CN108391193A - 一种新型智能耳机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种新型智能耳机，包括第一拾音模块、第二拾音模块、蓝牙模块、CPU控制处理模块、喇叭、壳体和PCB板，所述第一拾音模块、第二拾音模块、蓝牙模块和喇叭均与CPU控制处理模块电连接，所述蓝牙模块和CPU控制处理模块焊接于PCB板上，所述壳体具有连通的腔室与出音口，所述PCB板、喇叭和第二拾音模块设于腔室内，所述第二拾音模块靠近出音口，所述喇叭设于PCB板与第二拾音模块之间，所述第一拾音模块设于壳体上远离出音口的一侧。本发明实现外音内放功能，且能对外音进行降噪处理，在方便用户使用的同时还能给予用户一种相对安静的环境，给用户带来良好的使用体验感，还能提高用户语音的清晰度，提高通话质量。

Description

一种新型智能耳机

技术领域

本发明涉及耳机技术领域，特别涉及一种新型智能耳机。

背景技术

随着科技不断进步，个人电子产品无不朝向轻巧迷你化的趋势发展，智能手机、平板电脑或笔记本电脑等，已是人们日常生活所不可或缺的。不论是上述何种电子产品，为了让使用者在不干扰旁人的状况下聆听电子产品所提供的声音信息，耳机已成为电子产品的必要配件。耳机可提供聆听者较佳的声音传输，使聆听者能清楚的听到及了解声音内容，不像在空气中传输声音会造成不清晰的情况，且特别在使用者移动期间，例如在运动、开车、激烈活动或吵杂的环境下也不会受到影响。另外，为了能使用电子产品进行通话，配有麦克风的耳机麦克风也是常见的配件。

为了兼顾收听声音以及收集声音两项功能，传统耳机麦克风是采用耳机与麦克风分离的设计，两者再通过信号线或简单的机构彼此相连。如此，可使耳机贴近耳朵，并使麦克风贴近嘴部。然而，这样的设计使麦克风同时也会收入环境噪音，使得使用者的声音的清晰度大受影响；

针对上述问题，部分商家提出一种新型耳机，该耳机的麦克风为电容式麦克风，并且该麦克风设置与喇叭和出音口之间，这样的设置虽能使麦克风避免收入大部分的外部环境噪音，但由于该麦克风靠近出音口，部分外部环境噪音通过出音口传送入腔体内部，且环境噪音也会导致骨振动，因此该麦克风还是会收入部分环境音，这也使得使用者的声音的清晰度受到影响。且该新型耳机没有外音内放的功能，当用户不用耳机来聆听电子产品传送过来的声音信息时，用户得要把耳机摘掉，要不容易因对外界声音不灵敏而发生意外，但摘掉耳机之后，一旦要使用得又要重新戴上，如此不断反复，使用户很不便利。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对上述现有技术中的不足，提供一种新型智能耳机，其能实现外音内放功能，且能对外音进行降噪处理，在方便用户使用的同时还能给予用户一种相对安静的环境，给用户带来良好的使用体验感，还能提高用户语音的清晰度，提高通话质量。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种新型智能耳机，包括：

第一拾音模块，对耳机外部环境音进行采集而转换成第一音频信号；

第二拾音模块，对用户语音和耳机内部环境音进行采集而转换成第二音频信号；

蓝牙模块，用于与智能终端数据交互、输入第三音频信号和输出经环境音滤除处理后的第二音频信号；

CPU控制处理模块，对第一音频信号进行降噪处理和对第二音频信号进行环境音滤除处理；

喇叭，用于播放第三音频信号或播放经降噪处理后的第一音频信号；

壳体，具有连通的腔室与出音口；以及

PCB板，所述蓝牙模块和CPU控制处理模块焊接于其上；

所述第一拾音模块、第二拾音模块、蓝牙模块和喇叭均与CPU控制处理模块电连接，所述PCB板、喇叭和第二拾音模块设于腔室内，所述第二拾音模块靠近出音口，所述喇叭设于PCB板与第二拾音模块之间，所述第一拾音模块设于壳体上远离出音口的一侧。

作为一种优选方案，所述PCB板还包括用于将第二音频信号中的用户语音内容转换成控制指令的语音识别模块，所述语音识别模块与CPU控制处理模块电连接，所述CPU控制处理模块根据语音识别模块发送过来的控制指令对第一音频信号进行降噪处理/对耳机进行相应的控制操作。

