一种钢琴音频的处理方法及电子设备

摘要

本发明提供一种钢琴音频的处理方法及电子设备，所述方法包括：获取音频数据；根据所述音频数据的窄带特征信息和所述音频数据对应的扬声器振膜速度，确定所述音频数据是否为钢琴音频；在所述音频数据为钢琴音频的情况下，通过动态调节均衡器EQ的参数对所述音频数据进行压缩处理。本发明可以减小判断音频是否为钢琴音频时发生误判的可能性，从而提高钢琴音频判断的准确性。

权利要求

1.一种钢琴音频的处理方法，应用于电子设备，其特征在于，所述方法包括：获取音频数据；

根据所述音频数据的窄带特征信息和所述音频数据对应的扬声器振膜速度，确定所述音频数据是否为钢琴音频；

在所述音频数据为钢琴音频的情况下，通过动态调节均衡器EQ的参数对所述音频数据进行压缩处理；

所述根据所述音频数据的窄带特征信息和所述音频数据对应的扬声器振膜速度，确定所述音频数据是否为钢琴音频，包括：判断所述音频数据的窄带特征信息是否满足第一预设条件；

判断所述音频数据对应的扬声器振膜速度是否满足第二预设条件；

若所述窄带特征信息满足所述第一预设条件，以及所述扬声器振膜速度满足所述第二预设条件，则确定所述音频数据为钢琴音频；

所述判断所述音频数据的窄带特征信息是否满足第一预设条件，包括：对所述音频数据进行处理，得到频谱包络；

根据所述频谱包络中频率小于目标频率的区域，确定所述窄带特征信息；

根据所述窄带特征信息，计算得到窄带特征频点斜率；

若所述窄带特征频点斜率超过预设斜率阈值，则确定所述窄带特征信息满足所述第一预设条件。

2.根据权利要求1所述的钢琴音频的处理方法，其特征在于，所述根据所述窄带特征信息，计算得到窄带特征频点斜率，包括：选取所述窄带特征信息中的第一频点和第二频点；

通过平滑因子对所述第一频点和所述第二频点进行平滑处理；

根据平滑处理后的第一频点和第二频点确定一条直线；

确定所述直线的斜率为所述窄带特征频点斜率。

3.根据权利要求1所述的钢琴音频的处理方法，其特征在于，所述判断所述音频数据对应的扬声器振膜速度是否满足第二预设条件，包括：根据扬声器建模参数，计算得到所述音频数据对应的扬声器振膜速度；

若所述扬声器振膜速度超过预设速度阈值，则确定所述扬声器振膜速度满足所述第二预设条件。

4.根据权利要求3所述的钢琴音频的处理方法，其特征在于，所述根据扬声器建模参数，计算得到所述音频数据对应的扬声器振膜速度，包括：根据所述扬声器建模参数，确定扬声器阻抗模型滤波器系数；

根据所述扬声器阻抗模型滤波器系数，确定扬声器导纳模型滤波器系数；

将所述音频数据对应的输入电压作为扬声器导纳模型滤波器的输入信号，得到所述扬声器导纳模型滤波器预测的输出电流；

根据所述输入电压、所述输出电流，以及所述扬声器建模参数中的力因子和直流阻，计算得到所述扬声器振膜速度。

5.根据权利要求1所述的钢琴音频的处理方法，其特征在于，所述通过动态调节均衡器EQ的参数对所述音频数据进行压缩处理，包括：通过动态调节所述EQ的中心频率、抑制带宽和增益，对所述音频数据进行压缩处理。

6.根据权利要求5所述的钢琴音频的处理方法，其特征在于，所述获取所述音频数据之后，还包括：

根据所述音频数据，计算得到扬声器的谐振频率和品质因数；

根据所述扬声器的谐振频率和品质因数，确定所述EQ的中心频率和抑制带宽；

根据所述振膜速度，计算得到所述EQ的增益。

7.根据权利要求6所述的钢琴音频的处理方法，其特征在于，所述根据所述音频数据，计算得到扬声器的谐振频率和品质因数，包括：获取所述音频数据的一帧信号作为输入帧；

计算所述输入帧对应的目标最大振幅；

若所述目标最大振幅小于或等于第一扬声器振幅模型对应的第一位移，则确定所述第一扬声器振幅模型对应的第一谐振频率为所述扬声器的谐振频率，以及确定所述第一扬声器振幅模型对应的第一品质因数为所述扬声器的品质因数。

8.根据权利要求6所述的钢琴音频的处理方法，其特征在于，所述根据所述音频数据，计算得到扬声器的谐振频率和品质因数，包括：获取所述音频数据的一帧信号作为输入帧；

计算所述输入帧对应的目标最大振幅；

若所述目标最大振幅大于第一扬声器振幅模型对应的第一位移，则获取所述第一扬声器振幅模型对应的第一位移、第一谐振频率和第一品质因数，以及获取第二扬声器振幅模型对应的第二位移、第二谐振频率和第二品质因数；

根据所述第一位移、所述第一谐振频率、所述第二位移、所述第二谐振频率和所述目标最大振幅，计算得到所述扬声器的谐振频率，以及根据所述第一位移、所述第一品质因数、所述第二位移、所述第二品质因数和所述目标最大振幅，计算得到所述扬声器的品质因数。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：获取模块，用于获取音频数据；

