CN109076279A - 耳机、耳机入耳检测的方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种耳机入耳检测的方法，所述方法包括：所述耳机播放检测声波；所述检测声波具有第一声学参数；采集所述检测声波的反射波；所述反射波具有第二声学参数；以及基于所述第一声学参数和所述第二声学参数，判断所述耳机是否已经入耳。

Description

耳机、耳机入耳检测的方法及系统

技术领域

本发明涉及声音播放设备技术领域，特别涉及一种耳机、耳机入耳检测的方法及系统。

背景技术

随着耳机小型化发展的趋势及对交互需求的增加，使得越来越多的耳机具有了入耳检测的功能。

目前市场上的耳机，一般是通过增设诸如红外传感器或激光传感器等感测设备，并基于感测距离来进行入耳检测。例如，通过利用感测设备向耳道发射检测电磁信号，并采集耳道的反射信号，再根据上述检测电磁信号与反射信号之间特殊的差异特性，如时间差或信息载波差异等，来确定当前耳机与人耳之间的距离，并在该距离小于预定距离值时，设定耳机已经插入到耳道，进而实现入耳检测。

但是，由于耳朵内部结构比较复杂，使得基于电磁信号的距离感测设备进行入耳检测，其精准度不高，且一旦耳机感测设备感测方向上存在异物遮挡时，极易造成误判断。

发明内容

根据本申请的各种实施例，提供一种耳机、耳机入耳检测的方法及系统。

一种耳机入耳检测的方法，所述方法包括：

所述耳机播放检测声波；所述检测声波具有第一声学参数；

采集所述检测声波的反射波；所述反射波具有第二声学参数；以及

基于所述第一声学参数和所述第二声学参数，判断所述耳机是否已经入耳。

本发明的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中提出。本发明的其他特征、目的和优点将从说明书、附图以及权利要求书变得明显。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1为一实施例的耳机入耳检测方法的流程示意图；

图2为另一实施例中耳机入耳检测方法的流程示意图；

图3为一个实施例中耳机入耳检测前检测声波的频段及幅度的示意图；

图4为一个实施例中耳机入耳检测后检测声波的频段及反射波幅度的示意图；

图5为一个实施例中耳机的结构示意图；

图6为一个实施例中耳机插入耳道后的结构示意图；

图7为一个实施例中耳机入耳检测系统的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。

图1为一实施例的耳机入耳检测方法的流程示意图。如图1所示，在一个可选的实施例中，一种耳机入耳检测的方法可包括：

步骤S12，播放检测声波。

具体地，通过利用耳机播放检测声波，该检测声波可具有第一声学参数，该第一声学参数可包括频段、幅度等。

步骤S14，采集检测声波的反射波。

具体地，也可利用上述的耳机进行声波的采集，例如利用该耳机可采集上述检测声波的反射波及环境噪声等声波。其中，上述的反射波具有第二声学参数，且该第二声学参数也可包括频段及幅度等。

步骤S16，基于检测声波和反射波的声学参数判断上述的耳机是否已经入耳。

具体地，可基于上述的第一声学参数和第二声学参数对耳机进行入耳检测。例如，可基于上述的第一声学参数和第二声学参数，来判断上述的反射波是否为检测声波的谐振波，若是检测声波的谐振波则可确定此时耳机已经入耳。

上述实施例中耳机入耳检测的方法，基于声波的声学参数进行耳机入耳检测，由于声波相对于电磁波信号，在具有复杂结构的耳朵内部具有较佳的传播特性，故而可有效提升入耳检测的精准性，降低因异物阻挡检测波传输而造成的误判率。

在一个可选的实施例中，上述的第一声学参数可包括预设频段，该预设频段可为上述耳机(如入耳式耳机或覆耳式耳机等)插入不同人耳所形成的密封腔室的谐振频段。其中，上述耳机入耳检测的方法中，则可基于大数据分析来获取上述的预设频段，以进一步提升对耳机入耳检测的精准度。

