定的振幅调节方式对其动态行为进行模拟。在一些实施例中，这种方法包括：将预先录制好的测试信号存储到指定的媒体播放器中，在评估之后，通过物理连接或无线连接的方式将测试信号传送到音频产品中；通过设置成特定模式的产品对测试信号进行复制；执行检测操作，在指定的时间内一个或多个的温度传感器提供产品的一个或多个点的温度信息。这些信息注册和存储后用于分析。

本发明公开的上述几个方面内容和其他方面的内容，将在以下的结合图片和文字的优选实施例的描述中呈现得更加详细和明显。虽然实施例中有进行相应的变化和修改，但其中的变化和修改的影响不脱离本发明的精神和保护范围。

附图说明

本发明需要保护的主题在本申请的权利要求书中已经明确指出，而且权利要求也明确了保护范围。本发明前述的方面和其他方面的特征中，将在下面的结合附图的详细说明中进行阐述，以下是附图：

图1描述了本发明公开的一些实施例中的一般音乐集合的平均功率谱分布图。

图2描述了本发明公开的一些实施例中的模拟一般音乐集合的平均功率谱分布的滤波函数曲线图。

图3描述了本发明公开的一些实施例中的模拟一般音乐集合提取的动态行为的白噪音振幅调节图。

图4为本发明公开的一些实施例中的测试信号发生器产生模拟音乐频率特征和时间特征的测试信号的框图。

图5为本发明公开的一些实施例中的评估电池供电的音频系统的电池寿命的方法的流程图。

具体实施方式

本发明公开涉及的内容在以下的举例中进行详细描述，在所举的例子中其中的一些变化和改变在本领域是显而易见的。本发明的不同实施例将进行详细描述。在参照附图时，如数字，如果有的话，将在图片中指示类似的组件。在整份说明书和权利要求书中提到的那样，除非在语境中明确指出其他含义，“一种”、“特定的一种”也包含复数的情况。另外，正如在整份说明书和权利要求书中提到的那样，除非在语境中明确指出其他含义，“在”的意思包括“在……之内”和“在……之上”的情况。此外，说明书的标题或者副标题是为了让阅读者更方便地阅读，这并不对本发明保护的范围产生影响。额外地，说明书涉及到的一些术语有下述定义的具体含义。

说明书涉及到的术语，在本发明描述的语境中具有它们在本领域中所具有的普通含义。本发明使用的特定术语将在下面进行讨论，或者在说明书的别处进行说明，这些特定术语对本领域的技术人员理解本发明有额外的指导作用。同一件事物，可以通过一种或者多种方式进描述。因此，替代语言和同义词可用于任何一个或多个的此处讨论的术语。本说明书任何地方使用的例子，包括含有此次讨论的术语的例子，其作用只是用于举例，并不能理解为是对本发明的保护范围的限制。同样地，本说明书的各种实施例也不能理解为是对本发明的保护范围的限制。

除另有规定外，本发明所使用到的技术术语和科学术语具有在本领域的技术人员所理解的相同含义。在有定义冲突的情况下，本发明的文档将对其定义进行控制。

正如在这里所述的那样，多数表示两个或多个。术语包括、包含、容纳、涉及和其他相关的术语，应该理解为包括但不局限于。

正如在这里所述的那样，装置和方法可以由执行一个或多个计算机程序的一个或多个的处理器来实现。计算机程序包括存储于非临时性的有形计算机可读介质的处理器执行指令。计算机程序也包括有存储数据。不受限制的，非临时性的有形计算机可读介质是指非易失性存储器，磁存储器和光存储器。

本发明将在参考结合下文附图1-5的情况下，对本发明实施例的内容进行更充分地描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。然而，本发明公开的内容可以通过许多不同的形式来实现，这些不同的形式不应被理解为对本发明的实施方式的限定；相反地，提供这些实施例的目的是使本领域的技术人员对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

