CN110876099B - 无线音频系统和用于使第一耳机和第二耳机同步的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“无线音频系统和用于使第一耳机和第二耳机同步的方法”。涉及一种无线音频系统和用于使第一耳机和第二耳机同步的方法。在各种实施方案中，该系统包括一组无线连接的耳塞，每个耳塞适合于放置在人耳道中。每个耳塞包括麦克风、异步采样率转换器、定时器和音频时钟。来自该组的一个耳塞还包括控制电路和同步器，以使由该麦克风捕获的声音信号的输入同步和/或使该声音信号的处理和输出同步。

Description

无线音频系统和用于使第一耳机和第二耳机同步的方法
技术领域
本发明涉及无线音频系统和用于使第一耳机(earpiece)和第二耳机同步的方法。
背景技术
存在各种音频和/或听力设备，其向用户提供来自电子设备(诸如手机)的音频，向用户提供增强的声音和语音(诸如医疗助听器)，并且/或者向用户提供主动噪声控制和/或噪声消除。这些音频和听力设备中的许多都是无线的，诸如无线“耳塞”。然而，在常规的无线耳塞中，每个耳机彼此分开且独立地操作以执行主动噪声控制和/或噪声消除。因此，它们不能有效地利用常规的语音增强方法和技术。
发明内容
本发明涉及无线音频系统和用于使第一耳机和第二耳机同步的方法。
由本发明解决的技术问题是常规无线音频系统具有彼此分开且独立地操作的两个耳机，并且因此不能有效地利用常规语音增强方法和技术来增强期望的频率。
在各种实施方案中，系统包括一组无线连接的耳塞，每个耳塞适合于放置在人耳道中。每个耳塞包括麦克风、异步采样率转换器、定时器和音频时钟。来自该组的一个耳塞还包括控制电路和同步器，以使由麦克风捕获的声音信号的输入同步并且/或者使声音信号的处理和输出同步。
根据一个方面，无线音频系统包括：第一耳塞，该第一耳塞经由无线通信系统连接到第二耳塞；其中：第一耳塞包括：第一麦克风，该第一麦克风被配置为生成第一声音数据；第一定时器；以及第一音频时钟，该第一音频时钟被配置为以预定频率操作；并且第一耳塞包括：第二麦克风，该第二麦克风被配置为生成第二声音数据；第二定时器；以及第二音频时钟，该第二音频时钟被配置为以预定频率操作；并且其中第一耳塞和第二耳塞中的一者包括：同步器电路，该同步器电路被配置为经由无线通信系统使第一定时器和第二定时器彼此同步；以及控制电路，该控制电路经由无线通信系统连接到第一音频时钟和第二音频时钟。
在上述无线音频系统的一个实施方案中，无线通信系统包括以下中的至少一者：蓝牙通信系统和近场磁感应通信系统。
在上述无线音频系统的一个实施方案中，第一耳塞还包括第一模数转换器(ADC)，该第一模数转换器电连接到第一麦克风并响应于：第一定时器；以及第一音频时钟；并且第二耳塞还包括第二模数转换器，该第二模数转换器电连接到第二麦克风并响应于：第二定时器；以及第二音频时钟。
在上述无线音频系统的一个实施方案中，第一耳塞还包括第一异步采样率转换器(ASRC)，该第一异步采样率转换器电连接到第一ADC的输出端子并电连接到控制电路；并且第二耳塞还包括第二异步采样率转换器(ASRC)，该第二异步采样率转换器电连接到第二ADC的输出端子并无线连接到控制电路。
在上述无线音频系统的一个实施方案中，控制电路被配置为：比较来自第二ASRC的样本的实际数量与来自第二ASRC的样本的预期数量；并且根据比较调整第一ASRC、第二ASRC、第一音频时钟和第二音频时钟中的至少一者。
在上述无线音频系统的一个实施方案中，第一耳塞还包括第一输入缓冲器，该第一输入缓冲器电连接到第一麦克风并电连接到控制电路；并且第二耳塞还包括第二输入缓冲器，该第二输入缓冲器电连接到第二麦克风并无线连接到控制电路。
在上述无线音频系统的一个实施方案中，同步器电路被配置为：确定从同步器电路到第二定时器的无线行进时间；并且根据无线行进时间使第一定时器与第二定时器同步。
根据另一个方面，用于使第一耳机和第二耳机同步的方法包括：经由无线通信系统连接第一耳机和第二耳机；其中：第一耳机包括：第一麦克风；第一定时器；第一异步采样率转换器(ASRC)；以及第一音频时钟，该第一音频时钟被配置为以预定频率操作；第二耳机包括：第二麦克风；第二定时器；第二ASRC；以及第二音频时钟，该第二音频时钟被配置为以预定频率操作；经由无线通信系统使来自第一麦克风的第一输入声音数据与来自第二麦克风的第二输入声音数据同步；以及经由无线通信系统选择性地控制第一耳机和第二耳机的操作。
在上述方法的一个操作中，使第一输入声音数据与第二输入声音数据同步包括：确定从同步器电路到第二定时器的无线行进时间；以及根据无线行进时间使第一定时器与第二定时器同步。