在一个可选的实施例中，上述的第一声学参数还可包括第一幅度，且该检测声波的幅度在上述预设频段范围内恒定为该第一幅度；同时，上述的第二声学参数可包括第二幅度。其中，上述耳机入耳检测的方法中，可通过判断该第二幅度是否大于上述的第一幅度，来确定上述的反射波是否为检测声波的谐振波。例如，可采用扫频的方式循环播放上述的检测声波，并实时采集该检测声波的反射波，若上述反射波的第二幅度大于检测声波的第一幅度，则可认为所采集到的反射波为上述检测声波的谐振波，即此时耳机与人耳内腔已经形成一个相对密封的腔室，也即说明耳机已经入耳，进而可停止上述的耳机入耳检测操作，并继续进行耳机入耳后的其他操作；反之，则说明耳机并未入耳，则可继续循环播放上述的检测声波，并继续实时地进行反射波的采集及判断，直至确定耳机已经入耳。

在另一个可选的实施例中，为了进一步的提升耳机入耳检测的精准度，上述耳机入耳检测的方法中，还可预先预设参考幅度阈值，该参考幅度阈值可大于或等于上述的第一幅度；其中，可基于人耳内部所形成腔室的谐振波的特性，通过大数据汇总分析处理来设定该参考幅度阈值，且该参考幅度阈值大于上述的第一幅度。例如，可通过判断上述所采集的反射波的第二幅度是否大于该参考幅度阈值，若第二幅度大于参考幅度阈值，则说明反射波为检测声波在人耳内部所形成密封腔室内的谐振波，即可确定此时耳机已经入耳。

在另一个可选的实施例中，为了使得耳机入耳检测更加的精准，还可将在上述预设频段内所采集的反射波的最大幅度值作为上述的第二幅度，并基于该第二幅度进行上述谐振波的判断。例如，如图4所示，在从频率F1至频率F3进行一个扫频输出的操作后，提取该扫描输出操作所采集的反射波的幅度中的最大幅度值作为上述的第二幅度值，如将图4所示的频率F2所对应的幅度值A2作为第二幅度值；然后，在将该第二幅度与上述的参考幅度阈值进行对比，从而来确定上述的扫描操作过程中耳机是否入耳。即，在本实施例中，可每间隔一次扫频输出操作，并将该扫频输出所采集的反射波的最大幅度值作为第二幅度进行入耳检测，不仅能够节省入耳检测的功耗，还能有效提升入耳检测的精确度。另外，也可在进行扫频输出采集反射波的同时，将实时采集的反射波的幅度作为第二幅度进行实时判断，一旦判断出当前所采集的反射波的幅度大于上述的参考幅度阈值，则确定当前耳机已经入耳，同时可停止后续的反射波采集及入耳检测等相关操作，以继续执行耳机入耳后的相关操作。

在一个可选的实施例中，上述的耳机可包括用于播放声音的喇叭以及用于降噪的麦克风，在上述入耳检测方法中可利用上述的喇叭进行检测声波的播放，同时利用上述的麦克风进行反射波的收集。传统的耳机，一般是通过增设诸如红外传感器、激光传感器等光电感测设备来实现耳机入耳检测功能，则会增加耳机的体积，进而背离了耳机小型化发展的趋势；同时，由于增设感测设备，还需要在耳机的外壳上对应开设用于设置该感测设备的窗口，进而会增加耳机生产、调试的难度及成本。而本实施中，通过共享耳机中已经设置的喇叭和麦克风，来实现上述耳机的入耳检测功能，不用新增设其他元件，且不用对耳机的结构及生产工艺进行改动，即可实现对耳机入耳的精准的检测，在适应耳机小型化发展趋势的同时，还能降低耳机生产、调试的难度及成本。

图2为另一实施例中耳机入耳检测方法的流程示意图，图3为一个实施例中耳机入耳检测前检测声波的频段及幅度的示意图，图4为一个实施例中耳机入耳检测后检测声波的频段及反射波幅度的示意图。其中，图3～4中的横坐标表示声波频率F，纵坐标表示声波的幅度A，且图中的线段L1为检测声波的频率-幅度函数，线段L2为麦克风接收到的反射波的频率-幅度函数，线段L3为作为参考的参考幅度阈值与预设频段之间的频率-幅度函数。

需要注意的是，在本申请的实施例中，当直接利用声波幅度进行入耳检测时，声波幅度的单位可以为分贝(db)，而基于电路结构对进行入耳检测时，声波幅度的单位可对应转为电压信号(如mV)进行入耳检测，即在实际的应用中，可根据实际情况对声波幅度及其他参数进行相应的转换，以便于进行入耳检测操作，而本申请的实施例不对声波幅度单位进行特别的限定。

