电子设备、信号处理方法及装置与流程

1.本技术属于声音处理技术领域，更具体地，涉及一种电子设备、信号处理方法及装置。


背景技术：

2.在目前的移动终端上，用户有录制外界声音的需求，由于移动终端的使用场景特殊性，无论用户到达什么场景，都有声音录制的需求，因此需要移动终端具备较宽的声音录制范围，比如语音聊天、夏日夜晚的蛙叫、演唱会等场景。
3.但是，目前移动终端上的麦克风在一些极端场景下，容易出现杂音，比如演唱会、乐队场景等高音量场景，这些场景的瞬时声压超过120db，甚至超过130db，用传统的麦克风，很难或者无法有效覆盖这么大的音量范围，进而出现杂音。


技术实现要素：

4.本技术实施例的目的是提供一种电子设备、信号处理方法及装置，能够解决传统麦克风拾取的高音量声音容易出现杂音的问题。
5.第一方面，本技术实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括压电陶瓷、麦克风模块和数字信号处理器，所述压电陶瓷位于所述电子设备的壳体内，所述数字信号处理器分别与所述压电陶瓷和所述麦克风模块连接，
6.其中，所述压电陶瓷用于获取第一语音信号，并在所述第一语音信号的信号值大于设定信号阈值的情况下，将所述第一语音信号传输给所述数字信号处理器，所述数字信号处理器用于对所述第一语音信号进行数字信号处理，得到第二语音信号。
7.第二方面，本技术实施例提供一种信号处理方法，应用于电子设备，所述电子设备包括压电陶瓷、麦克风模块和数字信号处理器，所述方法包括：
8.通过所述压电陶瓷获取第一语音信号；
9.在所述第一语音信号的信号值大于设定信号阈值的情况下，通过所述数字信号处理器对所述第一语音信号进行数字信号处理，得到第二语音信号。
10.第三方面，本技术实施例提供了一种信号处理装置，应用于电子设备，所述电子设备包括压电陶瓷、麦克风模块和数字信号处理器，所述装置包括：
11.获取模块，用于通过所述压电陶瓷获取第一语音信号；
12.信号处理模块，用于在所述第一语音信号的信号值大于设定信号阈值的情况下，通过所述数字信号处理器对所述第一语音信号进行数字信号处理，得到第二语音信号。
13.第三方面，本技术实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。
14.第四方面，本技术实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。
15.第五方面，本技术实施例提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现如第一方面所述的方法。
16.在本技术实施例中，其提供了一种电子设备，该电子设备包括压电陶瓷、麦克风模块和数字信号处理器，该压电陶瓷位于电子设备的壳体内，且数字信号处理器分别与压电陶瓷和麦克风模块连接，压电陶瓷拾取第一语音信号后，会在第一语音信号的信号值大于设定信号阈值的情况下，将该第一语音信号传输给数字信号处理器进行数字信号处理。通常，在第一语音信号的信号值大于设定信号阈值的情况下，表明压电陶瓷拾取的是大音量或超大音量声音信号，由于压电陶瓷灵敏度低，其对大音量或超大音量的声音信号拾取更优，从而不容易产生杂音。
附图说明
17.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
18.图1是本技术实施例提供的电子设备的结构示意图一；
19.图2是本技术实施例提供的电子设备的结构示意图二；
20.图3是本技术实施例提供的电子设备的结构示意图二；
21.图4是本技术实施例提供的电子设备的结构示意图四；
22.图5是本技术实施例提供的信号处理方法的流程图；
23.图6是本技术实施例提供的信号处理装置的结构示意图；
24.图7是本技术实施例提供的电子设备的结构示意图五；
25.图8是本技术实施例提供的电子设备的结构示意图六。
具体实施方式
26.下面将详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
27.本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一。
28.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
29.本技术实施例提供一种电子设备10，该电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑等。