在上述方法的一个操作中，选择性地控制第一耳机和第二耳机的操作包括：比较来自第二ASRC的样本的实际数量与来自第二ASRC的样本的预期数量；以及根据比较调整第一ASRC、第二ASRC、第一音频时钟和第二音频时钟中的至少一者。
由本发明实现的技术效果是提供无线音频系统，其包括彼此同步的两个耳机，并且因此可以利用常规的语音增强方法和技术来增强声音数据中的特定频率和/或衰减其它频率。
附图说明
当结合以下示例性附图考虑时，可参照具体实施方式更全面地了解本技术。在以下附图中，通篇以类似附图标记指代各附图中的类似元件和步骤。
图1是根据本技术的示例性实施方案的无线音频系统的框图；
图2是根据本技术示例性实施方案的用于操作无线音频系统的流程图；
图3代表性地示出了根据本技术的示例性实施方案的无线音频系统中的一组听力设备之间的通信；
图4是根据本技术的示例性实施方案的利用第一无线数据交换系统的无线音频系统的框图；
图5是根据本技术的示例性实施方案的利用第二无线数据交换系统的无线音频系统的框图；并且
图6是根据本技术的示例性实施方案的包括语音增强功能的无线音频系统的框图。
具体实施方式
本技术可在功能块部件和各种加工步骤方面进行描述。此类功能块可以由任何数量的部件实现，这些部件被配置为执行指定功能并实现各种结果。例如，本技术可以采用各种时钟、定时器、缓冲器、模数转换器、麦克风、异步采样率转换器，它们可以执行各种功能。此外，本技术可以结合任何数量的音频系统(诸如医疗助听器、音频耳机(即，耳塞)等)来实施，并且所述的这些系统仅为该技术的示例性应用。此外，本技术可以采用任何数量的常规技术来交换数据(无线或电子)，提供语音增强，衰减期望的频率等。
根据本技术的各个方面的用于无线音频的方法和系统可以结合任何合适的电子系统和/或设备一起操作，诸如“智能设备”、可穿戴设备、消费电子器件、便携式设备、音频播放器等。
参考图1，音频系统100可以包括适合于检测声音信号、产生声音信号并且/或者衰减声音信号的各种部件。例如，音频系统100可以包括各种麦克风、扬声器和处理电路，它们一起操作以消除噪声、增强期望的语音或声音、并且/或者产生预先录制的声音。在示例性实施方案中，音频系统100被配置为由人(用户)佩戴并定位在人耳道中或附近。示例性音频系统100可以包括一组耳机，诸如左耳机145(1)(左耳塞)和右耳机145(2)(右耳塞)。
音频系统100可以进一步被配置用于由用户选择性地操作音频系统110。例如，音频系统100可以具有手动控制(未示出)，其允许用户将音频系统100的操作设置为期望的模式。例如，音频系统100可以包括收听模式、环境模式和噪声消除模式。收听模式可以适合于与站在用户前方的人通信。在收听模式中，除了人的语音之外的所有其它声音都被衰减。环境模式可以适合于提供安全性并可以衰减人类语音，但放大和/或传递其它环境声音，诸如汽车噪声、火车噪声等。噪声消除模式可以适合于放松并可以衰减所有噪声。可以在音频系统100产生预先录制的声音的同时激活噪声消除模式。
音频系统100可以包括用于手动控制或以其它方式设置期望操作模式的任何合适设备。例如，耳机145和/或通信耦接的电子设备(诸如手机)可以包括开关、拨号盘、按钮等，以允许用户手动控制操作模式。
根据各种实施方案，音频系统100还可以采用用于发射/接收数据的任何合适方法或技术，诸如通过无线通信系统。例如，音频系统100可以采用主设备与从设备之间的无线通信，诸如“蓝牙”通信系统，或者通过近场磁感应通信系统。
每个耳机145向用户提供各种音频。该组耳机145(1)、145(2)彼此结合操作，并且可以被配置为彼此同步以向用户提供同步音频。该组耳机145(1)、145(2)可以进一步被配置为处理声音，诸如提供语音增强和衰减期望的频率。根据各种实施方案，该组耳机145(1)、145(2)被配置为检测声音并传输声音。
根据各种实施方案，每个耳机145被成形为配合在人耳道中或附近。例如，耳机145的一部分可以阻挡耳道，或者耳机145可以被成形为配合在外耳上。根据示例性实施方案，左耳机145(1)和右耳机145(2)经由无线连接彼此通信。根据各种实施方案，左耳机145(1)和右耳机145(2)还可以经由无线连接与诸如手机之类的电子设备通信。
每个耳机145可以包括麦克风105以检测用户环境中的声音。例如，左耳机145(1)包括第一麦克风105(1)，并且右耳机145(2)包括第二麦克风105(2)。麦克风105可以定位在耳机145的背离耳道的区域上以检测用户前方和/或周围的声音。麦克风105可以包括适合于检测声音频率范围并响应于所检测的声音而生成模拟声音信号的任何设备和/或电路。
