本公開(kāi)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(hào)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(dòng)技術(shù)和消費(fèi)電子設(shè)備(CED)在整個(gè)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(dòng)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(gè)或多個(gè)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(gè)設(shè)備都具有一個(gè)聲學(xué)特征(acoustic signature)，意味著一個(gè)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(tīng)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(jué)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(jìng)爭(zhēng)因素中的許多因素通過(guò)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(guò)音頻驅(qū)動(dòng)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(guò)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(shì)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(gè)受歡迎的附加項(xiàng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)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(gè)目的是提供一種適合于在整個(gè)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(gè)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(gè)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(kāi)內(nèi)容的非線性控制系統(tǒng)的制造方法。

上述目的通過(guò)根據(jù)本公開(kāi)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(kāi)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(guò)換能器來(lái)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(gè)控制器，該控制器包括一個(gè)前饋模型，該模型被配置成接受一個(gè)與該媒體流相關(guān)的輸入信號(hào)并且輸出一個(gè)控制信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)一個(gè)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(gè)或多個(gè)聲學(xué)特性；一個(gè)或多個(gè)傳感器，所述一個(gè)或多個(gè)傳感器與該換能器、該放大器和/或該環(huán)境耦合，所述一個(gè)或多個(gè)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(gè)反饋信號(hào)；以及一個(gè)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(gè)從該反饋信號(hào)、該輸入信號(hào)、該控制信號(hào)和/或由該反饋信號(hào)、該輸入信號(hào)、該控制信號(hào)所生成的信號(hào)導(dǎo)出的數(shù)據(jù)集，并且基于該數(shù)據(jù)集的分析來(lái)更新該模型的一個(gè)或多個(gè)方面。

在一些方面，所述傳感器中的一個(gè)或多個(gè)可以被配置成測(cè)量或生成一個(gè)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(dòng)、腔室背壓、換能器風(fēng)管(vent)空氣流動(dòng)、聲壓水平、動(dòng)力學(xué)測(cè)量、磁場(chǎng)測(cè)量、壓力、濕度、其組合等相關(guān)的信號(hào)。

在一些方面，該控制器可以被配置成以一個(gè)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(gè)更新速率來(lái)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(gè)更新、每秒小于0.1個(gè)更新、每分鐘小于1個(gè)更新、每小時(shí)小于1個(gè)更新等。

在一些方面，根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的系統(tǒng)可以包括一個(gè)調(diào)度器，該調(diào)度器被配置成通過(guò)分析該數(shù)據(jù)集來(lái)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(gè)或多個(gè)度量，以確定該數(shù)據(jù)集的一個(gè)子集，該子集適合于從其執(zhí)行一個(gè)更新。在一些方面，所述一個(gè)或多個(gè)度量可以與有關(guān)輸入信號(hào)、控制信號(hào)、渲染的媒體流和/或反饋信號(hào)中的一個(gè)或多個(gè)的幅度或帶寬相關(guān)聯(lián)，或者與輸入信號(hào)、控制信號(hào)、渲染的媒體流和/或反饋信號(hào)中的一個(gè)或多個(gè)之間的關(guān)系或者與輸入信號(hào)、控制信號(hào)、渲染的媒體流和/或反饋信號(hào)中的一個(gè)或多個(gè)的組合等相關(guān)聯(lián)。

在一些方面，該系統(tǒng)可以包括一個(gè)與該模型更新器耦合的緩沖器，該緩沖器被配置成存儲(chǔ)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(gè)魯棒回歸算法、一個(gè)模型庫(kù)和/或一個(gè)選擇算法，或者與一個(gè)魯棒回歸算法、一個(gè)模型庫(kù)和/或一個(gè)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(gè)模型庫(kù)和/或與一個(gè)模型庫(kù)接口，該庫(kù)中的每個(gè)模型被配置成從該數(shù)據(jù)集生成一個(gè)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(gè)或多個(gè)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(gè)選擇算法或與一個(gè)選擇算法接口，該選擇算法被配置成基于該比較來(lái)選擇來(lái)自該模型庫(kù)的一個(gè)模型或與該模型庫(kù)中的模型相關(guān)的一個(gè)模型。

在一些方面，該系統(tǒng)可以被配置成接受一個(gè)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(gè)改變檢測(cè)算法，該改變檢測(cè)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(gè)或多個(gè)聲學(xué)特性之間是否存在顯著差異。該改變檢測(cè)算法可以被用來(lái)確定該更新速率的至少一部分，以評(píng)估一個(gè)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(kāi)內(nèi)容的控制器內(nèi)的一個(gè)模型可以包括一個(gè)線性動(dòng)態(tài)模型和一個(gè)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(duì)該數(shù)據(jù)集的分析來(lái)更新該線性動(dòng)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(kāi)內(nèi)容的系統(tǒng)可以被包括在根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的移動(dòng)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(dòng)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(lè)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(kāi)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?hào)的渲染，該控制器內(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(méi)有顯著毀壞。這樣的配置對(duì)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(kāi)內(nèi)容的控制器耦合時(shí)不能驅(qū)動(dòng)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(gè)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(wú)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(kāi)內(nèi)容的反饋信號(hào)中的一個(gè)或多個(gè)上顯現(xiàn)或從根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的反饋信號(hào)中的一個(gè)或多個(gè)提取該有缺陷的聲學(xué)特性的評(píng)估。

在一些方面，該換能器可以被設(shè)計(jì)成具有相對(duì)高的效率，同時(shí)犧牲無(wú)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(duì)高的效率。

在一些方面，根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的放大器、調(diào)度器和/或模型更新器可以包括一個(gè)用于由一個(gè)或多個(gè)反饋信號(hào)來(lái)估計(jì)該換能器的一個(gè)特性溫度并且將該估計(jì)遞送到一個(gè)或多個(gè)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(kāi)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(kāi)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(gè)或多個(gè)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(gè)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(gè)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(gè)更新的模型或一個(gè)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(lái)更新該模型。

在一些方面，根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的方法可以包括將多個(gè)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(gè)預(yù)定模型中的一個(gè)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(duì)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(gè)或多個(gè)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(píng)估、似然比測(cè)試、平方殘差閾值測(cè)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(gè)或多個(gè)可以長(zhǎng)于0.1秒、長(zhǎng)于0.25秒、長(zhǎng)于0.5秒、長(zhǎng)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(gè)用戶通知事件期間將一個(gè)測(cè)試信號(hào)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(gè)數(shù)據(jù)集；分析該數(shù)據(jù)集以形成一個(gè)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(gè)或多個(gè)；以及用該更新結(jié)構(gòu)來(lái)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(gè)或多個(gè)。在一些方面，該用戶通知事件可以持續(xù)長(zhǎng)于0.1秒、長(zhǎng)于0.25秒、長(zhǎng)于0.5秒或長(zhǎng)于1秒的一個(gè)時(shí)間段。

在一些方面，該方法可以包括由多個(gè)測(cè)試信號(hào)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(cè)器、滑模觀測(cè)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(dòng)態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)。在一些方面，該觀測(cè)器可以包括無(wú)跡卡爾曼濾波器或增廣無(wú)跡卡爾曼濾波器，以生成估計(jì)的狀態(tài)中的一個(gè)或多個(gè)，從而用于與一個(gè)輸入信號(hào)、控制信號(hào)、反饋信號(hào)、其組合等比較。

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

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

該控制器或該控制器中所包括的模型可以包括一個(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)，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(dòng)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(shuō)明

