本公開內(nèi)容涉及揚(yáng)聲器(loudspeaker)的數(shù)字控制，具體地涉及用于在音頻信號處理中實(shí)施的非線性數(shù)字控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

移動技術(shù)和消費(fèi)電子設(shè)備(CED)在整個世界中的使用和范圍不斷擴(kuò)張。在不斷激增的同時(shí)，存在設(shè)備硬件和部件的快速的技術(shù)進(jìn)步，導(dǎo)致提高的計(jì)算能力和集成新的外圍設(shè)備搭載在設(shè)備上，以及設(shè)備尺寸和功率消耗等的減少。大多數(shù)設(shè)備(諸如，移動電話、平板計(jì)算機(jī)和膝上型計(jì)算機(jī))包括音頻通信系統(tǒng)，特別地包括一個或多個揚(yáng)聲器，以與用戶交互和/或使音頻數(shù)據(jù)流向給用戶。

每個設(shè)備都具有一個聲學(xué)特征(acoustic signature)，意味著一個設(shè)備由其組成和設(shè)計(jì)所規(guī)定的、影響由該設(shè)備所生成的聲音或該設(shè)備與聲音的交互方式的可聽特性。聲學(xué)特征可以包括一系列非線性方面，所述非線性方面潛在地取決于設(shè)備的設(shè)計(jì)、設(shè)備的壽命和/或設(shè)備操作的環(huán)境。設(shè)備的聲學(xué)特征可顯著地影響用戶的音頻體驗(yàn)。

音頻體驗(yàn)是在設(shè)計(jì)消費(fèi)電子設(shè)備時(shí)所考慮的許多因素之一。通常情況下，使音頻系統(tǒng)、揚(yáng)聲器等的品質(zhì)做出讓步，以支持其他設(shè)計(jì)因素，諸如成本、視覺上的美觀要求、形狀因素、屏幕使用面積(screen real-estate)、機(jī)箱(case)材料選擇、硬件布局和組裝考慮以及其他設(shè)計(jì)因素。

這些競爭因素中的許多因素通過以音頻質(zhì)量為代價(jià)而得到了支持，所述音頻質(zhì)量為如通過音頻驅(qū)動器、部件布局、揚(yáng)聲器、材料和組裝考慮、外殼(housing)設(shè)計(jì)等確定的。此外，由于減少的可用使用面積以及小型化的部件尺寸，這樣的設(shè)備的聲學(xué)特性中的非線性將變得特別相關(guān)，因?yàn)檫@樣的設(shè)備中的揚(yáng)聲器被推到了它們的能力的極限。

通常通過附加成本、提高計(jì)算復(fù)雜性和/或增大部件尺寸可以實(shí)現(xiàn)聲學(xué)性能的改善。這些方面與當(dāng)前的設(shè)計(jì)趨勢相沖突。由此，解決設(shè)備的非線性聲學(xué)特征的成本、計(jì)算以及尺寸敏感的方法將是設(shè)計(jì)者的工具箱的一個受歡迎的附加項(xiàng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開內(nèi)容的一個目的是提供一種用于揚(yáng)聲器的非線性控制系統(tǒng)。

另一個目的是提供一種適合于在整個大量制造的揚(yáng)聲器族中實(shí)施的非線性控制系統(tǒng)。

另一個目的是提供一種用于揚(yáng)聲器的魯棒的非線性控制系統(tǒng)。

又一個目的是提供一種用于為相關(guān)聯(lián)的消費(fèi)電子設(shè)備配置根據(jù)本公開內(nèi)容的非線性控制系統(tǒng)的制造方法。

上述目的通過根據(jù)本公開內(nèi)容的所附權(quán)利要求的設(shè)備、系統(tǒng)和方法完全地或部分地實(shí)現(xiàn)。在根據(jù)本公開內(nèi)容的所附權(quán)利要求、下面的描述以及附圖中闡明了一些特征和方面。

根據(jù)第一方面，提供了一種用于通過換能器來渲染媒體流的非線性控制系統(tǒng)，該非線性控制系統(tǒng)包括：一個控制器，該控制器包括一個前饋模型，該模型被配置成接受一個與該媒體流相關(guān)的輸入信號并且輸出一個控制信號，以驅(qū)動一個放大器和/或該換能器，從而用于在該換能上渲染該媒體流，該模型被配置成補(bǔ)償該換能器、該放大器和/或環(huán)境參數(shù)的一個或多個聲學(xué)特性；一個或多個傳感器，所述一個或多個傳感器與該換能器、該放大器和/或該環(huán)境耦合，所述一個或多個傳感器被配置成由該換能器、該放大器和/或該環(huán)境生成一個反饋信號；以及一個與該控制器耦合的模型更新函數(shù)，該模型更新函數(shù)被配置成接受一個從該反饋信號、該輸入信號、該控制信號和/或由該反饋信號、該輸入信號、該控制信號所生成的信號導(dǎo)出的數(shù)據(jù)集，并且基于該數(shù)據(jù)集的分析來更新該模型的一個或多個方面。

在一些方面，所述傳感器中的一個或多個可以被配置成測量或生成一個與電流、電壓、阻抗、電導(dǎo)、實(shí)質(zhì)DC阻抗值、共振性能、溫度、音圈(voice coil)電流、音圈溫度、膜或線圈位移、速度、加速度、空氣流動、腔室背壓、換能器風(fēng)管(vent)空氣流動、聲壓水平、動力學(xué)測量、磁場測量、壓力、濕度、其組合等相關(guān)的信號。

在一些方面，該控制器可以被配置成以一個渲染速率操作，并且該模型更新函數(shù)可以被配置成以一個更新速率來周期性地更新該模型，該更新速率顯著慢于該渲染速率。在一些方面，該更新速率可以每秒小于1個更新、每秒小于0.1個更新、每分鐘小于1個更新、每小時(shí)小于1個更新等。

在一些方面，根據(jù)本公開內(nèi)容的系統(tǒng)可以包括一個調(diào)度器，該調(diào)度器被配置成通過分析該數(shù)據(jù)集來確定該更新速率。這樣的分析的一些非限制性實(shí)施例可以包括分析與該數(shù)據(jù)集相關(guān)聯(lián)的一個或多個度量，以確定該數(shù)據(jù)集的一個子集，該子集適合于從其執(zhí)行一個更新。在一些方面，所述一個或多個度量可以與有關(guān)輸入信號、控制信號、渲染的媒體流和/或反饋信號中的一個或多個的幅度或帶寬相關(guān)聯(lián)，或者與輸入信號、控制信號、渲染的媒體流和/或反饋信號中的一個或多個之間的關(guān)系或者與輸入信號、控制信號、渲染的媒體流和/或反饋信號中的一個或多個的組合等相關(guān)聯(lián)。

在一些方面，該系統(tǒng)可以包括一個與該模型更新器耦合的緩沖器，該緩沖器被配置成存儲該數(shù)據(jù)集的至少一部分。

在一些方面，該模型更新函數(shù)可以包括一個魯棒回歸算法、一個模型庫和/或一個選擇算法，或者與一個魯棒回歸算法、一個模型庫和/或一個選擇算法接口，以執(zhí)行該分析的至少一部分。在一些方面，該模型更新函數(shù)可以包括一個模型庫和/或與一個模型庫接口，該庫中的每個模型被配置成從該數(shù)據(jù)集生成一個狀態(tài)估計(jì)，該模型更新函數(shù)被配置成將該狀態(tài)與該數(shù)據(jù)集的一個或多個方面比較以作為該分析的一部分。在一些方面，該模型更新函數(shù)可以包括一個選擇算法或與一個選擇算法接口，該選擇算法被配置成基于該比較來選擇來自該模型庫的一個模型或與該模型庫中的模型相關(guān)的一個模型。

在一些方面，該系統(tǒng)可以被配置成接受一個通知，該通知被集成到該媒體流內(nèi)，從在該通知期間渲染的媒體流導(dǎo)出該數(shù)據(jù)集的至少一部分。通知的一些非限制性實(shí)施例包括與渲染的流相關(guān)聯(lián)的有關(guān)鈴音的媒體剪輯、喚醒通知、游戲聲音剪輯、媒體介紹、音頻剪輯、電影或電視節(jié)目剪輯、歌曲剪輯、事件、上電事件、用戶通知、睡眠恢復(fù)事件、觸摸音頻響應(yīng)、其組合等。

在一些方面，該模型更新算法可以包括一個改變檢測算法，該改變檢測算法被配置成分析該數(shù)據(jù)集，以確定在該控制器內(nèi)的該模型和該換能器的一個或多個聲學(xué)特性之間是否存在顯著差異。該改變檢測算法可以被用來確定該更新速率的至少一部分，以評估一個控制器模型的性能等，用于診斷目的。

在一些方面，根據(jù)本公開內(nèi)容的控制器內(nèi)的一個模型可以包括一個線性動態(tài)模型和一個非線性模型。在一些方面，該模型更新函數(shù)可以被配置成基于對該數(shù)據(jù)集的分析來更新該線性動態(tài)模型或該非線性模型的一部分。

在一些方面，根據(jù)本公開內(nèi)容的系統(tǒng)可以被包括在根據(jù)本公開內(nèi)容的移動消費(fèi)電子設(shè)備內(nèi)。消費(fèi)電子設(shè)備的一些非限制性實(shí)施例可以包括蜂窩電話(例如，智能手機(jī))、平板計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、便攜式媒體播放器、電視、便攜式游戲設(shè)備、游戲機(jī)、游戲控制器、遙控裝置、家電(例如，烤箱、冰箱、面包機(jī)、微波爐、真空清潔器等)、電動工具(鉆孔機(jī)、攪拌機(jī)等)、機(jī)器人(例如，自主清潔機(jī)器人、護(hù)理機(jī)器人等)、玩具(例如，玩偶、小雕像、結(jié)筑型套件(construction set)、拖拉機(jī)等)、賀卡、家庭娛樂系統(tǒng)、有源揚(yáng)聲器、媒體附件(例如，電話或平板計(jì)算機(jī)音頻和/或視頻附件)、可穿戴設(shè)備、聲霸(sound bar)等。

在一些方面，根據(jù)本公開內(nèi)容的換能器可以被設(shè)計(jì)成包括足夠嚴(yán)重的、有缺陷的聲學(xué)特性，以便毀壞不具有補(bǔ)償?shù)妮斎胄盘柕匿秩?，該控制器?nèi)的該模型被配置成補(bǔ)償該有缺陷的聲學(xué)特性，以便在該換能器上有效地渲染該媒體流而沒有顯著毀壞。這樣的配置對于實(shí)現(xiàn)如下設(shè)計(jì)是有益的：非傳統(tǒng)換能器設(shè)計(jì)、當(dāng)未與根據(jù)本公開內(nèi)容的控制器耦合時(shí)不能驅(qū)動的、更有效但更多的非線性換能器的換能器設(shè)計(jì)等。在一個非限制性實(shí)施例中，該換能器可以是擴(kuò)音器(speaker)，且該有缺陷的聲學(xué)特性可以是與該擴(kuò)音器相關(guān)聯(lián)的力因數(shù)、剛度、機(jī)械阻力、端口噪聲等的非線性和/或不穩(wěn)定性，或可以與所述非線性和/或不穩(wěn)定性相關(guān)。在一些方面，無補(bǔ)償?shù)挠腥毕莸穆晫W(xué)特性可以貢獻(xiàn)該換能器的聲學(xué)輸出的10％以上、25％以上或35％以上，該控制器中的該模型被配置成將此成分減少小于10％、小于5％或小于2％。在一些方面，該模型更新函數(shù)可以被配置成每當(dāng)有補(bǔ)償?shù)挠腥毕莸穆晫W(xué)特性成分在其殘差閾值以上大于5％、大于15％、大于25％時(shí)就更新該控制器內(nèi)的該模型。在一些方面，可以在根據(jù)本公開內(nèi)容的反饋信號中的一個或多個上顯現(xiàn)或從根據(jù)本公開內(nèi)容的反饋信號中的一個或多個提取該有缺陷的聲學(xué)特性的評估。

在一些方面，該換能器可以被設(shè)計(jì)成具有相對高的效率，同時(shí)犧牲無補(bǔ)償?shù)牟僮鳡顟B(tài)中的聲音品質(zhì)、THD和/或IMD，該控制器被配置成顯著改善該聲音品質(zhì)、THD和/或IMD，同時(shí)在有補(bǔ)償?shù)牟僮鳡顟B(tài)期間維持其相對高的效率。

在一些方面，根據(jù)本公開內(nèi)容的放大器、調(diào)度器和/或模型更新器可以包括一個用于由一個或多個反饋信號來估計(jì)該換能器的一個特性溫度并且將該估計(jì)遞送到一個或多個的該控制器和/或該模型更新器的裝置，該控制器和/或該模型更新器被配置成分別將該溫度估計(jì)納入到補(bǔ)償和/或分析算法內(nèi)。

根據(jù)一些方面，提供了根據(jù)本公開內(nèi)容的系統(tǒng)提高換能器族的效率而不顯著犧牲聲音品質(zhì)的用途。

根據(jù)一些方面，提供了根據(jù)本公開內(nèi)容的系統(tǒng)降低渲染的媒體流中的THD和/或IMD的用途。

根據(jù)一些方面，一種用于更新在換能器上渲染音頻流所使用的模型的方法，包括：在一個或多個時(shí)間段內(nèi)收集與該音頻流相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，以形成一個數(shù)據(jù)集；分析該數(shù)據(jù)集，以確定內(nèi)容是否具有在足以執(zhí)行該更新的一個預(yù)定閾值以上的幅度和頻譜內(nèi)容；使用該數(shù)據(jù)集的至少一部分生成一個更新的模型或一個更新的模型的一部分；以及用該更新的模型或該更新的模型的一部分來更新該模型。

在一些方面，根據(jù)本公開內(nèi)容的方法可以包括將多個預(yù)定模型的輸出與該數(shù)據(jù)集的至少一部分進(jìn)行比較，以及選擇與所述多個預(yù)定模型中的一個模型相關(guān)聯(lián)的模型作為該更新的模型，其中該比較可以是基于對比較所述預(yù)定模型和該數(shù)據(jù)集的一部分之間的擬合的緊密度的度量的分析。用于比較的度量的一些非限制性實(shí)施例包括在由所述預(yù)定模型生成的一個或多個估計(jì)和該數(shù)據(jù)集之間的魯棒殘差、累積誤差和、最大似然評估、似然比測試、平方殘差閾值測試、跨感興趣的頻帶的輸出與輸入之間的幅度比較、其組合等。

在一些方面，所述時(shí)間段中的一個或多個可以長于0.1秒、長于0.25秒、長于0.5秒、長于1秒等。

根據(jù)一些方面，提供了一種用于更新?lián)Q能器的模型的方法，包括：在一個用戶通知事件期間將一個測試信號應(yīng)用到該換能器，并且收集與其相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)以形成一個數(shù)據(jù)集；分析該數(shù)據(jù)集以形成一個更新結(jié)構(gòu)，該更新結(jié)構(gòu)包括更新的模型、模型特性、模型參數(shù)、模型的線性部分、模型中的非線性函數(shù)、指向最接近的擬合模型的指針、其組合等中的一個或多個；以及用該更新結(jié)構(gòu)來更新該模型。用戶通知事件的一些非限制性實(shí)施例包括在該換能器上渲染與鈴音相關(guān)的媒體剪輯、喚醒通知、游戲聲音剪輯、媒體介紹、視頻、電影或電視節(jié)目剪輯、歌曲剪輯、事件、上電、用戶通知、睡眠恢復(fù)事件、觸摸音頻響應(yīng)、其組合等中的一個或多個。在一些方面，該用戶通知事件可以持續(xù)長于0.1秒、長于0.25秒、長于0.5秒或長于1秒的一個時(shí)間段。

在一些方面，該方法可以包括由多個測試信號的順序應(yīng)用形成該數(shù)據(jù)集，和/或?qū)⒃摂?shù)據(jù)集與用于該通知事件的預(yù)定的預(yù)期結(jié)果比較，以確定該數(shù)據(jù)集是否適合于執(zhí)行該更新。

在一些方面，該模型更新函數(shù)可以包括非線性觀測器、滑模觀測器、卡爾曼濾波器、自適應(yīng)濾波器、最小均方自適應(yīng)濾波器、增廣遞歸最小二乘濾波器、擴(kuò)展卡爾曼濾波器、集合卡爾曼濾波器、高階擴(kuò)展卡爾曼濾波器、動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)。在一些方面，該觀測器可以包括無跡卡爾曼濾波器或增廣無跡卡爾曼濾波器，以生成估計(jì)的狀態(tài)中的一個或多個，從而用于與一個輸入信號、控制信號、反饋信號、其組合等比較。

在一些方面，該控制器可以包括一個保護(hù)塊，該保護(hù)塊被配置成分析輸入信號和/或控制信號中的一個或多個，并且基于該分析來修正所述控制信號。

在一些方面，該放大器可以被配置成將該控制信號與該換能器互連。該放大器可以被配置成監(jiān)控電流信號、電壓信號、功率信號和/或換能器阻抗信號中的一個或多個，并且將該信號作為反饋提供給該非線性控制系統(tǒng)的一個或多個部件。

該控制器或該控制器中所包括的模型可以包括一個或多個以參數(shù)方式限定的參數(shù)，該控制器的函數(shù)依賴于所述參數(shù)，且該模型更新函數(shù)可以被配置成調(diào)整所述參數(shù)中的一個或多個，從而減少在該模型更新函數(shù)上渲染的相關(guān)聯(lián)的媒體流中的失真方面。

換能器的一些非限制性實(shí)施例包括電磁揚(yáng)聲器、壓電致動器、基于電活性聚合物的揚(yáng)聲器、靜電揚(yáng)聲器、其組合等。

附圖說明

圖1示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的非線性控制系統(tǒng)的一些方面的示意圖。

圖2a-圖2b示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的控制器的一些方面的示意圖。

圖3a-3d示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的模型更新器的一些方面的示意圖。

圖4a-4b示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的用于收集數(shù)據(jù)和更新模型的方法的一些方面。

