一种电子琴喇叭检测系统及方法与流程

1.本技术涉及喇叭检测的领域，尤其是涉及一种电子琴喇叭检测系统及方法。


背景技术：

2.重低音其实是电子音乐里，对频率较低且波长较长的波段的叫法；重低音的声波较长，人听起来是十分明显的，心理感觉会很震撼，并且人的其它感官也会感受得到。
3.演奏电子琴发出的电子音乐音频中存在重低音音频成分，电子琴喇叭播放出重低音音频的过程为：处理好的重低音信号先传输到重低音音量控制器处，重低音音量控制器处对重低音的音量进行调节后，再将重低音信号传输至功率放大器处，功率放大器对重低音信号进行功率放大后再控制与之连接的喇叭外放功率放大后的重低音音频。
4.在实现本技术的过程中，发现上述技术至少存在以下问题：电子琴中的其他电子元件在工作的时候会产生噪声，重低音信号由重低音音量控制器传输到喇叭的过程中容易收到噪声的不利影响，从而容易导致喇叭播放出的重低音音频出现失真，从而导致；但是，现有技术中并不存在检测电子琴喇叭播放出的重低音音频是否失真的技术。


技术实现要素：

5.为了便于及时且有效检测出电子琴喇叭播放出的重低音音频是否失真，本技术提供一种电子琴喇叭检测系统及方法。
6.第一方面，本技术提供一种电子琴喇叭检测系统，采用如下的技术方案：一种电子琴喇叭检测系统，包括：重低音频带范围解析模块，用于获取传经重低音音量控制单元的重低音信号，解析所述重低音信号，生成所述重低音信号所在的第一频带范围；外放重低音采集模块，用于获取电子琴喇叭外放的重低音音频，依据所述重低音音频生成第二频域重低音信号；频域重低音信号解析模块，用于获取并解析所述第二频域重低音信号，生成第二频带范围；第一比较判断模块，用于判断所述第二频带范围是否完全处于所述第一频带范围之内，生成第一判断结果；示警模块，用于在所述第一判断结果为否时，发出示警信息。
7.通过采用上述技术方案，当判断出第二频带范围未完全处于第一频带范围之内是，可以说明电子琴喇叭外放的重低音音频发射了频谱偏移，从而造成了重低音音频的部分或完全丢失，此时通过发出示警信息，便于工作人员及时对此异常情况进行处理，从而便于及时且有效检测出电子琴喇叭播放出的重低音音频是否失真。
8.在一个具体的可实施方案中，所述重低音频带范围解析模块包括：第一重低音采集单元，用于获取传经所述重低音音量控制单元的所述重低音信号，所述重低音信号为第一时域重低音信号；第一时频转换单元，用于将所述第一时域重低音信号转换为第一频域重低音信
号，转换方式为快速傅里叶变换；频域波形解析单元，用于解析所述第一频域重低音信号，生成所述第一频域重低音信号所在频带的第一最小频率与第一最大频率，依据所述第一最小频率与所述第一最大频率得到所述第一频带范围。
9.通过采用上述技术方案，可以依据第一最小频率与第一最大频率确定出第一频带范围。
10.在一个具体的可实施方案中，所述外放重低音采集模块包括：第二重低音采集单元，用于获取所述电子琴喇叭外放的所述重低音音频，所述重低音音频为第二时域重低音信号；第二时频转换单元，用于将所述第二时域重低音信号转换为第二频域重低音信号，转换方式为快速傅里叶变换。
11.通过采用上述技术方案，可以获得外放的重低音音频信号的频域信号，且采用快速傅里叶变换的方式进行时频域的转换，可提升转换的效率。
12.在一个具体的可实施方案中，所述频域重低音信号解析模块还用于解析所述第二频域重低音信号，生成所述第二频域重低音信号的峰值幅度。
13.通过采用上述技术方案，通过频域重低音信号解析模块还可进一步获取峰值幅度。
14.在一个具体的可实施方案中，所述频域重低音信号解析模块包括：频带解析单元，用于解析所述第二频域波形信号，生成所述第二频域波形信号的第二最小频率与第二最大频率，依据所述第二最小频率与所述第二最大频率生成所述第二频带范围；峰值幅度确定单元，用于解析所述第二频域重低音信号，生成所述峰值幅度。
