一种品质因数可调节的高阶滤波器的设计方法及相关设备

技术领域

本发明涉及滤波器技术领域，更具体地说，涉及一种品质因数可调节的高阶滤波器的设计方法及相关设备。

背景技术

在音频等很多领域中，当使用高阶滤波器来得到在阻频带振幅衰减速度的同时，进一步的也需要调节截止频率点到通带之间的幅频曲线；例如在喇叭无法响应的低频，需要使用一个高阶高通滤波器来滤除某一频率点以下的信号，以节约功耗，同时在高于该频点的附近又存在需要加强的信号，如鼓声、贝斯等低频发生乐器，此时就需要调节截止频率点到通带之间的幅频曲线；而调节截止频率点到通带之间的幅频曲线，就需要调节截止频率点相对于通带的增益比，也即调节滤波器的品质因数(Q值)。

但是，当前针对低通滤波器和高通滤波器，只有二阶的高通滤波器和低通滤波器可以调节品质因数(Q值)，没有高阶的品质因数(Q值)可调的低通滤波器和高通滤波器，所以当需要使用高阶滤波器来得到在阻频带振幅衰减速度的同时，无法实现进一步调节截止频率点到通带之间的幅频曲线。

因此，需要一种可以调节品质因数(Q值)的高阶滤波器，来调节截止频率点的幅频增益相对于通带的幅频增益的增益比，进而调节截止频率点到通带之间的幅频曲线。

发明内容

有鉴于此，为解决上述问题，本发明提供一种品质因数可调节的高阶滤波器的设计方法及相关设备，技术方案如下：

所述设计方法包括：

确定待设计n阶滤波器的目标品质因数，n≥3；

将所述待设计n阶滤波器划分为m个待设计二阶滤波器，m≥1，其中，m＝n/2，且m向下取整；

将未设计n阶滤波器划分为m个未设计二阶滤波器；所述未设计n阶滤波器的品质因数为固定品质因数；

计算每个所述未设计二阶滤波器的品质因数；

根据所述目标品质因数以及所述固定品质因数，计算所述待设计二阶滤波器的品质因数的比例系数；

基于每个所述未设计二阶滤波器的品质因数以及所述比例系数，计算每个所述待设计二阶滤波器的品质因数。

可选的，在该设计方法中，所述计算每个所述未设计二阶滤波器的品质因数包括：

获取所述未设计二阶滤波器的品质因数的计算方程；所述未设计二阶滤波器的品质因数的计算方程为：

Q

基于所述未设计二阶滤波器的品质因数的计算方程，计算每个所述未设计二阶滤波器的品质因数。

可选的，在该设计方法中，所述根据所述目标品质因数以及所述固定品质因数，计算所述待设计二阶滤波器的品质因数的比例系数包括：

获取比例系数方程；所述比例系数方程为：

J为所述比例系数；Q

利用所述比例系数方程，计算所述待设计二阶滤波器的品质因数的比例系数。

可选的，在该设计方法中，所述基于每个所述未设计二阶滤波器的品质因数以及所述比例系数，计算每个所述待设计二阶滤波器的品质因数包括：

获取所述待设计二阶滤波器的品质因数计算方程；每个所述待设计二阶滤波器的品质因数计算方程为：

Q

Q

利用所述待设计二阶滤波器的品质因数计算方程，计算每个所述待设计二阶滤波器的品质因数。

一种品质因数可调节的高阶滤波器的设计装置，所述装置包括：

确定模块；用于确定待设计n阶滤波器的目标品质因数，n≥3；

第一分配模块；用于将所述待设计n阶滤波器划分为m个待设计二阶滤波器，m≥1，其中，m＝n/2，且m向下取整；

第二分配模块；用于将未设计n阶滤波器划分为m个未设计二阶滤波器；所述未设计n阶滤波器的品质因数为固定品质因数；

第一计算模块；用于计算每个所述未设计二阶滤波器的品质因数；

第二计算模块；用于根据所述目标品质因数以及所述固定品质因数，计算所述待设计二阶滤波器的品质因数的比例系数；

第三计算模块；用于基于每个所述未设计二阶滤波器的品质因数以及所述比例系数，计算每个所述待设计二阶滤波器的品质因数。

可选的，在该设计装置中，所述第一计算模块包括：

第一获取子模块；用于获取所述未设计二阶滤波器的品质因数的计算方程；所述未设计二阶滤波器的品质因数的计算方程为：