第一确定模块，用于根据所述音频数据的窄带特征信息和所述音频数据对应的扬声器振膜速度，确定所述音频数据是否为钢琴音频；

处理模块，用于在所述音频数据为钢琴音频的情况下，通过动态调节均衡器EQ的参数对所述音频数据进行压缩处理；

所述第一确定模块包括：

第一判断子模块，用于判断所述音频数据的窄带特征信息是否满足第一预设条件；

第二判断子模块，用于判断所述音频数据对应的扬声器振膜速度是否满足第二预设条件；

第一确定子模块，用于若所述窄带特征信息满足所述第一预设条件，以及所述扬声器振膜速度满足所述第二预设条件，则确定所述音频数据为钢琴音频；

所述第一判断子模块包括：

处理单元，用于对所述音频数据进行处理，得到频谱包络；

第一确定单元，用于根据所述频谱包络中频率小于目标频率的区域，确定所述窄带特征信息；

第一计算单元，用于根据所述窄带特征信息，计算得到窄带特征频点斜率；

第二确定单元，用于若所述窄带特征频点斜率超过预设斜率阈值，则确定所述窄带特征信息满足所述第一预设条件。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述第一计算单元包括：选取子单元，用于选取所述窄带特征信息中的第一频点和第二频点；

第一处理子单元，用于通过平滑因子对所述第一频点和所述第二频点进行平滑处理；

第一确定子单元，用于根据平滑处理后的第一频点和第二频点确定一条直线；

第二确定子单元，用于确定所述直线的斜率为所述窄带特征频点斜率。

11.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述第二判断子模块包括：第二计算单元，用于根据扬声器建模参数，计算得到所述音频数据对应的扬声器振膜速度；

第三确定单元，用于若所述扬声器振膜速度超过预设速度阈值，则确定所述扬声器振膜速度满足所述第二预设条件。

12.根据权利要求11所述的电子设备，其特征在于，所述第二计算单元包括：第三确定子单元，用于根据所述扬声器建模参数，确定扬声器阻抗模型滤波器系数；

第四确定子单元，用于根据所述扬声器阻抗模型滤波器系数，确定扬声器导纳模型滤波器系数；

第二处理子单元，用于将所述音频数据对应的输入电压作为扬声器导纳模型滤波器的输入信号，得到所述扬声器导纳模型滤波器预测的输出电流；

计算子单元，用于根据所述输入电压、所述输出电流，以及所述扬声器建模参数中的力因子和直流阻，计算得到所述扬声器振膜速度。

13.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述处理模块包括：处理子模块，用于通过动态调节所述EQ的中心频率、抑制带宽和增益，对所述音频数据进行压缩处理。

14.根据权利要求13所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：第一计算模块，用于根据所述音频数据，计算得到扬声器的谐振频率和品质因数；

第二确定模块，用于根据所述扬声器的谐振频率和品质因数，确定所述EQ的中心频率和抑制带宽；

第二计算模块，用于根据所述振膜速度，计算得到所述EQ的增益。

15.根据权利要求14所述的电子设备，其特征在于，所述第一计算模块包括：第一获取子模块，用于获取所述音频数据的一帧信号作为输入帧；

第一计算子模块，用于计算所述输入帧对应的目标最大振幅；

第二确定子模块，用于若所述目标最大振幅小于或等于第一扬声器振幅模型对应的第一位移，则确定所述第一扬声器振幅模型对应的第一谐振频率为所述扬声器的谐振频率，以及确定所述第一扬声器振幅模型对应的第一品质因数为所述扬声器的品质因数。

16.根据权利要求15所述的电子设备，其特征在于，所述第一计算模块包括：第二获取子模块，用于获取所述音频数据的一帧信号作为输入帧；

第二计算子模块，用于计算所述输入帧对应的目标最大振幅；

第三获取子模块，用于若所述目标最大振幅大于第一扬声器振幅模型对应的第一位移，则获取所述第一扬声器振幅模型对应的第一位移、第一谐振频率和第一品质因数，以及获取第二扬声器振幅模型对应的第二位移、第二谐振频率和第二品质因数；

第三计算子模块，用于根据所述第一位移、所述第一谐振频率、所述第二位移、所述第二谐振频率和所述目标最大振幅，计算得到所述扬声器的谐振频率，以及根据所述第一位移、所述第一品质因数、所述第二位移、所述第二品质因数和所述目标最大振幅，计算得到所述扬声器的品质因数。

17.一种电子设备，其特征在于，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计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的钢琴音频的处理方法的步骤。

18.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的钢琴音频的处理方法的步骤。

说明书

一种钢琴音频的处理方法及电子设备

技术领域

[0001] 本发明涉及音频处理技术领域，尤其涉及一种钢琴音频的处理方法及电子设备。

背景技术

[0002] 随着电子设备的发展，微型扬声器在智能手机、物联网终端等便携式电子设备中的应用更加广泛；由于扬声器采用了小腔体的设计，而且短时输入功率受限，当播放大音量
音频信号时，容易出现杂音。如在播放钢琴独奏时，由于扬声器单体，在低频、大振幅冲击下
产生大量失真，导致声音不纯，或者由于扬声器腔体内气流摩擦出声孔导致气流杂音。因
此，在播放钢琴独奏时，杂音现象更加明显。