15.通过采用上述技术方案，可获取第二频域重低音信号的峰值幅度。
16.在一个具体的可实施方案中，电子琴喇叭检测系统还包括第二比较判断模块，用于判断所述峰值幅度超过所述预设峰值幅度的第一比例是否超过第一比例阈值，得到第二判断结果。
17.通过采用上述技术方案，便于通过第二判断结果判断第二频域重低音信号的幅度是否超过峰值幅度太多。
18.在一个具体的可实施方案中，电子琴喇叭检测系统还包括判决模块，用于在所述第一判断结果与所述第二判断结果均为是时，控制所述示警模块发出所述示警信息。
19.通过采用上述技术方案，便于在判断出第二频带范围未完全处于第一频带范围内时，且第二频域重低音信号的幅度超过峰值幅度太多时，发出示警信息。
20.在一个具体的可实施方案中，电子琴喇叭检测系统还包括第三比较判断模块，用于判断所述第一最小频率与第二最小频率之间的差值相对于第一最小频率的第二比例是否超过第二比例阈值，得到第三判断结果，还判断所述第一最大频率与第二最大频率之间的差值相对于第一最大频率的第三比例是否超过第三比例阈值，得到第四判断结果。
21.通过采用上述技术方案，可判断出第二频带范围与第一频带范围是否相差过大。
22.在一个具体的可实施方案中，所述判决模块获取并判断所述第三判断结果与所述第四判断结果，若所述第三判断结果和/或所述第四判断结果为是，则所述判决模块控制所述重低音音量控制单元暂停工作。
23.通过采用上述技术方案，当判断出第二频带范围与第一频带范围相差过大时，可通过判决模块及时关停重低音音量控制单元，从而提示重低音增强系统出现问题。
24.第二方面，本技术提供一种电子琴喇叭检测方法，采用如下的技术方案：一种电子琴喇叭检测方法，包括：获取传经重低音音量控制单元的重低音信号，解析所述重低音信号，生成所述重低音信号所在的第一频带范围；获取电子琴喇叭外放的重低音音频，依据所述重低音音频生成第二频域重低音信号；获取并解析所述第二频域重低音信号，生成第二频带范围；判断所述第二频带范围是否处于所述第一频带范围之内，生成第一判断结果；当所述第一判断结果为是时，发出示警信息。
25.通过采用上述技术方案，当判断出第二频带范围未完全处于第一频带范围之内是，可以说明电子琴喇叭外放的重低音音频发射了频谱偏移，从而造成了重低音音频的部分或完全丢失，此时通过发出示警信息，便于工作人员及时对此异常情况进行处理，从而便于及时且有效检测出电子琴喇叭播放出的重低音音频是否失真。
26.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.便于及时且有效检测出电子琴喇叭播放出的重低音音频是否失真；2.提升了时域重低音信号转换为频域重低音信号的效率；3.可判断出外放重低音的频带范围是否与传经重低音音量控制单元重低音的频带范围相差过大。
附图说明
27.图1是本技术实施例中一种电子琴喇叭检测系统的结构框图。
28.图2是本技术实施例中一种电子琴喇叭检测方法的流程示意图。
29.附图标记说明：100、重低音频带范围解析模块；101、第一重低音采集单元；102、第一时频转换单元；103、频域波形解析单元；200、外放重低音采集模块；201、第二重低音采集单元；202、第二时频转换单元；300、频域重低音信号解析模块；301、频带解析单元；302、峰值幅度确定单元；400、第一比较判断模块；500、第二比较判断模块；600、判决模块；700、第三比较判断模块；800、示警模块；801、无线通信单元；802、警示智能载体。
具体实施方式
30.以下结合附图1-2对本技术作进一步详细说明。
31.实施例1需要预先铺垫的是，现有技术中的电子琴重低音播放系统包括重低音音量控制单元，与重低音音量控制单元连接的功率增益模块以及与功率增益模块连接的电子琴喇叭。