Qi为第i个未设计二阶滤波器的品质因数；Pi为圆周率；n为所述未设计n阶滤波器的阶数；

第一计算子模块；用于基于所述未设计二阶滤波器的品质因数的计算方程，计算每个所述未设计二阶滤波器的品质因数。

可选的，在该设计装置中，所述第二计算模块包括：

第二获取子模块；用于获取比例系数方程；所述比例系数方程为：

J为所述比例系数；Q

第二计算子模块，用于利用所述比例系数方程，计算所述待设计二阶滤波器的品质因数的比例系数。

可选的，在该设计装置中，所述第三计算模块包括：

第三获取子模块；用于获取所述待设计二阶滤波器的品质因数计算方程；每个所述待设计二阶滤波器的品质因数计算方程为：

Q

Q

第三计算子模块；用于利用每个所述待设计二阶滤波器的品质因数计算方程，计算每个所述待设计二阶滤波器的品质因数。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行上述任意一项所述的设计方法。

一种电子设备，所述电子设备包括：至少一个处理器、以及与所述处理器连接的至少一个存储器、总线；

其中，所述处理器、所述存储器通过所述总线完成相互间的通信；

所述处理器用于调用所述存储器中的程序指令，以执行上述任一项所述的设计方法。

相较于现有技术，本发明实现的有益效果为：

本发明提供了一种品质因数可调节的高阶滤波器的设计方法，在该设计方法中，将待设计n阶滤波器作为本发明要设计的品质因数可调节的高阶滤波器；首先确定待设计n阶滤波器的目标品质因数，n≥3，该目标品质因数可以进行改变；由于高阶滤波器可以由多个二阶滤波器组成，所以将待设计n阶滤波器划分为m个待设计二阶滤波器，m≥1，其中，m＝n/2，且m向下取整；将未设计n阶滤波器划分为m个未设计二阶滤波器；其中未设计n阶滤波器的品质因数已知为固定品质因数，即可计算出每个未设计二阶滤波器的品质因数；此时，为了保证待设计n阶滤波器有未设计n阶滤波器的优点，根据目标品质因数以及固定品质因数求得一个比例系数，使每个待设计二阶滤波器的品质因数可以通过该比例系数与每个未设计二阶滤波器的品质因数来求得；得到每个待设计二阶滤波器的品质因数即可得到一个目标品质因数的待设计n阶滤波器，当目标品质因数改变时，比例系数也随之改变，待设计二阶滤波器的品质因数亦改变；此时，就得到了一个品质因数可调节的n阶滤波器；n阶滤波器的品质因数可以调节，进一步就可以调节高阶滤波器截止频率点到通带之间的幅频曲线，从而提高该高阶滤波器的灵活性和便捷性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种品质因数可调节的高阶滤波器的设计方法的流程示意图；

图2本发明实施例提供的另一种品质因数可调节的高阶滤波器的设计方法的流程示意图；

图3本发明实施例提供的又一种品质因数可调节的高阶滤波器的设计方法的流程示意图；

图4本发明实施例提供的又一种品质因数可调节的高阶滤波器的设计方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的一种品质因数可调节的高阶滤波器的设计装置的模块示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种品质因数可调节的高阶滤波器的设计装置的模块示意图；

图7为本发明实施例提供的又一种品质因数可调节的高阶滤波器的设计装置的模块示意图；

图8为本发明实施例提供的又一种品质因数可调节的高阶滤波器的设计装置的模块示意图；

图9为本发明实施例提供的一种电子设备的硬件架构图；

图10为本发明实施例提供的4阶高通滤波器的幅频响应仿真图；

图11为本发明实施例提供的6阶低通滤波器的幅频响应仿真图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