[0003] 为了消除播放钢琴音频时的杂音，目前的处理方式一般是：通过判断钢琴信号高频和中低频能量差异，来检测是否是钢琴音频。这种处理方式由于播放其它窄带信号时其
高频特征和钢琴的高频特征一样，导致在计算高频能量时容易发生误判，可能会影响其它
乐器或人声的音质。

发明内容

[0004] 本发明提供了一种钢琴音频的处理方法及电子设备，以解决目前消除钢琴杂音的方式中在判断是否为钢琴音频时容易发生误判的问题。

[0005] 为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

[0006] 第一方面，本发明实施例提供了一种钢琴音频的处理方法，应用于电子设备，所述方法包括：

[0007] 获取音频数据；

[0008] 根据所述音频数据的窄带特征信息和所述音频数据对应的扬声器振膜速度，确定所述音频数据是否为钢琴音频；

[0009] 在所述音频数据为钢琴音频的情况下，通过动态调节均衡器(EQ)的参数对所述音频数据进行压缩处理。

[0010] 第二方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：

[0011] 获取模块，用于获取音频数据；

[0012] 第一确定模块，用于根据所述音频数据的窄带特征信息和所述音频数据对应的扬声器振膜速度，确定所述音频数据是否为钢琴音频；

[0013] 处理模块，用于在所述音频数据为钢琴音频的情况下，通过动态调节EQ的参数对所述音频数据进行压缩处理。

[0014] 第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，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计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时
实现如上所述的钢琴音频的处理方法的步骤。

[0015] 第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的钢琴音频的
处理方法的步骤。

[0016] 在本发明实施例中，根据音频数据的窄带特征信息和音频数据对应的扬声器振膜速度，确定所述音频数据为钢琴音频的情况下，通过动态调节EQ的参数对所述音频数据进
行压缩处理。这样可以减小判断音频是否为钢琴音频时发生误判的可能性，从而提高钢琴
音频判断的准确性。

附图说明

[0017] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施
例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图
获得其他的附图。

[0018] 图1表示本发明实施例的钢琴音频的处理方法的流程图；

[0019] 图2表示本发明实施例中计算窄带特征频点斜率的流程图；

[0020] 图3表示本发明实施例中计算扬声器振膜速度的流程图；

[0021] 图4表示本发明实施例的确定扬声器的谐振频率和品质因数的流程图；

[0022] 图5表示本发明实施例的扬声器振幅模型的示意图；

[0023] 图6表示本发明实施例的钢琴音频的播放方法的流程图；

[0024] 图7表示本发明实施例的微型扬声器的结构示意图；

[0025] 图8表示本发明实施例的电子设备的框图；

[0026] 图9表示本发明实施例的电子设备的硬件结构示意图。

具体实施方式

[0027] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发
明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

[0028] 如图1，本发明实施例提供了一种钢琴音频的处理方法，应用于电子设备，所述方法包括：

[0029] 步骤11：获取音频数据。

[0030] 可选的，该音频数据可以是通过扬声器待播放的任意音频数据。

[0031] 步骤12：根据所述音频数据的窄带特征信息和所述音频数据对应的扬声器振膜速度，确定所述音频数据是否为钢琴音频。

[0032] 可选的，窄带特征信息可以是小于第一预定频率范围内的频谱特征信息，如该第一预定频率可以是4kHz。扬声器振膜速度可以是预测或者说估算得到的如果扬声器播放该
音频数据时对应的振膜速度。

[0033] 步骤13：在所述音频数据为钢琴音频的情况下，通过动态调节EQ的参数对所述音频数据进行压缩处理。

[0034] 上述方案中，在根据所述音频数据的窄带特征信息和所述音频数据对应的扬声器振膜速度，确定所述音频数据为钢琴音频的情况下，才通过动态调节EQ的参数对所述音频
数据进行压缩处理，以减小判断音频是否为钢琴音频时发生误判的可能性，从而提高钢琴
音频判断的准确性。

[0035] 可选的，上述步骤12可以具体包括：

[0036] 判断所述音频数据的窄带特征信息是否满足第一预设条件；

[0037] 判断所述音频数据对应的扬声器振膜速度是否满足第二预设条件；

[0038] 若所述窄带特征信息满足所述第一预设条件，以及所述扬声器振膜速度满足所述第二预设条件，则确定所述音频数据为钢琴音频。

[0039] 该实施例中，以所述音频数据的窄带特征信息，作为判断所述音频数据是否为钢琴音频的依据，可以减小判断音频是否为钢琴音频时发生误判的可能性，从而提高钢琴音
频判断的准确性；此外，当判断所述窄带特征信息满足所述第一预设条件，以及所述扬声器
振膜速度满足所述第二预设条件，才确定所述音频数据为钢琴音频，进一步提高了钢琴音
频判断的准确性。

[0040] 可选的，判断所述音频数据的窄带特征信息是否满足第一预设条件的步骤，可以具体包括：

[0041] 对所述音频数据进行处理，得到频谱包络；

[0042] 根据所述频谱包络中频率小于目标频率的区域，确定所述窄带特征信息；

[0043] 根据所述窄带特征信息，计算得到窄带特征频点斜率；

[0044] 若所述窄带特征频点斜率超过预设斜率阈值，则确定所述窄带特征信息满足所述第一预设条件。

[0045] 以下结合附图2对计算窄带特征频点斜率的步骤进行具体说明：

[0046] 步骤201：获取目标帧信号，其中该目标帧信号为输入的音频数据的一帧信号；

[0047] 步骤202、对目标帧信号进行环形缓冲处理；

[0048] 步骤203、判断环形缓冲后的目标帧信号是否有一帧长的数据；

[0049] 步骤204、若环形缓冲后的目标帧信号没有一帧长的数据，则通过旁路(bypass)处理；

[0050] 步骤205、如果环形缓冲后的目标帧信号有一帧长的数据，则读出一帧长的数据进行加窗处理；可选的，窗函数包括汉宁(Hanning)窗、汉明(Haming)窗等；