具體實(shí)施方式

下面參考附圖在此描述了本公開內(nèi)容的具體實(shí)施方案；然而，所公開的實(shí)施方案僅是該公開內(nèi)容的實(shí)施例并且可以以多種形式體現(xiàn)。未詳細(xì)描述眾所周知的函數(shù)或構(gòu)造，從而避免以不必要的細(xì)節(jié)模糊本公開內(nèi)容。因此，本文中所公開的具體結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)和功能細(xì)節(jié)不意在被解釋為限制性的，而是僅作為權(quán)利要求的基礎(chǔ)和作為教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以任何實(shí)際上適當(dāng)詳細(xì)的結(jié)構(gòu)來多樣地使用本公開內(nèi)容的代表性基礎(chǔ)。在全部附圖描述中，相似的參考數(shù)字可以指類似的元件或相同的元件。

消費(fèi)電子設(shè)備意指蜂窩電話(例如，智能手機(jī))、平板計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、便攜式媒體播放器、電視、便攜式游戲設(shè)備、可穿戴計(jì)算設(shè)備、游戲控制臺、游戲控制器、遙控器、家電(例如，烤箱、冰箱、面包機(jī)、微波爐、真空清潔器等)、電動工具(鉆孔機(jī)、攪拌機(jī)等)、機(jī)器人(例如，自主清潔機(jī)器人、護(hù)理機(jī)器人等)、玩具(例如，玩偶、小雕像、結(jié)筑型套件、拖拉機(jī)等)、賀卡、家庭娛樂系統(tǒng)、有源揚(yáng)聲器、媒體配件(例如，電話或平板計(jì)算機(jī)音頻和/或視頻配件)、聲霸等。

輸入音頻信號意指通過一個外部音頻源(例如，處理器、音頻流設(shè)備、音頻反饋設(shè)備、無線收發(fā)器、ADC、音頻解碼器電路、DSP等)所提供的一個或多個信號(例如，數(shù)字信號、一個或多個模擬信號、5.1環(huán)繞聲信號、音頻回放流等)。

聲學(xué)特征意指消費(fèi)電子設(shè)備和/或消費(fèi)電子設(shè)備的部件(例如，揚(yáng)聲器組件，包括殼體、波導(dǎo)等)的、由其設(shè)計(jì)所規(guī)定的、影響由該消費(fèi)電子設(shè)備和/或該消費(fèi)電子設(shè)備的部件所生成的聲音的可聽的或可測量的聲音特性。聲學(xué)特征可能受許多因素影響，所述許多因素包括揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)(擴(kuò)音器尺寸、內(nèi)部擴(kuò)音器元件、材料選擇、放置、安裝、蓋等)、設(shè)備形狀因素、內(nèi)部部件放置、屏幕使用面積和材料組成、機(jī)箱材料選擇、硬件布局和組件考慮以及其他因素。通常情況下，在設(shè)計(jì)過程期間，成本降低、形狀因素約束、視覺上的美觀要求以及許多其他競爭因素以消費(fèi)電子設(shè)備的音頻品質(zhì)為代價(jià)而得以支持。因此，設(shè)備的聲學(xué)特征會顯著偏離理想響應(yīng)。此外，上述因素中的制造差異會顯著影響每個設(shè)備的聲學(xué)特征，導(dǎo)致使用戶的音頻體驗(yàn)降級的進(jìn)一步的部分間差異。會影響消費(fèi)電子設(shè)備的聲學(xué)特征的因素的一些非限制性實(shí)施例包括：擴(kuò)音器尺寸不足，這會限制重新創(chuàng)建低頻聲音所必需的空氣移動；用于膜后方的聲學(xué)殼體的空間不足，這會導(dǎo)致音頻頻譜的低端中的較高的自然滾邊(roll-off)頻率；可用放大器功率不足；膜和聽者之間的間接音頻路徑，這是因?yàn)閿U(kuò)音器通常放置在TV的背面或在膝上型計(jì)算機(jī)的下面，依靠反射到達(dá)聽者；以及其他因素。

在一些方面，根據(jù)本公開內(nèi)容的系統(tǒng)可以被用來幫助減少或放寬對相關(guān)聯(lián)的揚(yáng)聲器的一個或多個部件的一個或多個設(shè)計(jì)約束(例如，減少“按照設(shè)計(jì)角度的”線性，以提升其他擴(kuò)音器性能、減少制造成本、去除部件、減少部件復(fù)雜性、減小背腔體積等)或?qū)ο嚓P(guān)聯(lián)的產(chǎn)品的一個或多個部件的一個或多個設(shè)計(jì)約束(例如，放寬外殼泄漏公差、放寬外殼壁的撓曲公差、放寬腔上的容積公差等)。在這樣的情境中，根據(jù)本公開內(nèi)容的非線性控制器可以被適配，以克服由放寬的約束所引入的缺陷或?qū)Ψ艑挼募s束進(jìn)行補(bǔ)償，由此提供足夠的或甚至高品質(zhì)的性能，同時(shí)降低尺寸、復(fù)雜度、成本和/或操作該設(shè)備所需要的功率要求。

這樣的使用的一些非限制性實(shí)施例包括放寬“按照設(shè)計(jì)角度的”規(guī)格，諸如，聲音輸出線性、輸出的平坦度、共振時(shí)的聲學(xué)品質(zhì)等，和/或揚(yáng)聲器的一個或多個部件的簡化、質(zhì)量降低、制造公差的減小或去除。

在一個非限制性實(shí)施例中，用于結(jié)合根據(jù)本公開內(nèi)容的系統(tǒng)使用的揚(yáng)聲器可以包括音圈和磁體，該磁體被安排成在該音圈可以穿過的長度上提供磁場。在傳統(tǒng)的擴(kuò)音器設(shè)計(jì)中，音圈的長度和移動可以被配置成使得它匹配該磁場的長度。這樣的配置可以被提供，以在使用期間，在所提供給擴(kuò)音器的輸入的范圍內(nèi)提高線性。替代地，可以提供音圈的長度隨磁場的長度而急劇減少和/或音圈的行程(the length of travel)隨磁場的長度而增大，以增大擴(kuò)音器的效率和/或減小擴(kuò)音器的輪廓(常常以擴(kuò)音器的音頻輸出品質(zhì)為代價(jià))。根據(jù)本公開內(nèi)容的控制系統(tǒng)可以與揚(yáng)聲器耦合，并且被配置成用這樣的配置克服減少的線性。因此，根據(jù)本公開內(nèi)容的系統(tǒng)可以被用來提升或維護(hù)擴(kuò)音器輸出的品質(zhì)，同時(shí)提供較低成本、較小輪廓和/或更有效的總體擴(kuò)音器設(shè)計(jì)。

聲學(xué)特征可以包括一個或多個非線性方面，所述一個或多個非線性方面與會影響相關(guān)聯(lián)的設(shè)備的音頻輸出的材料選擇、設(shè)計(jì)方面、組裝方面等相關(guān)，以導(dǎo)致這樣的效果，如相互調(diào)制、諧波生成、次諧波生成、壓縮、信號失真、分叉(bifurcation)(例如，不穩(wěn)定狀態(tài))、混沌行為、空氣對流方面等。非線性方面的一些非限制性實(shí)施例包括渦電流、錐體位置非線性、線圈/場非線性、DC線圈位移、機(jī)電非線性(例如，磁場和/或E場遲滯現(xiàn)象)、粘彈性以及相關(guān)聯(lián)的機(jī)械方面(例如，機(jī)架(spider)、安裝框架、錐體、懸架幾何結(jié)構(gòu)等中的懸架非線性、非線性阻尼)、組件偏心距、驅(qū)動器特性、熱特性、聲學(xué)輻射性能(例如，輻射、衍射、傳播、室內(nèi)效果(room effect)、對流方面等)、音頻感知特性(例如，心理聲學(xué)方面)等。

這樣的非線性方面可以是幅度相關(guān)的(例如，熱相關(guān)的、錐體偏移(cone excursion)相關(guān)的、輸入功率相關(guān)的等)、壽命相關(guān)的(例如，基于儲存和/或操作條件而隨時(shí)間的推移改變的)、操作環(huán)境相關(guān)的(例如，基于緩慢起作用的熱影響)、機(jī)械老化和/或磁老化相關(guān)的(例如，相關(guān)聯(lián)的磁材料的去極化、橡膠和/或聚合物安裝件的老化、與灰塵聚集相關(guān)聯(lián)的改變等)、與部件間差異相關(guān)的(例如，與精確制造、組裝期間的定位差異、不同的安裝壓力等相關(guān)聯(lián))等。

根據(jù)本公開內(nèi)容的非線性控制系統(tǒng)可以被配置成補(bǔ)償上述方面中的一個或多個，優(yōu)選地在普通音頻流(例如，即興音頻流)的回放期間。這樣的非線性控制系統(tǒng)有利于有效地將與音頻流相關(guān)聯(lián)的音頻品質(zhì)擴(kuò)展到相關(guān)聯(lián)的硬件可以處理的音頻品質(zhì)的極限。

在一些方面，根據(jù)本公開內(nèi)容的控制系統(tǒng)的一個或多個部件可以包括一個調(diào)度器或等效的調(diào)度函數(shù)，或與一個調(diào)度器或等效的調(diào)度函數(shù)接口。該調(diào)度器可以被配置成啟動一個時(shí)間調(diào)度分析、一個反饋啟動分析、一個更新啟動分析、一個無縫集成分析(參見下文)、其組合等。這樣的對分析的啟動可以通過一個或多個輸入/輸出數(shù)據(jù)流等的評估來確定。這樣的評估的結(jié)果可以被用來啟動該控制系統(tǒng)內(nèi)的一個適配函數(shù)(例如，用于適配該控制系統(tǒng)的一個或多個方面，以在任何給定的時(shí)間更好地匹配揚(yáng)聲器或相關(guān)部件的性能)。這樣的配置在如下情況下可能是有利的：對于在非實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)上實(shí)施適配進(jìn)程、對于一個或多個擴(kuò)音器參數(shù)的離線適配、對于用有限的資源執(zhí)行適配，和/或在功率約束(諸如，通常與移動應(yīng)用和設(shè)備相一致)下。

時(shí)間調(diào)度分析意指可以執(zhí)行一個更新分析的時(shí)間段，該時(shí)間段基于在使用期間揚(yáng)聲器的性能的預(yù)期改變速率。這樣的時(shí)間段可以被配置成在該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)期間，取決于操作條件(例如，功率使用量，操作條件諸如溫度、濕度等，取決于流過設(shè)備的音頻的類型等)。

反饋啟動分析意指這樣一種算法：將來自揚(yáng)聲器或相關(guān)聯(lián)的部件的一個或多個反饋參數(shù)(諸如，電流反饋、阻抗、揚(yáng)聲器參數(shù)測量、共振頻率等)與控制器的一個或多個方面(諸如，對應(yīng)的電流估計(jì)、阻抗估計(jì)、揚(yáng)聲器參數(shù)估計(jì)、共振頻率估計(jì)等)進(jìn)行比較，以確定所述參數(shù)和估計(jì)之間的失配是否顯著。如果顯著，則調(diào)度器可以啟動一個適配進(jìn)程，從而校正該失配、啟動一個診斷測試等。

更新啟動分析意指作為更新進(jìn)程的一部分而被執(zhí)行的分析。這樣的分析可以被隱藏在作為更新進(jìn)程的一部分(例如，作為硬件更新、應(yīng)用更新、應(yīng)用購買、網(wǎng)絡(luò)連接/斷開、通知、重新啟動等的一部分)所插入的音頻流內(nèi)。在一些方面，調(diào)度器可以在所述更新進(jìn)程中的一個作為設(shè)備函數(shù)的一部分自然發(fā)生時(shí)啟動一個適配進(jìn)程。這樣的進(jìn)程可以與一個用戶通知(例如，使用戶警覺的可聽序列等，作為更新進(jìn)程的一部分)結(jié)合。通過將該分析與更新進(jìn)程結(jié)合，執(zhí)行控制器的大信號適配所必需的數(shù)據(jù)可以被執(zhí)行而不干擾日常用戶/設(shè)備交互。

無縫集成分析意指這樣一個分析：在設(shè)備的使用期間(例如，在一個用戶通知、一個重新啟動、一個喚醒事件、一個撥號音、一個鈴音等期間)待機(jī)會出現(xiàn)時(shí)或隨時(shí)間的推移憑借該分析收集用于執(zhí)行一個適配進(jìn)程所必需的數(shù)據(jù)。在一些方面，這樣的分析可以包括收集從整個設(shè)備音頻流可獲得的音頻流片段，所述片段可形成一個完整的數(shù)據(jù)集以用于在適配算法中使用。在一些方面，因?yàn)榭梢栽跍?zhǔn)備適配時(shí)收集用于適配的數(shù)據(jù)，所以調(diào)度器可以在所收集的數(shù)據(jù)足以執(zhí)行適配時(shí)(例如，當(dāng)從所收集的數(shù)據(jù)可獲得足夠的幅度和頻率具體數(shù)據(jù)點(diǎn)來執(zhí)行適配時(shí))啟動適配進(jìn)程。在一些方面，調(diào)度器可以被配置成根據(jù)相關(guān)聯(lián)的揚(yáng)聲器和所連接的音頻系統(tǒng)的需要或規(guī)定來指定數(shù)據(jù)收集的優(yōu)先權(quán)或啟動適配。這樣的評估可以被配置成收集從設(shè)備可獲得的，而不顯著影響用戶體驗(yàn)。

這樣的收集所必需的數(shù)據(jù)的方法可以有利于確保適配算法可以在縮減的時(shí)間幀內(nèi)進(jìn)入一個解決方案、可以提高適配進(jìn)程成功的可能性、可以提高適配進(jìn)程收斂到理想的系統(tǒng)模型或匹配的系統(tǒng)模型的可能性等。

一個或多個用于執(zhí)行適配程序的調(diào)度進(jìn)程或數(shù)據(jù)收集進(jìn)程可以與一個用戶通知(例如，使用戶警覺的可聽序列等，作為更新進(jìn)程的一部分)結(jié)合。通過將分析與更新進(jìn)程結(jié)合，執(zhí)行控制器的大信號適配所必需的數(shù)據(jù)可以被執(zhí)行而不干擾日常用戶/設(shè)備交互。

在一些方面，該控制系統(tǒng)可以被配置成以兩個或更多個速率(一個高速率以及一個或多個較低速率)操作。該高速率可以被配置成管理數(shù)據(jù)在設(shè)備(例如，揚(yáng)聲器)上的實(shí)時(shí)的或接近實(shí)時(shí)的渲染。這樣的高速率可以適合于寬范圍的音頻渲染應(yīng)用。在一些方面，這樣的高速率可以被配置成大于22kHz、大于44kHz、大于192kHz等。

在一些方面，除了高速率，該控制系統(tǒng)的一個或多個方面和/或相關(guān)聯(lián)的調(diào)度器可以被配置成以一個或多個較低速率操作。這樣的較低速率可以與一個或多個適配、音頻測試、診斷測試等相關(guān)。這樣的速率可以是固定的或可變的，諸如在本文中描述的。在一些方面，與這樣的速率相關(guān)聯(lián)的時(shí)段可以是大約5秒、大約1分鐘等。

在一些方面，根據(jù)本公開內(nèi)容的模型更新器或調(diào)度器可以包括一個或多個以中間速率運(yùn)行的進(jìn)程。在一些方面，該中間速率可以被用來啟動一個適配，以適應(yīng)可能在中間時(shí)間尺度(例如，大約0.5sec、大約5sec等)上發(fā)生的操作條件或環(huán)境的改變。這樣的適配進(jìn)程可以被用來更新相關(guān)聯(lián)的控制器模型的一個或多個方面，以補(bǔ)償操作條件的改變，諸如音圈溫度的改變(例如，通過來自相關(guān)聯(lián)的揚(yáng)聲器的電流和/或電壓反饋測得的)，環(huán)境濕度、壓力的改變，揚(yáng)聲器聲學(xué)阻抗的改變(例如，諸如當(dāng)擴(kuò)音器端口被用戶堵塞、覆蓋等時(shí)測得的)、其組合等。與老化或非線性擴(kuò)音器參數(shù)的改變相關(guān)聯(lián)的時(shí)間幀相比，這樣的改變可以在相對快的時(shí)間幀內(nèi)被執(zhí)行。

在一些方面，該控制器可以包括多個進(jìn)程，每個進(jìn)程與一個或多個速率相關(guān)聯(lián)：高、中間、低，等等。每個速率相關(guān)(rate dependent)的進(jìn)程可以被配置成涉及一個特定函數(shù)，諸如，渲染(高速率進(jìn)程)、更新操作條件相關(guān)的模型(中間速率進(jìn)程)、更新非線性或大信號相關(guān)的模型(低速率進(jìn)程)。這樣的進(jìn)程可以在該系統(tǒng)的常規(guī)操作期間并行運(yùn)行。