32.本技术实施例1公开了一种电子琴喇叭检测系统。参照图1，电子琴喇叭检测系统包括：与重低音音量控制单元通信连接的重低音频带范围解析模块100；与电子琴喇叭连接或设置在电子琴喇叭附近的外放重低音采集模块200；
与外放重低音采集模块200连接的频域重低音信号解析模块300；与重低音频带范围解析模块100以及频域重低音信号解析模块300均连接的第一比较判断模块400；与频域重低音信号解析模块300连接的第二比较判断模块500；与第一比较判断模块400以及第二比较判断模块500均连接的判决模块600，判决模块600还与重低音音量控制单元连接；连接在第一比较判断模块400与判决模块600之间的第三比较判断模块700；与判决模块600连接的示警模块800。
33.接下来对上述各个模块的作用及结构进行详细介绍：重低音频带范围解析模块100，用于获取传经重低音音量控制单元的重低音信号，解析重低音信号，生成重低音信号所在的第一频带范围。
34.具体的，重低音频带范围解析模块100包括以下子单元：与重低音音量控制单元连接的第一重低音采集单元101，用于获取传经重低音音量控制单元的重低音信号，重低音信号为第一时域重低音信号。
35.电子琴重低音播放系统在播放演奏电子琴发出的音频中的重低音时，相应的重低音信号会传经重低音音量控制单元，此时，通过第一重低音采集单元101将重低音信号采集复制过来，且将该重低音信号记为第一时域重低音信号s1(t)。
36.与第一重低音采集单元101连接的第一时频转换单元102，用于将第一时域重低音信号转换为第一频域重低音信号。
37.第一重低音采集单元101采集到s1(t)后，将s1(t)进一步发送至第一时频转换单元102处，然后第一时频转换单元102通过快速傅里叶变换将s1(t)由时域信号转换为对应的频域信号，且将该频域信号记为第一频域重低音信号s1(f)。
38.与第一时频转换单元102连接的频域波形解析单元103，用于解析第一频域重低音信号，生成第一频域重低音信号所在频带的第一最小频率与第一最大频率，依据第一最小频率与第一最大频率得到第一频带范围。
39.频域波形解析单元103可对频域信号进行解析以获取频域信号所处频带的最小频率以及最大频率，还可获取对应频域信号功率幅度等信息。
40.通过第一时频转换单元102获取s1(f)后，进一步将s1(f)发送至频域波形解析单元103，然后通过频域波形解析单元103对s1(f)进行解析；解析的具体步骤为：先令s1(f)＝0，然后计算对应的解集{f
11
、f
12
、f
13
……
}，接着对解集中各个元素进行从小到大的排列，从而获取解集中的数值最小的元素，记为记为第一最小频率f1(min)，以及解集中的数值最大的元素，记为记为第一最大频率f1(max)；且还将频带在[f1(min)，f1(max)]范围内的频带记为第一频带范围。
[0041]
外放重低音采集模块200，用于获取电子琴喇叭外放的重低音音频，依据重低音音频生成第二频域重低音信号。
[0042]
具体的，外放重低音采集模块200包括以下子单元：与电子琴喇叭连接或设置在电子琴喇叭附近的第二重低音采集单元201，用于获取电子琴喇叭外放的重低音音频，重低音音频为第二时域重低音信号。
[0043]
电子琴在外放重低音音频时，通过第二重低音采集单元201可采集到此外放的重
低音音频，需要说明的是，第二重低音采集单元201采集到的重低音音频为时域的重低音信号，且将此时域的重低音信号记为第二时域重低音信号s2(t)。
[0044]
与第二重低音采集单元201连接的与第二时频转换单元202，用于将第二时域重低音信号转换为第二频域重低音信号。
[0045]
第二重低音采集单元201采集到s2(t)后，进一步将s2(t)发送至第二时频转换单元202，然后第二时频转换单元202通过快速傅里叶变化将s2(t)由时域信号转换为对应的频域信号，且将该频域信号记为第二频域重低音信号s2(f)。
[0046]