作为一种优选方案，所述降噪处理的方法，包括以下步骤：

1）CPU控制处理模块对第一音频信号进行分析，提取特征音频信号；

2）CPU控制处理模块根据由步骤1）得到的特征音频信号产生用于抵消特征音频信号的第四音频信号；

3）CPU控制处理模块将叠加有由步骤2）得到的第四音频信号的第一音频信号发送至喇叭上播放出来。

作为一种优选方案，所述喇叭播放叠加有第四音频信号的第三音频信号。

作为一种优选方案，所述环境音滤除处理的方法，包括以下步骤：

1）CPU控制处理模块对第二音频信号进行分析，区分出人声音频信号和环境音音频信号；

2）CPU控制处理模块将第二音频信号中的人声音频信号提取出来，而将第二音频信号中的环境音音频信号过滤。

作为一种优选方案，所述智能双麦克风耳机还包括光感传感器，所述光感传感器与CPU控制处理模块电连接，所述CPU控制处理模块根据光感传感器检测到的光感信息判断是否开机。

作为一种优选方案，所述CPU控制处理模块判断是否开机的方法，包括以下步骤：

1）CPU控制处理模块对光感传感器检测的光感信息进行分析，获取光源方位和遮蔽值；

2）CPU控制处理模块判断由步骤1）得到的光源方位是否处于预设光源方位内，若是，则进行下一步，若否，则CPU控制处理模块判断耳机处于并未佩戴状态，维持关机状态；

3）CPU控制处理模块判断由步骤1）得到的遮蔽值是否大于预设遮蔽阈值，若是，则CPU控制处理模块处于佩戴状态，并控制耳机开机，若否，则CPU控制处理模块判断耳机处于并未佩戴状态，维持关机状态。

作为一种优选方案，所述智能双麦克风耳机还包括音效类型设定模块，所述CPU控制处理模块根据音效类型设定模块中设定的音效类型对第二音频信号进行声音优化处理。

作为一种优选方案，所述智能双麦克风耳机还包括电源，所述CPU控制处理模块与电源电连接。

作为一种优选方案，所述第一拾音模块为降噪麦克风，所述第二拾音模块为麦克风或振动传感器。

本发明的有益效果是：通过第一拾音模块、第二拾音模块、蓝牙模块、CPU控制处理模块和喇叭的配合，使耳机实现外音内放功能，且能对外音进行降噪处理，在方便用户使用的同时还能给予用户一种相对安静的环境，给用户带来良好的使用体验感；通过第一拾音模块、第二拾音模块、PCB板和喇叭在壳体上的安装方式，使第二拾音模块在拾取用户语音时能避免大量收取外部环境音，从而提高用户语音的清晰度，提高通话质量；所述CPU控制处理模块对第一音频信号进行降噪处理，这样设置使第二拾音模块在收音时能完全避免收到外部环境音，而所述CPU控制处理模块对第二音频信号进行环境音滤除处理，如此能只保留用户语音，提高用户语音的清晰度，提高通话质量；所述喇叭播放叠加有第四音频信号的第三音频信号，如此用户便能在相对安静的环境中聆听电子产品提供的声音信息，进一步使用户得到更好的使用体验感。

附图说明

图1为本发明之实施例的组装结构示意图；

图2为本发明之CPU控制处理模块判断是否开机的方法框架图；

图3为本发明之降噪处理的方法框架图；

图4为本发明之环境音滤除处理的方法框架图。

图中：1-第一拾音模块，2-第二拾音模块，3-PCB板，31-蓝牙模块，32-CPU控制处理模块，33-语音识别模块， 4-喇叭，5-光感传感器，6-电源。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。

如图1所示，一种新型智能耳机，包括：

第一拾音模块1，对耳机外部环境音进行采集而转换成第一音频信号；

第二拾音模块2，对用户语音和耳机内部环境音进行采集而转换成第二音频信号；

蓝牙模块31，用于与智能终端数据交互、输入第三音频信号和输出经环境音滤除处理后的第二音频信号；

CPU控制处理模块32，对第一音频信号进行降噪处理和对第二音频信号进行环境音滤除处理；

喇叭4，用于播放第三音频信号或播放经降噪处理后的第一音频信号；

壳体，具有连通的腔室与出音口；以及

PCB板3，所述蓝牙模块31和CPU控制处理模块32焊接于其上；

所述第一拾音模块1、第二拾音模块2、蓝牙模块31和喇叭4均与CPU控制处理模块32电连接，所述PCB板3、喇叭4和第二拾音模块2设于腔室内，所述第二拾音模块2靠近出音口，所述喇叭4设于PCB板3与第二拾音模块2之间，所述第一拾音模块1设于壳体上远离出音口的一侧。所述智能双麦克风耳机还包括电源6，所述CPU控制处理模块32与电源6电连接。所述第一拾音模块1为降噪麦克风，所述第二拾音模块2为麦克风或振动传感器。