在一些方面，一個系統(tǒng)可以包括一個控制器，該控制器包括一個模型，該控制器被配置成用該模型以大體上高速率渲染音頻流，該模型包括線性方面和非線性方面。該系統(tǒng)可以包括被配置成以中間速率更新該模型的一個或多個線性參數(shù)的第一模型更新器(例如，諸如，由操作條件的改變、環(huán)境改變、音頻流的改變等規(guī)定的)。該第一模型更新器可以與一個數(shù)據(jù)收集塊相關(guān)聯(lián)，該數(shù)據(jù)收集塊被配置成捕獲來自該音頻流的小信號數(shù)據(jù)，并且用其以大致中間速率執(zhí)行必需的更新(例如，如條件規(guī)定)。該系統(tǒng)可以包括被配置成以大體上較慢速率更新該模型的一個或多個非線性或大信號參數(shù)的第二模型更新器(例如，如在音頻流的渲染期間由數(shù)據(jù)的收集或可用性規(guī)定的)。該第二模型更新器可以包括一個數(shù)據(jù)收集子系統(tǒng)，該數(shù)據(jù)收集子系統(tǒng)被配置成隨時(shí)間的推移收集合適的數(shù)據(jù)的片段，可選地驗(yàn)證所收集的數(shù)據(jù)，且可選地將所述數(shù)據(jù)拼接在一起以形成一個可操作的(actionable)數(shù)據(jù)集(例如，一個適合于執(zhí)行大信號模型更新的數(shù)據(jù)集)。這樣的數(shù)據(jù)收集子系統(tǒng)可以適合于收集和驗(yàn)證數(shù)據(jù)，以在適配進(jìn)程中使用，而不需要大量的系統(tǒng)資源。這樣的配置會有利于魯棒地自適應(yīng)地更新非線性控制器，同時(shí)最小化計(jì)算工作量(例如，與遞歸實(shí)施的自適應(yīng)更新的連續(xù)實(shí)施方式等相反)。

在一些方面，根據(jù)本公開內(nèi)容的模型更新器或調(diào)度器可以包括一個或多個如下函數(shù)：所述函數(shù)被配置成在對相關(guān)聯(lián)的控制器的一個或多個方面執(zhí)行適配之前評估所收集的數(shù)據(jù)。該評估可以被執(zhí)行，以確定所收集的數(shù)據(jù)的有效性，以評估所述數(shù)據(jù)在包括相關(guān)聯(lián)的揚(yáng)聲器的使用限制方面的完整性，以確保在用所述數(shù)據(jù)執(zhí)行適配算法之前去除所述數(shù)據(jù)中的異常值等。

在一些方面，該模型更新器可以包括一個或多個如下函數(shù)：所述函數(shù)被配置成評估適配進(jìn)程是否已經(jīng)充分收斂、評估一個或多個模型參數(shù)是否已經(jīng)收斂等。這樣的函數(shù)會有利于估計(jì)周期性地對控制器模型的一個或多個方面執(zhí)行的自適應(yīng)更新何時(shí)完成。

在一些方面，根據(jù)本公開內(nèi)容的模型更新器可以被配置成運(yùn)行相關(guān)聯(lián)的控制器內(nèi)所包括的一個或多個相關(guān)聯(lián)的模型的一批經(jīng)處理的適配，以執(zhí)行適配進(jìn)程的驗(yàn)證或確認(rèn)，和/或用從適配進(jìn)程獲得的系數(shù)、數(shù)據(jù)或參數(shù)來更新該模型。這樣的進(jìn)程的啟動可以與調(diào)度器或等效的定時(shí)函數(shù)耦合。在一些方面，適配進(jìn)程可以包括一個或多個函數(shù)，所述函數(shù)被配置成執(zhí)行回歸以便將模型輸出與測得的信號(或從測得的信號導(dǎo)出的信號)匹配、執(zhí)行模型選擇、評估模型參數(shù)至測得的參數(shù)(或從測量所估計(jì)的參數(shù))的收斂等。

在一些方面，該模型更新器可以被配置成在數(shù)據(jù)集內(nèi)對一個或多個模型參數(shù)執(zhí)行回歸，以將從其導(dǎo)出的輸出信號與測得的參數(shù)匹配。該模型更新器可以被配置成反復(fù)遞歸地運(yùn)行該回歸，直到實(shí)現(xiàn)收斂(例如，用新數(shù)據(jù)、相同的數(shù)據(jù)集等)為止。在一些方面，該模型更新器可以被配置成在回歸或遞歸進(jìn)程期間評估收斂速率，以確定是否將實(shí)現(xiàn)或已經(jīng)實(shí)現(xiàn)解決方案。

在一些方面，該模型更新器或相關(guān)聯(lián)的緩沖器能夠存儲先前收斂的模型，該模型更新器包括一個函數(shù)以將當(dāng)前模型的一個或多個方面與一個所存儲的模型比較來評估適配的進(jìn)展，從而選擇適當(dāng)?shù)哪Ｐ鸵栽诳刂破髦惺褂?，等?/p>

在一些方面，該模型更新器可以將一個或多個測得的信號或由所述一個或多個測得的信號所生成的參數(shù)或信號與存儲在相關(guān)聯(lián)的模型庫中(例如，存儲在所制造的一族揚(yáng)聲器的已知穩(wěn)定模型庫中等)的一個模型的對應(yīng)的參數(shù)或方面進(jìn)行比較。在一些方面，該模型庫可以包括用于相關(guān)聯(lián)的揚(yáng)聲器的一系列預(yù)期的模型或其部分，這樣的模型是在設(shè)計(jì)、制造期間和/或在相關(guān)的揚(yáng)聲器在實(shí)地使用期間生成的。模型庫可以包括被配置成跨越相關(guān)聯(lián)的揚(yáng)聲器的預(yù)期的參數(shù)空間的多個模型。模型庫可以包括一個或多個損壞模型，所述損壞模型被配置成代表處于已知的失效模式(例如，諸如，具有損壞的音圈、損壞的懸架、灰塵積聚的模型、泄漏模型等)的相關(guān)聯(lián)的揚(yáng)聲器。這樣的損壞模型可以在適配進(jìn)程期間用來評估相關(guān)聯(lián)的控制器模型是否在已知的操作空間內(nèi)，該模型是否正趨向于揚(yáng)聲器的損壞狀態(tài)或故障模式(例如，診斷函數(shù))等。更新的或測得的特征與這樣的損壞模型的比較可以適合于實(shí)地診斷揚(yáng)聲器的問題。在一些方面，該系統(tǒng)可以被配置成在損壞模型被確認(rèn)最佳地配合相關(guān)聯(lián)的揚(yáng)聲器反饋的情況下，提供一個警報(bào)或發(fā)出一個修理清單(repair bill)等。

在一些方面，模型庫可以包括多個庫模型，每個庫模型與一個對應(yīng)的參數(shù)估計(jì)模型(例如，用于估計(jì)與該庫模型相關(guān)聯(lián)的一個或多個系統(tǒng)參數(shù))相關(guān)聯(lián)。在一些方面，該模型更新器可以對照所收集的數(shù)據(jù)來運(yùn)行參數(shù)估計(jì)模型中的一個或多個，并且將其輸出與測得的信號、適配的模型參數(shù)估計(jì)等的輸出比較。該比較可以被用來從模型庫中選擇自適應(yīng)模型或最緊密地配合該系統(tǒng)的一個或多個庫模型。這樣的比較可以有利于將該控制器的一個或多個方面適配到一個適當(dāng)?shù)哪Ｐ?，而不需要大量的?jì)算資源。

在一些方面，該模型更新器可以包括一個函數(shù)，該函數(shù)被配置成將來自模型庫中的一個或多個模型的一個或多個參數(shù)與一個測得的信號、控制器參數(shù)或來自該系統(tǒng)的參數(shù)比較，并且從該模型庫中選擇一個模型以在該控制器內(nèi)使用，和/或確認(rèn)適配進(jìn)程已經(jīng)產(chǎn)生了一個在可接受的范圍內(nèi)的模型等。

在一些方面，該模型更新器可以被配置成用來自揚(yáng)聲器或與該揚(yáng)聲器耦合的部件的有限的狀態(tài)反饋來操作。該模型更新器可以被配置成將庫模型、所存儲的參數(shù)等與所適配的模型進(jìn)行比較，以助于該模型更新器在用所適配的模型來更新控制器之前的驗(yàn)證或收斂。這樣的配置可以有利于用有限的狀態(tài)反饋來實(shí)施揚(yáng)聲器的魯棒的自適應(yīng)非線性控制。

在一些方面，一個或多個數(shù)據(jù)收集塊(例如，緩沖器)可以被包括在該系統(tǒng)內(nèi)。在一些方面，所述數(shù)據(jù)收集塊可以被實(shí)施為先進(jìn)先出(FIFO)緩沖器，諸如，可以被填充有穩(wěn)定的數(shù)據(jù)流、局部數(shù)據(jù)、突發(fā)數(shù)據(jù)等。在一些方面，所述緩沖器可以在輸入/輸出在特定范圍內(nèi)時(shí)被填充(例如，以便擇優(yōu)挑選數(shù)據(jù)以在自適應(yīng)算法中使用等)。在一些方面，該系統(tǒng)可以包括一個被配置成管理緩沖器填充進(jìn)程的數(shù)據(jù)收集算法。這樣的數(shù)據(jù)收集算法可以被配置成將異常數(shù)據(jù)點(diǎn)從所收集的數(shù)據(jù)移除，被配置成在已知的音頻流期間(例如，在通知期間)收集數(shù)據(jù)，被配置成收集擴(kuò)展頻譜或擴(kuò)展幅度數(shù)據(jù)，被配置成最小化重復(fù)數(shù)據(jù)的收集，被配置成執(zhí)行它們的組合等。這樣的選擇性數(shù)據(jù)收集算法可以被實(shí)施以便改善適配收斂、最小化在試圖用重復(fù)的數(shù)據(jù)、用有限的數(shù)據(jù)、對照異常值等來適配系統(tǒng)模型時(shí)的資源浪費(fèi)。

在一些方面，該數(shù)據(jù)收集算法可以選擇性地填充緩沖器，如在本文中所描述的。一旦該緩沖器被填充，則調(diào)度器可以啟動一個根據(jù)本公開內(nèi)容的模型更新進(jìn)程。

在一些方面，該數(shù)據(jù)收集算法可以被配置成選擇性地監(jiān)控進(jìn)入緩沖器的數(shù)據(jù)，以確保獲取最小量的可操作數(shù)據(jù)用于適配進(jìn)程。這樣的數(shù)據(jù)收集算法可以包括這樣一個函數(shù)，該函數(shù)用于在一個時(shí)間段內(nèi)估計(jì)數(shù)據(jù)的品質(zhì)，用于確定所收集的數(shù)據(jù)是否含有感興趣的帶寬內(nèi)的重要內(nèi)容，確定該數(shù)據(jù)是否含有感興趣的幅度內(nèi)的重要內(nèi)容等。在一些方面，這樣的數(shù)據(jù)收集算法可以包括這樣一個函數(shù)，該函數(shù)用以確定是否已經(jīng)從適合于執(zhí)行適配進(jìn)程的音頻流(例如，在帶寬、幅度、沒有異常值、噪聲分布等方面合適)中提取了一個最小長度的連續(xù)的數(shù)據(jù)塊。

在一些方面，該模型更新器或數(shù)據(jù)收集算法可以被配置成由一系列縮短的數(shù)據(jù)包(例如，滿足該算法的入選標(biāo)準(zhǔn)的縮短的數(shù)據(jù)序列)分段地構(gòu)建一個完整的數(shù)據(jù)集。這樣分段構(gòu)建的數(shù)據(jù)集可以包括將相鄰的數(shù)據(jù)包拼接在一起，以確保模型更新器的平滑過渡等。

在一些方面，該模型更新器或數(shù)據(jù)收集算法可以被配置成生成隨時(shí)間流逝所收集的數(shù)據(jù)的拼貼(collage)，該拼貼被用在適配進(jìn)程中，該拼貼的重疊部分被用來驗(yàn)證適配進(jìn)程等。

在一些方面，該系統(tǒng)可以包括一個測試信號生成器，該測試信號生成器被配置成將一個診斷信號疊加到音頻流上，該診斷信號被用來確保所收集的數(shù)據(jù)滿足所討論的適配進(jìn)程的最小需求(例如，控制模型的一個或多個線性方面或非線性方面的適配所需要的幅度或頻譜數(shù)據(jù))。

在一些方面，所述模型更新器、調(diào)度器或數(shù)據(jù)收集算法可以被配置成在特定測試、觸摸反饋音頻鐘聲、用戶通知、系統(tǒng)或應(yīng)用更新、喚醒鐘聲、鈴音等期間從音頻流捕獲數(shù)據(jù)。在一些方面，該系統(tǒng)可以被配置成將音頻內(nèi)容添加到這樣的音頻流中的一個或多個內(nèi)、更改所存儲的音頻流、分段地結(jié)合時(shí)間無關(guān)的音頻流或驗(yàn)證音頻流，以便確認(rèn)它們在模型更新中的使用。這樣的配置可以有利于確保在更新進(jìn)程期間使用已知的音頻流(例如，以助于更新進(jìn)程的可重復(fù)性或魯棒性等)。

該系統(tǒng)可以被配置成接受在更新、游戲設(shè)置(gameplay)、音樂反饋等期間預(yù)先驗(yàn)證的通知、音頻測試、觸摸反饋鐘聲、鈴音、喚醒鐘聲，和/或所渲染的音頻流。由此，該系統(tǒng)可以包括用于識別預(yù)先驗(yàn)證的音頻流的裝置(例如，諸如，通過接受伴隨的驗(yàn)證指標(biāo)等)，并且利用這樣的識別來精簡在模型更新中使用的數(shù)據(jù)集的存儲，選擇與該數(shù)據(jù)集一起使用的模型更新類型、它們的組合等。在一些方面，標(biāo)識符可以包括該預(yù)先驗(yàn)證的音頻流內(nèi)的內(nèi)容的類型的數(shù)值指示(例如，低幅度、寬頻譜、頻譜特色、大幅度等)，該模型更新器和/或調(diào)度器被配置成接受該標(biāo)識符，以引導(dǎo)用所收集的數(shù)據(jù)集執(zhí)行該類型的模型更新。

在一些方面，該模型更新器可以包括一個或多個用于對控制器內(nèi)所包括的模型的一個或多個方面執(zhí)行更新的算法。這樣的算法可以包括非遞歸回歸算法、魯棒最小二乘算法、模型選擇算法等。

在一些方面，該模型更新器或數(shù)據(jù)收集算法可以包括一個選擇訓(xùn)練該系統(tǒng)所用的數(shù)據(jù)的函數(shù)，包括從所收集的數(shù)據(jù)集選擇具有良好頻譜和工作域覆蓋率的數(shù)據(jù)、選擇具有有限的信號重復(fù)的數(shù)據(jù)(例如，以防止收斂模型對性能指標(biāo)(plant)的振蕩)、收集全體滿足這樣的標(biāo)準(zhǔn)的分段連續(xù)數(shù)據(jù)等。

在一些方面，提供了一種用控制器控制揚(yáng)聲器的方法，該方法包括從通過該控制器播放的音頻流導(dǎo)出的數(shù)據(jù)集來分批地估計(jì)一個或多個模型參數(shù)，并且用所估計(jì)的模型參數(shù)來更新該控制器的一個或多個方面。

在一些方面，提供了一種用控制器控制揚(yáng)聲器的方法，該方法包括對照從通過該控制器播放的音頻流所收集的數(shù)據(jù)集來分批地測試一個或多個模型估計(jì)，通過將所述模型估計(jì)與所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較來確定一個最接近的擬合模型，以及在該控制器內(nèi)實(shí)施該最接近的擬合模型。

在一些方面，可以通過魯棒回歸算法執(zhí)行所述估計(jì)步驟。在一些方面，可以通過考慮在相同的數(shù)據(jù)集期間從控制器輸出導(dǎo)出的一個參數(shù)估計(jì)與經(jīng)由來自揚(yáng)聲器的反饋所獲得的一個參數(shù)測量之間的差異來執(zhí)行所述估計(jì)步驟。在一些方面，該方法可以包括確定該數(shù)據(jù)集是否含有足夠的用于線性模型更新、非線性模型更新、局部更新、診斷比較等的數(shù)據(jù)，且如果是這樣的話，則基于數(shù)據(jù)集的內(nèi)容適當(dāng)?shù)馗略摽刂破鞯囊粋€或多個方面。

在一些方面，該方法可以包括選擇具有預(yù)定閾值以上的幅度的數(shù)據(jù)，并且將那個數(shù)據(jù)應(yīng)用到控制器模型的非線性部分的估計(jì)。在一些方面，該方法可以包括選擇具有在空閾值以上且在預(yù)定閾值以下的幅度的數(shù)據(jù)，并且將那個數(shù)據(jù)應(yīng)用到控制器模型的線性部分的估計(jì)。在一些方面，該方法可以包括在感興趣的帶寬上選擇在預(yù)定閾值內(nèi)的數(shù)據(jù)。該方法可以包括收集數(shù)據(jù)，直到已經(jīng)在預(yù)定閾值內(nèi)和/或在感興趣的預(yù)定帶寬上收集了預(yù)定的數(shù)據(jù)量為止。

在一些方面，該方法可以包括在一個通知、重新啟動、更新、鐘聲、鈴音等期間收集數(shù)據(jù)。該方法可以包括接收一個通知：音頻流與已知的好數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)(例如，音頻流含有數(shù)據(jù)，這樣的通知，含有適合于執(zhí)行模型更新的必需數(shù)據(jù))。模型更新器、數(shù)據(jù)收集算法、調(diào)度器等可以被配置成接收這樣的通知并且當(dāng)接收到這樣的通知時(shí)啟動數(shù)據(jù)的收集或模型更新進(jìn)程。在一些方面，一個或多個通知、鈴音等可以被預(yù)審，以便含有執(zhí)行模型更新所期望的必需的幅度和頻率內(nèi)容。該通知可以在這樣的音頻流播放期間被提供給該系統(tǒng)、模型更新器等，以便最大化用于更新的所收集的數(shù)據(jù)，同時(shí)最小化與更新進(jìn)程相關(guān)聯(lián)的用戶影響。這樣的程序有利于執(zhí)行對用戶具有最小影響的更新，特別是有利于更新大信號模型(用戶可以以其他方式聽到該大信號模型以收集必需的數(shù)據(jù))。