[0051] 步骤206、对加窗处理后的目标帧信号进行傅里叶变换，使得该目标帧信号由时域转换到频域，从而得到频谱包络；

[0052] 步骤207、从所获得的频谱包络中选取得到窄带特征信息，并根据所述窄带特征信息，计算得到窄带特征频点斜率；

[0053] 具体的，在该频谱包络中选取频率小于或等于4KHz的区域作为窄带特征信息；选取所述窄带特征信息中的第一频点和第二频点(频点的具体频率可以调节)；通过平滑因子
对所述第一频点和所述第二频点进行平滑处理，以防止信号突变的影响。

[0054] 步骤208、根据平滑处理后的第一频点和第二频点确定一条直线；确定所述直线的斜率为所述窄带特征频点斜率。

[0055] 可选的，所述判断所述音频数据对应的扬声器振膜速度是否满足第二预设条件的步骤，可以具体包括：

[0056] 根据扬声器建模参数，计算得到所述音频数据对应的扬声器振膜速度；

[0057] 若所述扬声器振膜速度超过预设速度阈值，则确定所述扬声器振膜速度满足所述第二预设条件。

[0058] 可选的，如图3所示，所述根据扬声器建模参数，计算得到所述音频数据对应的扬声器振膜速度的步骤，可以具体包括：

[0059] 步骤301：根据所述扬声器建模参数，确定扬声器阻抗模型滤波器系数；

[0060] 其中，扬声器建模参数，也称为TS参数，是表示扬声器模型的集中参数，包括质量Mms、阻尼系数Rms、劲度系数Kms、力顺Cms、力因子Bl、直流阻Re、电感Le等；

[0061] 步骤302：根据所述扬声器阻抗模型滤波器系数，确定扬声器导纳模型滤波器系数；

[0062] 步骤303：将所述音频数据对应的输入电压作为扬声器导纳模型滤波器的输入信号，得到所述扬声器导纳模型滤波器预测的输出电流；

[0063] 步骤304：根据所述输入电压、所述输出电流，以及所述扬声器建模参数中的力因子和直流阻，计算得到所述扬声器振膜速度。

[0064] 具体的，根据电学公式，可以推导振膜速度的计算公式如下：

[0065]

[0066] 其中，v为振膜速度；Bl为力因子；Re为直流阻；u为输入电压；i为输出电流。

[0067] 可选的，上述步骤13可以具体包括：通过动态调节所述EQ的中心频率、抑制带宽和增益，对所述音频数据进行压缩处理。

[0068] 这样，在确定所述音频数据为钢琴音频的情况下，可以针对钢琴音频的特点，通过动态调节所述EQ的中心频率、抑制带宽和增益，仅对扬声器谐振频率F0进行压缩处理，保持
其余频段信号不变，从而保证了输出响度。

[0069] 具体的，若根据所述音频数据的窄带特征信息和所述音频数据对应的扬声器振膜速度，确定所述音频数据为钢琴音频(如钢琴独奏状态的音频)，则计算所述EQ的动态增益；
若根据所述音频数据的窄带特征信息和所述音频数据对应的扬声器振膜速度，确定所述音
频数据不是钢琴音频，则可以设置增益倍数为1，并将增益转换为分贝作为EQ的参数；如果
音频数据为无钢琴状态，则可以将增益设置为0dB。特别的，本发明实施例也可根据用户的
设置选择，将EQ的增益设置为固定值。

[0070] 可选的，上述步骤11之后，所述方法还可以包括：

[0071] 根据所述音频数据，计算得到扬声器的谐振频率和品质因数；

[0072] 根据所述扬声器的谐振频率和品质因数，确定所述EQ的中心频率和抑制带宽；具体可以是根据所述品质因数，确定所述EQ的抑制带宽；根据所述扬声器的谐振频率，确定所
述EQ的中心频率；

[0073] 根据所述振膜速度，计算得到所述EQ的增益。

[0074] 可选的，可以是在所述步骤11之后，所述步骤12之前，执行根据所述音频数据，计算得到扬声器的谐振频率和品质因数的；以及根据所述扬声器的谐振频率和品质因数，确
定所述EQ的中心频率和抑制带宽的步骤；在所述步骤12之后执行根据所述振膜速度，计算
得到所述EQ的增益的步骤。

[0075] 当然，上述根据所述音频数据，计算得到扬声器的谐振频率和品质因数；根据所述扬声器的谐振频率和品质因数，确定所述EQ的中心频率和抑制带宽；以及根据所述振膜速
度，计算得到所述EQ的增益的步骤，也可以是在上述步骤12之后执行。