在音频领域中，由数字滤波器组成的均衡器(Equalizer，EQ)模块在音色调整，响度均衡等方面起到了十分重要的作用。

而在均衡器(Equalizer，EQ)模块中，相对于有限长单位冲激响应(FiniteImpulse Response，FIR)滤波器，无限冲击响应(Infinite impulse response，IIR)滤波器可以借助成熟的模拟滤波器的成果，例如巴特沃斯滤波器、契比雪夫滤波器和椭圆滤波器等，这些滤波器有现成的设计数据或图表可查，设计工作量比较小，对计算工具的要求也不高。

IIR滤波器可以用较小的阶数完成较高的幅频特性精度，所以在计算能力受限，又需要较高幅频特性精度的场合经常使用IIR滤波器；其中，巴特沃斯滤波器在通频带内的频率响应曲线最大限度平坦，一阶巴特沃斯滤波器的衰减率为每倍频6分贝，二阶为每倍频12分贝，三阶为每倍频18分贝，如此类推；巴特沃斯滤波器的振幅对角频率单调下降，并且也是唯一的无论阶数、振幅对角频率曲线都保持同样的形状的滤波器。

通常来说，滤波器阶数越高，在阻频带振幅衰减速度越快；而在使用高阶来得到在阻频带振幅衰减速度同时，想调节截止频率附近的形状就会束手无策；因为现有的高阶低通滤波器和高阶高通滤波器的品质因数通常不可以调节，固定为0.707，即截止频率点的增益为通带的增益的0.707倍，也就是-3分贝，所以无法调节截止频率点的幅频增益与通带的幅频增益的增益比，也就无法调节截止频率附近的形状。

虽然现有的低通滤波器和高通滤波器只有二阶品质因数可以调节；但是高阶低通滤波器可以通过多个品质因数不同的二阶低通滤波器串联而成，高阶高通滤波器可以通过多个品质因数不同的二阶高通滤波器串联而成，所以可以基于此来得到一个品质因数可调节的高阶滤波器。

现在已知，将高阶滤波器划分为多个二阶滤波器之后，这些二阶滤波器的品质因数之积为0.707；例如：求一个8阶高通滤波器，首先将其划分为8/2＝4个二阶高通滤波器，这4个二阶高通滤波器是串联起来的，然后求出4个品质因数不同的二阶高通滤波器的品质因数，此时，这4个二阶高通滤波器的品质因数之积为0.707；同理，如果将A阶滤波器划分为B个二阶滤波器，B个二阶滤波器的品质因数之积为Q，那么，就可以根据需要的Q来设计每个二阶滤波器的品质因数，从而得到品质因数可以调节的A阶滤波器，继而调节A阶滤波器的截止频率点的幅频增益与通带的幅频增益的比值。

基于此，本发明提供了一种品质因数可调节的高阶滤波器的设计方法，在该设计方法中，将待设计n阶滤波器作为本发明要设计的品质因数可调节的高阶滤波器；首先确定待设计n阶滤波器的目标品质因数，n≥3，该目标品质因数可以进行改变；由于高阶滤波器可以由多个二阶滤波器组成，所以将待设计n阶滤波器划分为m个待设计二阶滤波器，m≥1，其中，m＝n/2，且m向下取整；将未设计n阶滤波器划分为m个未设计二阶滤波器；其中未设计n阶滤波器的品质因数已知为固定品质因数，即可计算出每个未设计二阶滤波器的品质因数；此时，为了保证待设计n阶滤波器有未设计n阶滤波器的优点，根据目标品质因数以及固定品质因数求得一个比例系数，使每个待设计二阶滤波器的品质因数可以通过该比例系数与每个未设计二阶滤波器的品质因数来求得；得到每个待设计二阶滤波器的品质因数即可得到一个目标品质因数的待设计n阶滤波器，当目标品质因数改变时，比例系数也随之改变，待设计二阶滤波器的品质因数亦改变；此时，就得到了一个品质因数可调节的n阶滤波器；n阶滤波器的品质因数可以调节，进一步就可以调节高阶滤波器截止频率点到通带之间的幅频曲线，从而提高该高阶滤波器的灵活性和便捷性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参考图1，图1为本发明实施例提供的一种品质因数可调节的高阶滤波器的设计方法的流程示意图。