频域重低音信号解析模块300，用于获取并解析第二频域重低音信号，生成第二频带范围。
[0047]
具体的，频域重低音信号解析模块300包括以下子单元：与第二时频转换单元202连接的频带解析单元301，用于解析第二频域波形信号，生成第二频域波形信号的第二最小频率与第二最大频率，依据第二最小频率与第二最大频率生成第二频带范围。
[0048]
通过第二时频转换单元202获取s2(f)后，还将s2(f)进一步发送至频带解析单元301，然后频带解析单元301对s2(f)进行解析；解析的具体步骤为：先令s2(f)＝0，然后计算对应的解集{f
21
、f
22
、f
23
……
}，接着对解集中各个元素进行从小到大的排列，从而获取解集中的数值最小的元素，记为记为第二最小频率f2(min)，以及解集中的数值最大的元素，记为记为第二最大频率f2(max)；且还将频带在[f2(min)，f2(max)]范围内的频带记为第二频带范围。
[0049]
与频带解析单元301连接的峰值幅度确定单元302，用于解析第二频域重低音信号，生成峰值幅度。
[0050]
峰值幅度确定单元302通过频带解析单元301获取s2(f)，然后令s2(f)的导数s2′
(f)为0，并求其解集{f
31
、f
22
、f
33
……
}，然后将解集中的各个元素分别带入s2(f)中计算，得到计算结果集合{s2(f
31
)、s2(f
22
)、s2(f
33
)
……
}，然后按照从小到达的顺序对计算结果集合中各元素进行排列，然后得到计算结果集合中的最大值s2(f)
max
，也即第二频域重低音信号的峰值幅度。
[0051]
与频带解析单元301连接的第一比较判断模块400，用于判断第二频带范围是否完全处于第一频带范围之内，生成第一判断结果。
[0052]
根据历史经验数据可知，在没有噪声的影响下，第二频带范围基本与第一频带范围重合，且不会超出第一频带范围，若第二频带范围超出第一频带范围，则说明重低音部分出现频谱移偏移的现象，从而会使部分原重低音的频率脱离重低音的范畴，以至于出现重低音音频失真之现象。
[0053]
为了便于判断第二频带范围是否完全处于第一频带范围之内，本实施例通过第一比较判断模块400执行如下步骤：判断f2(min)是否小于等于f1(min)；同时；判断f2(max)是否大于等于f1(max)；如此，可以得到如下四种第一判断结果：第一：f2(min)大于等于f1(min)，且f2(max)小于等于f1(max)；第二：f2(min)大于等于f1(min)，且f2(max)大于f1(max)；
第三：f2(min)小于f1(min)，且f2(max)小于等于f1(max)；第四：f2(min)小于f1(min)，且f2(max)大于f1(max)。
[0054]
第二比较判断模块500，用于判断峰值幅度超过预设峰值幅度的第一比例是否超过第一比例阈值，得到第二判断结果。
[0055]
上文提到“电子琴重低音播放系统包括重低音音量控制单元，与重低音音量控制单元连接的功率增益模块以及与功率增益模块连接的电子琴喇叭”，功率增益模块可对传经其的重低音信号的功率幅度进行加强，但是不可进行较大程度的功率幅度增强，否则功率幅度溢出会产生饱和噪声。
[0056]
为了便于检测出电子琴外放的音频信号的功率幅度在处于合适的范围里，根据历史经验数据预设有预设峰值幅度s(f)s与第一比例阈值a，只要电子琴外放的音频信号的超过预设峰值幅度的第一比例未超过第一比例阈值，则对应电子琴外放的音频信号都在容许范围内；也即判断[s2(f)
max
－s(f)s]/s(f)s是否超过a，然后得到第二判断结果，第二判断结果包括以下两种：第一：[s2(f)
max
－s(f)s]/s(f)s超过a；第二：[s2(f)
max
－s(f)s]/s(f)s未超过a。
[0057]
判决模块600，用于在第一判断结果与第二判断结果均为是时，控制示警模块800发出示警信息。