正如在背景技术描述的那样，测量装载电池的音频产品的持续运行时间的其中一个挑战是，没有具有适合音乐特征的独特测试信号。为了有效测量装载电池的音频产品的电池寿命，采用的测试信号应该可以体现音乐集合的一般特征。这种音乐一般特征包括但不限于：频率特征（音高），振幅特征（强度特征，响度），节奏特征（每分钟节拍数），和音色特征（音色或音质）。测试信号对音乐的一般特征模拟地越接近，持续运行时间的测量结果则越准确。测试信号应包含平均音乐内容的相同数量的能量，以及携带音乐内容的动态变化信息。

在一些实施例中，为了评估音乐的频率特征和时间特征，使用了大量的音乐录音集合。在一个实施例中，使用了包含了2000首音乐曲目的音乐集合。这个音乐集合包含了不同类型的音乐体裁，如非主流音乐，蓝调音乐，古典音乐，乡村音乐、舞蹈音乐、轻音乐、电子音乐、欧洲音乐、嘻哈/说唱，独立流行乐，励志/福音类音乐，亚洲流行音乐，爵士乐，拉丁音乐，新世纪音乐，歌剧、流行音乐、r&b/灵魂，雷鬼音乐，各种摇滚乐、世界音乐等。

图1描述了本发明公开的一些实施例中的一个音乐集合的频率特征100。音乐集合的频率特征100包括音乐集合的平均功率密度分布102和音乐集合的平均功率密度分布102的标准偏差104。一个在频率范围内几乎恒定的标准偏差提示着，平均功率密度分布102曲线实际上是音乐集合的频率特征的反映。

为了产生具有典型的音乐功率密度分布的测试信号，频率特征模拟器将根据从音乐集合提取到的频率特征产生滤波函数，并将滤波函数运用于白噪音信号中。图2描述了本发明公开的一些实施例中的频率特征模拟器生成的滤波函数曲线图200。在一个示例性的实施例中，如图2所示，频率特征模拟器被设计成用于产生滤波函数202，在图2和图1进行比较，滤波函数将音乐集合的平均功率密度分布102模拟的很贴切。当包含几乎平坦的频率曲线的白噪音信号被频率特征模拟器过滤后，频率特征模拟器输出形成了测试信号，该测试信号将一般功率密度分布模拟的很贴切。

在一些实施例中，对标准化的强度水平的均方根（rsm）值进行计算和分析，获得所有音乐录音的平均均方根值。在其中一个实施例中，所有音乐录音的平均均方根值接近于0.2，相对于0到1的水平范围。此强度值可作为参考，用于确定/调整测试信号的振幅值。

为了产生测试信号，除了对音乐的频率特征外也有其动态特征，振幅特征模拟器可以根据从音乐集合提取到的音乐动态特征产生振幅调节函数。图3描述了经过频率特征模拟器过滤的白噪音信号302，以及经过频率特征模拟器过滤和经过振幅特征模拟器处理的另一种白噪音信号303。两种白噪音信号，白噪音信号302和白噪音信号303的水平都被调整过使得两种信号呈现出相同的能量水平。第二种白噪音信号303呈现出的动态区域，白噪音的振幅覆盖了动态范围的满量程，进而保证音频产品的压缩器和/或限制器在相对高音量的情况下可以声音复制。

在本发明的一些实施例中，从音乐集合提取到的音乐特征是和电池供电的音频产品的压缩器和/或限制器在相对高音量的情况下进行声音复制操作时节省的能量总量相关。此外，在本发明的的一些实施例中，这些节省的能量总量估计为音乐歌曲总能量的20%左右。此参数可用于指导创建动态区域，也可根据最初的要求和从音乐集合提取音乐特征的方法，对该参数进行调整。按照这些实施例的内容，如附图3所示的动态区域，设计为使得压缩器和/或限制器在工作过程中节省或削减整体信号接近20%的能量。

在一方面，本发明公开了一种测试信号发生器400。现在参考图4，图4解释了本发明公开的一些实施例中的测试信号发生器400产生模拟音乐效果的测试信号的框图。在一些实施例中，测试信号发生器400包括，图形用户界面401，白噪音发生器403，一个或多个的音乐特征模拟器，测试信号输出装置409，和测试信号发生控制器410。