圖1示出了根據(jù)本公開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)內(nèi)容的具體實(shí)施方案；然而，所公開(kāi)的實(shí)施方案僅是該公開(kāi)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(kāi)內(nèi)容。因此，本文中所公開(kāi)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(lái)多樣地使用本公開(kāi)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(tái)、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(dòng)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(lè)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(hào)意指通過(guò)一個(gè)外部音頻源(例如，處理器、音頻流設(shè)備、音頻反饋設(shè)備、無(wú)線收發(fā)器、ADC、音頻解碼器電路、DSP等)所提供的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)(例如，數(shù)字信號(hào)、一個(gè)或多個(gè)模擬信號(hào)、5.1環(huán)繞聲信號(hào)、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(tīng)的或可測(cè)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(guò)程期間，成本降低、形狀因素約束、視覺(jué)上的美觀要求以及許多其他競(jìng)爭(zhēng)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(huì)顯著偏離理想響應(yīng)。此外，上述因素中的制造差異會(huì)顯著影響每個(gè)設(shè)備的聲學(xué)特征，導(dǎo)致使用戶的音頻體驗(yàn)降級(jí)的進(jìn)一步的部分間差異。會(huì)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(huì)限制重新創(chuàng)建低頻聲音所必需的空氣移動(dòng)；用于膜后方的聲學(xué)殼體的空間不足，這會(huì)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(tīng)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(tīng)者；以及其他因素。

在一些方面，根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的系統(tǒng)可以被用來(lái)幫助減少或放寬對(duì)相關(guān)聯(lián)的揚(yáng)聲器的一個(gè)或多個(gè)部件的一個(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)部件的一個(gè)或多個(gè)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(kāi)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(gè)或多個(gè)部件的簡(jiǎn)化、質(zhì)量降低、制造公差的減小或去除。

在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，用于結(jié)合根據(jù)本公開(kāi)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(guò)的長(zhǎng)度上提供磁場(chǎng)。在傳統(tǒng)的擴(kuò)音器設(shè)計(jì)中，音圈的長(zhǎng)度和移動(dòng)可以被配置成使得它匹配該磁場(chǎng)的長(zhǎng)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(zhǎng)度隨磁場(chǎng)的長(zhǎng)度而急劇減少和/或音圈的行程(the length of travel)隨磁場(chǎng)的長(zhǎng)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(kāi)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(kāi)內(nèi)容的系統(tǒng)可以被用來(lái)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(gè)或多個(gè)非線性方面，所述一個(gè)或多個(gè)非線性方面與會(huì)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(hào)失真、分叉(bifurcation)(例如，不穩(wěn)定狀態(tài))、混沌行為、空氣對(duì)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(chǎng)非線性、DC線圈位移、機(jī)電非線性(例如，磁場(chǎng)和/或E場(chǎng)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(dòng)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(duì)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(chǔ)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(kāi)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(gè)或多個(gè)，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(kāi)內(nèi)容的控制系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)部件可以包括一個(gè)調(diào)度器或等效的調(diào)度函數(shù)，或與一個(gè)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(dòng)一個(gè)時(shí)間調(diào)度分析、一個(gè)反饋啟動(dòng)分析、一個(gè)更新啟動(dòng)分析、一個(gè)無(wú)縫集成分析(參見(jiàn)下文)、其組合等。這樣的對(duì)分析的啟動(dòng)可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)輸入/輸出數(shù)據(jù)流等的評(píng)估來(lái)確定。這樣的評(píng)估的結(jié)果可以被用來(lái)啟動(dòng)該控制系統(tǒng)內(nèi)的一個(gè)適配函數(shù)(例如，用于適配該控制系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)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(duì)于在非實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)上實(shí)施適配進(jìn)程、對(duì)于一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)音器參數(shù)的離線適配、對(duì)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(dòng)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(gè)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(guò)設(shè)備的音頻的類型等)。

反饋啟動(dòng)分析意指這樣一種算法：將來(lái)自揚(yáng)聲器或相關(guān)聯(lián)的部件的一個(gè)或多個(gè)反饋參數(shù)(諸如，電流反饋、阻抗、揚(yáng)聲器參數(shù)測(cè)量、共振頻率等)與控制器的一個(gè)或多個(gè)方面(諸如，對(duì)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(dòng)一個(gè)適配進(jìn)程，從而校正該失配、啟動(dòng)一個(gè)診斷測(cè)試等。

更新啟動(dòng)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(gòu)買、網(wǎng)絡(luò)連接/斷開(kāi)、通知、重新啟動(dòng)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(gè)作為設(shè)備函數(shù)的一部分自然發(fā)生時(shí)啟動(dòng)一個(gè)適配進(jìn)程。這樣的進(jìn)程可以與一個(gè)用戶通知(例如，使用戶警覺(jué)的可聽(tīng)序列等，作為更新進(jìn)程的一部分)結(jié)合。通過(guò)將該分析與更新進(jìn)程結(jié)合，執(zhí)行控制器的大信號(hào)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(wú)縫集成分析意指這樣一個(gè)分析：在設(shè)備的使用期間(例如，在一個(gè)用戶通知、一個(gè)重新啟動(dòng)、一個(gè)喚醒事件、一個(gè)撥號(hào)音、一個(gè)鈴音等期間)待機(jī)會(huì)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(gè)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(gè)設(shè)備音頻流可獲得的音頻流片段，所述片段可形成一個(gè)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(lái)執(zhí)行適配時(shí))啟動(dòng)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(lái)指定數(shù)據(jù)收集的優(yōu)先權(quán)或啟動(dòng)適配。這樣的評(píng)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(gè)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(gè)或多個(gè)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(gè)用戶通知(例如，使用戶警覺(jué)的可聽(tīng)序列等，作為更新進(jìn)程的一部分)結(jié)合。通過(guò)將分析與更新進(jìn)程結(jié)合，執(zhí)行控制器的大信號(hào)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(gè)或更多個(gè)速率(一個(gè)高速率以及一個(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)方面和/或相關(guān)聯(lián)的調(diào)度器可以被配置成以一個(gè)或多個(gè)較低速率操作。這樣的較低速率可以與一個(gè)或多個(gè)適配、音頻測(cè)試、診斷測(cè)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(kāi)內(nèi)容的模型更新器或調(diào)度器可以包括一個(gè)或多個(gè)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(lái)啟動(dòng)一個(gè)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(lái)更新相關(guān)聯(lián)的控制器模型的一個(gè)或多個(gè)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(guò)來(lái)自相關(guān)聯(lián)的揚(yáng)聲器的電流和/或電壓反饋測(cè)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(cè)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(duì)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(gè)進(jìn)程，每個(gè)進(jìn)程與一個(gè)或多個(gè)速率相關(guān)聯(lián)：高、中間、低，等等。每個(gè)速率相關(guān)(rate dependent)的進(jìn)程可以被配置成涉及一個(gè)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(hào)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(gè)系統(tǒng)可以包括一個(gè)控制器，該控制器包括一個(gè)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(gè)或多個(gè)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(gè)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(lái)自該音頻流的小信號(hào)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(gè)或多個(gè)非線性或大信號(hào)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(gè)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(gè)可操作的(actionable)數(shù)據(jù)集(例如，一個(gè)適合于執(zhí)行大信號(hào)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(huì)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(kāi)內(nèi)容的模型更新器或調(diào)度器可以包括一個(gè)或多個(gè)如下函數(shù)：所述函數(shù)被配置成在對(duì)相關(guān)聯(lián)的控制器的一個(gè)或多個(gè)方面執(zhí)行適配之前評(píng)估所收集的數(shù)據(jù)。該評(píng)估可以被執(zhí)行，以確定所收集的數(shù)據(jù)的有效性，以評(píng)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(gè)或多個(gè)如下函數(shù)：所述函數(shù)被配置成評(píng)估適配進(jìn)程是否已經(jīng)充分收斂、評(píng)估一個(gè)或多個(gè)模型參數(shù)是否已經(jīng)收斂等。這樣的函數(shù)會(huì)有利于估計(jì)周期性地對(duì)控制器模型的一個(gè)或多個(gè)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(kāi)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(gè)或多個(gè)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(lái)更新該模型。這樣的進(jìn)程的啟動(dòng)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(gè)或多個(gè)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(cè)得的信號(hào)(或從測(cè)得的信號(hào)導(dǎo)出的信號(hào))匹配、執(zhí)行模型選擇、評(píng)估模型參數(shù)至測(cè)得的參數(shù)(或從測(cè)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(duì)一個(gè)或多個(gè)模型參數(shù)執(zhí)行回歸，以將從其導(dǎo)出的輸出信號(hào)與測(cè)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(píng)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(chǔ)先前收斂的模型，該模型更新器包括一個(gè)函數(shù)以將當(dāng)前模型的一個(gè)或多個(gè)方面與一個(gè)所存儲(chǔ)的模型比較來(lái)評(píng)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(gè)或多個(gè)測(cè)得的信號(hào)或由所述一個(gè)或多個(gè)測(cè)得的信號(hào)所生成的參數(shù)或信號(hào)與存儲(chǔ)在相關(guān)聯(lián)的模型庫(kù)中(例如，存儲(chǔ)在所制造的一族揚(yáng)聲器的已知穩(wěn)定模型庫(kù)中等)的一個(gè)模型的對(duì)應(yīng)的參數(shù)或方面進(jìn)行比較。在一些方面，該模型庫(kù)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(kù)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(gè)模型。模型庫(kù)可以包括一個(gè)或多個(gè)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(lái)評(píng)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(cè)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(wèn)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(gè)警報(bào)或發(fā)出一個(gè)修理清單(repair bill)等。

