CN109391870B - 一种基于人体运动状态自调节耳机音频信号播放的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种基于人体运动状态自调节耳机音频信号播放的方法，通过检测人体运动状态，当处于运动中时，则控制消除运动产生的噪音信号后，以及根据当前环境噪音信号的大小调节播放音频的音量。进一步的，本发明中，在耳机上设置有电声转换器，移动终端可以通过耳机播放音频信号，当移动终端从电声转换器接收到振动信号时，则说明用户装置到了耳机线，移动终端判断振动信号的强度是否足够大，如果足够大，则说明会影响用户收听，此时，可以对正在播放的音频信号进行处理，从而减少振动信号对用户的影响，因此提高了耳机播放音频的质量。

Description

一种基于人体运动状态自调节耳机音频信号播放的方法

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种基于人体运动状态自调节耳机音频信号播放的方法。

背景技术

现在的用户经常使用耳机播放音乐，或是接听电话，而且大部分的耳机属于入耳式的耳机，即插入耳内使用。

正常的情况下，使用入耳式的耳机可以有效的隔绝外界噪音的影响，使得用户在使用耳机时获得良好的封闭环境。

但是，入耳式耳机也使得用户耳内形成了封闭的环境，这个封闭的环境会将内在声音(例如用户的呼吸声，用户走动时撞击到耳机线的声音等)放大许多倍，尤其是当用户在健身过程中由于做运动(例如：跑步)产生的碰撞造成的噪音，更加影响用户体验。

因此，现有技术有待于进一步的改进。

发明内容

鉴于上述现有技术中的不足之处，本发明的目的在于为用户提供一种基于人体运动状态自调节耳机音频信号播放的方法，克服现有技术中的当用户在运动过程中由于运动产生的碰撞导致耳机播放的音频信号含有噪音的缺陷。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种基于人体运动状态自调节耳机音频信号播放的方法，所述方法应用于具有耳机的移动终端，其中，包括：

