中，仅有高质量校准样本被用于填充或以其它方式占据矩阵124和126。
[0128] 低分辨率矩阵126与其是2X1矩阵的映射参数矩阵128相乘。在映射参数矩阵 128中示出的映射参数是增益和偏移；然而，如上所述，系统可以确定更多数量和类型的映 射参数，这依赖于分析的复杂性。在高增益和低增益通道之间的线性关系中存在许多参数， 且被选择用于检测的参数的数量可以改变。
[0129] 一系列等式130、132、134、136在图8中被形象化地表示。这些等式可容易地在软 件中实现，以处理来自这一系统的数据以生成映射参数。备选地，在一些实施方式中，仅有 最后的等式136在映射参数确定的每种情况下被实现在软件中。
[0130] 根据高分辨率矩阵124和低分辨率矩阵126的线性关系，第一等式130包括NX1 的矩阵，其包括N个高分辨率校准样本。第一等式130包括表示低分辨率矩阵126的NX2 的矩阵。低分辨率矩阵126与映射参数（等式122和130中的未知数）的2X1的矩阵相 乘。低增益矩阵126的最左列可表示N个低增益样本，而最右列可表示信号的零次幂（例 如为1的N个矩阵项）。
[0131] 为了求解未知数，系统用其是矩阵126的转置矩阵的2XN矩阵乘以第一等式130 的两侧，见第二等式132。通过低分辨率矩阵126 (NX2)和该矩阵的转置矩阵（即2XN矩 阵）的乘法，方阵138被生成。方阵138被生成，使得方阵138的逆矩阵可被用于求解映射 参数128,见等式136。
[0132] 方阵138包括来自左下单元803和右上单元802二者中的低增益通道的校准样本 之和。方阵138的左上单元801表示来自低增益通道的校准样本中的每个校准样本的自身 平方之和。右下单元804包括等于校准样本的数量N的值。
[0133] 包括在单元中的值可被命名为累加器值，且针对每个新校准样本可被重新计算或 以其它方式更新。例如，单元801至804中的每个单元中的累加器值可如下更新：
[0134] 累加器8Q1(n)=累加器8Q1(n-l)+sL(nr2 (9)
[0135] 累加器8Q2(n)=累加器8Q2(n-l)+sL(n) (10)
[0136] 累加器 8Q3(n)=累加器 8Q3(n-l)+sL(n) (11)
[0137] 累加器 8Q4(n)=累加器 8Q4(n_l)+l (12)
[0138] 关于等式136左手边的其它两个矩阵，这些矩阵表示由低增益校准样本的幂（其 中顶行是1次幂并且底行是〇次幂（即1))构成的水平矩形矩阵乘以由高增益校准样本构 成的竖直矩形矩阵。这样的矩阵乘法（2XN矩阵乘以1XN矩阵）导致可以用两个附加累 加器值保持的2X1矩阵，如下：
[0139]累加器 5(n)=累加器 5(n-l)+sL(n)*sH(n) (13)
[0140]累加器 6(n)=累加器 6(n-l)+sH(n) (13)
[0141] 在等式136左手边的矩阵可在来自模拟-数字转换器的每个输入样本更新（例 如，通过累加器值的更新）。第四等式136中示出的求逆（即，等式136的求解）可对每N 个校准样本执行，尤其是当系统情况良好时，或者可以在每个样本的基础上执行。使用最小 二乘法优化允许系统处理数千个数据点，而仅必须存储关于8个数的信息：六个累加器以 及确定的映射参数（增益和偏移）。在一些实施方式中，累加器值从未或仅仅很少发生重 置。在其它实施方式中，累加器值被周期性地重置或归零。还在其它实施方式中，使用N个 校准值的移动窗口。
[0142]系统可使用最小二乘法优化容易地求解映射参数。这一技术是有益的，因为仅需 要基本矩阵操作来求解映射参数。一旦确定，映射参数被提供给图2中的信号映射块28,以 生成混合信号32。信号映射块28被配置为用检测到的参数再映射或合并低增益信号14。 例如，信号映射块28可执行以下公式，其中L'是混合或修改的输出信号32且L是低增益 信号14。
[0143]L'二仄⑶+仄⑴札^…+仄⑶*!?1(14)
[0144]图5涉及根据本公开的备选实施例的高动态范围系统51，其被配置为在换能器组 件49中接收输入信号50,诸如表示声音或旋转的模拟信号。换能器组件49包括四个传感 器60、62、64、66，每个传感器具有不同的灵敏度。系统的动态范围可通过包括更多的换能器 而增加。在其它实施方式中，换能器组件49是表观的多通道换能器，而不是如示出的真正 的多通道换能器。
[0145] 第一传感器60与第一处理电路70親合且输出第一通道80。第二传感器62与第 二处理电路72耦合且输出第二通道82。第三传感器64与第三处理电路74耦合且输出第 三通道84。第四传感器66与第四处理电路76耦合且输出第四通道86。由于传感器中的 每个传感器是不同的灵敏度，因此处理电路中的每个处理电路将应用不同的增益，以提供 四个同时采集的通道以待信号处理级53处理。
[0146] 如上面提到的，困难出现于在与多个换能器有关联的不同通道之间的转变。这个 系统51被配置为在四个不同通道之间平滑转变，以产生包括最低不连续的输出信号58。