[0058]
第一比较判断模块400得到第一判断结果以及第二比较判断模块500得到第二判断结果后，将第一判断结果与第二判断结果均发送到判决模块600，判决模块600用于对第一判断结果与第二判断结果进行判断：若第一判断结果为四种第一判断结果中除第一种以外三种中的任意一种，且第二判断结果为第二判断结果中的第一种，则判决模块600控制示警模块800发出示警信息，用以警示电子琴喇叭外放的重低音部分出现失真。
[0059]
示警模块800，用于在第一判断结果为否时，发出示警信息。
[0060]
具体的，示警模块800包括以下子单元：与判决模块600连接的无线通信单元801；与无线通信单元801无线通信连接的警示智能载体802；需要说明的是，无线通信单元801与警示智能载体802无线通信连接的方式包括但不限于zigbee、bluetooth以及enocean等；警示智能载体802具体包括但不限于智能手机、智能平板以及智能手表等；发出示警信息的形式包括但不限于：短信提醒、铃声提醒以及震动提醒等。
[0061]
第三比较判断模块700，用于判断第一最小频率与第二最小频率之间的差值相对于第一最小频率的第二比例是否超过第二比例阈值，得到第三判断结果，还判断第一最大频率与第二最大频率之间的差值相对于第一最大频率的第三比例是否超过第三比例阈值，得到第四判断结果。
[0062]
通过历史经验数据发现，若f2(max)与f1(max)差距过大和/或f2(min)与f1(min)差距过大，则会造成电子琴外放的重低音部分质量难以被接受，基于此，第三比较判断模块700中预设有第二比例阈值b1与第三比例阈值b2；当第一最小频率与第二最小频率之间的差
值相对于第一最小频率的第二比例未超过第二比例阈值，且第一最大频率与第二最大频率之间的差值相对于第一最大频率的第三比例未超过第三比例阈值时，电子琴外放的重低音部分质量是可以被接受的；也即：判断∣f2(min)－f1(min)∣/f1(min)是否大于等于b1；得到第三判断结果；判断∣f2(max)－f1(max)∣/f1(max)是否大于等于b2；得到第四判断结果；通过第三比较判断模块700获取第三判断结果与第四判断结果后，将第三判断结果与第四判断结果进一步发送至判决模块600，若判决模块600判断出∣f2(min)－f1(min)∣/f1(min)大于等于b1，且∣f2(max)－f1(max)∣/f1(max)大于等于b2，则说明电子琴外放的重低音部分质量难以被接受，然后，判决模块600控制重低音音量控制单元暂停工作，从可以暂时防止电子琴发出重低音音频，以便于人体感知后及时对电子琴重低音播放系统进行修复。
[0063]
实施例2本技术实施例2公开了一种电子琴喇叭检测方法。参照图2，电子琴喇叭检测方法包括：s100、获取传经重低音音量控制单元的重低音信号，解析重低音信号，生成重低音信号所在的第一频带范围；s200、获取电子琴喇叭外放的重低音音频，依据重低音音频生成第二频域重低音信号；s300、获取并解析第二频域重低音信号，生成第二频带范围；s400、判断第二频带范围是否处于第一频带范围之内，生成第一判断结果；s500、对第一判断结果进行判断，当第一判断结果为是时，发出示警信息。
[0064]
图2为一个实施例中电子琴喇叭检测方法的流程示意图。应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行；除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行；并且图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0065]
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。