检测当前用户所处的运动数据，并根据所述运动数据判断用户当前所处的运动状态是处于运动中；

若用户当前所处的运动状态为运动中，获取耳机播放的音频信号和当前用户自身运动发出的噪音信号；

检测耳机待播放的音频信号中含有噪音信号的强度值与用户运动发出的噪音信号之和是否超出预设强度值；

若超出，则控制产生与所述噪音信号之和强度相等相位相反的反向噪音信号；

将所述反向噪音信号与耳机待播放的音频信号相融合，得到融合后的待播放音频；

根据当前环境噪音值和预设环境噪音值与播放音量值之间的对应关系，调节所述修正音频信号的播放音量值，并将调节后的修正音频信号通过耳机播放。

可选的，所述检测耳机待播放的音频信号中含有噪音信号的强度值与用户运动发出的噪音信号之和是否超出预设强度值的步骤包括：

移动终端通过所述耳机播放音频信号时，判断耳机待播放的音频信号中含有的噪音信号与用户运动发出的噪音信号是否为所述耳机被撞击所产生的振动信号；

若是，则所述移动终端判断耳机待播放音频信号中含有的噪音信号与用户运动发出的噪音信号中含有的所述振动信号的强度是否大于预设强度值；

如若大于预设强度值，则判定噪音信号之和的强度超出预设强度值。

可选的，所述判断耳机音频信号中含有的噪音信号与用户运动发出的噪音信号是否为所述耳机被撞击所产生的振动信号的步骤包括：

通过设置在耳机的耳机线上，或设置在用户耳道接触的位置的振动传感器检测耳机是否被撞击。

可选的，所述判断耳机待播放的音频信号中含有的噪音信号与用户运动发出的噪音信号中含有的所述振动信号的强度是否大于预设强度值的步骤还包括：

移动终端计算振动信号的强度占原通话语音的强度的比例，然后按照该比例放大原通话语音。

可选的，所述控制产生与所述噪音的强度相等相位相反的反向噪音信号的步骤之前，还包括：

判断所述振动信号是否为频率均匀振动信号，若是，则控制产生与所述噪音的强度相等相位相反的反向噪音信号，否则，不对所述噪音信号进行处理。

可选的，所述判断所述振动信号是否为频率均匀振动信号的步骤包括：

采集由音频信号、振动信号在用户耳道内产生的回声信号；

根据音频信号、振动信号以及回声信号计算脉冲响应；

判断在预设的时间段内，脉冲响应出现的次数；

如果次数大于预设次数，则计算每次脉冲响应之间的时间差；

若时间差为固定值，则判定所述振动信号为均匀振动信号；

若时间差不为固定值，则判定所述振动信号不是均匀振动信号。

可选的，所述采集由耳机待播放的音频信号以及振动信号在用户耳道内产生的回声信号的步骤包括：

通过设置在耳机上电声转换器，或者通过设置在耳机位于用户耳道内的麦克风采集用户耳道内产生的回声信号。

可选的，利用以下公式所述根据通话语音、振动信号以及回声信号计算脉冲响应：

w(t)＝(r(t)-e(t))/(s(t)+z(t))；

其中，w(t)为脉冲响应，r(t)为回声信号，s(t)为通话语音，z(t)为振动信号，其中r(t)、s(t)、z(t)均由电声转换器或麦克风采集到；e(t)为预设置的噪声参数。

可选的，所述将所述反向噪音信号与耳机待播放的音频信号相融合的步骤包括：

将所述通话语音振动声波的最高点与反向噪音信号振动声波的最低点相结合，并延时至少半个振动周期的时间。

可选的，所述方法还包括：

若用户当前所处的运动状态为休息中，则仅仅获取耳机待播放的音频信号；

检测所述待播放的音频信号是否含有振动信号；

若有，则控制产生与所述振动信号之相位相反的反向噪音信号。

本发明提出了一种基于人体运动状态自调节耳机音频信号播放的方法，通过检测人体运动状态，当处于运动中时，则控制消除运动产生的噪音信号后，以及根据当前环境噪音信号的大小调节播放音频的音量。进一步的，本发明中，在耳机上设置有电声转换器，移动终端可以通过耳机播放音频信号，当移动终端从电声转换器接收到振动信号时，则说明用户装置到了耳机线，移动终端判断振动信号的强度是否足够大，如果足够大，则说明会影响用户收听，此时，可以对正在播放的音频信号进行处理，从而减少振动信号对用户的影响，因此提高了耳机播放音频的质量。

附图说明

图1为本发明提供的一种基于人体运动状态自调节耳机音频信号播放的方法的步骤流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种基于人体运动状态自调节耳机音频信号播放的方法，所述方法应用于具有耳机的移动终端，如图1所示，包括：

步骤S1、检测当前用户的运动数据，并根据所述运动数据判断用户当前所处的运动状态是处于运动中。

移动终端使用传感器获取当前用户的运动数据，比如:加速度值和移动位移值，上述数据均可以使用终端上安装的传感器获取，而根据传感器采集的运动数据可以判断出用户当前处于静止状态还是运动状态。

可以想到的是，当用户的位置发生变化或者当用户当前的加速度值在不停变化均可判定为用户处于运动状态。为了实现提高效率，本步骤中可以设置当运动数据超出一定阈值时，才判定出其运动产生的噪音可能对用户耳机的收听产生影响。

步骤S2、若用户当前所处的运动状态为运动中，获取耳机播放的音频信号和当前用户自身运动发出的噪音信号。

由于当用户处于静止状态，其自身产生的噪音对耳机播放音频的影响忽略，因此本步骤中仅仅计算当用户处于运动状态时，耳机播放音频的信号强度，并对音频信号中噪音的信号强度值进行计算。并且当用户自身运动时，其自身也会产生噪声，比如：衣服之间的摩擦声、人体因为运动产生的呼吸声等，则将耳机播放的音频信号中的噪音与人体自身产生的噪音相结合，得到当前耳朵接收到的噪音总值。

步骤S3、检测耳机待播放的音频信号中含有噪音信号的强度值与用户运动发出的噪音信号之和是否超出预设强度值。

判断上述步骤中采集到的噪音总值是否超出预设强度值，若超出，则判定当前的噪音已经对耳机中播放的音频信号造成一定的干扰，用户无法正常的收听到清晰的音频信号。所述预设强度值，则是在用户可以清晰的接听到耳机播放的音频信号的临界值，若超出，则无法正常收听，若低于该预设强度值，则可以勉强接受。

步骤S4、若超出，则控制产生与所述噪音信号之和强度相等相位相反的反向噪音信号。

由于当噪音总值超出预设强度值，则控制产生可以将所述噪音总值相抵消的反向噪音信号。所述反向噪音信号与所述噪音总值的强度相同，相位相反。

具体的，为了控制生成与噪音总值的强度相同相位相反的反向噪音信号，需要首先获取两个噪音信号合成后的总噪音信号，再根据合成得到的总噪音信号得到与之强度相同相位相反的反向噪音信号。