每个耳机145还可以包括模数转换器(ADC)110以将模拟信号转换为数字信号。例如，左耳机145(1)包括第一ADC 110(1)且右耳机145(2)包括第二ADC 110(2)。ADC 110可以连接到麦克风105并被配置为从麦克风105接收模拟声音信号。例如，第一ADC 110(1)连接到第一麦克风105(1)并从该第一麦克风接收声音信号，并且第二ADC 110(2)连接到第二麦克风105(2)并从该第二麦克风接收声音信号。ADC 110处理来自麦克风105的模拟声音信号并将模拟声音信号转换为数字声音信号。ADC 110可以包括适合于将模拟信号转换为数字信号的任何设备和/或电路，并且可以包括任何合适的ADC架构。
每个耳机145可以包括异步采样率转换器(ASRC)115以改变信号的采样率以便获得基础信号的新表示。例如，左耳机145(1)包括第一ASRC115(1)且右耳机145(2)包括第二ASRC 115(2)。ASRC 115可以连接到ADC110的输出端子并被配置为接收数字声音信号。例如，第一ASRC 115(1)连接到第一ADC 110(1)并从其接收数字声音信号，并且第二ASRC 115(2)连接到第二ADC 110(2)并从其接收数字声音信号。ASRC 115可以包括适合于根据异步时变速率对数据进行采样和/或转换的任何设备和/或电路。根据示例性实施方案，每个ASRC 115电连接到相应的ADC 110。然而，替代性实施方案可以采用无线连接。
每个耳机145还可以包括输入缓冲器120以接收和保持输入数据。例如，左耳机145(1)包括第一输入缓冲器120(1)且右耳机145(2)包括第二输入缓冲器120(2)。输入缓冲器120可以连接到ASRC 115的输出端子。例如，第一输入缓冲器120(1)连接到第一ASRC 115(1)并接收和存储来自其的输出，并且第二输入缓冲器120(2)连接到第二ASRC 115(2)并接收和存储来自其的输出。输入缓冲器120可以包括适合于临时存储数据的任何存储器设备和/或电路。
根据示例性实施方案，每个输入缓冲器120电连接到相应的ASRC115。然而，替代性实施方案可以采用无线连接。
每个耳机145还可以包括音频时钟130以生成时钟信号。在各种实施方案中，ADC110根据时钟信号接收和操作。例如，左耳机145(1)包括被配置为将第一时钟信号传输到第一ADC 110(1)的第一音频时钟130(1)，并且右耳机145(2)包括被配置为将第二时钟信号传输到第二ADC 110(2)的第二音频时钟130(2)。音频时钟130可以包括任何合适的时钟发生器电路。
根据示例性实施方案，第一音频时钟130(1)和第二音频时钟130(2)可以被配置为以预定频率(例如16kHz)操作。虽然每个音频时钟130被配置为以相同的预定频率操作，但第一音频时钟130(1)与第二音频时钟130(2)之间的变化可能在频率上产生某种微小的差异并且/或者使两个时钟130(1)、130(2)彼此异相。第一音频时钟130(1)与第二音频时钟130(2)之间的变化可能是由于制造差异、部件的变化等。
根据示例性实施方案，每个音频时钟130电连接到相应的ADC 110。然而，替代性实施方案可以采用无线连接。
每个耳机145还可以包括定时器140以提供时间延迟，作为振荡器操作，并且/或者作为触发器元件操作。在各种实施方案中，ADC 110根据定时器140并结合音频时钟130接收和操作。例如，左耳机145(1)包括被配置为将第一定时器信号传输到第一ADC 110(1)的第一定时器140(1)，并且右耳机145(2)包括被配置为将第二定时器信号传输到第二ADC 110(2)的第二定时器140(2)。
根据示例性实施方案，每个定时器140电连接到相应的ADC 110。然而，替代性实施方案可以采用无线连接。
音频系统100还可以包括控制电路125，其被配置为生成各种控制信号并将各种控制信号传输到ASRC 115和音频时钟130。例如，控制电路125可以通信地耦接到第一ASRC115(1)和第二ASRC 115(2)，并且被配置为基本上同时生成ASRC控制信号并将其传输到每个ASRC。控制电路125可以在左耳机145(1)或右耳机145(2)中实现。根据示例性实施方案，控制电路125在左耳机145(1)中实现，并且因此由于信号必须行进的稍长距离，与第二ASRC115(2)相比，ASRC控制信号可以稍早(例如，1毫秒)地到达第一ASRC 115(1)。
类似地，控制电路125可以被配置为生成时钟控制信号并将其传输到音频时钟130。例如，控制电路125可以通信地耦接到第一音频时钟130(1)和第二音频时钟130(2)，并且被配置为基本上同时向每个时钟传输时钟控制信号。