在一些方面，模型庫(kù)可以包括多個(gè)庫(kù)模型，每個(gè)庫(kù)模型與一個(gè)對(duì)應(yīng)的參數(shù)估計(jì)模型(例如，用于估計(jì)與該庫(kù)模型相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)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(duì)照所收集的數(shù)據(jù)來(lái)運(yùn)行參數(shù)估計(jì)模型中的一個(gè)或多個(gè)，并且將其輸出與測(cè)得的信號(hào)、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(lái)從模型庫(kù)中選擇自適應(yīng)模型或最緊密地配合該系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)庫(kù)模型。這樣的比較可以有利于將該控制器的一個(gè)或多個(gè)方面適配到一個(gè)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(gè)函數(shù)，該函數(shù)被配置成將來(lái)自模型庫(kù)中的一個(gè)或多個(gè)模型的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)與一個(gè)測(cè)得的信號(hào)、控制器參數(shù)或來(lái)自該系統(tǒng)的參數(shù)比較，并且從該模型庫(kù)中選擇一個(gè)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(gè)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(lái)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(lái)操作。該模型更新器可以被配置成將庫(kù)模型、所存儲(chǔ)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(lái)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(lái)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(gè)或多個(gè)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(gè)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(duì)照異常值等來(lái)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(dòng)一個(gè)根據(jù)本公開(kāi)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(gè)函數(shù)，該函數(shù)用于在一個(gè)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(gè)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(méi)有異常值、噪聲分布等方面合適)中提取了一個(gè)最小長(zhǎng)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(gè)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(guò)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(lái)驗(yàn)證適配進(jìn)程等。

在一些方面，該系統(tǒng)可以包括一個(gè)測(cè)試信號(hào)生成器，該測(cè)試信號(hào)生成器被配置成將一個(gè)診斷信號(hào)疊加到音頻流上，該診斷信號(hào)被用來(lái)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(gè)或多個(gè)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(cè)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(gè)或多個(gè)內(nèi)、更改所存儲(chǔ)的音頻流、分段地結(jié)合時(shí)間無(wú)關(guān)的音頻流或驗(yàn)證音頻流，以便確認(rèn)它們?cè)谀Ｐ透轮械氖褂?。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(lè)反饋等期間預(yù)先驗(yàn)證的通知、音頻測(cè)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(shí)別預(yù)先驗(yàn)證的音頻流的裝置(例如，諸如，通過(guò)接受伴隨的驗(yàn)證指標(biāo)等)，并且利用這樣的識(shí)別來(lái)精簡(jiǎn)在模型更新中使用的數(shù)據(jù)集的存儲(chǔ)，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(shí)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(shí)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(gè)或多個(gè)用于對(duì)控制器內(nèi)所包括的模型的一個(gè)或多個(gè)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(gè)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(hào)重復(fù)的數(shù)據(jù)(例如，以防止收斂模型對(duì)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(guò)該控制器播放的音頻流導(dǎo)出的數(shù)據(jù)集來(lái)分批地估計(jì)一個(gè)或多個(gè)模型參數(shù)，并且用所估計(jì)的模型參數(shù)來(lái)更新該控制器的一個(gè)或多個(gè)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(duì)照從通過(guò)該控制器播放的音頻流所收集的數(shù)據(jù)集來(lái)分批地測(cè)試一個(gè)或多個(gè)模型估計(jì)，通過(guò)將所述模型估計(jì)與所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較來(lái)確定一個(gè)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(guò)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(guò)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(gè)參數(shù)估計(jì)與經(jīng)由來(lái)自揚(yáng)聲器的反饋所獲得的一個(gè)參數(shù)測(cè)量之間的差異來(lái)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€(gè)或多個(gè)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(gè)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(gè)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(gè)通知、重新啟動(dòng)、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(gè)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(dòng)數(shù)據(jù)的收集或模型更新進(jìn)程。在一些方面，一個(gè)或多個(gè)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(duì)用戶具有最小影響的更新，特別是有利于更新大信號(hào)模型(用戶可以以其他方式聽(tīng)到該大信號(hào)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(guò)將所適配的或所估計(jì)的模型的一個(gè)或多個(gè)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(chǔ)或被存儲(chǔ)在云中等)進(jìn)行比較來(lái)確定該系統(tǒng)的健康狀態(tài)。這樣的故障狀態(tài)可以通過(guò)在估計(jì)進(jìn)程期間位于安全操作數(shù)集(manifold)之外的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的識(shí)別、通過(guò)與一個(gè)故障或損壞狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的最接近的擬合模型等來(lái)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(gè)警報(bào)或通知、報(bào)告該健康狀態(tài)、請(qǐng)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(lái)自揚(yáng)聲器的音頻輸出，因此防止對(duì)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(gè)或多個(gè)反饋信號(hào)或由一個(gè)或多個(gè)反饋信號(hào)所生成的信號(hào)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(gè)或多個(gè)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(cè)與反饋信號(hào)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(gè)用戶通知期間將一個(gè)測(cè)試信號(hào)應(yīng)用到該揚(yáng)聲器以構(gòu)建一個(gè)數(shù)據(jù)集，分批估計(jì)來(lái)自該數(shù)據(jù)集的模型的一個(gè)或多個(gè)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(gè)睡眠恢復(fù)事件、一個(gè)設(shè)備喚醒事件、一個(gè)重新啟動(dòng)、一個(gè)系統(tǒng)通知、一個(gè)鈴音、一個(gè)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(gè)或多個(gè)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(gè)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(gè)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(kāi)內(nèi)容的系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)部件可以被配置成評(píng)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(gè)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(lái)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(gè)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(lái)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(gè)帶通濾波器，以用于估計(jì)來(lái)自此范圍內(nèi)的音頻流的信號(hào)內(nèi)容的幅度，該帶通濾波器的輸出對(duì)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(gè)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(guò)渡期間的模型失配。在一些方面，一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)片段的長(zhǎng)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(gè)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(cè)，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(lái)自該數(shù)據(jù)中的比其他片段更相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)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(gè)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(gè)數(shù)據(jù)集內(nèi)的相關(guān)的片段的百分比)，通過(guò)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(guò)用已知的方法(例如，通過(guò)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(duì)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(gè)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(guò)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(gè)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(cè)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(hào)的頻譜內(nèi)容)，以便確保所捕獲的數(shù)據(jù)中的信號(hào)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(duì)大信號(hào)模型更新等)。在實(shí)踐中，通過(guò)一系列帶通濾波器、正交濾波器陣列等與從其輸出的每個(gè)級(jí)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(guò)將估計(jì)空間限定到一個(gè)預(yù)定范圍來(lái)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(gè)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(dòng)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(guò)感興趣的頻譜來(lái)確定該數(shù)據(jù)是否包括在一個(gè)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(gè)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(gè)空閾值以上且在一個(gè)預(yù)定閾值以下的至少一個(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(lái)驅(qū)動(dòng)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(gè)或多個(gè)部件、該模型更新器等可以被配置成接受一個(gè)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(gè)或多個(gè)先前生成的模型參數(shù)或值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)，并且將一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)的參數(shù)或值實(shí)施為用于模型更新程序的最初猜測(cè)。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(kāi)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(lái)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(gè)延長(zhǎng)的時(shí)間段之后放棄來(lái)自經(jīng)核準(zhǔn)的數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)。可以進(jìn)行這樣的數(shù)據(jù)放棄，以限制來(lái)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(guò)如下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)：存儲(chǔ)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(méi)有使用所述數(shù)據(jù)，則在一個(gè)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(cè)量和/或估計(jì)一個(gè)或多個(gè)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(chǔ)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(chǔ)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(duì)特定操作條件、針對(duì)一系列操作條件、針對(duì)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(duì)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(gè)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(gè)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(guò)程中，溫度急劇改變，該系統(tǒng)可以被配置成丟棄對(duì)應(yīng)于舊的溫度讀數(shù)的數(shù)據(jù)(例如，或通過(guò)將數(shù)據(jù)揀選成頻率/幅度/溫度批次來(lái)保存它，每個(gè)批次適合于該模型的一個(gè)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(gè)相關(guān)聯(lián)的模型更新器，以用其執(zhí)行該系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)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(duì)于該系統(tǒng)具有代表性，則這些參數(shù)作為來(lái)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(gè)驗(yàn)證函數(shù)，該驗(yàn)證函數(shù)被配置成對(duì)照所存儲(chǔ)的參考參數(shù)、模型庫(kù)等測(cè)試所述參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)，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(guò)確認(rèn)所述參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)在有效范圍內(nèi)、該模型在一個(gè)預(yù)定的模型的范圍內(nèi)等)。可以在更新控制器內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)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(kāi)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(gè)事件、上電、通知、鈴音、喚醒或睡眠恢復(fù)事件期間將一個(gè)測(cè)試信號(hào)應(yīng)用到該換能器，以形成一個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)集，從該測(cè)試數(shù)據(jù)集估計(jì)換能器的一個(gè)或多個(gè)特性，并且基于所估計(jì)的特性中的一個(gè)或多個(gè)來(lái)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(gè)或多個(gè)、由多個(gè)事件生成該數(shù)據(jù)集的一個(gè)或多個(gè)部分、由從一個(gè)或多個(gè)先前更新所估計(jì)的特性的趨勢(shì)來(lái)預(yù)測(cè)以后的模型或者模型更新的調(diào)度、預(yù)測(cè)揚(yáng)聲器的壽命、其組合等。