步骤S5、将所述反向噪音信号与耳机待播放的音频信号相融合，得到融合后的待播放音频。

为了实现将上述步骤中产生的反向噪音信号抵消影响耳机音频的总噪音信号，本步骤中，将反向噪音信号与耳机播放的音频信号相融合，则融合后的音频信号播放后，得到的音频信号中克服了噪音，可以得到很好的收听效果。

步骤S6、根据当前环境噪音值和预设环境噪音值与播放音量值之间的对应关系，调节所述修正音频信号的播放音量值，并将调节后的修正音频信号通过耳机播放。

将上述步骤中得到的待播放音频的音量值根据预先设置环境噪音值与播放音量值的对应关系进行调整后，进行播放。

具体的，所述检测耳机待播放的音频信号中含有噪音信号的强度值与用户运动发出的噪音信号之和是否超出预设强度值的步骤包括：

移动终端通过所述耳机播放音频信号时，判断耳机待播放的音频信号中含有的噪音信号与用户运动发出的噪音信号是否为所述耳机被撞击所产生的振动信号；

若是，则所述移动终端判断耳机待播放音频信号中含有的噪音信号与用户运动发出的噪音信号中含有的所述振动信号的强度是否大于预设强度值；

如若大于预设强度值，则判定噪音信号之和的强度超出预设强度值。

为了实现在处理音频信号时的处理效率，较佳的，选择对音频信号收听造成影响最大的振动信号，将振动信号的强度是否大于预设强度值判定为噪音值是否超出预设强度值的标准。

可选的，所述判断耳机音频信号中含有的噪音信号与用户运动发出的噪音信号是否为所述耳机被撞击所产生的振动信号的步骤包括：

通过设置在耳机的耳机线上，或设置在用户耳道接触的位置的振动传感器检测耳机是否被撞击。

可选的，所述判断耳机待播放的音频信号中含有的噪音信号与用户运动发出的噪音信号中含有的所述振动信号的强度是否大于预设强度值的步骤还包括：

移动终端计算振动信号的强度占原通话语音的强度的比例，然后按照该比例放大原通话语音。

可选的，所述控制产生与所述噪音的强度相等相位相反的反向噪音信号的步骤之前，还包括：

判断所述振动信号是否为频率均匀振动信号，若不是，则控制产生与所述噪音的强度相等相位相反的反向噪音信号，否则，返回检测当前用户所处的运动数据的步骤。

当振动信号为均匀振动信号时，则可以认为乐音，不会对用户收听耳机音频造成较大的影响，因此可以忽略，若非均匀振动信号，则对其进行消除处理。

较佳的，所述判断所述振动信号是否为频率均匀振动信号的步骤包括：

采集由音频信号、振动信号在用户耳道内产生的回声信号；

根据音频信号、振动信号以及回声信号计算脉冲响应；

判断在预设的时间段内，脉冲响应出现的次数；

如果次数大于预设次数，则计算每次脉冲响应之间的时间差；

若时间差为固定值，则判定所述噪音信号为均匀振动信号；

若时间差不为固定值，则判定所述噪音信号不是均匀振动信号。

具体的，所述预设的时间为：7-15秒，较佳的，选择为10秒。次数至少大于3次，较佳的次数为：3-7次。所述时间差为：1秒或2秒。

在上述步骤中，若时间差固定，比如固定为1秒，则说明振动信号与音频信号在相位上是匹配的，则进一步说明用户可能是在打拍子或是随音乐运动，此时无需放大音频信号，只需要继续播放即可；如果时间差不固定，例如第一次和第二次间隔3秒，第二次和第三次间隔0.5秒，则说明有噪声影响，此时可以在音频信号中加入与振动信号相位相反、强度相同的反向噪声信号，从而实现噪声消除。

进一步的，所述采集由耳机待播放的音频信号以及振动信号在用户耳道内产生的回声信号的步骤包括：

通过设置在耳机上电声转换器，或者通过设置在耳机位于用户耳道内的麦克风采集用户耳道内产生的回声信号。

在具体实施例中，可以利用以下公式所述根据通话语音、振动信号以及回声信号计算脉冲响应：

w(t)＝(r(t)-e(t))/(s(t)+z(t))；

其中，w(t)为脉冲响应，r(t)为回声信号，s(t)为通话语音，z(t)为振动信号，其中r(t)、s(t)、z(t)均由电声转换器或麦克风采集到；e(t)为预设置的噪声参数。