根据控制电路125在左耳机145(1)中实现的示例性实施方案，控制电路125电连接到第一输入缓冲器120(1)、第一ASRC 115(1)和第一音频时钟130(1)。另外，控制电路125无线连接到第二输入缓冲器120(2)、第二ASRC 115(2)和第二音频时钟130(2)。
然而，在替代性实施方案中，控制电路125可以在右耳机145(2)中实现并电连接到第二输入缓冲器120(2)、第二ASRC 115(2)和第二音频时钟130(2)。在本实施方案中，控制电路125无线连接到第一输入缓冲器120(1)、第一ASRC 115(1)和第一音频时钟130(1)。
音频系统100还可以包括同步器电路135，其被配置为使用于操作第一ADC 110(1)和第二ADC 110(2)的开始时间同步。例如，同步器电路135可以基本上同时生成定时器信号并将定时器信号传输到第一定时器140(1)和第二定时器140(2)中的每一者。同步器电路135可以在左耳机145(1)或右耳机145(2)中实现。根据示例性实施方案，同步器电路135在左耳机145(1)中实现，并且因此由于信号必须行进的稍长距离，与第二定时器140(2)相比，定时器信号可以稍早(例如，1毫秒)地到达第一定时器140(1)。
根据同步器电路135在左耳机145(1)中实现的示例性实施方案，同步器电路135电连接到第一定时器140(1)并无线连接到第二定时器140(2)。然而，在替代性实施方案中，同步器电路135可以在右耳机145(2)中实现并电连接到第二定时器140(2)并无线连接到第一定时器140(1)。
根据各种实施方案，控制电路125和同步器电路135彼此结合操作以使用于操作第一ADC 110(1)和第二ADC 110(2)的操作开始时间同步，这继而使第一ASRC 115(1)和第二ASRC 115(2)以及第一输入缓冲器120(1)和第二输入缓冲器120(2)的操作同步。因此，左耳机145(1)和右耳机145(2)彼此同步并同时生成输出信号，诸如左声道信号和右声道信号。
参考图4和图5，根据各种实施方案，左耳机145(1)和右耳机145(2)使用无线通信系统来彼此通信。例如，并参考图4，音频系统100可以使用蓝牙无线通信系统来操作。在本实施方案中，音频系统100还可以包括第二组输入缓冲器，诸如第三输入缓冲器405(1)和第四输入缓冲器405(2)，其中第三输入缓冲器405(1)可以无线连接到第二输入缓冲器120(2)并被配置为从第二输入缓冲器120(2)接收数据。类似地，第四输入缓冲器405(2)可以无线连接到第一输入缓冲器120(1)并被配置为从第一输入缓冲器120(1)接收数据。
根据替代性通信方法，并参考图5，左耳机145(1)和右耳机145(2)使用近场磁感应(NFMI)通信系统来彼此通信。根据本实施方案，音频系统100还可以包括NFMI发射器500和NFMI接收器505。例如，左耳机145(1)可以包括连接到第一麦克风105(1)的第一NFMI发射器500(1)和第一NFMI接收器505(1)。右耳机145(2)可以包括连接到第二麦克风105(2)的第二NFMI发射器500(2)和第二NFMI接收器505(2)。第一NFMI发射器500(1)可以被配置为将数据传输到第二NFMI接收器505(2)，并且第二NFMI发射器500(2)可以被配置为将数据传输到第一NFMI接收器505(1)。每个NFMI接收器505可以连接到ADC 510。例如，第一NFMI接收器505(1)可以连接到第三ADC 510(1)，并且第二NFMI接收器505(2)可以连接到第四ADC510(2)。
根据各种实施方案，音频系统100还可以包括信号处理器400，其被配置为处理声音数据并生成输出信号，诸如左声道信号和右声道信号，并且将输出信号传输到相应的扬声器410。例如，左耳机145(1)还可以包括第一扬声器410(1)以接收左声道信号，并且右耳机145(2)还可以包括第二扬声器410(2)以接收右声道信号。
在一个实施方案中，并参考图4，第一信号处理器400(1)连接到第一输入缓冲器120(1)和第三输入缓冲器405(1)，并且第二信号处理器400(2)连接到第二输入缓冲器120(2)和第四输入缓冲器405(2)。第一信号处理器400(1)可以根据来自第一输入缓冲器120(1)和第三输入缓冲器405(1)的数据生成左声道信号，并且第二信号处理器400(2)可以根据来自第二输入缓冲器120(2)和第四输入缓冲器405(2)的数据生成右声道信号。
在替代性实施方案中，并参考图5，第一信号处理器400(1)连接到第一ADC 110(1)和第三ADC 510(1)，并且第二信号处理器400(2)连接到第二ADC 110(2)和第四ADC 510(2)。第一信号处理器400(1)可以根据来自第一ADC 110(1)和第三ADC 510(1)的数据生成左声道信号，并且第二信号处理器400(2)可以根据来自第二ADC 110(2)和第四ADC 510(2)的数据生成右声道信号。