該方法可以包括在估計(jì)進(jìn)程期間確定該系統(tǒng)的健康狀態(tài)。在一些方面，可以通過將所適配的或所估計(jì)的模型的一個或多個方面與該系統(tǒng)的已知的故障或損壞狀態(tài)(其可以被本地存儲或被存儲在云中等)進(jìn)行比較來確定該系統(tǒng)的健康狀態(tài)。這樣的故障狀態(tài)可以通過在估計(jì)進(jìn)程期間位于安全操作數(shù)集(manifold)之外的一個或多個參數(shù)的識別、通過與一個故障或損壞狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的最接近的擬合模型等來確定。

該方法可以包括如果該系統(tǒng)的健康狀態(tài)指示故障或損壞狀態(tài)，則生成一個警報(bào)或通知、報(bào)告該健康狀態(tài)、請求維修等。

該方法可以包括在確定該控制器的故障或損壞健康狀態(tài)時(shí)，將安全模式模型加載到該控制器內(nèi)。這樣的安全模式模型可以被配置成限制來自揚(yáng)聲器的音頻輸出，因此防止對其造成進(jìn)一步損壞，但是允許相關(guān)聯(lián)的設(shè)備繼續(xù)渲染音頻流，直到可以執(zhí)行維修修理為止。

該方法可以包括比較新估計(jì)的模型與一個或多個反饋信號或由一個或多個反饋信號所生成的信號或度量之間的擬合優(yōu)度，之后用新估計(jì)的模型更新該控制器的一個或多個方面。該方法可以包括拒絕比較的新估計(jì)的模型表示模型預(yù)測與反饋信號或度量之間的顯著差異。

根據(jù)一些方面，提供了一種用于適配揚(yáng)聲器模型的方法，包括在一個用戶通知期間將一個測試信號應(yīng)用到該揚(yáng)聲器以構(gòu)建一個數(shù)據(jù)集，分批估計(jì)來自該數(shù)據(jù)集的模型的一個或多個方面，并且基于該分批估計(jì)更新該模型。在一些方面，該用戶通知可以與一個睡眠恢復(fù)事件、一個設(shè)備喚醒事件、一個重新啟動、一個系統(tǒng)通知、一個鈴音、一個觸摸音頻響應(yīng)等結(jié)合。在一些方面，該系統(tǒng)可以被預(yù)加載有一個或多個預(yù)先核準(zhǔn)的用戶通知，所述預(yù)先核準(zhǔn)的用戶通知包括足夠的幅度和頻率數(shù)據(jù)使得由所述幅度和頻率生成的數(shù)據(jù)集將含有足夠的信息以用于分批估計(jì)。

在一些方面，所述模型更新器、調(diào)度器或數(shù)據(jù)收集算法可以被配置成在估計(jì)一個模型參數(shù)之前從相關(guān)聯(lián)的音頻流獲取大于0.1秒的連續(xù)數(shù)據(jù)、大于0.25秒的連續(xù)數(shù)據(jù)、大于0.5秒的連續(xù)數(shù)據(jù)、大于1秒的連續(xù)數(shù)據(jù)。在一些方面，所述模型更新器、調(diào)度器或數(shù)據(jù)收集算法可以被配置成更新一個模型的頻帶限制的方面，該系統(tǒng)被配置成獲取填充期望的頻帶所需要的連續(xù)數(shù)據(jù)的大于3倍的值、大于6倍的值、大于10倍的值等。

在一些方面，根據(jù)本公開內(nèi)容的系統(tǒng)的一個或多個部件可以被配置成評估所收集的數(shù)據(jù)的頻率內(nèi)容，并且根據(jù)所收集的數(shù)據(jù)的頻率頻譜和幅度內(nèi)容將數(shù)據(jù)匯總成一個數(shù)據(jù)集，以用于在模型更新中使用。甚至可以從不連續(xù)地可用的片段來收集該數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)，以便滿足幅度和帶寬擴(kuò)展。所述片段全體可以滿足模型擬合需求，且模型更新可以用所述片段并行地執(zhí)行。在一些方面，一個數(shù)據(jù)集可以甚至用僅含有有限頻率范圍的數(shù)據(jù)的片段構(gòu)建成，但是全體地該數(shù)據(jù)集填充有用于納入到模型更新中的全面數(shù)據(jù)。

在一些方面，該數(shù)據(jù)可以基于如下來選定：它具有在f0/10到10*f0、f0/5到5*f0、f0/2到2*f0等之間的重要頻率內(nèi)容，可選地具有f0以下的附加功率以得到適合于模型更新的信息(其中f0是相關(guān)聯(lián)的揚(yáng)聲器的第一共振頻率)。該系統(tǒng)可以包括一個帶通濾波器，以用于估計(jì)來自此范圍內(nèi)的音頻流的信號內(nèi)容的幅度，該帶通濾波器的輸出對于模型更新器、調(diào)度器、數(shù)據(jù)收集算法等是可得的，以確定所收集的數(shù)據(jù)何時(shí)適合于執(zhí)行模型更新程序。

在一些方面，該數(shù)據(jù)可以是在一個時(shí)間段內(nèi)從音頻流提取的連續(xù)數(shù)據(jù)的片段的分段匯總的集合。一般地，它有利于限制所匯總的數(shù)據(jù)的分段性質(zhì)，以限制在模型更新期間在所分析的段之間的過渡期間的模型失配。在一些方面，一個或多個數(shù)據(jù)片段的長度可以是大于50ms、大于100ms、大于250ms等。

在一些方面，數(shù)據(jù)收集算法、緩沖器、模型更新器等可以被配置成忽略用每個片段中的第一數(shù)據(jù)點(diǎn)所獲得的結(jié)果，以便使最小化與在模型更新進(jìn)程期間(例如，當(dāng)分段匯總的片段集合被用在模型更新算法中時(shí))所創(chuàng)建的最初失配相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)入誤差。附加地、替代地或結(jié)合地，該算法可以被配置成在片段之間調(diào)整用于該系統(tǒng)的最佳猜測，以便在模型更新期間加強(qiáng)收斂。在一些方面，該算法可以被配置成更多地表現(xiàn)或權(quán)衡來自該數(shù)據(jù)中的比其他片段更相關(guān)的一個或多個特別相關(guān)的片段的貢獻(xiàn)，以便在模型更新期間加強(qiáng)收斂。這樣的權(quán)衡的一些非限制性實(shí)施例包括在整個數(shù)據(jù)集內(nèi)復(fù)制特別相關(guān)的片段(例如，因此增大整個數(shù)據(jù)集內(nèi)的相關(guān)的片段的百分比)，通過組織數(shù)據(jù)集內(nèi)的片段以便提高連續(xù)性(例如，組織數(shù)據(jù)集內(nèi)的片段以便使片段之間的不連續(xù)性最小化)，通過用已知的方法(例如，通過應(yīng)用變跡函數(shù)、漢明窗、B樣條窗、多項(xiàng)式窗、余弦窗、高斯窗、凱塞窗、其組合、派生和混合等)對片段加窗等。在一些方面，混合加窗函數(shù)可以被采用，以便將片段連接在一起，同時(shí)維持其間的連續(xù)性。在一個非限制性實(shí)施例中，加窗函數(shù)可以被應(yīng)用到片段，使得最接近片段的末端的數(shù)據(jù)點(diǎn)的值被拉向數(shù)據(jù)集內(nèi)的相鄰的片段的那些(例如，諸如，經(jīng)由在除了接近片段的末端以外的任何位置都具有零值的窗，其中該窗過渡朝向片段端點(diǎn)之間的平均值，且該片段和窗被添加以創(chuàng)建連續(xù)的數(shù)據(jù)集)。因此，所述片段可以由連續(xù)的數(shù)據(jù)集替換，以在模型更新中使用。

在一些方面，數(shù)據(jù)收集函數(shù)、緩沖器或模型更新器可以被配置成監(jiān)控輸入的數(shù)據(jù)，以確定該數(shù)據(jù)的一段是否適合在模型更新中使用。在一個非限制性實(shí)施例中，該監(jiān)控函數(shù)可以包括均方根值測試(例如，以核查輸入的數(shù)據(jù)的幅度)和頻譜核查(例如，以確定輸入的信號的頻譜內(nèi)容)，以便確保所捕獲的數(shù)據(jù)中的信號功率足夠高以用于待被執(zhí)行的模型更新的類型(例如，線性模型更新相對大信號模型更新等)。在實(shí)踐中，通過一系列帶通濾波器、正交濾波器陣列等與從其輸出的每個級的幅度進(jìn)行比較可以實(shí)施這樣的頻譜核查或幅度和頻譜核查的組合。在一些方面，可以通過將估計(jì)空間限定到一個預(yù)定范圍來在計(jì)算方面加速該估計(jì)，該預(yù)定范圍基于當(dāng)前所使用的參數(shù)。

在一些方面，幅度和/或頻譜驗(yàn)證函數(shù)可以用作相關(guān)聯(lián)的揚(yáng)聲器保護(hù)系統(tǒng)的一部分?？梢蕴峁┻@樣的功能以減少每秒鐘必需的指令，同時(shí)篩選用于模型更新器的數(shù)據(jù)并且提供功能到擴(kuò)音器保護(hù)系統(tǒng)。在一些方面，幅度和/或頻譜驗(yàn)證函數(shù)可以與調(diào)度器、模型更新器、數(shù)據(jù)收集算法等耦合，以驗(yàn)證哪種類型的模型或模型的哪部分可以用特定數(shù)據(jù)集內(nèi)的數(shù)據(jù)更新。在一個非限制性實(shí)施例中，數(shù)據(jù)收集算法可以被配置成分析所收集的數(shù)據(jù)集的特性幅度范圍和/或頻譜范圍?；谠摲群?或頻譜范圍，該算法可以被配置成啟動模型更新。選擇標(biāo)準(zhǔn)的一些非限制性實(shí)施例包括：通過感興趣的頻譜來確定該數(shù)據(jù)是否包括在一個預(yù)定閾值以上的幅度內(nèi)容，且如果是這樣的話，則將那個數(shù)據(jù)應(yīng)用到控制器模型的非線性部分的估計(jì)；確定該數(shù)據(jù)是否包括幅度在一個空閾值以上且在一個預(yù)定閾值以下的至少一個子集，并且將所述數(shù)據(jù)或所述數(shù)據(jù)的子集應(yīng)用到控制器模型的線性部分的估計(jì)；在感興趣的帶寬內(nèi)選擇在一個預(yù)定閾值內(nèi)的數(shù)據(jù)并且將所述數(shù)據(jù)應(yīng)用到一個頻率相關(guān)函數(shù)的估計(jì)；其組合等。該數(shù)據(jù)收集算法、模型更新器和/或調(diào)度器可以包括一個驗(yàn)證函數(shù)，該驗(yàn)證函數(shù)被配置成確定何時(shí)在預(yù)定閾值內(nèi)和/或在感興趣的預(yù)定帶寬內(nèi)已經(jīng)收集了足夠的數(shù)據(jù)量。在一些方面，這樣的函數(shù)可以被用來驅(qū)動模型更新函數(shù)、調(diào)度器函數(shù)等。

在一些方面，該系統(tǒng)的一個或多個部件、該模型更新器等可以被配置成接受一個有限的數(shù)據(jù)集，并且在將該有限的數(shù)據(jù)集的分析期間依次重復(fù)地應(yīng)用該有限的數(shù)據(jù)集，以執(zhí)行模型更新。

在一些方面，該系統(tǒng)可以被配置成將一個或多個先前生成的模型參數(shù)或值存儲在存儲器內(nèi)，并且將一個或多個存儲的參數(shù)或值實(shí)施為用于模型更新程序的最初猜測。這樣的配置有利于提高估計(jì)算法的穩(wěn)定轉(zhuǎn)換的可能性。

在一些方面，根據(jù)本公開內(nèi)容，該系統(tǒng)、數(shù)據(jù)收集算法、模型更新器等可以被配置成積累來自音頻流的用于執(zhí)行更新的數(shù)據(jù)。在一些方面，該更新器或算法可以被配置成在一個延長的時(shí)間段之后放棄來自經(jīng)核準(zhǔn)的數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)?？梢赃M(jìn)行這樣的數(shù)據(jù)放棄，以限制來自該數(shù)據(jù)集的舊數(shù)據(jù)的量(例如，以確保僅最近所收集的數(shù)據(jù)被用在更新進(jìn)程中)。這樣的時(shí)間敏感的數(shù)據(jù)管理可以通過如下方式來實(shí)現(xiàn)：存儲時(shí)間戳連同所收集的數(shù)據(jù)，并且如果在模型更新、分析等中沒有使用所述數(shù)據(jù)，則在一個預(yù)定的時(shí)間段之后將所述數(shù)據(jù)從緩沖器移除。

在一些方面，該系統(tǒng)可以被配置成監(jiān)控、測量和/或估計(jì)一個或多個操作條件(例如，諸如，音圈溫度)。該操作條件可以與數(shù)據(jù)一起存儲在緩沖器內(nèi)。當(dāng)適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)被揀選以在模型更新中使用時(shí)，當(dāng)前的操作條件可以與所存儲的等同物比較，以有助于選擇在模型更新中所使用的數(shù)據(jù)。在一些方面，該系統(tǒng)可以被配置成針對特定操作條件、針對一系列操作條件、針對最常使用的操作條件等構(gòu)建模型。該系統(tǒng)可以被配置成針對操作條件(模型將在所述操作條件中被更新)的范圍中的每個從緩沖器收集數(shù)據(jù)(例如，從一系列溫度、在一系列設(shè)定操作溫度內(nèi)等揀選數(shù)據(jù))。

在一些方面，可以結(jié)合操作條件管理所收集的數(shù)據(jù)。在一個非限制性實(shí)施例中，如果在連續(xù)的數(shù)據(jù)片段的積累期間，溫度數(shù)據(jù)連同音頻數(shù)據(jù)一起被收集，但是在該收集的過程中，溫度急劇改變，該系統(tǒng)可以被配置成丟棄對應(yīng)于舊的溫度讀數(shù)的數(shù)據(jù)(例如，或通過將數(shù)據(jù)揀選成頻率/幅度/溫度批次來保存它，每個批次適合于該模型的一個基于不同溫度的批次更新)，僅捕獲與當(dāng)前溫度相關(guān)的數(shù)據(jù)等。剩余的或所捕獲的數(shù)據(jù)可以被引導(dǎo)到一個相關(guān)聯(lián)的模型更新器，以用其執(zhí)行該系統(tǒng)的一個或多個方面的更新。

在一些方面，該模型更新器可以被配置成在相同的數(shù)據(jù)集上迭代地執(zhí)行適配進(jìn)程，以用其實(shí)現(xiàn)模型的收斂。如果該數(shù)據(jù)集對于該系統(tǒng)具有代表性，則這些參數(shù)作為來自該模型的輸出可以更準(zhǔn)確地反映揚(yáng)聲器的性能。該模型更新器可以包括一個驗(yàn)證函數(shù)，該驗(yàn)證函數(shù)被配置成對照所存儲的參考參數(shù)、模型庫等測試所述參數(shù)中的一個或多個，以確定是否令人滿意地完成了模型更新的結(jié)果(例如，諸如，通過確認(rèn)所述參數(shù)中的一個或多個在有效范圍內(nèi)、該模型在一個預(yù)定的模型的范圍內(nèi)等)?？梢栽诟驴刂破鲀?nèi)的一個或多個模型之前應(yīng)用這樣的驗(yàn)證函數(shù)(例如，作為安全性核查)。

根據(jù)一些方面，提供了根據(jù)本公開內(nèi)容的用于更新設(shè)備內(nèi)的換能器的模型的方法，包括在該設(shè)備上的一個事件、上電、通知、鈴音、喚醒或睡眠恢復(fù)事件期間將一個測試信號應(yīng)用到該換能器，以形成一個測試數(shù)據(jù)集，從該測試數(shù)據(jù)集估計(jì)換能器的一個或多個特性，并且基于所估計(jì)的特性中的一個或多個來更新該模型。

在一些方面，該方法可以包括分批估計(jì)所述特性中的一個或多個、由多個事件生成該數(shù)據(jù)集的一個或多個部分、由從一個或多個先前更新所估計(jì)的特性的趨勢來預(yù)測以后的模型或者模型更新的調(diào)度、預(yù)測揚(yáng)聲器的壽命、其組合等。

在一些方面，該事件可以將一個可聽和/或觸覺反饋提供到一個用戶(例如，該信號可以用作數(shù)據(jù)輸入以用于適配以及用于用戶通知、鈴音等的)，該事件可以被預(yù)先驗(yàn)證，使得包含用于更新的合適的數(shù)據(jù)是已知的等。

圖1示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的非線性控制系統(tǒng)的一些方面的示意圖。該非線性控制系統(tǒng)包括一個控制器110，該控制器被配置成接受來自一個音頻源(未被明確示出)的輸入信號1和一個或多個更新165?？刂破?10可以被配置成接受一個或多個更新165，諸如，參數(shù)、系數(shù)、查找表、模型、指向模型庫中的模型或其部件的指針等。該系統(tǒng)可以包括被配置成生成更新165的模型更新器150。控制器110可以生成一個或多個控制信號115以驅(qū)動相關(guān)聯(lián)的音頻放大器120。在一些方面，一個或多個控制器生成信號131(例如，控制信號115和/或由控制信號115生成的信號中的一個或多個)可以被饋送到模型更新器150或與模型更新器150連接的緩沖器140，以用于納入到模型更新進(jìn)程中來產(chǎn)生更新165中的一個或多個。在一些方面，控制器生成信號131可以作為渲染音頻流的副產(chǎn)品產(chǎn)生，并且可以在模型更新器150中被利用，以省去生成更新165中的一個或多個的處理需求。

在一些方面，音頻放大器120可以被配置成產(chǎn)生一個或多個放大器反饋信號133，所述放大器反饋信號133可以被引導(dǎo)到模型更新器150或相關(guān)聯(lián)的緩沖器140，以用于在生成更新165中的一個或多個中使用。