在一些方面，該事件可以將一個(gè)可聽(tīng)和/或觸覺(jué)反饋提供到一個(gè)用戶(例如，該信號(hào)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(kāi)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(gè)控制器110，該控制器被配置成接受來(lái)自一個(gè)音頻源(未被明確示出)的輸入信號(hào)1和一個(gè)或多個(gè)更新165?？刂破?10可以被配置成接受一個(gè)或多個(gè)更新165，諸如，參數(shù)、系數(shù)、查找表、模型、指向模型庫(kù)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(gè)或多個(gè)控制信號(hào)115以驅(qū)動(dòng)相關(guān)聯(lián)的音頻放大器120。在一些方面，一個(gè)或多個(gè)控制器生成信號(hào)131(例如，控制信號(hào)115和/或由控制信號(hào)115生成的信號(hào)中的一個(gè)或多個(gè))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(lái)產(chǎn)生更新165中的一個(gè)或多個(gè)。在一些方面，控制器生成信號(hào)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(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)放大器反饋信號(hào)133，所述放大器反饋信號(hào)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(gè)或多個(gè)中使用。

音頻放大器120被配置成接受控制信號(hào)115中的一個(gè)或多個(gè)，并且產(chǎn)生音頻信號(hào)125以驅(qū)動(dòng)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(gè)反饋傳感器，以將換能器反饋信號(hào)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(gè)或多個(gè)中使用。

換能器130意指適合于產(chǎn)生聲音(例如，音頻信號(hào)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(dòng)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(kāi)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(gè)或多個(gè)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(hào)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(gè)或多個(gè)中使用。

在一些方面，音頻放大器120可以包括一個(gè)半橋結(jié)構(gòu)、一個(gè)全橋結(jié)構(gòu)，和/或可以接受一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)115、PWM信號(hào)等，以驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的高側(cè)驅(qū)動(dòng)器和低側(cè)驅(qū)動(dòng)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(gè)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(gè)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(gè)或多個(gè)換能器130和/或電氣部件的一個(gè)或多個(gè)非線性。

音頻放大器120可以包括一個(gè)或多個(gè)感測(cè)電路，以生成放大器反饋信號(hào)133。在一些方面，該放大器反饋信號(hào)可以包括功率信號(hào)、電流信號(hào)、阻抗測(cè)量(例如，頻譜測(cè)量、低頻測(cè)量等)、電壓信號(hào)、電荷、場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)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(gè)或多個(gè)方面。該阻抗可以被測(cè)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(cè)得的揚(yáng)聲器阻抗)測(cè)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(cè)電阻器、結(jié)合施加到揚(yáng)聲器的電壓測(cè)量來(lái)測(cè)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(kāi)關(guān)循環(huán)而脈動(dòng)。因此，通過(guò)對(duì)該輸出電流進(jìn)行低通濾波可以獲得一個(gè)相關(guān)的電流信號(hào)。該濾波器可以被配置成獲得該電流信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)頻譜分量。在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，電阻頻譜可以被評(píng)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(cè)得的阻抗與在亞音速頻譜中測(cè)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(cè)量。

可以在音頻放大器120處測(cè)量換能器130的阻抗，以在將一個(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)方面期間被使用)時(shí)使用。

該系統(tǒng)可以包括一個(gè)或多個(gè)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(gè)緩沖器被配置成接受并且存儲(chǔ)待被遞送到一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)(例如，控制器110、模型更新器150等)的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)。在一些方面，緩沖器140、160可以被配置成具有大量存儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)器。模型更新器150可以被配置成將一個(gè)或多個(gè)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(gè)具體實(shí)施方式呈現(xiàn))。

該系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)部件可以以一個(gè)或多個(gè)速率操作。在一些方面，這樣的操作速率可以由一個(gè)根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的調(diào)度器規(guī)定。一個(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)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(guò)反饋信號(hào)131、133、135、139以及環(huán)境信號(hào)測(cè)量等測(cè)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(wú)窮法、無(wú)差拍控制、分?jǐn)?shù)階控制、模型預(yù)測(cè)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(cè)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(gè)或多個(gè)。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(gè)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(gè)或多個(gè)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(kāi)內(nèi)容的控制器110可以包括一個(gè)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(hào)1以產(chǎn)生經(jīng)修正的輸入信號(hào)(例如，具有有限頻譜內(nèi)容的輸入信號(hào)、僅與非線性控制系統(tǒng)相關(guān)的頻譜內(nèi)容等)。在一個(gè)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(hào)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(gè)均衡器等。所述信號(hào)可以在被引導(dǎo)向音頻放大器120之前被重新組合。在一個(gè)多速率實(shí)施例中，基于所述信號(hào)的頻譜內(nèi)容和在操作期間通過(guò)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(hào)。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(gè)部分和/或模型更新器150可以包括一個(gè)觀測(cè)器和/或一個(gè)狀態(tài)估計(jì)器。一個(gè)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(gè)或多個(gè)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(gè)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(gè)模型或控制器110內(nèi)的一個(gè)相關(guān)聯(lián)的模型的一個(gè)或多個(gè)方面可以基于一個(gè)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(gè)或多個(gè)方面可以基于一個(gè)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(gè)或多個(gè)以參數(shù)限定方面。