作为一种优选方案，所述智能双麦克风耳机还包括光感传感器5，所述光感传感器5与CPU控制处理模块32电连接，所述CPU控制处理模块32根据光感传感器5检测到的光感信息判断是否开机。所述光感传感器5设于壳体上，优选设置于壳体上靠近出音口的一侧。

如图2所示，所述CPU控制处理模块32判断是否开机的方法，包括以下步骤：

1）CPU控制处理模块32对光感传感器5检测的光感信息进行分析，获取光源方位和遮蔽值；其中，光源方位和遮蔽值是通过时域和频域等算法计算获得的；

2）CPU控制处理模块32判断由步骤1）得到的光源方位是否处于预设光源方位内，若是，则进行下一步，若否，则CPU控制处理模块32判断耳机处于并未佩戴状态，维持关机状态；

3）CPU控制处理模块32判断由步骤1）得到的遮蔽值是否大于预设遮蔽阈值，若是，则CPU控制处理模块32处于佩戴状态，并控制耳机开机，若否，则CPU控制处理模块32判断耳机处于并未佩戴状态，维持关机状态。

作为一种优选方案，所述PCB板3还包括用于将第二音频信号中的用户语音内容转换成控制指令的语音识别模块33，所述语音识别模块33与CPU控制处理模块32电连接，所述CPU控制处理模块32根据语音识别模块33发送过来的控制指令对第一音频信号进行降噪处理/对耳机进行相应的控制操作。

在语音识别模块33将第二音频信号中的用户语音内容转换成控制指令之前，CPU控制处理模块32判断第二音频信号中是否含有唤醒词，若有，则将第二音频信号发送至语音识别模块33中转换成控制指令，若否，则自动忽略第二音频信号。

例如，用户对第二拾音模块2说：“小Q，开始工作了。”第二拾音模块2采集语音形成第二音频信号，然后将第二音频信号发送给CPU控制处理模块32，CPU控制处理模块32判断第二音频信号中含有唤醒词“小Q”，然后语音识别模块33将第二音频信号转换成控制指令反馈至CPU控制处理模块32，CPU控制处理模块32接收到之后即开启第一拾音模块1采集耳机外部环境音形成第一音频信号，并将第一音频信号发送至CPU控制模块，CPU控制模块再将第一音频信号转发至喇叭4播放；若此时用户感觉到环境音很吵杂，可以要求耳机滤除某些噪音、只播放某一频段的环境音或只采集360度之内某一角度的声音等，这样CPU控制模块便会根据控制指令对第一音频信号进行降噪处理，然后再将经降噪处理后的第一音频信号发送至喇叭4播放出来；而随着CPU控制处理模块32中的算法不断学习，熟悉用户的使用习惯，CPU控制处理模块32会自动根据用户的使用习惯自动对第一音频信号进行降噪处理。当然耳机还能根据用户语音实现接听、拒接、播放、暂停、切换至上一曲、切换至下一曲、增减音量等功能。

如图3所示，所述降噪处理的方法，包括以下步骤：

1）CPU控制处理模块32对第一音频信号进行分析，提取特征音频信号；

2）CPU控制处理模块32根据由步骤1）得到的特征音频信号产生用于抵消特征音频信号的第四音频信号；

3）CPU控制处理模块32将叠加有由步骤2）得到的第四音频信号的第一音频信号发送至喇叭4上播放出来。

其中，所述特征音频信号可以为第一音频信号中某一音频信号，也可以为第一音频信号。

如果用户要求耳机滤除某些噪音，那么CPU控制处理模块32对第一音频信号进行分析，以这些噪音相对应的音频信号作为特征音频信号进行降噪处理；若用户要求耳机只播放某一频段的环境音，那么CPU控制处理模块32对第一音频信号进行分析，并以这一频段以外的环境音相对应的音频信号作为特征音频信号进行降噪处理；若用户要求耳机只采集360度之内某一角度的声音，那么CPU控制处理模块32对第一音频信号进行分析，并以这一角度以外的环境音相对应的音频信号作为特征音频信号进行降噪处理。