音頻放大器120被配置成接受控制信號115中的一個或多個，并且產(chǎn)生音頻信號125以驅(qū)動換能器130(例如，揚(yáng)聲器)。在一些方面，換能器130可以配備有一個反饋傳感器，以將換能器反饋信號135傳達(dá)到模型更新器150或相關(guān)聯(lián)的緩沖器140，以在生成更新165中的一個或多個中使用。

換能器130意指適合于產(chǎn)生聲音(例如，音頻信號3)的部件或設(shè)備，諸如揚(yáng)聲器。換能器130可以基于許多不同技術(shù)(諸如，電磁的、熱聲的、靜電的、磁致伸縮的、帶(ribbon)、音頻陣列、電活性材料等)中的一種?；诓煌夹g(shù)的換能器130可能需要替代的驅(qū)動器特性、匹配或?yàn)V波電路，但是這樣的方面不意在更改此公開內(nèi)容的范圍。

在一些方面，該系統(tǒng)可以包括被安排在換能器130附近的一個或多個傳感器137(例如，麥克風(fēng)、溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器等)，所述傳感器被配置成監(jiān)控輸出3和/或環(huán)境條件，并且生成傳感器反饋信號139到模型更新器150或相關(guān)聯(lián)的緩沖器140，以在生成更新165中的一個或多個中使用。

在一些方面，音頻放大器120可以包括一個半橋結(jié)構(gòu)、一個全橋結(jié)構(gòu)，和/或可以接受一個或多個控制信號115、PWM信號等，以驅(qū)動對應(yīng)的高側(cè)驅(qū)動器和低側(cè)驅(qū)動器。音頻放大器120可以包括D類放大器、平衡D類放大器、K類放大器等。音頻放大器120可以包括一個反饋電路，該反饋電路用于在使用期間確定遞送到換能器130的電流、電壓等。該放大器可以包括一個反饋環(huán)路，該反饋環(huán)路可選地被配置成減少或補(bǔ)償該系統(tǒng)中的一個或多個換能器130和/或電氣部件的一個或多個非線性。

音頻放大器120可以包括一個或多個感測電路，以生成放大器反饋信號133。在一些方面，該放大器反饋信號可以包括功率信號、電流信號、阻抗測量(例如，頻譜測量、低頻測量等)、電壓信號、電荷、場強(qiáng)度測量等。

在一些方面，音頻放大器120可以被配置成監(jiān)控相關(guān)聯(lián)的換能器130的阻抗的一個或多個方面。該阻抗可以被測量以便建立揚(yáng)聲器的實(shí)質(zhì)DC阻抗(例如，在亞音速頻譜中所測得的揚(yáng)聲器阻抗)測量，其可以至少部分地指示揚(yáng)聲器線圈的特性溫度。該阻抗可以結(jié)合電流感測電阻器、結(jié)合施加到揚(yáng)聲器的電壓測量來測得。

在一些方面，關(guān)于用D類放大器的音頻放大器120實(shí)施方式，揚(yáng)聲器阻抗可以由該D類放大器的輸出電流計(jì)算出。該電流可以隨同與該放大器相關(guān)聯(lián)的開關(guān)循環(huán)而脈動。因此，通過對該輸出電流進(jìn)行低通濾波可以獲得一個相關(guān)的電流信號。該濾波器可以被配置成獲得該電流信號的一個或多個頻譜分量。在一個非限制性實(shí)施例中，電阻頻譜可以被評估，以確定揚(yáng)聲器的第一共振模式的頻率，和/或確定在該第一共振頻率的峰值處的阻抗。因?yàn)榈谝还舱穹逯档淖杩够蛳嚓P(guān)聯(lián)的頻率可以與線圈的偏移和/或線圈的溫度相關(guān)聯(lián)地改變。在共振峰值處測得的阻抗與在亞音速頻譜中測得的阻抗的比較可以被采用，以在使用期間提取該偏移和線圈溫度的大體上獨(dú)立的測量。

可以在音頻放大器120處測量換能器130的阻抗，以在將一個或多個控制參數(shù)(在模型更新器150內(nèi)使用)或模型參數(shù)匹配到當(dāng)前實(shí)施例的物理系統(tǒng)(例如，該阻抗可以在優(yōu)化控制器110內(nèi)的模型的一個或多個方面期間被使用)時(shí)使用。

該系統(tǒng)可以包括一個或多個緩沖器140、160，根據(jù)在模型更新、數(shù)據(jù)集分析等期間的需要，每個緩沖器被配置成接受并且存儲待被遞送到一個或多個子系統(tǒng)(例如，控制器110、模型更新器150等)的一個或多個信號。在一些方面，緩沖器140、160可以被配置成具有大量存儲器分配的FIFO緩沖器、高速緩存等，以便在使用期間暫時(shí)存儲與音頻流相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)流。緩沖器140、160還可以分別充當(dāng)用于作為模型輸入數(shù)據(jù)145發(fā)送到模型更新器150和作為更新165發(fā)送到控制器110的數(shù)據(jù)和/或模型更新的存儲器。模型更新器150可以被配置成將一個或多個模型更新155發(fā)送到相關(guān)聯(lián)的緩沖器160或控制器110(例如，鑒于緩沖器160以一個具體實(shí)施方式呈現(xiàn))。

該系統(tǒng)的一個或多個部件可以以一個或多個速率操作。在一些方面，這樣的操作速率可以由一個根據(jù)本公開內(nèi)容的調(diào)度器規(guī)定。一個或多個部件可以以適合于渲染音頻流的第一速率170(諸如，高頻速率)操作。在一些方面，一個或多個部件(例如，模型更新器150、緩沖器140、160等)可以被配置成以適合于與模型更新相關(guān)聯(lián)的較低速率或中間速率的第二速率180操作。在一些方面，取決于正被更新的模型的一些方面，或操作條件的改變(例如，如通過反饋信號131、133、135、139以及環(huán)境信號測量等測得)等，模型更新器150可以被配置成以中間速率和/或較低速率產(chǎn)生模型更新或其部分。

控制器110可以包括控制策略和相關(guān)聯(lián)的模型，所述控制策略和相關(guān)聯(lián)的模型基于自適應(yīng)控制、分層控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、貝葉斯概率、反步法、李雅普諾夫重設(shè)計(jì)、H-無窮法、無差拍控制、分?jǐn)?shù)階控制、模型預(yù)測控制、非線性阻尼、狀態(tài)空間控制、模糊邏輯、機(jī)器學(xué)習(xí)、進(jìn)化計(jì)算、遺傳算法、最優(yōu)控制、模型預(yù)測控制、線性二次控制、魯棒控制進(jìn)程、隨機(jī)控制、前饋控制、其組合等中的一個或多個。控制器110可以包括完全非線性控制策略(例如，滑模策略、棒棒(bang-bang)策略、有界輸入輸出(BIBO)策略等)、線性控制策略或其組合。在一個非限制性實(shí)施例中，可以以完全前饋方法配置控制器110(例如，如精確輸入-輸出線性化控制器)。替代地、附加地或結(jié)合地，控制器110的一個或多個方面可以包括反饋控制器(例如，非線性反饋控制器、線性反饋控制器、PID控制器等)、前饋控制器、其組合等。

根據(jù)本公開內(nèi)容的控制器110可以包括一個頻帶選擇濾波器(例如，帶通濾波器、低通濾波器等)，該頻帶選擇濾波器被配置成修正輸入信號1以產(chǎn)生經(jīng)修正的輸入信號(例如，具有有限頻譜內(nèi)容的輸入信號、僅與非線性控制系統(tǒng)相關(guān)的頻譜內(nèi)容等)。在一個非限制性實(shí)施例中，控制器110可以包括具有在大約100Hz、500Hz、800Hz等處的交叉點(diǎn)的濾波器。非線性控制可以被施加到在該交叉點(diǎn)以下的頻譜內(nèi)容，同時(shí)該信號的其余部分可以被發(fā)送到該系統(tǒng)中的其他地方，進(jìn)入一個均衡器等。所述信號可以在被引導(dǎo)向音頻放大器120之前被重新組合。在一個多速率實(shí)施例中，基于所述信號的頻譜內(nèi)容和在操作期間通過非線性控制器110添加的諧波內(nèi)容，可以相應(yīng)地下采樣(downsample)和上采樣(upsample)所述信號。這樣的配置可以有利于在實(shí)時(shí)操作期間減少該控制系統(tǒng)上的計(jì)算負(fù)荷。

控制器110的多個部分和/或模型更新器150可以包括一個觀測器和/或一個狀態(tài)估計(jì)器。一個狀態(tài)估計(jì)器(例如，精確線性化模型、前饋模型等)可以被配置成估計(jì)更新165中的一個或多個以用于輸入到控制器110。在一些方面，除了其他方法之外，該狀態(tài)估計(jì)器可以包括與一個精確輸入-輸出線性化算法組合的狀態(tài)空間模型以實(shí)現(xiàn)此功能。模型更新器150內(nèi)的一個模型或控制器110內(nèi)的一個相關(guān)聯(lián)的模型的一個或多個方面可以基于一個物理模型(例如，集中參數(shù)模型等)。替代地、附加地或結(jié)合地，該模型的一個或多個方面可以基于一個普通架構(gòu)(例如，黑箱模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊模型、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)等)。該模型可以包括可以被配置、被校準(zhǔn)和/或被適配以更好地適應(yīng)給定應(yīng)用的具體需求的一個或多個以參數(shù)限定方面。

在一些方面，一個或多個反饋信號131、133、135可以從音頻放大器120、控制器110和/或換能器130的一個或多個方面獲得。反饋信號131、133、135的一些非限制性實(shí)施例包括一個或多個溫度測量、阻抗、驅(qū)動電流、驅(qū)動電壓、驅(qū)動功率、一個或多個運(yùn)動學(xué)測量(例如，膜或線圈位移、速度、加速度、空氣流動等)、聲壓水平測量、本地麥克風(fēng)反饋、環(huán)境條件反饋(例如，溫度、壓力、濕度等)、動力學(xué)測量(例如，安裝件處的力、沖擊測量等)、B場測量、其組合等。

更新165通常可以作為輸入被提供到控制器110，以便更新一個或多個模型或其部分，以作為更新進(jìn)程的一部分。在一些方面，更新165可以被轉(zhuǎn)換，以便減少計(jì)算需求和/或簡化該系統(tǒng)的一個或多個方面的計(jì)算或用于簡化到控制器110內(nèi)所包括的模型的集成。

在一些方面，控制信號115可以被遞送到音頻放大器120的一個或多個方面(例如，遞送到其中所包括的驅(qū)動器，遞送到其中所包括的揚(yáng)聲器等)。

在控制器110、模型更新器150或相關(guān)聯(lián)的模型庫中所包括的一個模型可以包括一個觀測器(例如，非線性觀測器、滑模觀測器、卡爾曼濾波器、自適應(yīng)濾波器、最小均方自適應(yīng)濾波器、增廣遞歸最小二乘濾波器、擴(kuò)展卡爾曼濾波器、集合卡爾曼濾波器、高階擴(kuò)展卡爾曼濾波器、動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)等)。在一些方面，該模型可以是無跡卡爾曼濾波器(UKF)。該無跡卡爾曼濾波器可以被配置成接受一個或多個反饋信號131、133、135、輸入信號1和/或控制信號115。該無跡卡爾曼濾波器(UKF)可以包括被稱為無跡轉(zhuǎn)換的確定性采樣技術(shù)，以圍繞平均非線性函數(shù)挑選最小的采樣點(diǎn)(例如，希格瑪點(diǎn))集合。所述希格瑪點(diǎn)可以通過非線性函數(shù)傳播，從所述非線性函數(shù)恢復(fù)估計(jì)的平均值和協(xié)方差。所產(chǎn)生的濾波器可以更準(zhǔn)確地捕獲正被建模的總系統(tǒng)的真實(shí)平均值和協(xié)方差。此外，UKF不需要雅克比行列式的顯式計(jì)算，雅克比行列式的顯式計(jì)算對于復(fù)變函數(shù)可能是個挑戰(zhàn)，尤其在資源有限的設(shè)備上。

在一些方面，控制信號115可以包括與輸入信號1相關(guān)的放大的、可選的壓縮信號，所述輸入信號1與通過控制器110所生成的音頻流相關(guān)聯(lián)。這樣的控制信號115可以被引導(dǎo)到模型更新器150內(nèi)，以在模型更新165的生成中使用。

可選的控制器生成信號131中的一個或多個(例如，控制信號115、控制器110內(nèi)所生成的中間信號和/或由其所生成的信號中的一個或多個)可以表現(xiàn)為若干形式之一。這樣的形式的一些非限制性實(shí)施例包括揚(yáng)聲器阻抗估計(jì)、揚(yáng)聲器阻抗頻譜估計(jì)(例如，如通過與控制器110內(nèi)的一個模型相關(guān)聯(lián)的函數(shù)所生成的)、部分調(diào)整的信號(例如，已經(jīng)傳遞通過控制器110的一部分的信號)、延遲的信號、未延遲的信號、預(yù)濾波的信號、對應(yīng)于感興趣的頻譜范圍的信號的一部分、線性補(bǔ)償?shù)男盘?例如，尚未傳遞通過控制器110的非線性部分的信號)、非線性補(bǔ)償?shù)男盘?、一個或多個模型參數(shù)、通過一個模型所生成的一個或多個估計(jì)、其組合等。

可選的放大器反饋信號133中的一個或多個可以表現(xiàn)為電流反饋信號(例如，與音圈阻抗相關(guān)的)、電壓反饋信號、阻抗、電導(dǎo)、大幅DC阻抗值(例如，與音圈溫度相關(guān)的)、共振性能(例如，共振頻率、共振頻率帶寬、共振頻率聲學(xué)品質(zhì)因素等)、放大器溫度、其組合等形式。

可選的換能器反饋信號135中的一個或多個可以與一個揚(yáng)聲器狀態(tài)相關(guān)。一些非限制性實(shí)施例包括音圈電流、音圈溫度、一個或多個運(yùn)動學(xué)測量(例如，膜或線圈位移、速度、加速度、空氣流動、腔室背壓、風(fēng)管空氣流動等)、聲壓水平測量、動力學(xué)測量(例如，安裝件處的力、沖擊測量等)、B場測量、其組合等。

可選的傳感器反饋信號139中的一個或多個可以與來自本地麥克風(fēng)反饋、環(huán)境條件反饋(例如，溫度、壓力、濕度等)、其組合等的反饋相關(guān)。

這樣的反饋可以根據(jù)一個具體實(shí)施方式的需要而被集成到模型更新器150內(nèi)的模型更新進(jìn)程中、作為反饋被提供到控制器110等。

在一些方面，可以以第一速率170更新一個或多個這樣的反饋信號。替代地、附加地或結(jié)合地，可以以第二速率180或與其相關(guān)聯(lián)的速率更新一個或多個這樣的信號。

可選地，更新165中的一個或多個可以被存儲在緩沖器160內(nèi)，并且如果在反饋或模型更新進(jìn)程的一部分中需要，可以傳達(dá)195到輸入緩沖器140和/或模型更新器150。這樣的傳達(dá)195可以以第二速率180或替代的速率執(zhí)行，因?yàn)閷⒉恍枰赃m合于渲染音頻流的速率傳遞或分析更新165。

圖2a和圖2b示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的控制器的一些方面的示意圖。圖2a示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的控制器110的一個前饋實(shí)施方式的一些方面。前饋控制器110a可以被配置成接受一個輸入信號1和一個或多個更新165a，并且生成一個或多個控制信號115a?？蛇x地，前饋控制器110a可以被配置成均輸出根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個控制器生成信號131a。

在所示出的配置中，前饋控制器110a包括一個線性動態(tài)補(bǔ)償函數(shù)210，該線性動態(tài)補(bǔ)償函數(shù)被配置成接受輸入信號1或由所述輸入信號1導(dǎo)出的信號(例如，經(jīng)修正的輸入信號)以及一個或多個更新165a或由所述一個或多個更新165a導(dǎo)出的信號(例如，經(jīng)修正的狀態(tài)矢量、模型系數(shù)、指針、一個或多個模型參數(shù)等)，并且被配置成生成一個線性補(bǔ)償信號215。在一些方面，該線性動態(tài)補(bǔ)償函數(shù)210可以被配置以為輸入信號1提供期望的轉(zhuǎn)換(例如，均衡器函數(shù)、壓縮器函數(shù)、線性逆動態(tài)函數(shù)、額外添加的諧波等)。

前饋控制器110a可以包括一個非線性動態(tài)補(bǔ)償函數(shù)220，該非線性動態(tài)補(bǔ)償函數(shù)被配置成補(bǔ)償音頻系統(tǒng)的一個或多個非線性方面(例如，與揚(yáng)聲器、音頻放大器120、殼體等相關(guān)聯(lián)的一個或多個非線性)。該非線性動態(tài)補(bǔ)償函數(shù)220可以被配置成接受線性補(bǔ)償信號215、一個或多個更新165a或由所述一個或多個更新165a導(dǎo)出的一個或多個信號(例如，經(jīng)修正的狀態(tài)矢量、模型系數(shù)、指針、一個或多個模型參數(shù)等)，并且被配置成生成一個或多個控制信號115a。

可選地，前饋控制器110a可以被配置成均根據(jù)本公開內(nèi)容輸出來自線性動態(tài)補(bǔ)償函數(shù)210、非線性動態(tài)補(bǔ)償函數(shù)220、線性補(bǔ)償信號215、控制信號115a或由其所生成的信號(例如，諸如，經(jīng)由阻抗或位移估計(jì)函數(shù)，未被明確示出)中的一個或多個的一個或多個控制器生成信號131a。