在一些方面，一個(gè)或多個(gè)反饋信號(hào)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(gè)或多個(gè)方面獲得。反饋信號(hào)131、133、135的一些非限制性實(shí)施例包括一個(gè)或多個(gè)溫度測(cè)量、阻抗、驅(qū)動(dòng)電流、驅(qū)動(dòng)電壓、驅(qū)動(dòng)功率、一個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)測(cè)量(例如，膜或線圈位移、速度、加速度、空氣流動(dòng)等)、聲壓水平測(cè)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(dòng)力學(xué)測(cè)量(例如，安裝件處的力、沖擊測(cè)量等)、B場(chǎng)測(cè)量、其組合等。

更新165通?？梢宰鳛檩斎氡惶峁┑娇刂破?10，以便更新一個(gè)或多個(gè)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(jiǎn)化該系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)方面的計(jì)算或用于簡(jiǎn)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(hào)115可以被遞送到音頻放大器120的一個(gè)或多個(gè)方面(例如，遞送到其中所包括的驅(qū)動(dòng)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(kù)中所包括的一個(gè)模型可以包括一個(gè)觀測(cè)器(例如，非線性觀測(cè)器、滑模觀測(cè)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(dòng)態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)等)。在一些方面，該模型可以是無(wú)跡卡爾曼濾波器(UKF)。該無(wú)跡卡爾曼濾波器可以被配置成接受一個(gè)或多個(gè)反饋信號(hào)131、133、135、輸入信號(hào)1和/或控制信號(hào)115。該無(wú)跡卡爾曼濾波器(UKF)可以包括被稱為無(wú)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(guò)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(duì)于復(fù)變函數(shù)可能是個(gè)挑戰(zhàn)，尤其在資源有限的設(shè)備上。

在一些方面，控制信號(hào)115可以包括與輸入信號(hào)1相關(guān)的放大的、可選的壓縮信號(hào)，所述輸入信號(hào)1與通過(guò)控制器110所生成的音頻流相關(guān)聯(lián)。這樣的控制信號(hào)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(hào)131中的一個(gè)或多個(gè)(例如，控制信號(hào)115、控制器110內(nèi)所生成的中間信號(hào)和/或由其所生成的信號(hào)中的一個(gè)或多個(gè))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(guò)與控制器110內(nèi)的一個(gè)模型相關(guān)聯(lián)的函數(shù)所生成的)、部分調(diào)整的信號(hào)(例如，已經(jīng)傳遞通過(guò)控制器110的一部分的信號(hào))、延遲的信號(hào)、未延遲的信號(hào)、預(yù)濾波的信號(hào)、對(duì)應(yīng)于感興趣的頻譜范圍的信號(hào)的一部分、線性補(bǔ)償?shù)男盘?hào)(例如，尚未傳遞通過(guò)控制器110的非線性部分的信號(hào))、非線性補(bǔ)償?shù)男盘?hào)、一個(gè)或多個(gè)模型參數(shù)、通過(guò)一個(gè)模型所生成的一個(gè)或多個(gè)估計(jì)、其組合等。

可選的放大器反饋信號(hào)133中的一個(gè)或多個(gè)可以表現(xiàn)為電流反饋信號(hào)(例如，與音圈阻抗相關(guān)的)、電壓反饋信號(hào)、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(hào)135中的一個(gè)或多個(gè)可以與一個(gè)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(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)測(cè)量(例如，膜或線圈位移、速度、加速度、空氣流動(dòng)、腔室背壓、風(fēng)管空氣流動(dòng)等)、聲壓水平測(cè)量、動(dòng)力學(xué)測(cè)量(例如，安裝件處的力、沖擊測(cè)量等)、B場(chǎng)測(cè)量、其組合等。

可選的傳感器反饋信號(hào)139中的一個(gè)或多個(gè)可以與來(lái)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(gè)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(gè)或多個(gè)這樣的反饋信號(hào)。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(gè)或多個(gè)這樣的信號(hào)。

可選地，更新165中的一個(gè)或多個(gè)可以被存儲(chǔ)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(kāi)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(kāi)內(nèi)容的控制器110的一個(gè)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(gè)輸入信號(hào)1和一個(gè)或多個(gè)更新165a，并且生成一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)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(kāi)內(nèi)容的一個(gè)或多個(gè)控制器生成信號(hào)131a。

在所示出的配置中，前饋控制器110a包括一個(gè)線性動(dòng)態(tài)補(bǔ)償函數(shù)210，該線性動(dòng)態(tài)補(bǔ)償函數(shù)被配置成接受輸入信號(hào)1或由所述輸入信號(hào)1導(dǎo)出的信號(hào)(例如，經(jīng)修正的輸入信號(hào))以及一個(gè)或多個(gè)更新165a或由所述一個(gè)或多個(gè)更新165a導(dǎo)出的信號(hào)(例如，經(jīng)修正的狀態(tài)矢量、模型系數(shù)、指針、一個(gè)或多個(gè)模型參數(shù)等)，并且被配置成生成一個(gè)線性補(bǔ)償信號(hào)215。在一些方面，該線性動(dòng)態(tài)補(bǔ)償函數(shù)210可以被配置以為輸入信號(hào)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(dòng)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(gè)非線性動(dòng)態(tài)補(bǔ)償函數(shù)220，該非線性動(dòng)態(tài)補(bǔ)償函數(shù)被配置成補(bǔ)償音頻系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)非線性)。該非線性動(dòng)態(tài)補(bǔ)償函數(shù)220可以被配置成接受線性補(bǔ)償信號(hào)215、一個(gè)或多個(gè)更新165a或由所述一個(gè)或多個(gè)更新165a導(dǎo)出的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)(例如，經(jīng)修正的狀態(tài)矢量、模型系數(shù)、指針、一個(gè)或多個(gè)模型參數(shù)等)，并且被配置成生成一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)115a。

可選地，前饋控制器110a可以被配置成均根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容輸出來(lái)自線性動(dòng)態(tài)補(bǔ)償函數(shù)210、非線性動(dòng)態(tài)補(bǔ)償函數(shù)220、線性補(bǔ)償信號(hào)215、控制信號(hào)115a或由其所生成的信號(hào)(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(gè)或多個(gè)的一個(gè)或多個(gè)控制器生成信號(hào)131a。