根据各种实施方案，信号处理器400可以被配置为根据期望的操作模式(诸如收听模式、环境模式和噪声消除模式)处理声音数据。例如，信号处理器400可以被配置为执行多种数据处理方法以适应每种操作模式，因为每种操作模式可能需要不同的信号处理方法。
音频系统100可以被配置为区分声源的位置。例如，音频系统100可以能够确定声音是否来自直接位于用户前方的源(即，声源定位在与第一麦克风105(1)和第二麦克风105(2)相距基本相同距离的位置处)。根据本实施方案，音频系统100使用来自第一麦克风105(1)和第二麦克风105(2)的相位信息和/或信号功率来确定声源的位置。例如，音频系统100可以被配置为比较来自第一麦克风105(1)和第二麦克风105(2)的相位信息。通常，当声音来自中心位置时，来自第一麦克风105(1)和第二麦克风105(2)的音频信号的相位和功率基本相同。然而，当声音来自某个其它方向时，音频信号的相位和功率将不同。这种信号处理方法可以称为“中心声道聚焦”且可以在收听模式期间使用。
根据示例性实施方案，并参考图6，可以通过在第一信号处理器400(1)与第二信号处理器400(2)之间交换数据并以特定方式处理数据来实现中心声道聚焦方法。例如，每个信号处理器400可以包括：第一快速傅立叶变换(FFT)电路600和第二快速傅里叶变换电路601，其各自被配置为执行快速傅立叶变换算法；相位检测器电路615，该相位检测器电路被配置为比较两个相位；衰减器605，该衰减器被配置为根据相位检测器电路615的输出衰减一个或多个期望的频率和/或提供增益控制；以及快速傅立叶逆变换电路610，该快速傅立叶逆变换电路被配置为执行快速傅立叶逆变换算法以将声音数据转换成时域信号。
根据示例性实施方案，并参考左耳机145(1)，第一FFT电路600变换经由第二输入缓冲器120(2)和第三输入缓冲器405(1)来自右耳机145(2)的信号，并且第二FFT电路601变换经由第一输入缓冲器120(1)的左耳机145(1)的信号。第一FFT电路600和第二FFT电路601各自输出已变换信号并将已变换信号传输到相位检测器电路615。每个相位检测器电路615接收和分析经由第一FFT电路600和第二FFT电路601来自第一麦克风105(1)和第二麦克风105(2)的数据。每个相位检测器405比较来自每个麦克风105(1)、105(2)的数据的相位，确定哪些频率仓包含来自中心位置的声音，并且衰减包含来自非中心位置(中心位置之外的位置)的声音的频率仓。
中心声道聚焦方法可以结合任何合适的无线通信系统来实现。例如，中心声道聚焦方法可以结合蓝牙无线通信系统和NFMI无线通信系统来实现。
根据各种和/或替代性实施方案，信号处理器400可以进一步被配置为执行语音增强和/或衰减的其它方法。例如，音频系统100和/或信号处理器400可以包括各种电路并执行各种信号处理方法以在噪声消除模式和环境模式期间衰减声音。
在操作中，并参考图1-图3，音频系统100可以首先使用于将来自第一ADC 110(1)和第二ADC 110(2)的数据分别输入到第一ASRC 115(1)和第二ASRC 115(2)的开始时间同步(200)。例如，并参考图3，同步器电路135可以被配置为测量将查询信号发送到定时器140并接收确认信号所花费的时间量。在本实施方案中，同步器电路135作为主设备操作，并且第二定时器140(2)作为从设备操作。同步器电路135将第一查询信号Enq1传输到第二定时器140(2)，并且从第二定时器140(2)接收回第一确认信号Ack1。然后，同步器电路135将第二查询信号Enq2传输到第二定时器140(2)并接收回第二确认信号Ack2。同步器电路135可以n次执行该序列以确定平均行进时间Ttimer。从主设备到从设备的平均行进时间Ttimer描述如下：
Figure BDA0002153187010000111