30.如图1所示，该电子设备10包括压电陶瓷110、麦克风模块120和数字信号处理器130，所述压电陶瓷110位于所述电子设备10的壳体内，所述数字信号处理器130分别与所述压电陶瓷110和所述麦克风模块120连接。
31.本实施例中，其应用场景为声音录制场景，在声音录制场景中，压电陶瓷具有麦克风功能。第一语音信号可以为录制的语音信号和外界声音信号，该外界声音信号例如但不限于包括夏天夜晚的蛙叫声音信号、演唱会声音信号。
32.以上压电陶瓷110具有低灵敏度，该压电陶瓷110为具有压电特性的电子陶瓷材料。压电陶瓷110用于拾取第一语音信号。
33.本实施例中，所述压电陶瓷110用于获取第一语音信号，并在所述第一语音信号的信号值大于设定信号阈值的情况下，将所述第一语音信号传输给所述数字信号处理器130，所述数字信号处理器130用于对所述第一语音信号进行数字信号处理，得到第二语音信号。
34.以上数字信号处理例如但不限于包括过滤处理和降噪处理。
35.以上设定信号阈值可以是根据实际应用场景和实际需求设置的数值，该设定信号阈值可以是100db，也可以是120db，当然，还可以是其他数值。在第一语音信号的信号值大于设定信号阈值，表明拾取的是大音量声音信号或超大声音信号，由于压电陶瓷110具有低灵敏度，此时将压电陶瓷110拾取的第一语音信号传输给数字信号处理器130进行滤波处理、降噪处理等输出，便不会产生杂音，从而实现大音量声音信号或超大音量声音信号的拾取。
36.本实施例中，所述麦克风模块120用于获取所述第一语音信号，并在第一语音信号的信号值小于或等于所述设定信号阈值的情况下，将所述第一语音信号传输给所述数字信号处理器130。数字信号处理器130用于对所述第一语音信号进行数字信号处理，得到第三语音信号。
37.在第一语音信号的信号值小于或等于设定信号阈值，表明拾取的是正常音量声音信号或低音量声音信号，此时，将麦克风模块120拾取的第一语音信号传输至数字信号处理器130进行滤波处理、降噪处理后输出，通常也不会产生杂音，从而实现正常音量声音信号或低音量声音信号的拾取。
38.根据本实施例的电子设备，该电子设备包括压电陶瓷、麦克风模块和数字信号处理器，该压电陶瓷位于电子设备的壳体内，且数字信号处理器分别与压电陶瓷和麦克风模块连接，压电陶瓷拾取第一语音信号后，会在第一语音信号的信号值大于设定信号阈值的情况下，会将该第一语音信号传输给数字信号处理器进行数字信号处理。通常，在第一语音信号的信号值大于设定信号阈值的情况下，表明压电陶瓷拾取的是大音量或超大音量声音信号，由于压电陶瓷灵敏度低，其对大音量或超大音量的声音信号拾取更优，从而不容易产生杂音。
39.同时，其能够同时实现高音量声音信号、正常音量声音信号和低音量声音信号等各种不同类型声音信号的拾取，从而能够很好的满足用户在不同场景的声音记录需求。
40.在一个实施例中，如图2所示，电子设备10还包括第一信号处理模块140和第二信号处理模块150，所述第一信号处理模块140连接在所述压电陶瓷110和所述数字信号处理器130之间，所述第二信号处理模块150连接在所述麦克风模块120和所述数字信号处理器130之间。
41.所述第一信号处理模块140包括串联连接的第一放大器1401和第一模数转换模块1402，所述第一放大器1401还与所述压电陶瓷110连接，所述第一模数转换模块1402还与所述数字信号处理器130连接。
42.所述第二信号处理模块150包括串联连接的第二放大器1501和第二模数转换模块1502，所述第二放大器1501还与所述麦克风模块120连接，所述第二模数转换模块1502还与所述数字信号处理器130连接。
43.第一放大器1401和第二放大器1501可以是可编程增益放大器(programmable gain amplifier，pga)，可编程增益放大器是一种通用性很强的放大器，其增益值可以根据需要进行控制。第一放大器1401用于对压电陶瓷110输出的信号进行放大处理，以提高信号的幅值。第二放大器1501用于对麦克风模块120输出的信号进行放大处理，以提高信号的幅值。
44.第一模数转换模块1402用于将第一放大器1401输出的信号转换为数字信号。第二模数转换模块1502用于将第二放大器1501输出的信号转换为数字信号。
45.示例性地，在进行语音录制时，压电陶瓷110和麦克风模块120同时拾取第一语音信号，当第一语音信号的信号值大于设定信号阈值的情况下，压电陶瓷110将第一语音信号发送至第一放大器1401，该第一放大器1401对第一语音信号进行放大处理，并将放大处理的信号发送至第一模数转换模块1402，第一模数转换模块1402将放大处理的信号转换为数字信号，并将转换后的数字信号发送至数字信号处理器130，数字信号处理器130将转换后的数字信号进行滤波处理和降噪处理后输出。