进一步的，所述将所述反向噪音信号与耳机待播放的音频信号相融合的步骤包括：

将所述通话语音振动声波的最高点与反向噪音信号振动声波的最低点相结合，并延时至少半个振动周期的时间。

由于当用户处于休息中时，为了防止外在的噪音信号对耳机中播放音频的影响，所述方法还包括：

若用户当前所处的运动状态为休息中，则仅仅获取耳机待播放的音频信号；

检测所述待播放的音频信号是否含有振动信号；

若有，则控制产生与所述振动信号之相位相反的反向噪音信号。

本发明提出了一种基于人体运动状态自调节耳机音频信号播放的方法，通过检测人体运动状态，当处于运动中时，则控制消除运动产生的噪音信号后，根据当前环境的耳机上设置有电声转换器，移动终端可以通过耳机播放音频信号，当移动终端从电声转换器接收到振动信号时，则说明用户装置到了耳机线，移动终端判断振动信号的强度是否足够大，如果足够大，则说明会影响用户收听，此时，可以对正在播放的音频信号进行处理，从而减少振动信号对用户的影响。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于人体运动状态自调节耳机音频信号播放的方法，所述方法应用于具有耳机的移动终端，其特征在于，包括：

检测当前用户所处的运动数据，并根据所述运动数据判断用户当前所处的运动状态是处于运动中；

若用户当前所处的运动状态为运动中，获取耳机播放的音频信号和当前用户自身运动发出的噪音信号；

检测耳机待播放的音频信号中含有噪音信号的强度值与用户运动发出的噪音信号的强度值之和是否超出预设强度值；

若超出，则控制产生与所述噪音信号之和强度相等相位相反的反向噪音信号；

将所述反向噪音信号与耳机待播放的音频信号相融合，得到融合后的修正音频信号；

根据当前环境噪音值和预设环境噪音值与播放音量值之间的对应关系，调节所述修正音频信号的播放音量值，并将调节后的修正音频信号通过耳机播放；

所述检测耳机待播放的音频信号中含有噪音信号的强度值与用户运动发出的噪音信号之和是否超出预设强度值的步骤包括：

移动终端通过所述耳机播放音频信号时，判断耳机待播放的音频信号中含有的噪音信号与用户运动发出的噪音信号是否为所述耳机被撞击所产生的振动信号；

若是，则所述移动终端判断耳机待播放音频信号中含有的噪音信号与用户运动发出的噪音信号中含有的所述振动信号的强度是否大于预设强度值；

如若大于预设强度值，则判定噪音信号之和的强度超出预设强度值；

所述判断耳机音频信号中含有的噪音信号与用户运动发出的噪音信号是否为所述耳机被撞击所产生的振动信号的步骤包括：

通过设置在耳机的耳机线上，或设置在用户耳道接触的位置的振动传感器检测耳机是否被撞击；

所述控制产生与所述噪音的强度相等相位相反的反向噪音信号的步骤之前，还包括：

判断所述振动信号是否为频率均匀振动信号，若不是，则控制产生与所述噪音的强度相等相位相反的反向噪音信号，否则，返回检测当前用户所处的运动数据的步骤；

所述判断所述振动信号是否为频率均匀振动信号的步骤包括：

采集由音频信号、振动信号在用户耳道内产生的回声信号；

根据音频信号、振动信号以及回声信号计算脉冲响应；

判断在预设的时间段内，脉冲响应出现的次数；

如果次数大于预设次数，则计算每次脉冲响应之间的时间差；

若时间差为固定值，则判定所述振动信号为均匀振动信号；

若时间差不为固定值，则判定所述振动信号不是均匀振动信号。

2.根据权利要求1所述的基于人体运动状态自调节耳机音频信号播放的方法，其特征在于，所述采集由耳机待播放的音频信号以及振动信号在用户耳道内产生的回声信号的步骤包括：

通过设置在耳机上电声转换器，或者通过设置在耳机位于用户耳道内的麦克风采集用户耳道内产生的回声信号。

3.根据权利要求2所述的基于人体运动状态自调节耳机音频信号播放的方法，其特征在于，利用以下公式所述根据通话语音、振动信号以及回声信号计算脉冲响应：

w(t)＝(r(t)-e(t))/(s(t)+z(t))；

其中，w(t)为脉冲响应，r(t)为回声信号，s(t)为通话语音，z(t)为振动信号，其中r(t)、s(t)、z(t)均由电声转换器或麦克风采集到；e(t)为预设置的噪声参数。

4.根据权利要求3所述的基于人体运动状态自调节耳机音频信号播放的方法，其特征在于，所述将所述反向噪音信号与耳机待播放的音频信号相融合的步骤包括：

将所述通话语音振动声波的最高点与反向噪音信号振动声波的最低点相结合，并延时至少半个振动周期的时间。

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