在一些方面，線性動態(tài)補(bǔ)償函數(shù)210或非線性動態(tài)補(bǔ)償函數(shù)220中的一個或多個可以包括一個黑箱模型或灰箱模型、一個參數(shù)化模型(諸如，在本文中概述的集中參數(shù)模型)、一個基于唯象理論的模型、其組合等。因此，該系統(tǒng)可以包括一個純“黑箱”建模方法(例如，一個不具有物理基礎(chǔ)而是具有一個可以隨后被補(bǔ)償?shù)募冚斎氲捷敵鲂袨橛成涞哪Ｐ?或一個基于物理的、以參數(shù)方式限定的模型。在一些情況下，一個物理目標(biāo)模型可以減少非線性控制系統(tǒng)上的計(jì)算負(fù)荷和/或提高根據(jù)本公開內(nèi)容的模型更新進(jìn)程的穩(wěn)定性。

在一些方面，控制器110、110a(例如，控制器110、前饋控制器110a、前饋控制器110a中所包括的函數(shù)210、220等的非限制實(shí)施方式)可以包括一個保護(hù)函數(shù)(未被明確示出)，該保護(hù)函數(shù)被配置成接受一個或多個輸入信號1和一個或多個更新165a，并且可選地產(chǎn)生一個或多個線性補(bǔ)償信號215或控制信號115a和/或一個標(biāo)記(例如，警報(bào)或通知，未被明確示出)。該保護(hù)塊可以被配置成比較輸入信號1、更新165a、與更新165a相關(guān)的狀態(tài)、或由更新165a生成的一個或多個信號(例如，輸入功率信號、狀態(tài)功率信號、熱狀態(tài)、錐體偏移(cone excursion)、熱動態(tài)、熱路徑矢量等)的一個或多個方面。該保護(hù)塊可以被配置成將這樣的信息與一個性能限制標(biāo)準(zhǔn)(例如，相關(guān)聯(lián)的設(shè)備的熱模型、偏移限制、功率消耗限制[例如，可配置的標(biāo)準(zhǔn)]等)，以確定音頻系統(tǒng)的操作條件靠近極限的程度、操作狀態(tài)正接近極限(例如，熱極限)的速率等。

這樣的功能可以有利于生成一個用于平滑過渡的系統(tǒng)增益、性能方面等的預(yù)見軌跡(look a-head trajectory)，以便保持在限制標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)以及減小將限制施加到系統(tǒng)時(shí)引入基于音頻偽像的可能性。

在一些方面，該保護(hù)函數(shù)可以被配置成生成這樣的關(guān)于警報(bào)(例如，警示標(biāo)記、問題標(biāo)記等)的信息，該警報(bào)被配置成將嚴(yán)重級別指示到該控制系統(tǒng)的一個或多個方面，以助于以參數(shù)方式限制該控制系統(tǒng)的一個或多個方面的輸出等。替代地、附加地或結(jié)合地，該保護(hù)函數(shù)可以被配置成直接增大輸入信號1、狀態(tài)中的一個或多個，選擇“故障安全”模式以在控制函數(shù)中的一個或多個內(nèi)實(shí)施等，以便生成經(jīng)修正的線性補(bǔ)償信號215、經(jīng)修正的控制信號115a、經(jīng)修正的狀態(tài)矢量等，從而提供保護(hù)方面而不為該控制系統(tǒng)的其他方面添加計(jì)算復(fù)雜度。

根據(jù)本公開內(nèi)容，在一些方面，控制器110、110a可以包括一個壓縮器和/或限制器(例如，被包括在非線性動態(tài)補(bǔ)償函數(shù)220等內(nèi)的)，該壓縮器和/或限制器被配置成接受中間信號215、115a等、一個或多個狀態(tài)、一個或多個更新165a或由所述一個或多個更新165a生成的信號(例如，經(jīng)修正的狀態(tài)矢量、阻抗估計(jì)、輸出在時(shí)間上向前的預(yù)計(jì)、位移預(yù)計(jì)等)和/或警報(bào)。該限制器可以被配置成基于狀態(tài)的一個或多個方面、更新165a、中間信號215、115a的一個或多個方面、警報(bào)、其組合等來限制中間信號215、115a。該限制器可以被配置成生成經(jīng)修正的和/或限制的控制信號115a，以通過該控制系統(tǒng)內(nèi)的一個或多個部件使用。在一些方面，該限制器可以被實(shí)施為一個壓縮器，具有基于一個預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)和/或警報(bào)配置的限制。

在一些方面，模型更新器150、控制器110、110a、110b或其部件中的一個或多個可以包括一個觀測器，該觀測器被配置成捕獲和/或追蹤換能器130的(例如，相關(guān)聯(lián)的揚(yáng)聲器的)第一共振峰值。該觀測器可以包括一個或多個算法(例如，基于無跡卡爾曼濾波器、AUKF等的頻率追蹤算法)，所述算法被配置成從控制信號115和/或反饋信號131、133、135、139的一個或多個方面提取第一共振峰值。附加地、替代地或結(jié)合地，該算法可以被配置成計(jì)算在基本共振峰值處的揚(yáng)聲器阻抗參數(shù)。在一些方面，該觀測器可以被配置成通過由模型更新器150所提供的更新165是可選擇、可修正的等。這樣的算法可以有利于在普通音頻流之中(例如，在音樂、語音等的流出期間)實(shí)時(shí)地執(zhí)行諸如頻率提取和/或阻抗測量的功能。在這樣的信息可用的情況下，該非線性控制系統(tǒng)中的一個或多個控制器可以被配置成在操作期間補(bǔ)償共振峰值。這樣的動作可以有利于使相關(guān)聯(lián)的揚(yáng)聲器的驅(qū)動能力急劇增大，而不需要給予針對該問題的機(jī)械阻尼解決方案(例如，通過直接補(bǔ)償，可以獲得高效的解決方案)。

圖2b示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的控制器110b的一些方面?？刂破?10b包括控制模型230。在圖2b中，該控制模型230被實(shí)施為前饋控制器230，該前饋控制器被配置作為非線性輸入-輸出線性化控制器。前饋控制器230可以有效地使系統(tǒng)非線性線性化，因此提供被補(bǔ)償?shù)?、大體上經(jīng)修正的控制信號115b，以便在相關(guān)聯(lián)的換能器130上產(chǎn)生線性化輸出3。在一些方面，前饋控制器230可以包括一個或多個參數(shù)化模型，所述參數(shù)化模型的參數(shù)240可以是通過更新165b可更改的。在一些方面，可以導(dǎo)出一般限定的參數(shù)化系統(tǒng)模型，這屬于非線性控制系統(tǒng)的具體實(shí)施方式(例如，覆蓋了控制器110、110a、110b將被關(guān)聯(lián)到的一類換能器130)。在一些方面，該前饋控制器可以從該參數(shù)化模型直接導(dǎo)出的，以便在整個信號通路中消除換能器130的大量非線性方面。

出于討論的目的，在等式1中給出了根據(jù)本公開內(nèi)容的前饋控制定律的一個合適的連續(xù)時(shí)間實(shí)施方式的非限制性實(shí)施例：

等式1展示了基于本領(lǐng)域已知的揚(yáng)聲器模型的以參數(shù)方式限定的控制定律。該控制定律內(nèi)的狀態(tài)在等式1中被表示為x₁,…,x₄。該控制定律具有比一些狀態(tài)更低的階數(shù)，因此一個轉(zhuǎn)換可以被用來適應(yīng)與此實(shí)施方式相關(guān)聯(lián)的任何零動態(tài)。

與等式1相關(guān)聯(lián)的揚(yáng)聲器模型可以包括該系統(tǒng)內(nèi)的物理可識別的部件的幅度相關(guān)的、以參數(shù)方式限定的集中參數(shù)方面。相關(guān)非線性經(jīng)由該集中參數(shù)等式中的空間相關(guān)參數(shù)引入。在實(shí)踐中，熱相關(guān)性可以被添加，以適應(yīng)改變的順性、偏置、磁特性等，而不改變討論的范圍。所示的模型在由Thiele和Small提出的理論上可接受的小位移模型上延伸，且總體上比由Thiele和Small提出的模型更準(zhǔn)確地描述了在較高頻率處發(fā)生的渦電流。

由u(t)給出了終端電壓、由i(t)給出了驅(qū)動器電流且由x(t)給出了線圈位移。參數(shù)Re、Bl(x)、Cms(x)和Le(x)取決于線圈位移以及音圈溫度。由R2(x)和L2(x)表示的阻抗也可以是非線性的，且具有與Le(x)類似的特性，但是一般受該系統(tǒng)的不同的頻譜方面的影響(總體展示了較高的頻率頻譜中的顯著非線性)。在一些簡化中，函數(shù)R2和L2可以被認(rèn)為是恒定的。函數(shù)Bl(x)、Cms(x)和Le(x)可以通過一系列用于與特定應(yīng)用相關(guān)聯(lián)的揚(yáng)聲器的方法來確定。一般地，非線性可以由溫度相關(guān)的多項(xiàng)式、目標(biāo)函數(shù)表征等表示。出于討論的目的，在室溫下使用已知的實(shí)驗(yàn)方法擬合函數(shù)Bl(x)、Cms(x)和Le(x)。

出于討論的目的，可以使用多項(xiàng)式函數(shù)將所述函數(shù)中的每個與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合。更現(xiàn)實(shí)的擬合可以被實(shí)施，以將擬合優(yōu)度維持在物理相關(guān)范圍以外。這樣的擴(kuò)展的擬合優(yōu)度可以提高觀測器穩(wěn)定性、自適應(yīng)算法穩(wěn)定性等，因?yàn)檫@樣的系統(tǒng)可以在優(yōu)化和/或追蹤進(jìn)程期間暫時(shí)延伸到不切實(shí)際的條件內(nèi)。

許多參數(shù)可以是溫度相關(guān)的。已知的當(dāng)在大信號域內(nèi)工作時(shí)受音圈溫度影響的一些實(shí)施例被認(rèn)為是Re、Bl(x)、Cms(x)和Le(x)。

所提出的等式可以被組合成由等式2給出的一般狀態(tài)空間形式：

當(dāng)線圈位移接近于靜息值(零)時(shí)用最大值表示力因數(shù)Bl(x)。多項(xiàng)式方法或擬合函數(shù)、高斯方法或擬合函數(shù)、樣條方法或擬合函數(shù)、洛侖茲方法或擬合函數(shù)、沃伊特方法或擬合函數(shù)或替代的方法或擬合函數(shù)可以被采用，以確保所有所維持的力因數(shù)值是現(xiàn)實(shí)的。在一些方面，這樣的擬合可以通過實(shí)施回歸技術(shù)、分段回歸技術(shù)、迭代技術(shù)、Gauss-Newtown算法、梯度方法等中的一個或多個來實(shí)現(xiàn)。

懸架順性Cms(x)隨溫度變化，并且可能受到一系列非線性滯后效應(yīng)的影響，如在本文中討論的。

懸架阻抗將在錐體離開平衡位置時(shí)增大，因此在該平衡外部Cms(x)被減少。因此，所述順性和力因數(shù)可以共享許多相同的特性。在一些方面，使用多項(xiàng)式、高斯和或另一種曲線擬合方法所生成的懸架順性函數(shù)可以與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合，以在非線性控制系統(tǒng)中使用。

音圈電感Le(x)可以具有顯著的位移相關(guān)性，但是一般不與力因數(shù)和懸架順性共享特性。一般而言，電感將在音圈向內(nèi)移動時(shí)增大并且在它向外移動時(shí)減少。這歸因于由傳遞通過音圈的電流所創(chuàng)建的磁場。此函數(shù)可以進(jìn)一步經(jīng)歷在本文中討論的一個或多個滯后方面。在一些方面，可以使用一系列高斯和等將音圈電感與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合。

揚(yáng)聲器懸架的剛度k涉及施加在變形的膜上以保持音圈就位并且以將它移動回到其安置位置的回復(fù)力，揚(yáng)聲器使用創(chuàng)建回復(fù)力F＝k(x_d)*x_d的懸架系統(tǒng)，其將剛度限定為位移x_d的函數(shù)。通常，該剛度函數(shù)在x_d＝0處具有最小值，并且隨較高位移而增大，但是在微型揚(yáng)聲器的情況下，該剛度函數(shù)可以是不對稱的(例如，一般隨向前位移而增大且隨向后位移而減少)。用于微型揚(yáng)聲器的剛度的特性形狀可以由一個恒定值(線性情況)、x_d的線性函數(shù)(導(dǎo)致回復(fù)力是非線性的)或x_d的較高階函數(shù)(例如，諸如，可以通過根據(jù)本公開內(nèi)容的方法被擬合)表示。在一些方面，剛度可以隨老化、濕度、溫度(例如，這兩個方面都與揚(yáng)聲器的懸架中的材料的類型、環(huán)境條件、存儲條件、使用量等相關(guān))等改變。

在一些方面，根據(jù)本公開內(nèi)容的模型可以包括一個或多個表示機(jī)械阻力的項(xiàng)，所述項(xiàng)可以取決于音圈速度可以是與其非線性相關(guān)的、可以是不對稱的等。一般地，對于一個揚(yáng)聲器，該機(jī)械阻力可以取決于由流動通過該揚(yáng)聲器的后側(cè)風(fēng)管的空氣所創(chuàng)建的音圈速度、由擴(kuò)音器周圍的空氣流動導(dǎo)致的湍流、極端幅度處的背壓改變、由泄漏所導(dǎo)致的流動條件(例如，在一些實(shí)施方式中，直到單元在較大幅度下操作時(shí)，泄漏才可能顯現(xiàn))等。

根據(jù)本公開內(nèi)容，在一個基本水平處，可以使用一個與數(shù)據(jù)擬合的函數(shù)對該機(jī)械阻力建模，或通過一個或多個方法或系統(tǒng)估計(jì)該機(jī)械阻力。

在一些方面，根據(jù)本公開內(nèi)容的系統(tǒng)可以包括一個聲音反饋傳感器(例如，麥克風(fēng)、壓力傳感器、基于殼體的壓力傳感器)、流量傳感器(例如，一個被配置成用于測量換能器等周圍的空氣流動的一個或多個方面的傳感器)、其組合等，適于在渲染音頻流期間測量機(jī)械流動阻力的一個或多個方面。

該系統(tǒng)或該系統(tǒng)的一個或多個部件可以包括一個數(shù)據(jù)收集算法，該數(shù)據(jù)收集算法被配置成確定在渲染相關(guān)聯(lián)的音頻流期間所記錄的數(shù)據(jù)的完整性。該數(shù)據(jù)收集算法可以被配置成跨數(shù)據(jù)集評估輸入信號和一個或多個反饋信號之間的一個或多個因果關(guān)系，以便確定該數(shù)據(jù)集內(nèi)的一個或多個片段是否適合于模型更新，是否被一個或多個干擾等毀壞。在一個非限制性實(shí)施例中，可以通過納入一個改變檢測算法來評估因果關(guān)系，該算法被配置成在所捕獲的數(shù)據(jù)集上對照一個測得的狀態(tài)(或通過一個或多個測量的組合所估計(jì)的狀態(tài))來分析一個或多個模型狀態(tài)預(yù)測因素(例如，模型庫內(nèi)的一個模型、控制器的一個或多個方面等)。這樣的算法可以被用來指定數(shù)據(jù)大體上免于干擾、突然改變(例如，免于換能器性能、環(huán)境等的突然改變)等的時(shí)間段。這樣的時(shí)間段可以通過該算法被識別，以使得根據(jù)本公開內(nèi)容的模型更新器可以處理來自數(shù)據(jù)集的已知的良好部分的經(jīng)更新的模型。

可以適于在本文中用作因果關(guān)系檢測算法、干擾檢測算法和/或改變檢測算法的算法的一些非限制性實(shí)施例包括統(tǒng)計(jì)學(xué)白度測試(statistical whiteness test)、多個并行慢-快濾波器、多個并行操作預(yù)測算法、變點(diǎn)評估、殘差生成和/或評估技術(shù)、停止規(guī)則方法、殘差積分測試、遞歸最小二乘法、魯棒最小二乘法、最小均方算法、多個卡爾曼濾波器、基于改變可能性的方法、均方根參數(shù)評估誤差函數(shù)、分段噪聲方差函數(shù)、指數(shù)遺忘窗、幾何移動平均等。這樣的方法基本上允許信號或模型的隨機(jī)部分與該信號或模型的確定性(因果)成分分離。在分離之后，與該模型相關(guān)聯(lián)的一個或多個標(biāo)準(zhǔn)或閾值可以被用來確定該系統(tǒng)中的改變、干擾的檢測、故障檢測、干擾的位置、所收集的數(shù)據(jù)可以被用來執(zhí)行根據(jù)本公開內(nèi)容的模型更新的一個改變自由的時(shí)間段的檢測等。

在一個非限制性實(shí)施例中，一個多模型殘差估計(jì)算法被實(shí)施以測試控制器的慢改變模型和快改變模型內(nèi)的殘差。如果在該系統(tǒng)中的干擾或改變是不明顯的，則殘差將在分析的一個時(shí)間段內(nèi)被最小化。如果殘差在一個時(shí)間段內(nèi)改變，則因果關(guān)系檢測算法可以生成改變指示、干擾指示等。一個相關(guān)聯(lián)的模型更新算法或調(diào)度器可以被配置成接受該指示，并且實(shí)行或推遲執(zhí)行模型更新(例如，取決于特定實(shí)施方式)。

用來評估輸入信號和反饋信號之間的因果關(guān)系、干擾的存在和/或換能器的性能改變的一些標(biāo)準(zhǔn)包括檢測算法中的一個或多個模型之間的改變評估(例如，并行操作的慢-快標(biāo)準(zhǔn)之間的改變檢測等)、累積和(CUSUM)測試、停止規(guī)則測試、最大似然評估、似然比測試、平方殘差閾值測試、慢-快模型之間的殘差的評估、跨感興趣的頻帶的輸入和輸出之間的幅度比較、在不同的頻帶內(nèi)的信號之間的比較、故障隔離模型(例如，一個或多個被設(shè)計(jì)成突出一個特定實(shí)施方式所期望的一個或多個故障模型的模型)的納入、使這樣的關(guān)系隨時(shí)間的推移改變、渲染進(jìn)程中使用的現(xiàn)有模型和從反饋信號獲得的測量之間的“擬合的緊密度”比較、估計(jì)和測量之間的擬合品質(zhì)比較、輸入與控制器生成信號和/或反饋信號或由反饋信號生成的信號之間的差分關(guān)系和/或積分關(guān)系的比較、其組合等。該系統(tǒng)可以包括多個改變估計(jì)器，可選地包括一個快速追蹤估計(jì)器(例如，以迅速地識別輸入/反饋關(guān)系中的一個或多個的改變)以及一個相對慢速追蹤估計(jì)器(例如，以識別緩慢改變的輸入/反饋關(guān)系、環(huán)境改變、慢移動狀態(tài)改變等)。