作为一种优选方案，所述喇叭4播放叠加有第四音频信号的第三音频信号，如此用户便能在相对安静的环境中聆听电子产品提供的声音信息，进一步使用户得到更好的使用体验感。

如图4所示，所述环境音滤除处理的方法，包括以下步骤：

1）CPU控制处理模块32对第二音频信号进行分析，区分出人声音频信号和环境音音频信号；

2）CPU控制处理模块32将第二音频信号中的人声音频信号提取出来，而将第二音频信号中的环境音音频信号过滤。

其中，在第二拾音模块2对用户语音和耳机内部环境音进行采集而转换成第二音频信号的同时，喇叭会播放用于抵消第一音频信号的第四音频信号，如此第二拾音模块2便不会采集到外部环境噪音，从而进一步提高通话质量；而第二音频信号经过环境音滤除处理后会使使用者的声音更加清晰，进一步提高通话质量。

作为一种优选方案，所述智能双麦克风耳机还包括音效类型设定模块，所述CPU控制处理模块32根据音效类型设定模块中设定的音效类型调出相关音效处理数据对第二音频信号进行声音优化处理。所述音效类型设定模块里面存储有多种音效处理数据，例如男声、女声、童声、怪物声、机器人声等，所述音效类型设定模块既可以以APP的形式安装于智能终端上，也可以直接以硬件形式焊接于PCB板上。

若音效类型设定模块以APP的形式安装于智能终端上时，用户打开APP，在音效类型设定模块上设定音效类型，音效类型设定模块根据设定的音效类型调出相关的音效处理数据通过蓝牙模块发送至CPU控制处理模块32，如此完成音效类型设定。当完成音效类型设定之后，用户对第二拾音模块2说出需要声音优化的语音内容，第二拾音模块2采集后形成第二音频信号，CPU控制处理模块32根据接收到的音效处理数据对第二音频信号进行声音优化处理，并将经声音优化处理后的第二音频信号发送至喇叭播放出来或发送至蓝牙模块输出。

若音效类型设定模块以硬件形式焊接于PCB板上时，所述音效类型设定模块与CPU控制处理模块32电连接。例如：用户对第二拾音模块2说：“小Q，将我的声音转换成童音。”第二拾音模块2采集语音形成第二音频信号，然后将第二音频信号发送给CPU控制处理模块32，CPU控制处理模块32判断第二音频信号中含有唤醒词“小Q”，然后语音识别模块33将第二音频信号转换成控制指令反馈至CPU控制处理模块32，继而转发至音效类型设定模块进行设定的音效类型，音效类型设定模块根据设定的音效类型调出相关的音效处理数据发送至CPU控制处理模块32，如此完成音效类型设定。当完成音效类型设定之后，用户再对第二拾音模块2说出需要声音优化的语音内容，第二拾音模块2采集后形成新第二音频信号，CPU控制处理模块32根据接收到的音效处理数据对新第二音频信号进行声音优化处理，并将经声音优化处理后的新第二音频信号发送至喇叭播放出来或发送至蓝牙模块输出。

作为一种优选方案，所述智能双麦克风耳机还设有语音加密功能。

语音加密功能实现过程：用户通过语音开启语音加密功能，然后第二拾音模块对用户语音采集而转换成加密音频信号，并将加密音频信号存储于CPU控制处理模块32中，以此对某些文件或功能进行加密。当需要解密时，第二语音对用户语音采集而转换成对比音频信号，并将对比音频信号发送至CPU控制处理模块32中；然后CPU控制处理模块32将对比音频信号与加密音频信号进行对比，并判断对比音频信号是否与加密音频信号相类似，若是，则允许访问加密文件或唤醒加密功能，若否，则不允许访问加密文件或不唤醒加密功能。

外音内放功能实现过程：第一拾音模块1采集耳机外部环境音而转换成第一音频信号，CPU控制处理模块32根据控制指令或用户使用习惯对第一音频信号进行降噪处理，然后发送至喇叭4播放出来。

环境音滤除功能实现过程：第二拾音模块2对用户语音和耳机内部环境音进行采集而转换成第二音频信号，CPU控制处理模块32对第二音频信号进行环境音滤除处理，然后通过蓝牙模块31发送出去。