参见图2～4所示，结合实际应用，在一个可选的实施例中，基于耳道谐振的原理，在无需额外增加耳机元件的基础上，即可精准的检测出当前耳机是否已经插入耳道中，即进行耳机入耳检测；实现上述耳机入耳检测的方法可包括以下步骤：

步骤S22，设定参考幅度阈值，以及检测声波的预设频段和第一幅度。

具体地，可根据实际需求，并结合大数据分析，设定用于入耳检测的检测声波；该检测声波L1具有适用于不同人耳结构的预设频段以及第一幅度A1等声学参数。

当耳机插入任意耳朵后，其所形成的密封腔室会对某一频率的声波产生谐振，故而可通过谐振波进行耳机入耳的检测；另外，由于耳机插入不同的耳道所形成密封腔室具有一定的差异性，故可设定检测声波L1的预设频段F从频率F1至频率F3，且上述所形成的密封腔室中的谐振波的频率F2均位于频率F1与频率F3之间，同时该检测声波L1在上述频率F1与频率F3之间的幅度恒定为第一幅度A1；而为了更加精准的进行耳机入耳检测，还可基于数据分析设定参考的参考幅度阈值A3，即后续在上述频率F1与频率F3范围内，只要所采集的反射波L2的第二幅度A大于上述的参考幅度阈值A3，即可认定当前耳机已经入耳；其中，F1≤F2≤F3，A1≤A3，且为了确保入耳检测不会对人耳造成损伤，需要确保上述声学参数为A1、A、F1、F2及F3的声波均在人耳所能正常承受的范围内。

步骤S24，利用耳机的喇叭，采用扫频的方式循环播放检测声波。

具体地，采用上述耳机用于播放声音的喇叭，不断的从图3中所示的频率F1到频率F2进行扫频输出检测声波，且所输出的检测声波L1的幅度恒定为第一幅度A1。

步骤S26，利用耳机的麦克风实时采集反射波，进而获取该反射波当前的第二幅度。

具体地，在上述耳机的喇叭循环播放上述的检测声波的同时，可采用该耳机的麦克风(MIC)来同步的采集上述检测声波的反射波，进而来获取该反射波的幅度作为第二幅度。

步骤S28，判断步骤S26中所获取的第二幅度是否大于步骤S22中所设定的参考幅度阈值；若第二幅度大于参考幅度阈值，继续进行步骤S30；而而第二幅度小于或等于参考幅度阈值，则继续进行步骤S24。

具体的，参见图3～4所示，当检测到当前反射波L2的第二幅度A小于上述的参考幅度阈值A3时，则说明当前耳机与耳道之间并未形成一个密封的腔室，即耳机并未插入到耳道中，并可使得耳机的喇叭继续采用扫频的方式循环播放上述的检测声波。一旦检测到所采集的反射波的第二幅度A大于参考幅度阈值时，如再图4中所示频率为F2处反射波L2的第二幅度A为A2，即此时可判定麦克风所采集的反射波为谐振波，即耳机已经插入耳道且与耳道形成密封的腔室，相应的就可判定当前耳机已经插入耳朵中。

步骤S30，耳机的喇叭停止播放检测声波。

具体地，在上述步骤S28检测到耳机已经入耳后，可停止耳机进行检测声波的播放，并可进行正常的声音播放或其他对应的操作，同时降噪耳麦也恢复至正常的使用状态。其中，在上述喇叭进行检测声波播放、降噪耳麦采集反射波的同时，同步可进行正常的声音播放以及降噪操作，即上述的耳机入耳检测并不会对耳机的喇叭和降噪耳麦的正常工作产生影响，且可同步进行。

在上述耳机入耳检测方法的实施例中，通过喇叭进行扫频循环播放固定幅度的检测声波，进而触发耳机插入耳道所形成密封腔室的谐振，从而通过采集反射波的幅度即可进行耳机的入耳检测操作，不仅具有较高的精准性，且还不会增大耳机的体积及生产、制造成本，利于耳机的小型化发展。

图5为一个实施例中耳机的结构示意图。如图5所示，在一个可选的实施例中，一种耳机10可包括喇叭12和麦克风14，该喇叭12可用于播放声音，而麦克风14可用于采集环境声音进行降噪；其中，上述的喇叭12还可以用于播放检测声波，而麦克风还可用于采集上述检测声波的反射波，而基于上述的检测声波和所采集的反射波可进行上述耳机10的入耳检测操作。例如，通过判断上述麦克风14所采集的反射波是否为上述喇叭12所播放的检测声波的谐振波，来进行耳机10的入耳检测操作；即若上述的反射波为检测声波的谐振波，则说明当前耳机10已经插入到耳道中。