該因果關(guān)系檢測算法可以包括一個或多個用于確定何時(shí)是非白噪聲時(shí)間段的閾值(例如，其中檢測到改變、檢測到干擾等的時(shí)間段)。這樣的閾值作為特定實(shí)施方式的一部分而被確定。

在一些方面，該因果關(guān)系檢測算法可以比較輸入和一個或多個反饋狀態(tài)(例如，諸如，音圈電流反饋信號)之間的關(guān)系或模型，以確定一個或多個揚(yáng)聲器性能的改變是否已經(jīng)發(fā)生，而且可以在輸入、反饋狀態(tài)(例如，諸如，麥克風(fēng)反饋信號)中的一個或多個之間進(jìn)行比較，以確定干擾的存在(例如，以便確定諸如來自麥克風(fēng)的特定的反饋信號是否可以作為模型更新進(jìn)程的一部分被信任)等。這樣的方法在以下系統(tǒng)中是有利的：在該系統(tǒng)中，特定的反饋信號可能不容易受干擾(例如，諸如，阻抗或電流反饋)，然而其他信號可能容易受干擾但是包括從其他反饋信號(例如，諸如，從基于殼體的壓力傳感器、麥克風(fēng)等)不可得的附加系統(tǒng)信息。這樣的配置有利于在改變、干擾等期間在獲得系統(tǒng)參數(shù)的精確建模和使錯誤告警或不合時(shí)宜的模型更新最小化之間進(jìn)行平衡。

在一些方面，揚(yáng)聲器特性可以通過在一系列測試程序期間監(jiān)控其阻抗而被至少部分地識別。取決于輸入控制信號的頻譜和幅度，可能可以在一系列不同的頻率內(nèi)分析擴(kuò)音器。

對于一個給定的系統(tǒng)，可以導(dǎo)出控制定律的一個離散時(shí)間實(shí)施方式。假設(shè)采樣頻率與音圈或隔膜位移x_d的改變速率比較足夠高，則力因數(shù)和剛度中的簡化近似可以被應(yīng)用到一個相關(guān)聯(lián)的揚(yáng)聲器模型。在這樣的條件下，可以做出力因數(shù)和剛度的簡化近似Bl(x_d[n])≈Bl(x_d[n-1])和k(x_d[n])≈k(x_d[n-1])。

所產(chǎn)生的離散時(shí)間模型可以被導(dǎo)出用于隔膜位置x_d[n]，如下文所示：

其中T_s是采樣周期，a_k是模型系數(shù)、R_e是偽DC音圈阻抗，σ_x是離散物理位置函數(shù)的特性增益、Bl(x)和k(x)分別是用于與擴(kuò)音器相關(guān)聯(lián)的力因數(shù)和剛性的函數(shù)。等式3中示出的離散時(shí)間模型中的所有值可以在連續(xù)時(shí)間內(nèi)通過匹配該系統(tǒng)的機(jī)械部分的極點(diǎn)而從模型的參數(shù)計(jì)算出。

所述狀態(tài)中的一個或多個可以由一個狀態(tài)估計(jì)器提供，該狀態(tài)估計(jì)器被包括在根據(jù)本公開內(nèi)容的控制模型230或模型更新器150內(nèi)。一個可測量的狀態(tài)(例如，諸如，通過電流和/或電壓來估計(jì)位移、來自麥克風(fēng)的反饋、揚(yáng)聲器膜位移的直接測量等)與來自該模型的一個輸出之間的比較可以被用在根據(jù)本公開內(nèi)容的模型更新進(jìn)程中。該模型更新進(jìn)程可以被用來確定在根據(jù)本公開內(nèi)容的模型中所包括的一個或多個參數(shù)、函數(shù)等。

該模型中的一個或多個參數(shù)240可以被儲存在前饋控制器230內(nèi)(例如，在一個參數(shù)分配空間內(nèi))，任何參數(shù)可以通過根據(jù)本公開內(nèi)容的更新165b而被調(diào)整。

在一些方面，控制模型230可以包括一個或多個狀態(tài)估計(jì)函數(shù)，所述狀態(tài)估計(jì)函數(shù)的輸出可以用作控制器生成信號131b，以在以后的更新中使用，以通過調(diào)度器來確定應(yīng)何時(shí)執(zhí)行更新等。

圖3a-圖3d示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的模型更新器的一些方面的示意圖。

圖3a示出了例示了根據(jù)本公開內(nèi)容的模型更新器150a的一些方面的示意圖。模型更新器150a包括根據(jù)本公開內(nèi)容的模型更新算法310和與其耦合的查找表320。查找表320可以包括一個或多個模型參數(shù)、一個或多個模型(例如，根據(jù)本公開內(nèi)容的模型庫)、其組合等。模型更新算法310可以被配置成接受來自該系統(tǒng)中的一個或多個部件、緩沖器140等的數(shù)據(jù)145a。在一些方面，數(shù)據(jù)145a的釋放或模型更新進(jìn)程的啟動可以由一個調(diào)度器啟動，該調(diào)度器被一個更新速率、一個數(shù)據(jù)收集算法、其組合等確定。

在一個非限制性實(shí)施例中，模型更新算法310可以包括一個自適應(yīng)模型，該自適應(yīng)模型被配置成分批處理數(shù)據(jù)145a以預(yù)測一個或多個結(jié)果(例如，以預(yù)測一個或多個狀態(tài)、一個或多個系統(tǒng)參數(shù)等)。所述結(jié)果中的一個或多個可以與查找表320中所包括的一個相關(guān)聯(lián)的參數(shù)、模型等比較。該比較可以被用來確定查找表320中的一個或多個模型和該系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)之間的大體匹配。當(dāng)確定該匹配時(shí)，與查找表320的匹配要素相關(guān)聯(lián)的一個或多個參數(shù)、模型系數(shù)、模型、指向模型的指針等可以被加載155a到緩沖器160或根據(jù)本公開內(nèi)容的控制器110、110a、110b內(nèi)。

在一些方面，模型更新算法310可以包括一個基于自適應(yīng)狀態(tài)的觀測器，該觀測器被配置成基于模型輸出相對于由其生成的數(shù)據(jù)145a或信號的回歸(例如，一個從數(shù)據(jù)145a導(dǎo)出的位移估計(jì)、一個從數(shù)據(jù)145a導(dǎo)出的揚(yáng)聲器阻抗等)而收斂到一個系統(tǒng)模型或其一部分。

在一些方面，模型更新算法310可以包括回歸函數(shù)的輸出與查找表320中儲存的一個或多個要素之間的比較(例如，以便驗(yàn)證回歸的結(jié)果)。當(dāng)確定回歸成功時(shí)，在回歸期間所確定的一個或多個參數(shù)、模型系數(shù)、逆模型等可以被加載155a到相關(guān)聯(lián)的緩沖器160或控制器110、110a、110b內(nèi)。

在一些方面，查找表320可以包括一個或多個增益調(diào)度關(guān)系。模型更新器150a可以被配置成從數(shù)據(jù)145a提取一個或多個控制變量，所提取的控制變量被用來與所述增益調(diào)度關(guān)系比較，所提取的控制變量與一個或多個參數(shù)相關(guān)聯(lián)，所述一個或多個參數(shù)隨后可以被用來更新控制器的一個或多個方面。這樣的配置有利于操作和更新一個大體上的黑箱控制器。

出于討論的目的，下文示出了模型更新進(jìn)程的一個非限制性實(shí)施例。關(guān)于用于實(shí)施一個線性化前饋揚(yáng)聲器控制器的物理模型(例如，諸如，線性參數(shù)模型和非線性參數(shù)模型的組合等)，用于從通過音圈的輸入電流i估計(jì)揚(yáng)聲器音圈兩端的電壓u的一個離散化和線性化表達(dá)可以被寫作：

u_e[n]＝(R_e+σ_uBl(0)²)i[n]+R_ea₁i[n-1]+(R_ea₂-σ_uBl(0)²)i[n-2]...

-a₁u[n-1]-a₂u[n-2] 等式4

其中R_e是音圈的偽DC阻抗、σ_x是離散物理電壓函數(shù)的特性增益、Bl(0)是關(guān)于零音圈位移(同樣可以是非線性函數(shù))的力因數(shù)、a₁和a₂是相關(guān)聯(lián)的物理模型的反饋參數(shù)。用于從電流i所估計(jì)的u[n]的該值可以與測得的u[n]比較，以給出一個誤差函數(shù)，用于在模型更新進(jìn)程中使用。

可以由以下等式給出模型估計(jì)電壓和測得的電壓之間的這樣的誤差函數(shù)：

e[n]＝u[n]-u_e[n] 等式5

將等式4和等式5組合提供相關(guān)聯(lián)的估計(jì)和模型更新進(jìn)程所必需的誤差函數(shù)。因此，可以使用一個根據(jù)本公開內(nèi)容的模型更新算法(例如，通過對于一個給定的數(shù)據(jù)集使等式5的誤差函數(shù)最小化)估計(jì)在建立電流i和電壓u之間的估計(jì)中所使用的物理模型的線性參數(shù)[R_e B1(0)a₁a₂]。

替代地，一個用于黑箱模型(例如，諸如，由Hammerstein-Wiener模型等限定的)的模型更新進(jìn)程可以包括采用一個增益調(diào)度方法，該增益調(diào)度方法可以被實(shí)施以使音圈電流和電壓的測量相關(guān)聯(lián)，從而計(jì)算一個可以被應(yīng)用到該黑箱模型的一個或多個方面的控制變量。

在一些方面，一個模型的小信號線性方面可以與該模型的大信號方面(例如，如通過模型更新器、數(shù)據(jù)的可用性等確定的)分開地被更新。這樣的配置有利于更好地利用可用數(shù)據(jù)，以在其使用期間的任何時(shí)間點(diǎn)處生成一個用于相關(guān)聯(lián)的換能器的魯棒模型擬合。

在一些方面，模型更新算法310可以被配置成接受來自數(shù)據(jù)145a的一個或多個控制信號115，且由其生成一個或多個狀態(tài)矢量。出于模型選擇的目的，這樣的估計(jì)可以與通過來自查找表320的一個或多個模型所生成的估計(jì)進(jìn)行比較，以確定是否需要一個模型更新，從而診斷相關(guān)聯(lián)的換能器的狀態(tài)等。

圖3b示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的模型更新器150b的一些方面的示意圖。模型更新器150b可以包括模型更新算法330，該模型更新算法330被配置成在一個可測量狀態(tài)或一個通過數(shù)據(jù)145b測得的準(zhǔn)確估計(jì)狀態(tài)與一個通過自適應(yīng)模型和待被更新的數(shù)據(jù)145b建模的狀態(tài)估計(jì)之間執(zhí)行回歸、模型選擇等。在一些方面，模型更新算法330可以如下進(jìn)行：選擇一個用于該模型的初始估計(jì)(例如，諸如，通過選擇控制器內(nèi)的當(dāng)前使用的模型的一個或多個方面)，對與可得自數(shù)據(jù)145b的測得的狀態(tài)或估計(jì)進(jìn)行比較的所述建模的數(shù)據(jù)145b執(zhí)行一個回歸，基于該回歸的結(jié)果更新該模型，迭代直到達(dá)到預(yù)定的收斂極限。在一些方面，該回歸可以被應(yīng)用到該模型的一個或多個方面、一個線性模型、一個大信號模型、該模型內(nèi)的一個函數(shù)、一個黑箱模型或灰箱模型、其組合等。

模型更新器150b可以包括一個安全性/有效性核查340，憑借該安全性/有效性核查340，一個有效性度量(例如，諸如，擬合優(yōu)度度量、殘差度量、過擬合確定度量等)可以在模型更新進(jìn)程期間被分析或被產(chǎn)生，并且被用來確定是否應(yīng)該用新確定的模型、參數(shù)、系數(shù)等來更新155b相關(guān)聯(lián)的控制器內(nèi)的模型的一個或多個方面。

圖3c示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的模型更新器150c的一些方面的示意圖。模型更新器150c可以包括根據(jù)本公開內(nèi)容的模型更新算法350，該模型更新算法350被配置成在一個可測量狀態(tài)或一個通過數(shù)據(jù)145c測得的準(zhǔn)確估計(jì)狀態(tài)與一個通過自適應(yīng)模型和待被更新的數(shù)據(jù)145c建模的狀態(tài)估計(jì)之間執(zhí)行回歸、模型選擇等。模型更新器150c可以包括損壞檢測器360，該損壞檢測器360被配置成分析模型更新算法350的輸出，確定一個或多個更新的參數(shù)、模型系數(shù)等的值是否在與損壞的換能器130相關(guān)聯(lián)的預(yù)定范圍內(nèi)。損壞檢測器360可以被配置成接受來自模型更新算法350的一個或多個參數(shù)345并且確定一個相關(guān)聯(lián)的換能器是否被損壞。如果該換能器被損壞，則損壞檢測器360可以發(fā)送告警355，以通知該控制系統(tǒng)內(nèi)的一個或多個進(jìn)程或?qū)嵤┰O(shè)備上的一個相關(guān)聯(lián)的進(jìn)程。如果未檢測到損壞，則損壞檢測器360可以向一個決策塊提供驗(yàn)證信號365，以便允許一個或多個更新165c被生成并且被發(fā)送到一個相關(guān)聯(lián)的緩沖器和/或控制器上。

圖3d示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的模型更新器150d的一些方面的示意圖。模型更新器150d可以包括根據(jù)本公開內(nèi)容的模型更新算法370，該模型更新算法370被配置成在一個可測量狀態(tài)或一個通過數(shù)據(jù)145d測得的準(zhǔn)確估計(jì)狀態(tài)與一個通過自適應(yīng)模型和待被更新的數(shù)據(jù)145d建模的狀態(tài)估計(jì)之間執(zhí)行回歸、模型選擇等。模型更新器150d可以包括過渡算法380，該過渡算法380被配置成將通過模型更新算法370所生成的一個或多個更新的參數(shù)、模型、系數(shù)等轉(zhuǎn)換成一個適合于插入到相關(guān)聯(lián)的控制器中的一個模型內(nèi)的形式。在一些方面，過渡算法380可以包括執(zhí)行一個狀態(tài)空間轉(zhuǎn)換、將一個或多個系數(shù)集成到一個控制器模型內(nèi)、建立一個查找表等。

在一些方面，模型更新器150d可以包括緩沖器390，該緩沖器390被配置成在使用期間儲存通過過渡算法380所生成的一個或多個參數(shù)、系數(shù)、轉(zhuǎn)換的要素、指針等。

待更新的模型的類型、一個模型的部分等(例如，線性動態(tài)模型、非線性動態(tài)模型、模型系數(shù)等)可以通過以下內(nèi)容來確定：調(diào)度器；通過數(shù)據(jù)145b中可用的信息、幅度和/或頻譜內(nèi)容；通過在該系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生的一個或多個定時(shí)事件；一個診斷結(jié)果(例如，當(dāng)前控制器和相關(guān)聯(lián)的換能器動態(tài)之間的失配的確定、系統(tǒng)故障的確定等)；與一個預(yù)審?fù)ㄖ蛎襟w剪輯(例如，鈴音的回放、喚醒通知、游戲介紹、媒體剪輯、電影或電視節(jié)目介紹、歌曲等)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的可用性。

在一些方面，模型更新器150、150a、150b、150c、150d、調(diào)度器等可以被配置成當(dāng)回放媒體流(例如，諸如，游戲介紹、游戲中的音頻剪輯、媒體剪輯、電影或電視節(jié)目介紹、歌曲、商業(yè)廣告等)時(shí)運(yùn)行模型更新。回放事件可以為該數(shù)據(jù)提供足夠的數(shù)據(jù)以完成模型更新。在一些方面，這樣的音頻信息可以被預(yù)審和/或伴隨著一個預(yù)審?fù)ㄖ?，從而以信號形式通知該系統(tǒng)的一個或多個部件：適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)正被流出用于捕獲并且集成到模型更新或優(yōu)化進(jìn)程中。

在一些方面，根據(jù)本公開內(nèi)容的系統(tǒng)可以包括一個預(yù)審程序或被耦合到一個預(yù)審程序。該預(yù)審程序可以被配置成掃描一個或多個媒體文件、測試與該文件相關(guān)聯(lián)的音頻流并且生成一個伴隨的通知記錄。該通知記錄可以被配置成突出該音頻流的包括處于期望的幅度范圍、頻率范圍等內(nèi)的數(shù)據(jù)的區(qū)域，用于納入到根據(jù)本公開內(nèi)容的模型更新進(jìn)程的一個或多個形式內(nèi)。在一個非限制性實(shí)施例中，該預(yù)審程序被實(shí)施為實(shí)用程序(utility)，該預(yù)審程序被配置成搜尋可用的媒體文件(例如，本地儲存在安裝設(shè)備上的文件、位于云存儲設(shè)施內(nèi)的文件、與流服務(wù)相關(guān)聯(lián)的文件等)，以生成一個或多個通知記錄。

通知記錄可以包括一個或多個與待被根據(jù)本公開內(nèi)容的控制系統(tǒng)渲染的特定媒體流相關(guān)聯(lián)的暫態(tài)數(shù)據(jù)量化器(quantifier)。在一個非限制性實(shí)施例中，該通知記錄可以被配置成對于媒體流內(nèi)的數(shù)據(jù)的每個可用區(qū)域存儲一個時(shí)間跨度和數(shù)據(jù)狀態(tài)變量。