图形用户界面401是用户用来接收一个或多个的音乐一般特征，进而根据接收到的一个或多个的音乐一般特征对测试信号的生成过程进行手动或者自动调节的控制操作。

白噪音发生器403用于产生白噪音，白噪音作为测试信号的基础，在形成测试信号之前需要经过一系列的信号调节处理。在一个实施例中，白噪音发生器403可以是白噪音发生器的硬件模拟器。在另一个实施例中，白噪音发生器403可以是一种以数字形式产生白噪音的计算机算法。

在一些实施例中，音乐的一般特征包括：频率特征，声强特征，节奏特征和音色特征。为了模拟音乐集合的音乐，一个或多个的音乐特征模拟器依据所接收到的用来产生测试信号的一个或多个的音乐一般特征，进而对白噪音发生器403产生的白噪音进行处理。

在一些实施例中，频率特征模拟器405可用于模拟频率特征。频率特征模拟器405可被设计成具有如图2所示的频率特征202。

在一些实施例中，振幅特征模拟器407可用于模拟在白噪音信号中引入动态区域的振幅特征。基于音乐集合的测量值，在对音乐录音进行标准化后，音乐的声强特征总体上的均方根值接近于0.2。因此，声强特征总体上的均方根值接近于0.2的白噪音能量总量可被用来作参考。当振幅特征模拟器407引入动态区域特征时，也降低了稳定白噪音区域的振幅，使得测试信号的能量总量保持不变。在附图3描述的示例性实施例中，两种信号具有相同的能量总量，但是位于上方的具有长期恒定的振幅的白噪音信号302，显示比动态白噪音信号303的恒定振幅区域具有更高的平均强度水平，动态白噪音信号303的振幅已经减少使得在进行动态区域重定位时可节约能量。振幅特征模拟器可调整白噪音信号的强度水平，并产生相应的动态区域，使测试信号的的能量总量能模仿音乐的能量特征。

除了频率特征模拟器405和振幅特征模拟器407外，其它模拟器也被用于音乐特征的模拟程度。在一些实施例中，从音乐集合提取节奏特征和/或音色特征的方法和提取频率特征和强度特征的方法相似。这些提取到的节奏特征和音色特征被用作节奏特征模拟器和/或音色特征模拟器的处理基础。

在一个实施例中，频率特征模拟器405，振幅特征模拟器407，节奏特征模拟器和音色特征模拟器可以于串行形式进行运用，但不一定是这个顺序。白噪音发生器403产生的白噪音信号在经过频率特征模拟器405，振幅特征模拟器407，节奏特征模拟器和音色特征模拟器中的至少一个模拟器调节处理后，生成测试信号。

在一些实施例中，经过频率特征模拟器405，振幅特征模拟器407，节奏特征模拟器和音色特征模拟器中的至少一个模拟器调节处理后生成的测试信号通过信号输出装置409提供给装置。

在一些实施例中，测试信号发生控制器410可包括非暂时性的计算机可读存储器4103和处理器4101。非暂时性的计算机可读存储器4103存储了操作系统41032和计算机执行指令41034。当计算机执行指令41034被处理器4101执行时，计算机执行指令41034引发处理器4101执行以下操作：测试信号发生控制器410提取一个或多个的音乐一般特征；测试信号发生控制器410将提取的一个或多个的音乐一般特征传送到测试信号发生器400的图形用户界面401；测试信号发生器400的白噪音发生器403产生白噪音信号；一个或多个的音乐特征模拟器根据一个或多个的音乐一般特征，对白噪音进行处理，形成测试信号；通过测试信号发生器400的测试信号输出装置409提供形成的测试信号。

在另一方面，本发明公开了一种根据音乐频率和动态行为模拟音乐特征的测试信号对电池供电的音频产品的电池寿命进行评估的方法。参考图5，是本发明公开的一些实施例中的评估电池供电的音频产品的电池寿命的方法500的流程图。