46.当第一语音信号的信号值小于设定信号阈值的情况下，麦克风模块120将第一语音信号发送至第二放大器1501，该第二放大器1501对第一语音信号进行放大处理，并将放大处理的信号发送至第二模数转换模块1502，第二模数转换模块1502将放大处理的信号转换为数字信号，并将转换后的数字信号发送至数字信号处理器130，数字信号处理器130将转换后的数字信号进行滤波处理和降噪处理后输出。
47.在一个实施例中，如图3所示，电子设备10还包括第一开关160和驱动模块170，所述压电陶瓷110通过所述第一开关160分别与所述驱动模块170和所述第一信号处理模块140连接，所述第一开关160可在多种状态进行切换。
48.如图3所示，第一开关160为单刀双掷开关，单刀双掷开关包括动触点、第一静触点和第二静触点。动触点与压电陶瓷110连接，第一静触点与驱动模块170连接，第二静触点与第一信号处理模块140连接。
49.本实施例中，在所述第一开关160处于第一状态的情况下，所述压力陶瓷110和所述驱动模块170导通，以通过所述压电陶瓷110播放音频信号。在所述第一开关160处于第二状态的情况下，所述压电陶瓷110和所述第一信号处理模块140导通，以通过所述压电陶瓷110获取所述第一语音信号。
50.具体的，当压电陶瓷110作为喇叭播放音频信号时，第一开关160的动触点与第一静触点连接，使得压电陶瓷110和所述驱动模块170导通以播放音频信号，即，利用压电效应的可逆性，在压电陶瓷110上施加音频电压，便可产生机械振动，从而发出声音。同时，由于压电陶瓷160发声不需要开孔，通过震动推动周围空气发声，实现了无孔化设计。
51.当压电陶瓷110作为麦克风录音时，第一开关160的动触点与第二静触点连接，使
得压电陶瓷110拾取第一语音信号。
52.本实施例中，其不需要额外的线性马达或振子马达，利用压电陶瓷110的逆压电效应，使得压电陶瓷110本身发声产生振动，替代传统的马达。
53.在一个实施例中，所述电子设备10包括m个压电陶瓷，所述m个压电陶瓷均设置在所述壳体内，且邻近所述壳体的边框。其中，m为大于1的整数。
54.所述m个压电陶瓷为四个压电陶瓷，所述m个压电陶瓷设置在邻近所述壳体的相邻边框夹角处，且所述m个压电陶瓷邻近不同所述夹角。
55.如图4所示，电子设备10包括四个压电陶瓷，即，压电陶瓷1、压电陶瓷2、压电陶瓷3和压电陶瓷4，其中，压电陶瓷1邻近左上角，压电陶瓷2邻近右上角，压电陶瓷3邻近左下角，压电陶瓷4邻近右下角，从而可以实现不同的震动效果和声音录制效果。
56.本实施例中，其通过多个压电陶瓷在电子设备上的布局，可以实现不同方位的震动以及声音录制，带来了更好的使用体验。
57.请参看图5，其是本技术实施例提供的一种信号处理方法的流程图。该方法可以应用于电子设备中，该电子设备可以如图1、图2、图3和图4所示，可以为手机、平板电脑、笔记本电脑等。该电子设备包括压电陶瓷、麦克风模块和数字信号处理器。如图5所示，该信号处理方法可以包括步骤5100～步骤5200，以下予以详细说明。
58.步骤1100，通过所述压电陶瓷获取第一语音信号。
59.本实施例中，其应用场景为声音录制场景，在声音录制场景中，压电陶瓷具有麦克风功能。第一语音信号可以为录制的语音信号和外界声音信号，该外界声音信号例如但不限于包括夏天夜晚的蛙叫声音信号、演唱会声音信号。
60.以上压电陶瓷110具有低灵敏度，该压电陶瓷110为具有压电特性的电子陶瓷材料。压电陶瓷110用于拾取第一语音信号。
61.步骤1200，在所述第一语音信号的信号值大于设定信号阈值的情况下，通过所述数字信号处理器对所述第一语音信号进行数字信号处理，得到第二语音信号。
62.以上数字信号处理例如但不限于包括过滤处理和降噪处理。
63.以上设定信号阈值可以是根据实际应用场景和实际需求设置的数值，该设定信号阈值可以是100db，也可以是120db，当然，还可以是其他数值。在第一语音信号的信号值大于设定信号阈值，表明拾取的是大音量声音信号或超大声音信号，由于压电陶瓷110具有低灵敏度，此时将压电陶瓷110拾取的第一语音信号传输给数字信号处理器130进行滤波处理、降噪处理等输出，便不会产生杂音，从而实现大音量声音信号或超大音量声音信号的拾取。
64.根据本实施例方法，由于电子设备包括压电陶瓷、麦克风模块和数字信号处理器，该压电陶瓷位于电子设备的壳体内，且数字信号处理器分别与压电陶瓷和麦克风模块连接，压电陶瓷拾取第一语音信号后，会在第一语音信号的信号值大于设定信号阈值的情况下，会将该第一语音信号传输给数字信号处理器进行数字信号处理。通常，在第一语音信号的信号值大于设定信号阈值的情况下，表明压电陶瓷拾取的是大音量或超大音量声音信号，由于压电陶瓷灵敏度低，其对大音量或超大音量的声音信号拾取更优，从而不容易产生杂音。