[0076] 可选的，所述根据所述音频数据，计算得到扬声器的谐振频率和品质因数的步骤，可以具体包括：

[0077] 获取所述音频数据的一帧信号作为输入帧；

[0078] 计算所述输入帧对应的目标最大振幅；

[0079] 若所述目标最大振幅小于或等于所述第一位移，则确定所述第一扬声器振幅模型对应的第一谐振频率为所述扬声器的谐振频率，以及确定所述第一扬声器振幅模型对应的
第一品质因数为所述扬声器的品质因数。

[0080] 可选的，所述根据所述音频数据，计算得到扬声器的谐振频率和品质因数的步骤，还可以具体包括：

[0081] 获取所述音频数据的一帧信号作为输入帧；

[0082] 计算所述输入帧对应的目标最大振幅；

[0083] 若所述目标最大振幅大于第一扬声器振幅模型对应的第一位移，则获取第一扬声器振幅模型对应的第一位移、第一谐振频率和第一品质因数，以及获取第二扬声器振幅模
型对应的第二位移、第二谐振频率和第二品质因数；

[0084] 根据所述第一位移、所述第一谐振频率、所述第二位移、所述第二谐振频率和所述目标最大振幅，计算得到所述扬声器的谐振频率，以及根据所述第一位移、所述第一品质因
数、所述第二位移、所述第二品质因数和所述目标最大振幅，计算得到所述扬声器的品质因
数。

[0085] 具体的，如图4所示，给出了确定扬声器的谐振频率和品质因数的流程图；具体包括：

[0086] 步骤401：获取所述音频数据的一帧信号作为输入帧，以及确定扬声器振幅模型；可选的，该扬声器振幅模型可以是如图5所示的第一扬声器模型(或者称为小信号模型，谐
振频率为F1，品质因数为Q1)或第二扬声器模型(或者称为大信号模型，谐振频率为F2，品质
因数为Q2)；

[0087] 步骤402：计算输入帧信号对应的振幅；

[0088] 步骤403：根据输入帧信号对应的振幅，计算得到目标最大振幅Xmax；

[0089] 步骤404：判断该目标最大振幅Xmax是否大于该第一扬声器模型对应的第一位移X1；

[0090] 步骤405：如果该目标最大振幅Xmax小于或等于该第一扬声器模型对应的第一位移X1，则确定当前输入的音频信号是小信号或高频，则不需要进行EQ参数的压制或者可以
通过很小的增益压制，则可以将F1确定为扬声器的谐振频率，以及将Q1确定为扬声器的品
质因数；

[0091] 步骤406：如果该目标最大振幅Xmax大于该第一扬声器模型对应的第一位移X1，则根据所述音频数据计算扬声器的谐振频率和品质因数；

[0092] 其中，根据所述音频数据，计算得到扬声器的谐振频率和品质因数的步骤，可以具体包括：

[0093] 获取第一扬声器振幅模型对应的第一位移、第一谐振频率和第一品质因数；可选的，根据扬声器模型1即小信号模型，计算小信号模型对应的第一位移X1、第一谐振频率F1
和第一品质因数Q1；

[0094] 获取第二扬声器振幅模型对应的第二位移、第二谐振频率和第二品质因数；可选的，根据扬声器模型2即大信号模型，计算大信号模型对应的第二位移X2、第二谐振频率F2
和第二品质因数Q2；

[0095] 根据所述位移、所述第一谐振频率、所述第二位移、所述第二谐振频率和所述目标最大振幅，计算得到所述扬声器的谐振频率，以及根据所述位移、所述第一品质因数、所述
第二位移、所述第二品质因数和所述目标最大振幅，计算得到所述扬声器的品质因数。

[0096] 可选的，通过以下公式，计算得到所述扬声器的谐振频率；

[0097]

[0098] 其中，F0为扬声器的谐振频率，F1为第一扬声器振幅模型对应的第一谐振频率，X1为第一扬声器振幅模型对应的第一位移；F2为第二扬声器振幅模型对应的第二谐振频率，
X2为第二扬声器振幅模型对应的第二位移，Q2为第二扬声器振幅模型对应的第二品质因
数；Xmax为所述输入信号对应的目标最大振幅。

[0099] 可选的，还可以采用相同的方式计算扬声器的品质因数，如将上述公式中的F1替换为第一扬声器振幅模型对应的第一品质因数Q1，将F2替换为第二扬声器振幅模型对应的
第二品质因数Q2，即得到对应的扬声器品质因数Q。

[0100] 可选的，在该目标最大振幅Xmax大于X1的情况下，如果Xmax大于X2时，即谐振频率附近，Xmax很有可能超过X2，这时将Xmax限制在X2以内，并通过上述方式计算扬声器的谐振
频率和品质因数。

[0101] 可选的，根据所述振膜速度，计算得到所述EQ的增益的步骤，可以具体包括：

[0102] 通过以下公式计算EQ的增益；

[0103] Z＝1‑v/vmax

[0104] 其中，Z为EQ的增益，v为振膜速度，vmax为振膜的最大速度(如用于判断钢琴音频的最大速度门限)。

[0105] 如图6，本发明实施例给出了一种钢琴音频播放方法的流程图，具体包括：

[0106] 步骤601：数字音频信号输入，即输入音频数据。

[0107] 步骤602：对输入的数字音频信号进行延时缓冲，如：帧长为N个毫秒(N≥1)。

[0108] 步骤603：扬声器振膜速度预测，即在以所述音频数据作为信号输入的情况下，估算扬声器振膜的速度；由于扬声器在谐振频率F0处发生速度共振，则振膜速度越大，振膜压
缩空气的气流越多，腔体由于气流摩擦更加容易产生杂音；因此根据输入信号可以预测振
膜速度大小，进而根据振膜速度的大小来判断钢琴杂音的可能性；具体的振膜速度的计算
方法可参见上述实施例，此处不再赘述。