在一些方面，線性動(dòng)態(tài)補(bǔ)償函數(shù)210或非線性動(dòng)態(tài)補(bǔ)償函數(shù)220中的一個(gè)或多個(gè)可以包括一個(gè)黑箱模型或灰箱模型、一個(gè)參數(shù)化模型(諸如，在本文中概述的集中參數(shù)模型)、一個(gè)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(gè)純“黑箱”建模方法(例如，一個(gè)不具有物理基礎(chǔ)而是具有一個(gè)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(gè)基于物理的、以參數(shù)方式限定的模型。在一些情況下，一個(gè)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(kāi)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(gè)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(gè)或多個(gè)輸入信號(hào)1和一個(gè)或多個(gè)更新165a，并且可選地產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)線性補(bǔ)償信號(hào)215或控制信號(hào)115a和/或一個(gè)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(hào)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(gè)或多個(gè)信號(hào)(例如，輸入功率信號(hào)、狀態(tài)功率信號(hào)、熱狀態(tài)、錐體偏移(cone excursion)、熱動(dòng)態(tài)、熱路徑矢量等)的一個(gè)或多個(gè)方面。該保護(hù)塊可以被配置成將這樣的信息與一個(gè)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(gè)用于平滑過(guò)渡的系統(tǒng)增益、性能方面等的預(yù)見(jiàn)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(wèn)題標(biāo)記等)的信息，該警報(bào)被配置成將嚴(yán)重級(jí)別指示到該控制系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)方面，以助于以參數(shù)方式限制該控制系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)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(hào)1、狀態(tài)中的一個(gè)或多個(gè)，選擇“故障安全”模式以在控制函數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)實(shí)施等，以便生成經(jīng)修正的線性補(bǔ)償信號(hào)215、經(jīng)修正的控制信號(hào)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(kāi)內(nèi)容，在一些方面，控制器110、110a可以包括一個(gè)壓縮器和/或限制器(例如，被包括在非線性動(dòng)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(hào)215、115a等、一個(gè)或多個(gè)狀態(tài)、一個(gè)或多個(gè)更新165a或由所述一個(gè)或多個(gè)更新165a生成的信號(hào)(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(gè)或多個(gè)方面、更新165a、中間信號(hào)215、115a的一個(gè)或多個(gè)方面、警報(bào)、其組合等來(lái)限制中間信號(hào)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(hào)115a，以通過(guò)該控制系統(tǒng)內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)部件使用。在一些方面，該限制器可以被實(shí)施為一個(gè)壓縮器，具有基于一個(gè)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(gè)或多個(gè)可以包括一個(gè)觀測(cè)器，該觀測(cè)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(cè)器可以包括一個(gè)或多個(gè)算法(例如，基于無(wú)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(hào)115和/或反饋信號(hào)131、133、135、139的一個(gè)或多個(gè)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(cè)器可以被配置成通過(guò)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(lè)、語(yǔ)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(cè)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(gè)或多個(gè)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(dòng)作可以有利于使相關(guān)聯(lián)的揚(yáng)聲器的驅(qū)動(dòng)能力急劇增大，而不需要給予針對(duì)該問(wèn)題的機(jī)械阻尼解決方案(例如，通過(guò)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(kāi)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(hào)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(gè)或多個(gè)參數(shù)化模型，所述參數(shù)化模型的參數(shù)240可以是通過(guò)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(gè)信號(hào)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(kāi)內(nèi)容的前饋控制定律的一個(gè)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(gè)轉(zhuǎn)換可以被用來(lái)適應(yīng)與此實(shí)施方式相關(guān)聯(lián)的任何零動(dòng)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(shí)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(dòng)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(jiǎn)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(guò)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(lái)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(gè)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(cè)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(hào)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(guò)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(gè)或多個(gè)來(lái)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(kāi)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(dòng)時(shí)增大并且在它向外移動(dòng)時(shí)減少。這歸因于由傳遞通過(guò)音圈的電流所創(chuàng)建的磁場(chǎng)。此函數(shù)可以進(jìn)一步經(jīng)歷在本文中討論的一個(gè)或多個(gè)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(dòng)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(duì)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(gè)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(guò)根據(jù)本公開(kāi)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(gè)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(chǔ)條件、使用量等相關(guān))等改變。

在一些方面，根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的模型可以包括一個(gè)或多個(gè)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(duì)稱的等。一般地，對(duì)于一個(gè)揚(yáng)聲器，該機(jī)械阻力可以取決于由流動(dòng)通過(guò)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(dòng)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(dòng)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(kāi)內(nèi)容，在一個(gè)基本水平處，可以使用一個(gè)與數(shù)據(jù)擬合的函數(shù)對(duì)該機(jī)械阻力建模，或通過(guò)一個(gè)或多個(gè)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(kāi)內(nèi)容的系統(tǒng)可以包括一個(gè)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(gè)被配置成用于測(cè)量換能器等周圍的空氣流動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)方面的傳感器)、其組合等，適于在渲染音頻流期間測(cè)量機(jī)械流動(dòng)阻力的一個(gè)或多個(gè)方面。

該系統(tǒng)或該系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)部件可以包括一個(gè)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(píng)估輸入信號(hào)和一個(gè)或多個(gè)反饋信號(hào)之間的一個(gè)或多個(gè)因果關(guān)系，以便確定該數(shù)據(jù)集內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)片段是否適合于模型更新，是否被一個(gè)或多個(gè)干擾等毀壞。在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，可以通過(guò)納入一個(gè)改變檢測(cè)算法來(lái)評(píng)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(duì)照一個(gè)測(cè)得的狀態(tài)(或通過(guò)一個(gè)或多個(gè)測(cè)量的組合所估計(jì)的狀態(tài))來(lái)分析一個(gè)或多個(gè)模型狀態(tài)預(yù)測(cè)因素(例如，模型庫(kù)內(nèi)的一個(gè)模型、控制器的一個(gè)或多個(gè)方面等)。這樣的算法可以被用來(lái)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(guò)該算法被識(shí)別，以使得根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的模型更新器可以處理來(lái)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(cè)算法、干擾檢測(cè)算法和/或改變檢測(cè)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(cè)試(statistical whiteness test)、多個(gè)并行慢-快濾波器、多個(gè)并行操作預(yù)測(cè)算法、變點(diǎn)評(píng)估、殘差生成和/或評(píng)估技術(shù)、停止規(guī)則方法、殘差積分測(cè)試、遞歸最小二乘法、魯棒最小二乘法、最小均方算法、多個(gè)卡爾曼濾波器、基于改變可能性的方法、均方根參數(shù)評(píng)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(dòng)平均等。這樣的方法基本上允許信號(hào)或模型的隨機(jī)部分與該信號(hào)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(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)或閾值可以被用來(lái)確定該系統(tǒng)中的改變、干擾的檢測(cè)、故障檢測(cè)、干擾的位置、所收集的數(shù)據(jù)可以被用來(lái)執(zhí)行根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的模型更新的一個(gè)改變自由的時(shí)間段的檢測(cè)等。

在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，一個(gè)多模型殘差估計(jì)算法被實(shí)施以測(cè)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(gè)時(shí)間段內(nèi)被最小化。如果殘差在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)改變，則因果關(guān)系檢測(cè)算法可以生成改變指示、干擾指示等。一個(gè)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(lái)評(píng)估輸入信號(hào)和反饋信號(hào)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(cè)算法中的一個(gè)或多個(gè)模型之間的改變?cè)u(píng)估(例如，并行操作的慢-快標(biāo)準(zhǔn)之間的改變檢測(cè)等)、累積和(CUSUM)測(cè)試、停止規(guī)則測(cè)試、最大似然評(píng)估、似然比測(cè)試、平方殘差閾值測(cè)試、慢-快模型之間的殘差的評(píng)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(hào)之間的比較、故障隔離模型(例如，一個(gè)或多個(gè)被設(shè)計(jì)成突出一個(gè)特定實(shí)施方式所期望的一個(gè)或多個(gè)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(hào)獲得的測(cè)量之間的“擬合的緊密度”比較、估計(jì)和測(cè)量之間的擬合品質(zhì)比較、輸入與控制器生成信號(hào)和/或反饋信號(hào)或由反饋信號(hào)生成的信號(hào)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(gè)改變估計(jì)器，可選地包括一個(gè)快速追蹤估計(jì)器(例如，以迅速地識(shí)別輸入/反饋關(guān)系中的一個(gè)或多個(gè)的改變)以及一個(gè)相對(duì)慢速追蹤估計(jì)器(例如，以識(shí)別緩慢改變的輸入/反饋關(guān)系、環(huán)境改變、慢移動(dòng)狀態(tài)改變等)。