然后，同步器电路135可以将第一定时器140(1)设置为等于平均行进时间Ttimer的两倍的值(即，timer_1＝2*Ttimer)，并且将第二定时器140(2)设置为等于平均行进时间Ttimer的值(即，timer_2＝Ttimer)。然后，同步器电路135从第二定时器140(2)接收确认信号Ack并确定第二行进时间T2。第二行进时间T2是从“发送定时器2的值”信号的释放到接收到确认信号Ack的时间的时间。可能期望第二行进时间T2等于第一定时器140(1)的值(即，T2＝2*Ttimer)。如果第二行进时间T2等于定时器1值加上/减去预定公差值Δ，则定时被同步，并且第一定时器140(1)和第二定时器140(2)分别激活第一ADC 110(1)和第二ADC 110(2)的操作。如果第二行进时间T2大于定时器1值加上预定公差值(T2>timer_1+Δ)，或者如果第二行进时间T2小于定时器1值减去预定公差值(T2<timer_1-Δ)，则同步器电路135通过发送新的“发送定时器2的值”信号并等待新的确认信号而获取新的第二行进时间来重新检查第二行进时间T2值。如果同步器电路135重新检查第二行进时间T2且新的第二行进时间在预定数量的周期内仍然不在预定公差内，则同步器电路135重新开始，并根据上述相同的过程为第一定时器140(1)和第二定时器140(2)生成新的行进时间值和新值(例如，timer_1、timer_2)。
再次参考图2，音频系统100然后可以控制第一音频时钟130(1)与第二音频时钟130(2)之间的差异。例如，音频系统100可以结合第一输入缓冲器120(1)和第二输入缓冲器120(2)利用控制电路125，以确定由每个ASRC115处理并传输到相应输入缓冲器120的样本的实际数量是否匹配样本的预期数量。样本的预期数量描述如下：
Figure BDA0002153187010000121
在以上等式中，d1_cnt1是在时间N＝1时来自第一输入缓冲器120(1)的数据样本的数量，d2_cnt1是在时间N＝1时来自第二输入缓冲器120(2)的数据样本的数量，并且d1_cnt2是在时间N＝2时来自第一输入缓冲器120(1)的数据样本的数量。如果音频系统100是同步的，则以上等式成立。然而，如果d2_cnt1不等于表达式(d1_cnt1+d1_cnt2)/2，则音频系统100可以调整第一ASRC 115(1)或第二ASRC 115(2)的转换比率。可替代地，音频系统100可以调整第一音频时钟130(1)或第二音频时钟130(2)的频率。
例如，如果d2_cnt1大于表达式(d1_cnt1+d1_cnt2)/2，则控制电路125可以增加第一ASRC 115(1)的转换比率或者减少第二ASRC 115(2)的转换比率。可替代地，控制电路125可以增加第一音频时钟130(1)的频率或者减少第二音频时钟130(2)的频率。
如果d2_cnt1小于表达式(d1_cnt1+d1_cnt2)/2，则控制电路125可以减少第一ASRC 115(1)的转换比率或者增加第二ASRC 115(2)的转换比率。可替代地，控制电路125可以减少第一音频时钟130(1)的频率或者增加第二音频时钟130(2)的频率。
然后，音频系统100可以执行各种语音增强过程(诸如上述中心声道聚焦处理)，或者基于用户期望的操作模式(诸如噪声消除模式或环境模式)来提供其它噪声消除或噪声衰减过程。音频系统100可以被配置为在用户改变操作模式时连续控制ASRC 115和/或音频时钟130并更新信号处理方法。
在上述描述中，已结合具体示例性实施方案描述了所述技术。所示和所述特定具体实施方式用于展示所述技术及其最佳模式，而不旨在以任何方式另外限制本技术的范围。实际上，为简洁起见，方法和系统的常规制造、连接、制备和其它功能方面可能未详细描述。此外，多张图中示出的连接线旨在表示各种元件之间的示例性功能关系和/或步骤。在实际系统中可能存在多个替代的或另外的功能关系或物理连接。
已结合具体示例性实施方案描述了所述技术。然而，可在不脱离本技术的范围的情况下作出各种修改和变化。以示例性而非限制性方式考虑说明和附图，并且所有此类修改旨在包括在本技术的范围内。因此，应通过所述的一般实施方案及其在法律意义上的等同形式，而不是仅通过上述具体示例确定所述技术的范围。例如，除非另外明确说明，否则可以任何顺序执行任何方法或工艺实施方案中列举的步骤，并且不限于具体示例中提供的明确顺序。另外，任何装置实施方案中列举的部件和/或元件可以多种排列组装或者以其它方式进行操作配置，以产生与本技术基本上相同的结果，因此不限于具体示例中阐述的具体配置。
上文已经针对具体实施方案描述了有益效果、其它优点和问题解决方案。然而，任何有益效果、优点、问题解决方案或者可使任何具体有益效果、优点或解决方案出现或变得更明显的任何要素都不应被解释为关键、所需或必要特征或组成部分。
术语“包含”、“包括”或其任何变型形式旨在提及非排它性的包括，使得包括一系列要素的过程、方法、制品、组合物或装置不仅仅包括这些列举的要素，而且还可包括未明确列出的或此类过程、方法、制品、组合物或装置固有的其它要素。除了未具体引用的那些，本技术的实施所用的上述结构、布置、应用、比例、元件、材料或部件的其它组合和/或修改可在不脱离其一般原理的情况下变化或以其它方式特别适于具体环境、制造规范、设计参数或其它操作要求。