所述设计方法步骤包括：

S101：确定待设计n阶滤波器的目标品质因数，n≥3。

在该步骤中，由于IIR滤波器有许多优点，所以采用IIR滤波器来进行设计，首先将待设计n阶滤波器作为本发明中需要设计的品质因数可调节的高阶滤波器，n≥3，例如，4阶滤波器或者8阶滤波器等；高阶滤波器可以为高阶低通滤波器或者高阶高通滤波器，例如，4阶高通滤波器或者8阶低通滤波器等；然后确定待设计n阶滤波器的目标品质因数，目标品质因数可以根据设计需要进行改变。

S102：将所述待设计n阶滤波器划分为m个待设计二阶滤波器，m≥1，m＝n/2，且m向下取整。

在该步骤中，因为只有二阶的滤波器可以调节品质因数，所以将待设计n阶滤波器划分为m个待设计二阶滤波器。

需要说明的是，n阶滤波器可以为偶数阶高阶滤波器也可以为奇数阶高阶滤波器；不论是偶数阶高阶滤波器还是奇数阶高阶滤波器，划分为二阶滤波器时，二阶滤波器的个数m都向下取整；当n阶滤波器为奇数阶高阶滤波器时，一般可以由多个二阶滤波器和一个一阶滤波器级联而成，例如5阶滤波器划分为多个二阶滤波器，m＝5/2＝2.5，m向下取整为2，那么5阶滤波器可以由两个二阶滤波器与一个一阶滤波器串联而成；11阶滤波器划分为多个二阶滤波器，m＝11/2＝5.5，m向下取整为5，那么11阶滤波器可以由五个二阶滤波器与一个一阶滤波器串联而成；当n阶滤波器为偶数阶高阶滤波器时，一般可以由多个二阶滤波器级联而成，例如8阶滤波器划分为多个二阶滤波器，m＝8/2，m4，那么8阶滤波器可以由四个二阶滤波器串联而成；12阶滤波器划分为多个二阶滤波器，m＝12/2，m为6，那么12阶滤波器可以由六个二阶滤波器串联而成。

需要说明的是，本实施例中以偶数阶高阶滤波器为例进行说明。

S103：将未设计n阶滤波器划分为m个未设计二阶滤波器；所述未设计n阶滤波器的品质因数为固定品质因数。

在该步骤中，要设计品质因数可调节的高阶滤波器，需要根据现有的高阶滤波器来设计，所以将未设计n阶滤波器作为现有的高阶滤波器，由于只有二阶的滤波器可以调节品质因数，同样将未设计n阶滤波器划分为m个未设计二阶滤波器，其中未设计n阶滤波器的品质因数为固定品质因数，且固定品质因数为0.707。

S104：计算每个所述未设计二阶滤波器的品质因数。

在该步骤中，由于未设计n阶滤波器的品质因数是固定的，只需要计算划分得到的每个未设计二阶滤波器的品质因数。

可选的，参考图2，图2本发明实施例提供的另一种品质因数可调节的高阶滤波器的设计方法的流程示意图，在本发明的另一实施例中，所述计算每个所述未设计二阶滤波器的品质因数包括：

S201：获取所述未设计二阶滤波器的品质因数的计算方程；所述未设计二阶滤波器的品质因数的计算方程为：

Q

在该步骤中，Q

S202：基于所述未设计二阶滤波器的品质因数的计算方程，计算每个所述未设计二阶滤波器的品质因数。

在该步骤中，基于未设计二阶滤波器的品质因数Qi的计算方程，计算出每个未设计二阶滤波器的品质因数，例如，未设计8阶滤波器划分为4个未设计二阶滤波器，计算出第一个未设计二阶滤波器的品质因数Q