該因果關(guān)系檢測(cè)算法可以包括一個(gè)或多個(gè)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(cè)到改變、檢測(cè)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(cè)算法可以比較輸入和一個(gè)或多個(gè)反饋狀態(tài)(例如，諸如，音圈電流反饋信號(hào))之間的關(guān)系或模型，以確定一個(gè)或多個(gè)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(hào))中的一個(gè)或多個(gè)之間進(jìn)行比較，以確定干擾的存在(例如，以便確定諸如來(lái)自麥克風(fēng)的特定的反饋信號(hào)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(hào)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(hào)可能容易受干擾但是包括從其他反饋信號(hào)(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(cuò)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(guò)在一系列測(cè)試程序期間監(jiān)控其阻抗而被至少部分地識(shí)別。取決于輸入控制信號(hào)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(duì)于一個(gè)給定的系統(tǒng)，可以導(dǎo)出控制定律的一個(gè)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(jiǎn)化近似可以被應(yīng)用到一個(gè)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(jiǎn)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(guò)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(gè)或多個(gè)可以由一個(gè)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(kāi)內(nèi)容的控制模型230或模型更新器150內(nèi)。一個(gè)可測(cè)量的狀態(tài)(例如，諸如，通過(guò)電流和/或電壓來(lái)估計(jì)位移、來(lái)自麥克風(fēng)的反饋、揚(yáng)聲器膜位移的直接測(cè)量等)與來(lái)自該模型的一個(gè)輸出之間的比較可以被用在根據(jù)本公開(kāi)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(lái)確定在根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的模型中所包括的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)、函數(shù)等。

該模型中的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)240可以被儲(chǔ)存在前饋控制器230內(nèi)(例如，在一個(gè)參數(shù)分配空間內(nèi))，任何參數(shù)可以通過(guò)根據(jù)本公開(kāi)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(gè)或多個(gè)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(hào)131b，以在以后的更新中使用，以通過(guò)調(diào)度器來(lái)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(gè)或多個(gè)模型參數(shù)、一個(gè)或多個(gè)模型(例如，根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的模型庫(kù))、其組合等。模型更新算法310可以被配置成接受來(lái)自該系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)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(dòng)可以由一個(gè)調(diào)度器啟動(dòng)，該調(diào)度器被一個(gè)更新速率、一個(gè)數(shù)據(jù)收集算法、其組合等確定。

在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，模型更新算法310可以包括一個(gè)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(cè)一個(gè)或多個(gè)結(jié)果(例如，以預(yù)測(cè)一個(gè)或多個(gè)狀態(tài)、一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)參數(shù)等)。所述結(jié)果中的一個(gè)或多個(gè)可以與查找表320中所包括的一個(gè)相關(guān)聯(lián)的參數(shù)、模型等比較。該比較可以被用來(lái)確定查找表320中的一個(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)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(kāi)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(gè)基于自適應(yīng)狀態(tài)的觀測(cè)器，該觀測(cè)器被配置成基于模型輸出相對(duì)于由其生成的數(shù)據(jù)145a或信號(hào)的回歸(例如，一個(gè)從數(shù)據(jù)145a導(dǎo)出的位移估計(jì)、一個(gè)從數(shù)據(jù)145a導(dǎo)出的揚(yáng)聲器阻抗等)而收斂到一個(gè)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(chǔ)存的一個(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)控制變量，所提取的控制變量被用來(lái)與所述增益調(diào)度關(guān)系比較，所提取的控制變量與一個(gè)或多個(gè)參數(shù)相關(guān)聯(lián)，所述一個(gè)或多個(gè)參數(shù)隨后可以被用來(lái)更新控制器的一個(gè)或多個(gè)方面。這樣的配置有利于操作和更新一個(gè)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(gè)非限制性實(shí)施例。關(guān)于用于實(shí)施一個(gè)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(guò)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(gè)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(cè)得的u[n]比較，以給出一個(gè)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(cè)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(gè)根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的模型更新算法(例如，通過(guò)對(duì)于一個(gè)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(gè)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(gè)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(cè)量相關(guān)聯(lián)，從而計(jì)算一個(gè)可以被應(yīng)用到該黑箱模型的一個(gè)或多個(gè)方面的控制變量。

在一些方面，一個(gè)模型的小信號(hào)線性方面可以與該模型的大信號(hào)方面(例如，如通過(guò)模型更新器、數(shù)據(jù)的可用性等確定的)分開(kāi)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(gè)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(lái)自數(shù)據(jù)145a的一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)115，且由其生成一個(gè)或多個(gè)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(guò)來(lái)自查找表320的一個(gè)或多個(gè)模型所生成的估計(jì)進(jìn)行比較，以確定是否需要一個(gè)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(kāi)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(gè)可測(cè)量狀態(tài)或一個(gè)通過(guò)數(shù)據(jù)145b測(cè)得的準(zhǔn)確估計(jì)狀態(tài)與一個(gè)通過(guò)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(gè)用于該模型的初始估計(jì)(例如，諸如，通過(guò)選擇控制器內(nèi)的當(dāng)前使用的模型的一個(gè)或多個(gè)方面)，對(duì)與可得自數(shù)據(jù)145b的測(cè)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(gè)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(gè)或多個(gè)方面、一個(gè)線性模型、一個(gè)大信號(hào)模型、該模型內(nèi)的一個(gè)函數(shù)、一個(gè)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(gè)安全性/有效性核查340，憑借該安全性/有效性核查340，一個(gè)有效性度量(例如，諸如，擬合優(yōu)度度量、殘差度量、過(guò)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(lái)確定是否應(yīng)該用新確定的模型、參數(shù)、系數(shù)等來(lái)更新155b相關(guān)聯(lián)的控制器內(nèi)的模型的一個(gè)或多個(gè)方面。

圖3c示出了根據(jù)本公開(kāi)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(kāi)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(gè)可測(cè)量狀態(tài)或一個(gè)通過(guò)數(shù)據(jù)145c測(cè)得的準(zhǔn)確估計(jì)狀態(tài)與一個(gè)通過(guò)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(cè)器360，該損壞檢測(cè)器360被配置成分析模型更新算法350的輸出，確定一個(gè)或多個(gè)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(cè)器360可以被配置成接受來(lái)自模型更新算法350的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)345并且確定一個(gè)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(cè)器360可以發(fā)送告警355，以通知該控制系統(tǒng)內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)進(jìn)程或?qū)嵤┰O(shè)備上的一個(gè)相關(guān)聯(lián)的進(jìn)程。如果未檢測(cè)到損壞，則損壞檢測(cè)器360可以向一個(gè)決策塊提供驗(yàn)證信號(hào)365，以便允許一個(gè)或多個(gè)更新165c被生成并且被發(fā)送到一個(gè)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(kāi)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(kāi)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(gè)可測(cè)量狀態(tài)或一個(gè)通過(guò)數(shù)據(jù)145d測(cè)得的準(zhǔn)確估計(jì)狀態(tài)與一個(gè)通過(guò)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(guò)渡算法380，該過(guò)渡算法380被配置成將通過(guò)模型更新算法370所生成的一個(gè)或多個(gè)更新的參數(shù)、模型、系數(shù)等轉(zhuǎn)換成一個(gè)適合于插入到相關(guān)聯(lián)的控制器中的一個(gè)模型內(nèi)的形式。在一些方面，過(guò)渡算法380可以包括執(zhí)行一個(gè)狀態(tài)空間轉(zhuǎn)換、將一個(gè)或多個(gè)系數(shù)集成到一個(gè)控制器模型內(nèi)、建立一個(gè)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(chǔ)存通過(guò)過(guò)渡算法380所生成的一個(gè)或多個(gè)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(gè)模型的部分等(例如，線性動(dòng)態(tài)模型、非線性動(dòng)態(tài)模型、模型系數(shù)等)可以通過(guò)以下內(nèi)容來(lái)確定：調(diào)度器；通過(guò)數(shù)據(jù)145b中可用的信息、幅度和/或頻譜內(nèi)容；通過(guò)在該系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生的一個(gè)或多個(gè)定時(shí)事件；一個(gè)診斷結(jié)果(例如，當(dāng)前控制器和相關(guān)聯(lián)的換能器動(dòng)態(tài)之間的失配的確定、系統(tǒng)故障的確定等)；與一個(gè)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(gè)預(yù)審?fù)ㄖ?，從而以信?hào)形式通知該系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)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(kāi)內(nèi)容的系統(tǒng)可以包括一個(gè)預(yù)審程序或被耦合到一個(gè)預(yù)審程序。該預(yù)審程序可以被配置成掃描一個(gè)或多個(gè)媒體文件、測(cè)試與該文件相關(guān)聯(lián)的音頻流并且生成一個(gè)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(kāi)內(nèi)容的模型更新進(jìn)程的一個(gè)或多個(gè)形式內(nèi)。在一個(gè)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(chǔ)存在安裝設(shè)備上的文件、位于云存儲(chǔ)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(gè)或多個(gè)通知記錄。