65.在一个实施例中，在执行以上步骤5100通过所述压电陶瓷获取第一语音信号之
前，本公开实施例的信号处理方法还包括如下步骤6100～步骤6200：
66.步骤6100，通过所述麦克风模块获取所述第一语音信号。
67.步骤6200，在所述第一语音信号的信号值小于或等于所述设定信号阈值的情况下，通过所述数字信号处理器对所述第一语音信号进行数字信号处理，得到第三语音信号。
68.本实施例中，麦克风模块120获取第一语音信号，并在第一语音信号的信号值小于或等于设定信号阈值的情况下，会将第一语音信号传输给数字信号处理器130进行滤波处理、降噪处理后输出，通常也不会产生杂音，从而实现正常音量声音信号或低音量声音信号的拾取。
69.根据本实施例，其能够同时实现高音量声音信号、正常音量声音信号和低音量声音信号等各种不同类型声音信号的拾取，从而能够很好的满足用户在不同场景的声音记录需求。
70.与上述实施例相对应，参见图6，本技术实施例还提供一种信号处理装置600，应用于电子设备，所述电子设备包括压电陶瓷、麦克风模块和数字信号处理器，所述装置600包括：
71.获取模块610，用于通过所述压电陶瓷获取第一语音信号。
72.信号处理模块620，用于在所述第一语音信号的信号值大于设定信号阈值的情况下，通过所述数字信号处理器对所述第一语音信号进行数字信号处理，得到第二语音信号。
73.在一个实施例中，所述获取模块610，还用于通过所述麦克风模块获取所述第一语音信号。
74.所述信号处理模块620，还用于在所述第一语音信号的信号值小于或等于所述设定信号阈值的情况下，通过所述数字信号处理器对所述第一语音信号进行数字信号处理，得到第三语音信号。
75.在本技术实施例中，由于电子设备包括压电陶瓷、麦克风模块和数字信号处理器，该压电陶瓷位于电子设备的壳体内，且数字信号处理器分别与压电陶瓷和麦克风模块连接，压电陶瓷拾取第一语音信号后，会在第一语音信号的信号值大于设定信号阈值的情况下，会将该第一语音信号传输给数字信号处理器进行数字信号处理。通常，在第一语音信号的信号值大于设定信号阈值的情况下，表明压电陶瓷拾取的是大音量或超大音量声音信号，由于压电陶瓷灵敏度低，其对大音量或超大音量的声音信号拾取更优，从而不容易产生杂音。
76.本技术实施例中的信号处理装置可以是装置，也可以是终端中的部件、集成电路、或芯片。该装置可以是移动电子设备，也可以为非移动电子设备。示例性的，移动电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，umpc)、上网本或者个人数字助理(personal digital assistant，pda)等，非移动电子设备可以为服务器、网络附属存储器(network attached storage，nas)、个人计算机(personal computer，pc)、电视机(television，tv)、柜员机或者自助机等，本技术实施例不作具体限定。
77.本技术实施例中的信号处理装置可以为具有操作系统的装置。该操作系统可以为安卓(android)操作系统，可以为ios操作系统，还可以为其他可能的操作系统，本技术实施例不作具体限定。
78.本技术实施例提供的信号处理装置能够实现上述方法实施例实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。
79.与上述实施例相对应，可选的，如图7所示，本技术实施例还提供一种电子设备700，包括处理器701，存储器702，存储在存储器702上并可在所述处理器701上运行的程序或指令，该程序或指令被处理器701执行时实现上述信号处理方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
80.需要说明的是，本技术实施例中的电子设备包括上述所述的移动电子设备和非移动电子设备。
81.图8为实现本技术实施例的一种电子设备的硬件结构示意图。
82.该电子设备800包括但不限于：射频单元801、网络模块802、音频输出单元803、输入单元804、传感器805、显示单元806、用户输入单元807、接口单元808、存储器809、以及处理器810等部件。