上文已结合示例性实施方案描述了本技术。然而，可在不脱离本技术的范围的情况下对示例性实施方案作出改变和修改。这些和其它改变或修改旨在包括在本技术的范围内，如以下权利要求书所述。
根据一个方面，无线音频系统包括：第一耳塞，该第一耳塞经由无线通信系统连接到第二耳塞；其中：第一耳塞包括：第一麦克风，该第一麦克风被配置为生成第一声音数据；第一定时器；以及第一音频时钟，该第一音频时钟被配置为以预定频率操作；并且第一耳塞包括：第二麦克风，该第二麦克风被配置为生成第二声音数据；第二定时器；以及第二音频时钟，该第二音频时钟被配置为以预定频率操作；并且其中第一耳塞和第二耳塞中的一者包括：同步器电路，该同步器电路被配置为经由无线通信系统使第一定时器和第二定时器彼此同步；以及控制电路，该控制电路经由无线通信系统连接到第一音频时钟和第二音频时钟。
在一个实施方案中，无线通信系统包括以下中的至少一者：蓝牙通信系统和近场磁感应通信系统。
在一个实施方案中，第一耳塞还包括第一模数转换器(ADC)，该第一模数转换器电连接到第一麦克风并响应于：第一定时器；以及第一音频时钟；并且第二耳塞还包括第二模数转换器，该第二模数转换器电连接到第二麦克风并响应于：第二定时器；以及第二音频时钟。
在一个实施方案中，第一耳塞还包括第一异步采样率转换器(ASRC)，该第一异步采样率转换器电连接到第一ADC的输出端子并电连接到控制电路；并且第二耳塞还包括第二异步采样率转换器(ASRC)，该第二异步采样率转换器电连接到第二ADC的输出端子并无线连接到控制电路。
在一个实施方案中，第一耳塞还包括第一输入缓冲器，该第一输入缓冲器电连接到第一麦克风并电连接到控制电路；并且第二耳塞还包括第二输入缓冲器，该第二输入缓冲器电连接到第二麦克风并无线连接到控制电路。
在一个实施方案中，控制电路被配置为：比较来自第二ASRC的样本的实际数量与来自第二ASRC的样本的预期数量；并且根据比较调整第一ASRC、第二ASRC、第一音频时钟和第二音频时钟中的至少一者。
在一个实施方案中，无线音频系统还包括信号处理器，该信号处理器位于第一耳塞和第二耳塞中的一者中，并且被配置为使用中心声道聚焦处理方法来执行语音增强。
在一个实施方案中，同步器电路被配置为：确定从同步器电路到第二定时器的无线行进时间；并且根据无线行进时间使第一定时器与第二定时器同步。
根据另一个方面，用于使第一耳机和第二耳机同步的方法包括：经由无线通信系统连接第一耳机和第二耳机；其中：第一耳机包括：第一麦克风；第一定时器；第一异步采样率转换器(ASRC)；以及第一音频时钟，该第一音频时钟被配置为以预定频率操作；第二耳机包括：第二麦克风；第二定时器；第二ASRC；以及第二音频时钟，该第二音频时钟被配置为以预定频率操作；经由无线通信系统使来自第一麦克风的第一输入声音数据与来自第二麦克风的第二输入声音数据同步；以及经由无线通信系统选择性地控制第一耳机和第二耳机的操作。
在一个操作中，使第一输入声音数据与第二输入声音数据同步包括：确定从同步器电路到第二定时器的无线行进时间；以及根据无线行进时间使第一定时器与第二定时器同步。
在一个操作中，选择性地控制第一耳机和第二耳机的操作包括：比较来自第二ASRC的样本的实际数量与来自第二ASRC的样本的预期数量；以及根据比较调整第一ASRC、第二ASRC、第一音频时钟和第二音频时钟中的至少一者。
在一个操作中，该方法还包括根据所选择的操作模式处理第一声音数据和第二声音数据，其中操作模式包括：噪声消除模式、环境模式和收听模式。
根据又一个方面，音频系统包括：第一耳机，该第一耳机包括：第一麦克风；第一模数转换器(ADC)，该第一模数转换器被配置为从第一麦克风接收第一声音数据；其中第一模数转换器被配置为根据第一音频时钟和第一定时器进行操作；第一异步采样率转换器(ASRC)，该第一异步采样率转换器连接到第一ADC的输出端子；第一输入缓冲器，该第一输入缓冲器连接到第一ASRC的输出端子；控制电路，该控制电路可通信地连接到：第一输入缓冲器；第一ASRC；以及第一音频时钟；同步器电路，该同步器电路可通信地连接到第一定时器；以及第二耳机，该第二耳机可通信地连接到第一耳机并包括：第二麦克风；第二ADC，该第二ADC被配置为从第二麦克风接收第二声音数据；其中第二模数转换器被配置为根据第二音频时钟和第二定时器进行操作；第二ASRC，该第二ASRC连接到第二ADC的输出端子；以及第二输入缓冲器，该第二输入缓冲器连接到第二ASRC的输出端子；其中：第二定时器可通信地连接到同步器电路；并且第二音频时钟可通信地连接到控制电路。
在一个实施方案中，第一ADC电连接到第一定时器；并且第二ADC经由无线连接来连接到第二定时器。
在一个实施方案中，第一输入缓冲器电连接到第一麦克风并电连接到控制电路；并且第二输入缓冲器电连接到第二麦克风并无线连接到控制电路。