[0109] 步骤604：计算音频数据的窄带特征的频点斜率；如：对每一帧输入信号经过加窗、傅里叶变换到频域，从频谱包络获取窄带特征信息(频率范围小于等于4KHz)，取两个或者
多个频点，计算任意两点的斜率；由于人声的中高频能量更强，因此通过针对音频数据的窄
带特征信息判断是否为钢琴音频，可以减小对人声演唱产生的误判；具体的窄带特征频点
斜率的计算方法可参见上述实施例，此处不再赘述。

[0110] 步骤605：计算扬声器的最大振幅、谐振频率和品质因数，扬声器在不同激励信号下的振幅响应如图5所示，其中小信号模型对应第一谐振频率F1、第一品质因数Q1和第一位
移X1，大信号模型对应的第二谐振频率F2、第二品质因数Q2和第二位移X2；由图5可见当大
信号输入时，扬声器的谐振频率发生了漂移，且F2小于F1，可以理解为大信号输入时扬声器
参数发生改变，由于钢琴音频的压制即是针对EQ参数调整，因此必须准确地跟踪扬声器谐
振频率的变换，来调节EQ的中心频率；同样可以跟踪扬声器品质因数的变换，动态设置EQ的
抑制带宽。

[0111] 当然，本方案也可以根据用户的输入，自定义F0和Q值，本方案里也可以设置固定的F0或Q值。具体的，扬声器的目标最大振幅、谐振频率和品质因数的计算方法如以上实施
例所述，这里不再赘述。

[0112] 步骤606：在根据上述步骤603中的振膜速度确定为钢琴音频，以及根据上述步骤604中的频点斜率确定为钢琴音频的情况下，计算EQ的动态增益；

[0113] 具体的，通过第二扬声器模型2即大信号模型可以计算振膜的最大速度门限，根据多首钢琴独奏音频计算钢琴音频对应的振膜速度；根据最大速度门限和振膜速度，判断是
否为钢琴独奏(如振膜速度大于最大速度门限，则确定为是钢琴独奏)；再根据计算的频点
斜率和钢琴频点斜率门限，判断是否为钢琴独奏(如计算的频点斜率大于钢琴频点斜率门
限，则确定是钢琴独奏)；当所描述的两种方法都判断为钢琴时，则确定最终判断结果为是；
如果是钢琴独奏，则计算EQ的增益，如果不是，则设置增益倍数为1，将增益转换为分贝设置
给参数EQ，无钢琴的状态下，可以设置增益为0dB；本发明实施例也可根据用户的设置选择，
将EQ的增益设置为固定值。

[0114] 步骤607：动态调节EQ的参数，如：EQ可以设置的参数包括滤波器类型、中心频率、增益和带宽；当确定该音频数据为钢琴音频的情况下，对钢琴音频进行压制，则滤波器类型
可以设置为峰值滤波器(peak filter)，把扬声器谐振频率F0作为抑制的中心频率，增益为
负数或0dB，带宽固定或可调，这样，通过动态调节EQ的参数对钢琴音频进行压制，以去除杂
音；

[0115] 步骤608：对进行压制的音频数据进行数字到模拟转换(DAC)，把数字信号转换成模拟信号，传送至功率放大器；

[0116] 步骤609、功率放大器根据模拟增益，把输入的模拟信号升压，最后驱动输出给扬声器；

[0117] 步骤610、模拟信号输入到扬声器时，通过扬声器发声。如图7给出了一种微型扬声器的结构示意图，其中该微型扬声器包括悬架71、振膜72、框架73、开孔74、音圈75、磁铁76
和磁通路77等；音圈75缠绕在磁铁76上，磁铁76产生的磁场是固定的，当交流电通过音圈
75，产生交变的磁场，磁力使音圈75推动振膜72产生振动发声；大扬声器的结构和微型扬声
器有细微差别，但工作原理都是一样的，这里不再赘述。

[0118] 本发明实施例的上述方案中，通过判断窄带特征信息，减小播放其它窄带信号时产生的误判以及针对人声演唱产生的误判，从而降低针对钢琴音频的误判率；并且在通过
动态调节EQ的参数时，只对扬声器的谐振频率F0进行压缩处理，保持其余频段信号不变，有
利于保证输出响度，以及通过多种方法计算EQ的参数，如动态增益，动态谐振频率F0和动态
品质因数Q，可以确保准确地抑制钢琴杂音。