本发明的有益效果是：通过第一拾音模块1、第二拾音模块2、蓝牙模块31、CPU控制处理模块32和喇叭4的配合，使耳机实现外音内放功能，且能对外音进行降噪处理，在方便用户使用的同时还能给予用户一种相对安静的环境，给用户带来良好的使用体验感；通过第一拾音模块1、第二拾音模块2、PCB板3和喇叭4在壳体上的安装方式，使第二拾音模块2在拾取用户语音时能避免大量收取外部环境音，从而提高用户语音的清晰度，提高通话质量；所述CPU控制处理模块32对第一音频信号进行降噪处理，这样设置使第二拾音模块2在收音时能完全避免收到外部环境音，而所述CPU控制处理模块32对第二音频信号进行环境音滤除处理，如此能只保留用户语音，提高用户语音的清晰度，提高通话质量；所述喇叭4播放叠加有第四音频信号的第三音频信号，如此用户便能在相对安静的环境中聆听电子产品提供的声音信息，进一步使用户得到更好的使用体验感。

以上所述，仅是本发明较佳实施方式，凡是依据本发明的技术方案对以上的实施方式所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种新型智能耳机，其特征在于：包括：

第一拾音模块，对耳机外部环境音进行采集而转换成第一音频信号；

第二拾音模块，对用户语音和耳机内部环境音进行采集而转换成第二音频信号；

蓝牙模块，用于与智能终端数据交互、输入第三音频信号和输出经环境音滤除处理后的第二音频信号；

CPU控制处理模块，对第一音频信号进行降噪处理和对第二音频信号进行环境音滤除处理；

喇叭，用于播放第三音频信号或播放经降噪处理后的第一音频信号；

壳体，具有连通的腔室与出音口；以及

PCB板，所述蓝牙模块和CPU控制处理模块焊接于其上；

所述第一拾音模块、第二拾音模块、蓝牙模块和喇叭均与CPU控制处理模块电连接，所述PCB板、喇叭和第二拾音模块设于腔室内，所述第二拾音模块靠近出音口，所述喇叭设于PCB板与第二拾音模块之间，所述第一拾音模块设于壳体上远离出音口的一侧。

2.根据权利要求1所述的一种新型智能耳机，其特征在于：所述PCB板还包括用于将第二音频信号中的用户语音内容转换成控制指令的语音识别模块，所述语音识别模块与CPU控制处理模块电连接，所述CPU控制处理模块根据语音识别模块发送过来的控制指令对第一音频信号进行降噪处理/对耳机进行相应的控制操作。

3.根据权利要求1所述的一种新型智能耳机，其特征在于：所述降噪处理的方法，包括以下步骤：

1）CPU控制处理模块对第一音频信号进行分析，提取特征音频信号；

2）CPU控制处理模块根据由步骤1）得到的特征音频信号产生用于抵消特征音频信号的第四音频信号；

3）CPU控制处理模块将叠加有由步骤2）得到的第四音频信号的第一音频信号发送至喇叭上播放出来。

4.根据权利要求3所述的一种智能上麦克风耳机，其特征在于：所述喇叭播放叠加有第四音频信号的第三音频信号。

5.根据权利要求1所述的一种新型智能耳机，其特征在于：所述环境音滤除处理的方法，包括以下步骤：

1）CPU控制处理模块对第二音频信号进行分析，区分出人声音频信号和环境音音频信号；

2）CPU控制处理模块将第二音频信号中的人声音频信号提取出来，而将第二音频信号中的环境音音频信号过滤。

6.根据权利要求1所述的一种新型智能耳机，其特征在于：还包括光感传感器，所述光感传感器与CPU控制处理模块电连接，所述CPU控制处理模块根据光感传感器检测到的光感信息判断是否开机。

7.根据权利要求6所述的一种新型智能耳机，其特征在于：所述CPU控制处理模块判断是否开机的方法，包括以下步骤：

1）CPU控制处理模块对光感传感器检测的光感信息进行分析，获取光源方位和遮蔽值；

2）CPU控制处理模块判断由步骤1）得到的光源方位是否处于预设光源方位内，若是，则进行下一步，若否，则CPU控制处理模块判断耳机处于并未佩戴状态，维持关机状态；

3）CPU控制处理模块判断由步骤1）得到的遮蔽值是否大于预设遮蔽阈值，若是，则CPU控制处理模块处于佩戴状态，并控制耳机开机，若否，则CPU控制处理模块判断耳机处于并未佩戴状态，维持关机状态。

8.根据权利要求1所述的一种新型智能耳机，其特征在于：还包括音效类型设定模块，所述CPU控制处理模块根据音效类型设定模块中设定的音效类型对第二音频信号进行声音优化处理。

9.根据权利要求1所述的一种新型智能耳机，其特征在于：还包括电源，所述CPU控制处理模块与电源电连接。

10.根据权利要求1所述的一种新型智能耳机，其特征在于：所述第一拾音模块为降噪麦克风，所述第二拾音模块为麦克风或振动传感器。