在一些方面，對于音頻流的回放，根據(jù)本公開內(nèi)容的系統(tǒng)可以包括預(yù)審算法，該預(yù)審算法被配置成分析待回放的音頻流內(nèi)的即將出現(xiàn)的音頻數(shù)據(jù)，以確定特定數(shù)據(jù)用于納入到模型更新進(jìn)程中的適合性。在一些方面，該預(yù)審算法可以在該音頻流中先行0.25sec、0.5sec、1sec等以上。在一些方面，該預(yù)審算法可以生成一個通知變量、相關(guān)聯(lián)的調(diào)度器、模型更新器等，所述通知變量、相關(guān)聯(lián)的調(diào)度器、模型更新器等被配置成接受具有給定的通知變量的數(shù)據(jù)，以用于納入到根據(jù)本公開內(nèi)容的模型更新進(jìn)程內(nèi)。

該模型更新算法310、330、350、370可以被配置成在以下情況下更新一個或多個參數(shù)等：預(yù)定測試期間、在非線性控制系統(tǒng)的隨機(jī)操作期間、在媒體流出期間的預(yù)定時(shí)間時(shí)、隨著操作系統(tǒng)的一個或多個部件改變時(shí)、隨著操作條件改變時(shí)、隨著一個或多個關(guān)鍵操作方面(例如，操作溫度)改變時(shí)等。

模型更新算法310、330、350、370可以包括一個或多個自適應(yīng)和/或?qū)W習(xí)算法。在一些方面，所述自適應(yīng)算法可以包括一個增廣無跡卡爾曼濾波器。在一些方面，最小二乘優(yōu)化算法可以被實(shí)施，從而在操作條件改變時(shí)、在一個或多個關(guān)鍵操作方面(例如，操作溫度)改變時(shí)、以由調(diào)度器所控制的預(yù)定定時(shí)等在測試之間迭代地更新適配的參數(shù)、模型等。另外，優(yōu)化技術(shù)和/或?qū)W習(xí)算法的非限制性實(shí)施例包括非線性最小二乘法、L2范數(shù)、平均單依賴估計(jì)器(AODE)、卡爾曼濾波器、無跡卡爾曼濾波器、馬爾可夫模型、反向傳播人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)、基函數(shù)、支持矢量機(jī)、k-最近鄰算法、基于事例推理、決策樹、高斯過程回歸、信息模糊網(wǎng)絡(luò)、回歸分析、自組織映射、邏輯回歸、時(shí)間序列模型，諸如自回歸模型、移動平均模型、自回歸積分移動平均模型、分類樹和回歸樹、多元自適應(yīng)回歸樣條等。

在一些方面，一個或多個模型更新算法、驗(yàn)證算法、調(diào)度比較算法等可以包括一個用于優(yōu)化換能器130的非線性模型的方法，該方法包括在操作期間(例如，可能在測試期間、在媒體流的回放期間等)提取換能器130的阻抗頻譜的至少一部分。阻抗數(shù)據(jù)可以被用作一個目標(biāo)，以優(yōu)化相關(guān)聯(lián)的非線性模型的一個或多個參數(shù)。所產(chǎn)生的模型參數(shù)可以在完成之后被上載到該模型，或在優(yōu)化進(jìn)程期間直接在該模型上被調(diào)整。

在一些方面，在普通媒體流中，不足的頻譜內(nèi)容是可用的。在這樣的情況下，音頻水印可以被添加到該媒體流，以謹(jǐn)慎地增大頻譜內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)期望的優(yōu)化(例如，白噪聲、近白噪聲、噪聲狀水印等可以被添加)。

圖4a-圖4b示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的用于收集數(shù)據(jù)和更新模型的方法的一些方面。

圖4a示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的用于收集數(shù)據(jù)和更新模型的方法。該方法包括用換能器渲染一個音頻流410。在一些方面，該音頻流含有一個根據(jù)本公開內(nèi)容的可聽通知。在渲染期間，該方法包括累加數(shù)據(jù)420以在模型更新中使用，以及由所述數(shù)據(jù)估計(jì)一個或多個系統(tǒng)特性、模型部件等430。該方法還可以包括更新系統(tǒng)中的模型440。該方法的一個或多個步驟可以通過根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個算法、部件或子系統(tǒng)執(zhí)行。

圖4b示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的用于收集數(shù)據(jù)和更新模型的方法。該方法包括收集數(shù)據(jù)450和評估數(shù)據(jù)460，以確定所述數(shù)據(jù)是否適合于執(zhí)行根據(jù)本公開內(nèi)容的模型更新。如果所述數(shù)據(jù)是合適的，則將所述數(shù)據(jù)添加到測試數(shù)據(jù)集470(例如，將所述數(shù)據(jù)加載到緩沖器、將所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)達(dá)到模型更新器等)，以在模型更新、分析等中使用。如果所述數(shù)據(jù)是不合適的，則丟棄所述數(shù)據(jù)并且繼續(xù)收集數(shù)據(jù)450。該方法的一個或多個步驟可以由根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個算法、部件或子系統(tǒng)執(zhí)行。

一般而言，根據(jù)本公開內(nèi)容的一個或多個控制器或模型更新器可以包括一個觀測器，該觀測器被配置成在來自換能器的有限的狀態(tài)反饋的條件下操作。在這樣的情況下，可以用一個合適的前饋狀態(tài)估計(jì)器增廣該觀測器，以助于用有限的反饋評估狀態(tài)。

在一些方面，根據(jù)本公開內(nèi)容的觀測器或非線性模型還可以被用來通過提供附加的虛擬傳感器來加強(qiáng)反饋系統(tǒng)(例如，與反饋控制器并行使用的)的魯棒性。一個非限制性實(shí)施例可以是以下情況：一個測得的狀態(tài)與通過該觀測器或模型做出的要現(xiàn)實(shí)的預(yù)測相差太遠(yuǎn)，因此作為故障測量被拒絕。在檢測故障測量的情況下，可以使用該觀測器或模型生成的狀態(tài)估計(jì)代替直接測量，直到再次產(chǎn)生有效測量為止。

該非線性控制系統(tǒng)可以被配置有基于實(shí)時(shí)阻抗的反饋，可能在一個較慢的時(shí)間段內(nèi)，以提供自適應(yīng)校正和/或更新該控制系統(tǒng)內(nèi)的一個或多個參數(shù)，例如，以補(bǔ)償由于老化、熱改變等造成的模型差異。

該非線性控制系統(tǒng)可以包括一個或多個隨機(jī)模型。所述隨機(jī)模型可以被配置成將一個隨機(jī)控制方法集成到非線性控制進(jìn)程中。該非線性控制系統(tǒng)可以被配置成整形如在該系統(tǒng)內(nèi)測得的噪聲。這樣的噪聲整形有利于在操作期間將本底噪聲(noise floor)調(diào)整到一個較高的頻帶，以用于更有計(jì)算效率的移除(例如，經(jīng)由一個簡單的低通濾波器)。

在一些方面，該非線性控制系統(tǒng)可以包括一個增益限制特征，該增益限制特征被配置成防止控制信號偏離等效的未經(jīng)調(diào)節(jié)的信號太遠(yuǎn)，以便確保其安全性、限制THD等。此增益限制方面可以被有差別地應(yīng)用到不同頻率(例如，在較低頻率下允許更大的偏移，以及在較高頻率下允許較少的或甚至零偏移)。

該狀態(tài)矢量可以被配置成包括一個或多個可精確測量的物理狀態(tài)，諸如，膜加速度(a)。在這樣的配置中，位置(x)和速度(v)相關(guān)的狀態(tài)的準(zhǔn)確度可以被稍微放松，同時(shí)維持用于加速度(a)的高精確度匹配。因此，該膜的DC漂移可以被從控制輸出移除，以防止在操作期間對膜的硬限制。

根據(jù)本公開內(nèi)容的非線性控制系統(tǒng)可以包括與一個或多個驅(qū)動器相關(guān)聯(lián)的放大器行為的分析模型和/或黑箱模型。這樣的模型有利于從控制信號移除可以導(dǎo)致驅(qū)動器不穩(wěn)定的偽像。一個非限制性實(shí)施例可以是將AC放大器建模為具有其對應(yīng)的截止頻率和濾波器斜率的高通濾波器。

在一些方面，該非線性控制系統(tǒng)可以包括一個或多個“在線”優(yōu)化算法(例如，一個連續(xù)操作的模型更新器)。該優(yōu)化算法可以被配置成周期性地更新一個或多個模型參數(shù)，可能在普通媒體流出期間。這樣的配置可以有利于在該系統(tǒng)操作時(shí)，減少隨時(shí)間的推移對模型故障的影響。在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境和/或生產(chǎn)環(huán)境中，該優(yōu)化算法可以給予來自相關(guān)聯(lián)的運(yùn)動學(xué)傳感器的附加的狀態(tài)反饋(例如，錐體移動的激光位移測量)，以更準(zhǔn)確地微調(diào)該系統(tǒng)的相關(guān)聯(lián)的非線性模型方面(例如，前饋模型參數(shù)、觀測器參數(shù)諸如協(xié)方差矩陣、PID參數(shù)等)。該系統(tǒng)可以被優(yōu)化，同時(shí)盡可能多地測量狀態(tài)。相關(guān)聯(lián)的多參數(shù)優(yōu)化方案可以被配置成在要求的頻率范圍內(nèi)(例如，對于基波，高達(dá)200Hz、高達(dá)500Hz、高達(dá)1kHz等)優(yōu)化到THD的最小值。

在一些方面，可以用一個參數(shù)可調(diào)模型(例如，一個后生產(chǎn)(post-production)自適應(yīng)控制系統(tǒng))增廣一個最優(yōu)配置的模型(例如，在生產(chǎn)期間配置的)。在相關(guān)聯(lián)的設(shè)備的壽命期間，該參數(shù)可調(diào)模型可以圍繞該最優(yōu)配置的模型自適應(yīng)地更新，以維持理想的操作特性。此配置可以有利于在該設(shè)備的壽命期間改善優(yōu)化結(jié)果、自適應(yīng)地映射模型參數(shù)，同時(shí)在生產(chǎn)期間記錄附加的狀態(tài)(例如，通過激光器或加速度計(jì))或替代地通過測量麥克風(fēng)的THD并且相應(yīng)地優(yōu)化該系統(tǒng)。這樣的模型更新可以得益于執(zhí)行更新并且記錄具有已知音頻流的音頻輸出3。因此，對所述結(jié)果的先驗(yàn)預(yù)期可以被用來在附加的背景噪聲、回聲等可能干擾模型更新進(jìn)程的情景之前采取行動。

最優(yōu)配置的參數(shù)可調(diào)方法可以適合于移除該模型的、可以導(dǎo)致不穩(wěn)定或其“黑箱”表示的雙峰響應(yīng)(例如，在使用增益調(diào)度方法等有些盲目地映射輸入-輸出特性的情況下)的各個方面。

在一些方面，一個最優(yōu)配置的制造模型加一個參數(shù)可調(diào)模型的結(jié)合可以有利于提供一種用于使整個生產(chǎn)線與單個可適配的模型匹配或更容易地匹配不同類型的擴(kuò)音器的方法，因?yàn)榭梢苑潘蓪Ω呔_的需要(例如，考慮到在使用期間對模型的可調(diào)整部分稍作調(diào)整的能力)。該配置可以修改以用API、實(shí)驗(yàn)室和/或制造工具箱實(shí)施。該系統(tǒng)還可以被用來表征用于不同擴(kuò)音器類型的最優(yōu)可配置的(且復(fù)雜的)模型(例如，電活性聚合物、壓電的、電致伸縮的以及其他類型的電聲換能器[在一個簡單的模型不是該系統(tǒng)的有效描述的情況下])，同時(shí)采用一個黑箱模型用于實(shí)地自適應(yīng)校正(例如，經(jīng)由在本文中描述的一個或多個自動控制和/或適配進(jìn)程的實(shí)施)。

在一些方面，與一個控制模型、一個制造模型、模型內(nèi)的一個非線性函數(shù)等相關(guān)聯(lián)的一個或多個模型參數(shù)可以在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中被優(yōu)化，其中全狀態(tài)反饋或接近全狀態(tài)反饋是可能的。在此實(shí)施例中，一種方法可以包括確定等效Thiele-Small參數(shù)(線性的)的一個小信號測量，對非線性參數(shù)形狀做出粗略猜測，測量一個大信號刺激以確定一個或多個大信號特性，調(diào)整模型參數(shù)直到模型的輸出狀態(tài)大體上匹配測得的狀態(tài)為止?？梢允褂靡环N信任的區(qū)域優(yōu)化方法等實(shí)施這樣的方法。還可以用多個測量或用一系列刺激迭代地實(shí)施該進(jìn)程。該方法可以被用來確定一系列大體上固定的系數(shù)或查找表，以表示相關(guān)聯(lián)的模型中的一個或多個非線性函數(shù)。模型的這樣的固定部件可以與一個或多個模型參數(shù)組合，以形成一個在相關(guān)聯(lián)的設(shè)備的使用期間可以被更新的自適應(yīng)模型。

該方法可以包括通過任何已知技術(shù)來設(shè)置控制器目標(biāo)動態(tài)和/或逆動態(tài)方面的一個或多個模型參數(shù)(例如，配置一個協(xié)方差矩陣)。在一些方面，該設(shè)置可以通過包括測試合理區(qū)間內(nèi)的所有可能的調(diào)節(jié)器參數(shù)以找到用于最小THD的設(shè)置的暴力(brute-force)方法來實(shí)現(xiàn)。該最小THD可以隨后在真實(shí)系統(tǒng)上被測得，且通過模型被模擬，并且被用來校正設(shè)備實(shí)地經(jīng)歷的改變。此方法還可以被迭代地實(shí)行，同時(shí)測量每個測量迭代中的實(shí)際THD。

該方法可以包括配置一個或多個可調(diào)參數(shù)。這樣的配置可以通過例如“暴力”方法等來實(shí)現(xiàn)，由此合理的限制內(nèi)的所有可能的值都被測試，同時(shí)測量擴(kuò)音器的THD并且尋找一個最小值。

這樣的方法可以包括測量根據(jù)本公開內(nèi)容的阻抗。如果實(shí)時(shí)阻抗測量展示一個參數(shù)嚴(yán)重失配(例如，經(jīng)由溫度或老化的嚴(yán)重改變)，則該系統(tǒng)可以自動地使用新的阻抗曲線以將非線性模型實(shí)時(shí)地映射到新的系統(tǒng)。因此，在系統(tǒng)操作期間可以提供一種用于連續(xù)地且動態(tài)地適配模型參數(shù)的技術(shù)。

這樣的方法可以被實(shí)時(shí)地執(zhí)行。當(dāng)在測量期間獲得一個可靠的阻抗曲線時(shí)，一個模型或參數(shù)更新進(jìn)程可以被啟動。因?yàn)闇囟雀淖兓蚶匣?yīng)與系統(tǒng)動態(tài)相比相對緩慢地發(fā)生，這樣的適配方法可以偶爾運(yùn)行，只要處理器“空閑”且不存在對采樣速率基準(zhǔn)的實(shí)時(shí)要求。

在一些方面，該模型可以包括一個殼體模型，以補(bǔ)償一個封閉的、通風(fēng)的或泄漏的配置，以便匹配討論的實(shí)施方式。

根據(jù)本公開內(nèi)容，該控制器可以被分成“目標(biāo)動態(tài)”(對應(yīng)于目標(biāo)行為，例如，一個線性行為)方面和“逆動態(tài)”(其主要旨在抵消不受控制的系統(tǒng)的所有動態(tài)，包括非線性)方面。在此情況下，目標(biāo)動態(tài)部分可以包括一個或多個非線性效應(yīng)，諸如，心理聲學(xué)非線性、壓縮器或任何其他“目標(biāo)”行為。因此，該控制器可以使非線性補(bǔ)償方面與增強(qiáng)的音頻性能方面融合。

根據(jù)本公開內(nèi)容的非線性控制系統(tǒng)可以被配置成主要工作在低頻頻譜(例如，小于1000Hz、小于500Hz、小于200Hz、小于80Hz、小于60Hz等)。在一個非限制性應(yīng)用中，該非線性控制系統(tǒng)可以被配置成在一個修正的輸入信號上操作。在此情況下，該輸入信號可以被劃分到具有另一個交叉點(diǎn)(例如，在80Hz、200Hz等處)的低音(woofer)頻帶內(nèi)。遞送到該非線性控制系統(tǒng)的修正的輸入信號可以僅被集中于在該交叉點(diǎn)以下的頻帶。在整個公開內(nèi)容中討論了一些附加方面。

根據(jù)本公開內(nèi)容的非線性控制系統(tǒng)可以被嵌入在專用集成電路(ASIC)內(nèi)或被設(shè)置為一個硬件描述語言塊(例如，VHDL、Verilog等)，以用于集成到片上系統(tǒng)(SoC)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或數(shù)據(jù)信號處理器(DSP)集成電路內(nèi)。

替代地、附加地或結(jié)合地，該非線性控制系統(tǒng)的一個或多個方面可以被軟件編碼到處理器、閃存、EEPROM、存儲單元等內(nèi)。這樣的配置可以被用來至少部分地以軟件將該非線性控制系統(tǒng)實(shí)施為DSP、處理器以及ASIC等上的一個例程。

將理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易想到附加益處和改型。因此，在本文中呈現(xiàn)的公開內(nèi)容以及其較寬泛的方面不限制于在本文中示出和描述的具體細(xì)節(jié)和代表性實(shí)施方案。因此，在不脫離如通過所附權(quán)利要求以及它們的等效物限定的總的發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍的前提下，可以包括許多改型、等效物以及改進(jìn)。