[0147] 在一个实施例中，第一传感器60可以是极其灵敏的配置为检测非常弱的信号的 传感器。第二传感器62也可以是灵敏传感器，其配置为检测在与第一传感器60不同的频率 范围内的弱信号。由于第一和第二传感器60、62二者都被配置为检测弱信号，因此第一和 第二处理电路70、72可应用更高的增益来放大弱信号，并输出第一通道80和第二通道82， 其分别是最高增益通道和高增益通道。
[0148] 第三传感器64可以是配置为检测更强信号的传感器，且第四传感器66可配置为 检测比第三传感器更强的信号。第三和第四处理电路74、76被配置为处理更强的信号，并 提供用于接收到的信号强度的适当放大。第三处理电路被配置为输出第三通道84,这是低 增益信号。第四处理电路被配置为输出第四通道86,这是这个系统51的最低增益信号。
[0149] 信号处理级53包括与第一通道80和第二通道82耦合的第一信号分析和平均块 90。信号处理级53还包括与第三通道84和第四通道86耦合的第二信号分析和平均块92。 第一和第二信号分析和平均块的操作关于图6更详细地描述。
[0150] 第一信号分析和平均块90输出第一中间信号94,其是第一通道80和第二通道82 的混合版本。第二信号分析和平均块92输出第二中间信号96,其是第三通道84和第四通 道86的混合版本。
[0151] 第三信号分析和平均块98接收第一中间信号94和第二中间信号96,并提供输出 信号58。如可以在图6中更详细看到的，第三信号分析和平均块98将输出第一中间信号 94,除非它饱和或被截波。如果第一中间信号94被截波，那么第三信号分析和平均块98将 输出混合信号58。
[0152] 在图6中，更详细地提供第一、第二和第三信号分析和平均块90、92、98。信号分析 和平均块中的每个信号分析和平均块包括信号分析块、信号映射块和信号平均块。信号分 析和平均块中的每个信号分析和平均块可镜像图1A、图1B和图2的信号处理块12。
[0153] 具体地，第一信号分析和平均块90包括接收第一通道80和第二通道82的第一信 号分析块140。如上所述，第一通道80是最高增益通道，并且第二通道82是中高增益信号。 第一信号分析块140输出第一组映射参数146。第一信号映射块144接收第二通道82和 第一组映射参数146。第一信号映射块144输出第一混合信号148。第一信号平均块142 接收第一通道80和混合信号148,并输出第一高增益中间信号94。如上面描述的，第一信 号平均块142将输出第一通道80和混合信号148的加权平均。作为一个示例，信号平均块 142将输出第一通道80,除非第一通道饱和。如果第一通道饱和，那么第一信号平均块142 将输出混合信号。
[0154] 第二信号分析和平均块92包括接收第三通道84和第四通道86的第二信号分析 块150。如上所述，第三通道84是中低增益通道，并且第四通道86是最低增益信号。第二 信号分析块150输出第二组映射参数152。第二信号映射块154接收第四通道86和第二组 映射参数152。第二信号映射块154输出第二混合信号156。第二信号平均块158接收第 三通道84和第二混合信号156,并输出第二低增益中间信号96。如上面描述的，第二信号 平均块158将输出第三通道84和第二混合信号156的加权平均。作为一个示例，第二信号 平均块158将输出第三通道84,除非第三通道饱和，如果第三通道饱和，那么第二信号平均 块158将输出第二混合信号156。
[0155] 第三信号分析和平均块98包括接收第一中间信号94和第二中间信号96的第三 信号分析块160。第三信号分析块160输出第三组映射参数162。第三信号映射块164接 收第二中间信号96和第三组映射参数162。第三信号映射块164输出第三混合信号166。 第三信号平均块168接收第一中间信号94和第三混合信号166。第三信号平均块168将输 出第一中间信号94和第三混合信号166的加权平均。作为一个示例，第三信号平均块168 将输出第一中间高增益信号94,除非第一中间高增益信号94饱和。如果第一中间高增益信 号94饱和，那么第三信号平均块168将输出第三混合信号156。
[0156] 存在其中最高增益信号和高增益信号（第一通道和第二通道）二者都可能饱和的 情况，因此系统将输出第三中间信号，第三中间信号来源于低增益和最低增益信号。这个显 著地增加了这样的系统中可用的动态范围，同时提供用于产生平滑输出信号的方法。
[0157] 图5和图6的处理布置是第一、第二、第三和第四通道的并行处理。图7是具有多 个输入通道的处理级的备选实施例。图7是配置为按顺序处理第一通道80、第二通道82、 第三通道84和第四通道86的顺序处理级170。
[0158] 顺序处理级170包括接收第四通道86和第三通道84的第一信号分析和平均块 172。第四通道86是具有最低放大因子或灵敏度的通道，并且第三通道84是具有中低放大 因子或灵敏度的通道。如关于图5和图6描述的，