[0119] 如图8，本发明实施例还提供了一种一种电子设备800，包括：

[0120] 获取模块810，用于获取音频数据；

[0121] 第一确定模块820，用于根据所述音频数据的窄带特征信息和所述音频数据对应的扬声器振膜速度，确定所述音频数据是否为钢琴音频；

[0122] 处理模块830，用于在所述音频数据为钢琴音频的情况下，通过动态调节EQ的参数对所述音频数据进行压缩处理。

[0123] 可选的，所述第一确定模块820包括：

[0124] 第一判断子模块，用于判断所述音频数据的窄带特征信息是否满足第一预设条件；

[0125] 第二判断子模块，用于判断所述音频数据对应的扬声器振膜速度是否满足第二预设条件；

[0126] 确定子模块，用于若所述窄带特征信息满足所述第一预设条件，以及所述扬声器振膜速度满足所述第二预设条件，则确定所述音频数据为钢琴音频。

[0127] 可选的，所述第一判断子模块包括：

[0128] 处理单元，用于对所述音频数据进行处理，得到频谱包络；

[0129] 第一确定单元，用于根据所述频谱包络中频率小于目标频率的区域，确定所述窄带特征信息；

[0130] 第一计算单元，用于根据所述窄带特征信息，计算得到窄带特征频点斜率；

[0131] 第二确定单元，用于若所述窄带特征频点斜率超过预设斜率阈值，则确定所述窄带特征信息满足所述第一预设条件。

[0132] 可选的，所述第一计算单元包括：

[0133] 选取子单元，用于选取所述窄带特征信息中的第一频点和第二频点；

[0134] 第一处理子单元，用于通过平滑因子对所述第一频点和所述第二频点进行平滑处理；

[0135] 第一确定子单元，用于根据平滑处理后的第一频点和第二频点确定一条直线；

[0136] 第二确定子单元，用于确定所述直线的斜率为所述窄带特征频点斜率。

[0137] 可选的，所述第二判断子模块包括：

[0138] 第二计算单元，用于根据扬声器建模参数，计算得到所述音频数据对应的扬声器振膜速度；

[0139] 第三确定单元，用于若所述扬声器振膜速度超过预设速度阈值，则确定所述扬声器振膜速度满足所述第二预设条件。

[0140] 可选的，所述第二计算单元包括：

[0141] 第三确定子单元，用于根据所述扬声器建模参数，确定扬声器阻抗模型滤波器系数；

[0142] 第四确定子单元，用于根据所述扬声器阻抗模型滤波器系数，确定扬声器导纳模型滤波器系数；

[0143] 第二处理子单元，用于将所述音频数据对应的输入电压作为扬声器导纳模型滤波器的输入信号，得到所述扬声器导纳模型滤波器预测的输出电流；

[0144] 计算子单元，用于根据所述输入电压、所述输出电流，以及所述扬声器建模参数中的力因子和直流阻，计算得到所述扬声器振膜速度。

[0145] 可选的，所述处理模块830包括：

[0146] 处理子模块，用于通过动态调节所述EQ的中心频率、抑制带宽和增益，对所述音频数据进行压缩处理。

[0147] 可选的，所述电子设备800还包括：

[0148] 第一计算模块，用于根据所述音频数据，计算得到扬声器的谐振频率和品质因数；

[0149] 第二确定模块，用于根据所述扬声器的谐振频率和品质因数，确定所述EQ的中心频率和抑制带宽；第二计算模块，用于根据所述振膜速度，计算得到所述EQ的增益。

[0150] 可选的，所述第一计算模块包括：

[0151] 第一获取子模块，用于获取所述音频数据的一帧信号作为输入帧；

[0152] 第二确定子模块，用于若所述目标最大振幅小于或等于所述第一位移，则确定所述第一扬声器振幅模型对应的第一谐振频率为所述扬声器的谐振频率，以及确定所述第一
扬声器振幅模型对应的第一品质因数为所述扬声器的品质因数。

[0153] 可选的，所述第一计算模块包括：

[0154] 第二获取子模块，用于获取所述音频数据的一帧信号作为输入帧；

[0155] 第二计算子模块，用于计算所述输入帧对应的目标最大振幅；

[0156] 第三获取子模块，用于若所述目标最大振幅大于第一扬声器振幅模型对应的第一位移，则获取第一扬声器振幅模型对应的第一位移、第一谐振频率和第一品质因数，以及获
取第二扬声器振幅模型对应的第二位移、第二谐振频率和第二品质因数；

[0157] 第三计算子模块，用于根据所述第一位移、所述第一谐振频率、所述第二位移、所述第二谐振频率和所述目标最大振幅，计算得到所述扬声器的谐振频率，以及根据所述第
一位移、所述第一品质因数、所述第二位移、所述第二品质因数和所述目标最大振幅，计算
得到所述扬声器的品质因数。

[0158] 本发明实施例提供的电子设备能够实现图1至图7的方法实施例中电子设备实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。

[0159] 在本发明实施例中的电子设备800，根据音频数据的窄带特征信息和音频数据对应的扬声器振膜速度，确定所述音频数据为钢琴音频的情况下，通过动态调节EQ的参数对
所述音频数据进行压缩处理，得到目标音频数据。这样，可以减小判断音频是否为钢琴音频
时发生误判的可能性，从而提高钢琴音频判断的准确性。

[0160] 图9为实现本发明各个实施例的一种电子设备的硬件结构示意图。

[0161] 该电子设备900包括但不限于：射频单元901、网络模块902、音频输出单元903、输入单元904、传感器905、显示单元906、用户输入单元907、接口单元908、存储器909、处理器
910、以及电源911等部件。本领域技术人员可以理解，图9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。在本发明实施例中，电子设备包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、
掌上电脑、车载终端、可穿戴设备、以及计步器等。