在方框502中，测试信号发生控制器410从音乐录音集合中提取了一个或多个的音乐一般特征。在一些实施例中，音乐录音集合包含了不同音乐体裁类型的2000首音乐录音。为了对通用的音乐进行模拟，上述的音乐体裁包括了如非主流音乐，蓝调音乐，古典音乐，乡村音乐、舞蹈音乐、轻音乐、电子音乐、欧洲音乐、嘻哈/说唱，独立流行乐，励志/福音类音乐，亚洲流行音乐，爵士乐，拉丁音乐，新世纪音乐，歌剧、流行音乐、r&b/灵魂，雷鬼音乐，各种摇滚乐、世界音乐等。

在一些实施例中，一个或多个的音乐特征可包含频率特征，声强特征，节奏特征和音色特征。

在方框504中，测试信号发生控制器410将产生的一个或多个的音乐一般特征传送到测试信号发生器400的图形用户界面401中。一个或多个的音乐特征时形成测试信号的基础。

在方框506中，测试信号发生器400的白噪音发生器403生成了测试信号的基础白噪音。在一个实施例中，白噪音发生器403可以是白噪音发生器的硬件模拟器。在另一个实施例中，白噪音发生器403可以是一种以数字形式产生白噪音的计算机算法。

在方框508中，一个或多个的音乐一般特征模拟器根据提取到的一个或多个的音乐一般特征对白噪音进行处理，进而形成测试信号。在一些实施例中，一个或多个的音乐一般特征模拟器可包括频率特征模拟器，振幅特征模拟器，节奏特征模拟器和音色特征模拟器

在方框510中，测试信号发生器400的测试信号输出装置409提供产生的测试信号输出。

在一些实施例中，以数码形式存储的测试信号发生器400的输出，用于评估电池供电的音频产品的电池寿命。当执行电池寿命检测时，测试信号由音乐播放器通过物理或者无线的传送到产品中，这些产品被设置成特定的提示电池充满电的重现模式，并且可以决定输出音量。根据测试信号，产品将运行着直到放电完全和系统关闭。运行时间被记录和存储用于进一步的分析。

在另一个方面，本发明公开了一种计算机程序产品。在一些实施例中，计算机程序产品由测试信号发生控制器410的处理器4101运行。测试信号发生控制器410包含存储计算机执行指令41034的非暂时性的计算机可读存储器4103和处理器4101。当计算机执行指令41034被处理器4101执行时，计算机执行指令41034引发处理器4101执行以下操作：测试信号发生控制器410提取一个或多个的音乐一般特征；测试信号发生控制器410将提取的一个或多个的音乐一般特征传送到测试信号发生器400的图形用户界面401；测试信号发生器400的白噪音发生器403产生白噪音信号；一个或多个的音乐特征模拟器根据一个或多个的音乐一般特征，对白噪音进行处理，形成测试信号；通过测试信号发生器400的测试信号输出装置409提供形成的测试信号。

本发明公开的一些方面的内容是依据方法流程图和/或方框图进行描述的。可以理解的是，每个流程图和/或方框图的方框内容，和流程图和/或方框图的方框的内容结合，是可以被计算机可读程序指令或者硬件执行的。

附图中的流程图和方框图根据本发明的不同实施例对本发明的架构，功能函数，系统可实现的操作功能，方法和计算机程序产品。就这点而言，流程图或方框图中的每一个方框代表了每一个模块、片段或者部分指令，方框包含了一个或多个执行特定逻辑函数的执行指令。在一些可替代的实施例中，方框中的功能可能和附图中的顺序有所不同。比如，连续显示的两个方框，实际上会被同时执行，或者以相反的顺序执行方框内的指令，这主要取决于参与的功能。还需要指出的是，每一个流程图和/或方框图的方框，和流程图和/或方框图的方框的内容结合，是可以被专用硬件系统执行的，这种专用硬件系统是用于执行特定的功能或行为或者执行专用硬件和计算机指令的组合。

以上内容仅仅为本发明所作的优选实施例，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。