S105：根据所述目标品质因数以及所述固定品质因数，计算所述待设计二阶滤波器的品质因数的比例系数。

在该步骤中，为了保证待设计n阶滤波器有未设计n阶滤波器的优点，即在保证待设计n阶滤波器截止频率点的幅频增益相对于通带的幅频增益比为Q

可选的，参考图3，图3本发明实施例提供的又一种品质因数可调节的高阶滤波器的设计方法的流程示意图，在本发明的另一实施例中，所述根据所述目标品质因数以及所述固定品质因数，计算所述待设计二阶滤波器的品质因数的比例系数包括：

S301：获取比例系数方程；所述比例系数方程为：

J为所述比例系数；Q

在该步骤中，比例系数J为待设计二阶滤波器的品质因数的比例系数，例如，未设计8阶滤波器划分为4个未设计二阶滤波器，4个未设计二阶滤波器的品质因数分别为Q

S302：利用所述比例系数方程，计算所述待设计二阶滤波器的品质因数的比例系数。

S106：基于每个所述未设计二阶滤波器的品质因数以及所述比例系数，计算每个所述待设计二阶滤波器的品质因数。

可选的，参考图4，图4本发明实施例提供的又一种品质因数可调节的高阶滤波器的设计方法的流程示意图，在本发明的另一实施例中，所述基于每个所述未设计二阶滤波器的品质因数以及所述比例系数，计算每个所述待设计二阶滤波器的品质因数包括：

S401：获取所述待设计二阶滤波器的品质因数计算方程；每个所述待设计二阶滤波器的品质因数计算方程为：

Q

Q

在该步骤中，待设计二阶滤波器的品质因数Q

S402：利用所述待设计二阶滤波器的品质因数计算方程，计算每个所述待设计二阶滤波器的品质因数。

在该步骤中，利用待设计二阶滤波器的品质因数计算方程，可以得到与每个未设计二阶滤波器对应的待设计二阶滤波器的品质因数，例如，Q

需要说明的是，当目标品质因数Q

上述实施例为针对偶数阶高阶滤波器设计过程，相对于上述实施例，本发明还可以针对奇数阶高阶滤波器进行设计。

当待设计n阶滤波器为奇数阶高阶滤波器时，划分得到多个二阶滤波器和一个一阶滤波器，每个二阶滤波器的品质因数与一阶滤波器的品质因数的乘积即为奇数阶高阶滤波器的品质因数；需要说明的是，一阶滤波器的标准斜率为6dB/octave，品质因数固定为0.707，所以在奇数阶滤波器划分之后得到多个二阶滤波器和一个一阶滤波器时，并不需要对一阶滤波器进行计算，只需要将待设计n阶滤波器的目标品质因数除以0.707，得到的值就可以根据偶数阶高阶滤波器的设计方式进行设计。

基于上述实施例，本发明还提供了一种品质因数可调节的高阶滤波器的设计装置，参考图5，图5为本发明实施例提供的一种品质因数可调节的高阶滤波器的设计装置的模块示意图，所述装置包括：