图6为一个实施例中耳机插入耳道后的结构示意图。在一个可选的实施例中，如图6所示，耳机10为入耳式耳机，当耳机10插入耳道16中后，该耳机10与耳道16形成密封腔室，进而可通过声波谐振进行入耳检测，如上述的喇叭12可采用扫频的方式循环播放预设频段的检测声波，且该检测声波的幅度是恒定的，后续则可通过麦克风14所采集的反射波的幅度来判断该反射波是否为谐振波，即基于图5～6中所示的耳机可进行上述耳机入耳检测的方法中任意一个实施例中的流程步骤，进而精准的实现对耳机的入耳检测操作。

图7为一个实施例中耳机入耳检测系统的结构示意图。如图7所示，在一个可选的实施例中，耳机入耳检测系统20可包括耳机24和处理器22，该处理器22可集成在耳机22中，也集成在耳机22所连接的终端设备中。其中，上述的耳机24可包括喇叭242和麦克风244，喇叭242可用于播放声音，麦克风244可用于采集环境噪声，同时上述的喇叭242还可用于播放检测声波，而麦克风244还可用于采集上述检测声波的反射波；处理器22可分别与上述的喇叭242和麦克风244连接，该处理器22可用于判断麦克风244所采集的反射波是否为上述喇叭242所播放检测声波的谐振波，进而确定当前耳机24是否已经入耳。

在一个可选的实施例中，图7中所示的耳机24可为图5～6中所示的耳机10，同时也可进行上述耳机入耳检测的方法中任意一个实施例中的流程步骤，进而精准的实现对耳机的入耳检测操作。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种耳机入耳检测的方法，其特征在于，所述方法包括：

所述耳机播放检测声波；所述检测声波具有第一声学参数；

采集所述检测声波的反射波；所述反射波具有第二声学参数；以及

基于所述第一声学参数和所述第二声学参数，判断所述耳机是否已经入耳。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一声学参数和所述第二声学参数，判断所述耳机是否已经入耳包括：

基于所述第一声学参数和所述第二声学参数判断所述反射波是否为所述检测声波的谐振波；

其中，若所述反射波是所述检测声波的谐振波，则判定所述耳机已经入耳。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一声学参数包括预设频段，所述方法还包括：

基于大数据分析获取所述预设频段；

其中，所述预设频段为所述耳机插入不同人耳所形成的密封腔室的谐振频段。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一声学参数还包括第一幅度，且所述检测声波的幅度在所述预设频段范围内恒定为所述第一幅度；所述第二声学参数包括第二幅度，所述第二幅度为所采集的反射波的幅度值；所述方法还包括：

预设参考幅度阈值；所述参考幅度阈值大于或等于所述第一幅度；

其中，所述基于所述第一声学参数和所述第二声学参数判断所述反射波是否为所述检测声波的谐振波包括：

判断所述第二幅度是否大于所述参考幅度阈值；

若所述第二幅度大于所述参考幅度阈值，则判定所述反射波为所述检测声波的谐振波；以及

所述反射波为所述检测声波的谐振波时，所述第二幅度为所述反射波的最大幅度值。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，采用扫频的方式循环播放所述检测声波；

其中，判定所述耳机已经入耳时，停止播放所述检测声波。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述耳机包括喇叭和麦克风，其特征在于，

利用所述喇叭播放所述检测声波；以及

利用所述麦克风采集所述检测声波的所述反射波。

7.根据权利要求1～5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述耳机为入耳式耳机。

8.一种耳机，其特征在于，包括：

喇叭，用于播放声音；以及

麦克风，用于采集环境声音；

其中，所述喇叭还用于播放检测声波，所述麦克风还用于采集所述检测声波的反射波；以及

所述检测声波和所述反射波用于检测所述耳机是否入耳。

9.根据权利要求8所述的耳机，其特征在于，所述耳机为入耳式耳机。

10.一种耳机入耳检测系统，其特征在于，包括：

耳机，包括喇叭和麦克风；所述喇叭用于播放检测声波，所述降噪耳麦用于采集所述检测声波的反射波；以及

处理器，分别与所述喇叭和所述麦克风连接；

其中，所述处理器用于根据所述反射波是否为所述检测声波的谐振波，判断所述耳机是否已经入耳。