83.本领域技术人员可以理解，电子设备800还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，电源可以通过电源管理系统与处理器810逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。图8中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定，电子设备可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置，在此不再赘述。
84.其中，处理器810，用于通过所述压电陶瓷获取第一语音信号；在所述第一语音信号的信号值大于设定信号阈值的情况下，通过所述数字信号处理器对所述第一语音信号进行数字信号处理，得到第二语音信号。
85.在一个实施例中，处理器810，还用于通过所述麦克风模块获取所述第一语音信号；在所述第一语音信号的信号值小于或等于所述设定信号阈值的情况下，通过所述数字信号处理器对所述第一语音信号进行数字信号处理，得到第三语音信号。
86.在本技术实施例中，由于电子设备包括压电陶瓷、麦克风模块和数字信号处理器，该压电陶瓷位于电子设备的壳体内，且数字信号处理器分别与压电陶瓷和麦克风模块连接，压电陶瓷拾取第一语音信号后，会在第一语音信号的信号值大于设定信号阈值的情况下，会将该第一语音信号传输给数字信号处理器进行数字信号处理。通常，在第一语音信号的信号值大于设定信号阈值的情况下，表明压电陶瓷拾取的是大音量或超大音量声音信号，由于压电陶瓷灵敏度低，其对大音量或超大音量的声音信号拾取更优，从而不容易产生杂音。
87.应理解的是，本技术实施例中，输入单元804可以包括图形处理器(graphics processing unit，gpu)8041和麦克风8042，图形处理器8041对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置(如摄像头)获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。显示单元806可包括显示面板8061，可以采用液晶显示器、有机发光二极管等形式来配置显示面板8061。用户输入单元807包括触控面板8071以及其他输入设备8072。触控面板8071，也称为触摸屏。触控面板8071可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其他输入设备8072可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆，在此不再赘述。存储器809可用于存储软件程序以及各种数据，包括但不限于应用程序和操作系统。处理器810可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理
操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器810中。
88.本技术实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述信号处理方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
89.其中，所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等。
90.本技术实施例另提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现上述信号处理方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
91.应理解，本技术实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯片系统或片上系统芯片等。
92.需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本技术实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
93.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上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以计算机软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述的方法。
94.上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。