确定模块01；用于确定待设计n阶滤波器的目标品质因数，n≥3。

第一分配模块02；用于将所述待设计n阶滤波器划分为m个待设计二阶滤波器，m≥1，其中，m＝n/2，且m向下取整。

第二分配模块03；用于将未设计n阶滤波器划分为m个未设计二阶滤波器；所述未设计n阶滤波器的品质因数为固定品质因数。

第一计算模块04；用于计算每个所述未设计二阶滤波器的品质因数。

第二计算模块05；用于根据所述目标品质因数以及所述固定品质因数，计算所述待设计二阶滤波器的品质因数的比例系数。

第三计算模块06；用于基于每个所述未设计二阶滤波器的品质因数以及所述比例系数，计算每个所述待设计二阶滤波器的品质因数。

在该实施例中，将待设计n阶滤波器作为本发明要设计的品质因数可调节的高阶滤波器；首先确定待设计n阶滤波器的目标品质因数，n≥3，该目标品质因数可以进行改变；由于高阶滤波器可以由多个二阶滤波器组成，所以将待设计n阶滤波器划分为m个待设计二阶滤波器，m≥1，其中，m＝n/2，且m向下取整；将未设计n阶滤波器划分为m个未设计二阶滤波器；其中未设计n阶滤波器的品质因数已知为固定品质因数，即可计算出每个未设计二阶滤波器的品质因数；此时，为了保证待设计n阶滤波器有未设计n阶滤波器的优点，根据目标品质因数以及固定品质因数求得一个比例系数，使每个待设计二阶滤波器的品质因数可以通过该比例系数与每个未设计二阶滤波器的品质因数来求得；得到每个待设计二阶滤波器的品质因数即可得到一个目标品质因数的待设计n阶滤波器，当目标品质因数改变时，比例系数也随之改变，待设计二阶滤波器的品质因数亦改变；此时，就得到了一个品质因数可调节的n阶滤波器；n阶滤波器的品质因数可以调节，进一步就可以调节高阶滤波器截止频率点到通带之间的幅频曲线，从而提高该高阶滤波器的灵活性和便捷性。

可选的，参考图6，图6为本发明实施例提供的另一种品质因数可调节的高阶滤波器的设计装置的模块示意图，本发明的另一实施例中，所述第一计算模块04包括：

第一获取子模块041；用于获取所述未设计二阶滤波器的品质因数的计算方程；所述未设计二阶滤波器的品质因数的计算方程为：

Qi为第i个未设计二阶滤波器的品质因数；Pi为圆周率；n为所述未设计n阶滤波器的阶数。

第一计算子模块042；用于基于所述未设计二阶滤波器的品质因数的计算方程，计算每个所述未设计二阶滤波器的品质因数。

可选的，参考图7，图7为本发明实施例提供的又一种品质因数可调节的高阶滤波器的设计装置的模块示意图，本发明的另一实施例中，所述第二计算模块05包括：

第二获取子模块051；用于获取比例系数方程；所述比例系数方程为：

J为所述比例系数；Q

第二计算子模块052，用于利用所述比例系数方程，计算所述待设计二阶滤波器的品质因数的比例系数。

可选的，参考图8，图8为本发明实施例提供的又一种品质因数可调节的高阶滤波器的设计装置的模块示意图，本发明的另一实施例中，所述第三计算模块06包括：

第三获取子模块061；用于获取所述待设计二阶滤波器的品质因数计算方程；每个所述待设计二阶滤波器的品质因数计算方程为：

Q

Q

第三计算子模块062；用于利用每个所述待设计二阶滤波器的品质因数计算方程，计算每个所述待设计二阶滤波器的品质因数。

需要说明的是，本发明实施例提供的设计装置，与本发明上述实施例提供的处理方法的原理相同，在此不做赘述。

进一步的，基于本发明上述实施例，本发明另一实施例中，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中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行上述任意一项所述的设计方法。

进一步的，基于本发明上述实施例，本发明另一实施例中还提供了一种电子设备，参考图9，图9为本发明实施例提供的一种电子设备的硬件架构图。

所述电子设备包括：至少一个处理器07、以及与所述处理器07连接的至少一个存储器08、总线09。

其中，所述处理器07、所述存储器08通过所述总线09完成相互间的通信。

所述处理器07用于调用所述存储器08中的程序指令，以执行上述实施例所述的设计方法。

基于上述实施例，本发明还提供了上述实施例的仿真结果，参考图10，图10为本发明实施例提供的4阶高通滤波器的幅频响应仿真图。

图10为截止频率f

当Q

参考图11，图11为本发明实施例提供的6阶低通滤波器的幅频响应仿真图；图11为截止频率f

以上对本发明所提供的一种品质因数可调节的高阶滤波器的设计方法及相关设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备所固有的要素，或者是还包括为这些过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。