[0162] 其中，输入单元904，可以用于获取音频数据；

[0163] 处理器910，可以用于根据所述音频数据的窄带特征信息和所述音频数据对应的扬声器振膜速度，确定所述音频数据是否为钢琴音频；在所述音频数据为钢琴音频的情况
下，通过动态调节EQ的参数对所述音频数据进行压缩处理。

[0164] 在本发明实施例中的电子设备900，根据音频数据的窄带特征信息和音频数据对应的扬声器振膜速度，确定所述音频数据为钢琴音频的情况下，通过动态调节EQ的参数对
所述音频数据进行压缩处理，得到目标音频数据。这样，可以减小判断音频是否为钢琴音频
时发生误判的可能性，从而提高钢琴音频判断的准确性。

[0165] 应理解的是，本发明实施例中，射频单元901可用于收发信息或通话过程中，信号的接收和发送，具体的，将来自基站的下行数据接收后，给处理器910处理；另外，将上行的
数据发送给基站。通常，射频单元901包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合
器、低噪声放大器、双工器等。此外，射频单元901还可以通过无线通信系统与网络和其他设
备通信。

[0166] 电子设备通过网络模块902为用户提供了无线的宽带互联网访问，如帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等。

[0167] 音频输出单元903可以将射频单元901或网络模块902接收的或者在存储器909中存储的音频数据转换成音频信号并且输出为声音。而且，音频输出单元903还可以提供与电
子设备900执行的特定功能相关的音频输出(例如，呼叫信号接收声音、消息接收声音等
等)。音频输出单元903包括扬声器、蜂鸣器以及受话器等。

[0168] 输入单元904用于接收音频或视频信号。输入单元904可以包括图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)9041和麦克风9042，图形处理器9041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。处理后的图像帧可以显示在显示单元906上。经图形处理器9041处理后的图像帧可以存
储在存储器909(或其它存储介质)中或者经由射频单元901或网络模块902进行发送。麦克
风9042可以接收声音，并且能够将这样的声音处理为音频数据。处理后的音频数据可以在
电话通话模式的情况下转换为可经由射频单元901发送到移动通信基站的格式输出。

[0169] 电子设备900还包括至少一种传感器905，比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境
光线的明暗来调节显示面板9061的亮度，接近传感器可在电子设备900移动到耳边时，关闭
显示面板9061和/或背光。作为运动传感器的一种，加速计传感器可检测各个方向上(一般
为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别电子设备姿态(比
如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；传
感器905还可以包括指纹传感器、压力传感器、虹膜传感器、分子传感器、陀螺仪、气压计、湿
度计、温度计、红外线传感器等，在此不再赘述。

[0170] 显示单元906用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息。显示单元906可包括显示面板9061，可以采用液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、有机发光二极管
(Organic Light‑Emitting Diode,OLED)等形式来配置显示面板9061。

[0171] 用户输入单元907可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与电子设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体地，用户输入单元907包括触控面板9071以及
其他输入设备9072。触控面板9071，也称为触摸屏，可收集用户在其上或附近的触摸操作
(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板9071上或在触控面板9071
附近的操作)。触控面板9071可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸检测
装置检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控
制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给处理器910，接收处
理器910发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多
种类型实现触控面板9071。除了触控面板9071，用户输入单元907还可以包括其他输入设备
9072。具体地，其他输入设备9072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。

[0172] 进一步的，触控面板9071可覆盖在显示面板9061上，当触控面板9071检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器910以确定触摸事件的类型，随后处理器910根据触
摸事件的类型在显示面板9061上提供相应的视觉输出。虽然在图9中，触控面板9071与显示
面板9061是作为两个独立的部件来实现电子设备的输入和输出功能，但是在某些实施例
中，可以将触控面板9071与显示面板9061集成而实现电子设备的输入和输出功能，具体此
处不做限定。

[0173] 接口单元908为外部装置与电子设备900连接的接口。例如，外部装置可以包括有线或无线头戴式耳机端口、外部电源(或电池充电器)端口、有线或无线数据端口、存储卡端
口、用于连接具有识别模块的装置的端口、音频输入/输出(I/O)端口、视频I/O端口、耳机端
口等等。接口单元908可以用于接收来自外部装置的输入(例如，数据信息、电力等等)并且
将接收到的输入传输到电子设备900内的一个或多个元件或者可以用于在电子设备900和
外部装置之间传输数据。

[0174] 存储器909可用于存储软件程序以及各种数据。存储器909可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声
音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如
音频数据、电话本等)等。此外，存储器909可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易
失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

[0175] 处理器910是电子设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部分，通过运行或执行存储在存储器909内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储
器909内的数据，执行电子设备的各种功能和处理数据，从而对电子设备进行整体监控。处
理器910可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器910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910中。

[0176] 电子设备900还可以包括给各个部件供电的电源911(比如电池)，优选的，电源911可以通过电源管理系统与处理器910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。

[0177] 另外，电子设备900包括一些未示出的功能模块，在此不再赘述。

[0178] 优选的，本发明实施例还提供一种电子设备，包括处理器910，存储器909，存储在存储器909上并可在所述处理器910上运行的计算机程序，该计算机程序被处理器910执行
时实现上述钢琴音频的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。

[0179] 本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述钢琴音频的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。其中，所述的计算机可读存储介
质，如只读存储器(Read‑Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access 
Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等。

[0180] 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。

[0181] 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，本发明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，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

[0182] 上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明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
在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多
形式，均属于本发明的保护之内。