通知記錄可以包括一個(gè)或多個(gè)與待被根據(jù)本公開(kāi)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(gè)非限制性實(shí)施例中，該通知記錄可以被配置成對(duì)于媒體流內(nèi)的數(shù)據(jù)的每個(gè)可用區(qū)域存儲(chǔ)一個(gè)時(shí)間跨度和數(shù)據(jù)狀態(tài)變量。

在一些方面，對(duì)于音頻流的回放，根據(jù)本公開(kāi)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(gè)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(kāi)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(gè)或多個(gè)參數(shù)等：預(yù)定測(cè)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(gè)或多個(gè)部件改變時(shí)、隨著操作條件改變時(shí)、隨著一個(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)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(gè)增廣無(wú)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(gè)或多個(gè)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(cè)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(wú)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(shù)、高斯過(guò)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(dòng)平均模型、自回歸積分移動(dòng)平均模型、分類樹(shù)和回歸樹(shù)、多元自適應(yīng)回歸樣條等。

在一些方面，一個(gè)或多個(gè)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(gè)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(cè)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(gè)目標(biāo)，以優(yōu)化相關(guān)聯(lián)的非線性模型的一個(gè)或多個(gè)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(kāi)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(kāi)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(gè)音頻流410。在一些方面，該音頻流含有一個(gè)根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的可聽(tīng)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(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)步驟可以通過(guò)根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)或多個(gè)算法、部件或子系統(tǒng)執(zhí)行。

圖4b示出了根據(jù)本公開(kāi)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(píng)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(kāi)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(cè)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(gè)或多個(gè)步驟可以由根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)或多個(gè)算法、部件或子系統(tǒng)執(zhí)行。

一般而言，根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)或多個(gè)控制器或模型更新器可以包括一個(gè)觀測(cè)器，該觀測(cè)器被配置成在來(lái)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(gè)合適的前饋狀態(tài)估計(jì)器增廣該觀測(cè)器，以助于用有限的反饋評(píng)估狀態(tài)。

在一些方面，根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的觀測(cè)器或非線性模型還可以被用來(lái)通過(guò)提供附加的虛擬傳感器來(lái)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(gè)非限制性實(shí)施例可以是以下情況：一個(gè)測(cè)得的狀態(tài)與通過(guò)該觀測(cè)器或模型做出的要現(xiàn)實(shí)的預(yù)測(cè)相差太遠(yuǎn)，因此作為故障測(cè)量被拒絕。在檢測(cè)故障測(cè)量的情況下，可以使用該觀測(cè)器或模型生成的狀態(tài)估計(jì)代替直接測(cè)量，直到再次產(chǎn)生有效測(cè)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(gè)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(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)隨機(jī)模型。所述隨機(jī)模型可以被配置成將一個(gè)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(cè)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(gè)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(gè)簡(jiǎn)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(gè)增益限制特征，該增益限制特征被配置成防止控制信號(hào)偏離等效的未經(jīng)調(diào)節(jié)的信號(hào)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(gè)或多個(gè)可精確測(cè)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(duì)膜的硬限制。

根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的非線性控制系統(tǒng)可以包括與一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)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(hào)移除可以導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)器不穩(wěn)定的偽像。一個(gè)非限制性實(shí)施例可以是將AC放大器建模為具有其對(duì)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(gè)或多個(gè)“在線”優(yōu)化算法(例如，一個(gè)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(gè)或多個(gè)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(duì)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(lái)自相關(guān)聯(lián)的運(yùn)動(dòng)學(xué)傳感器的附加的狀態(tài)反饋(例如，錐體移動(dòng)的激光位移測(cè)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(cè)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(cè)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(duì)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(gè)參數(shù)可調(diào)模型(例如，一個(gè)后生產(chǎn)(post-production)自適應(yīng)控制系統(tǒng))增廣一個(gè)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(guò)激光器或加速度計(jì))或替代地通過(guò)測(cè)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(duì)所述結(jié)果的先驗(yàn)預(yù)期可以被用來(lái)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(dòng)。

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(gè)方面。

在一些方面，一個(gè)最優(yōu)配置的制造模型加一個(gè)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(gè)生產(chǎn)線與單個(gè)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?duì)高精確的需要(例如，考慮到在使用期間對(duì)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(lái)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(gè)簡(jiǎn)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(gè)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(gè)或多個(gè)自動(dòng)控制和/或適配進(jìn)程的實(shí)施)。

在一些方面，與一個(gè)控制模型、一個(gè)制造模型、模型內(nèi)的一個(gè)非線性函數(shù)等相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)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(gè)小信號(hào)測(cè)量，對(duì)非線性參數(shù)形狀做出粗略猜測(cè)，測(cè)量一個(gè)大信號(hào)刺激以確定一個(gè)或多個(gè)大信號(hào)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(cè)得的狀態(tài)為止。可以使用一種信任的區(qū)域優(yōu)化方法等實(shí)施這樣的方法。還可以用多個(gè)測(cè)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(lái)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(gè)或多個(gè)非線性函數(shù)。模型的這樣的固定部件可以與一個(gè)或多個(gè)模型參數(shù)組合，以形成一個(gè)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(guò)任何已知技術(shù)來(lái)設(shè)置控制器目標(biāo)動(dòng)態(tài)和/或逆動(dòng)態(tài)方面的一個(gè)或多個(gè)模型參數(shù)(例如，配置一個(gè)協(xié)方差矩陣)。在一些方面，該設(shè)置可以通過(guò)包括測(cè)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(lái)實(shí)現(xiàn)。該最小THD可以隨后在真實(shí)系統(tǒng)上被測(cè)得，且通過(guò)模型被模擬，并且被用來(lái)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(cè)量每個(gè)測(cè)量迭代中的實(shí)際THD。

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

這樣的方法可以包括測(cè)量根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的阻抗。如果實(shí)時(shí)阻抗測(cè)量展示一個(gè)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(dòng)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(dòng)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(cè)量期間獲得一個(gè)可靠的阻抗曲線時(shí)，一個(gè)模型或參數(shù)更新進(jìn)程可以被啟動(dòng)。因?yàn)闇囟雀淖兓蚶匣?yīng)與系統(tǒng)動(dòng)態(tài)相比相對(duì)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(duì)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(gè)殼體模型，以補(bǔ)償一個(gè)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(kāi)內(nèi)容，該控制器可以被分成“目標(biāo)動(dòng)態(tài)”(對(duì)應(yīng)于目標(biāo)行為，例如，一個(gè)線性行為)方面和“逆動(dòng)態(tài)”(其主要旨在抵消不受控制的系統(tǒng)的所有動(dòng)態(tài)，包括非線性)方面。在此情況下，目標(biāo)動(dòng)態(tài)部分可以包括一個(gè)或多個(gè)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(kāi)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(gè)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(gè)修正的輸入信號(hào)上操作。在此情況下，該輸入信號(hào)可以被劃分到具有另一個(gè)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(hào)可以僅被集中于在該交叉點(diǎn)以下的頻帶。在整個(gè)公開(kāi)內(nèi)容中討論了一些附加方面。

根據(jù)本公開(kāi)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(gè)硬件描述語(yǔ)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(chǎng)可編程門陣列(FPGA)或數(shù)據(jù)信號(hào)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(gè)或多個(gè)方面可以被軟件編碼到處理器、閃存、EEPROM、存儲(chǔ)單元等內(nèi)。這樣的配置可以被用來(lái)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(gè)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(kāi)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(guò)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)。