在一个实施方案中，第一耳机和第二耳机经由以下之一无线连接：蓝牙无线通信系统和近场磁感应通信系统。
在一个实施方案中，音频系统被配置为按照以下模式操作：环境模式，其衰减第一声音数据和第二声音数据的第一频率部分；收听模式，其增强第一声音数据和第二声音数据的第二频率部分，该第二频率部分由在第一麦克风和第二麦克风的中心位置处的源产生；以及噪声消除模式，其衰减第一声音数据和第二声音数据的所有频率。
在一个实施方案中，控制电路被配置为：比较来自第二ASRC的样本的实际数量与来自第二ASRC的样本的预期数量；并且根据比较调整第一ASRC、第二ASRC、第一音频时钟和第二音频时钟中的至少一者。
在一个实施方案中，同步器电路被配置为：确定从同步器电路到第二定时器的无线行进时间；并且根据无线行进时间使第一定时器与第二定时器同步。
在一个实施方案中，音频系统还包括信号处理器，该信号处理器位于第一耳机和第二耳机中的一者中，并且被配置为：接收第一声音数据和第二声音数据；并且使用中心声道聚焦处理方法对第一声音数据和第二声音数据执行语音增强。

Claims (10)

1.一种无线音频系统，其特征在于，包括：
第一耳塞，所述第一耳塞经由无线通信系统连接到第二耳塞；
其中：
所述第一耳塞包括：
第一麦克风，所述第一麦克风被配置为生成第一声音数据；
第一定时器，被配置用于提供时间延迟；和
第一音频时钟，所述第一音频时钟被配置为以预定频率操作，
其中所述第一耳塞还包括第一模数转换器(ADC)，
所述第一模数转换器电连接到所述第一麦克风以接收所述第一声音数据，并响应于所述第一定时器和所述第一音频时钟，以及
其中所述第一定时器和所述第一音频时钟用于所述第一模数转换器的对所述第一声音数据的处理；并且
所述第二耳塞包括：
第二麦克风，所述第二麦克风被配置为生成第二声音数据；
第二定时器，被配置用于提供时间延迟；和
第二音频时钟，所述第二音频时钟被配置为以所述预定频率操作，
其中所述第二耳塞还包括第二模数转换器，所述第二模数转换器电连接到所述第二麦克风以接收所述第二声音数据，并响应于所述第二定时器和所述第二音频时钟，以及
其中所述第二定时器和所述第二音频时钟用于所述第二ADC的对所述第二声音数据的处理；并且
其中所述第一耳塞和所述第二耳塞中的一者包括：
同步器电路，所述同步器电路被配置为经由所述无线通信系统使所述第一定时器和所述第二定时器彼此同步；和
控制电路，所述控制电路经由所述无线通信系统连接到所述第一音频时钟和所述第二音频时钟。
2.根据权利要求1所述的无线音频系统，其特征在于，所述无线通信系统包括以下中的至少一者：蓝牙通信系统和近场磁感应通信系统。
3.根据权利要求1所述的无线音频系统，其特征在于，所述无线音频系统用于对于到所述第一麦克风和所述第二麦克风的输入提供语音增强或期望频率的衰减。
4.根据权利要求1所述的无线音频系统，其特征在于：
所述第一耳塞还包括第一异步采样率转换器(ASRC)，所述第一异步采样率转换器电连接到所述第一ADC的输出端子并电连接到所述控制电路；并且
所述第二耳塞还包括第二异步采样率转换器(ASRC)，所述第二异步采样率转换器电连接到所述第二ADC的输出端子并无线连接到所述控制电路。
5.根据权利要求4所述的无线音频系统，其特征在于，所述控制电路被配置为：
比较来自所述第二ASRC的样本的实际数量与来自所述第二ASRC的样本的预期数量；以及
根据所述比较来调整所述第一ASRC、所述第二ASRC、所述第一音频时钟和所述第二音频时钟中的至少一者。
6.根据权利要求1所述的无线音频系统，其特征在于：
所述第一耳塞还包括第一输入缓冲器，所述第一输入缓冲器电连接到所述第一麦克风并电连接到所述控制电路；并且
所述第二耳塞还包括第二输入缓冲器，所述第二输入缓冲器电连接到所述第二麦克风并无线连接到所述控制电路。
7.根据权利要求1所述的无线音频系统，其特征在于，所述同步器电路被配置为：
确定从所述同步器电路到所述第二定时器的无线行进时间；以及
根据所述无线行进时间使所述第一定时器与所述第二定时器同步。
8.一种用于使第一耳机和第二耳机同步的方法，其特征在于，包括：
经由无线通信系统连接所述第一耳机和所述第二耳机；其中：
所述第一耳机包括：
第一麦克风；
第一定时器，被配置用于提供时间延迟；
第一异步采样率转换器(ASRC)；
第一音频时钟，所述第一音频时钟被配置为以预定频率操作；和
第一模数转换器(ADC)，电连接到所述第一麦克风并响应于所述第一定时器和所述第一音频时钟，
其中所述第一定时器和所述第一音频时钟用于所述第一模数转换器的对来自所述第一麦克风的第一输入声音数据的处理；
所述第二耳机包括：
第二麦克风；
第二定时器，被配置用于提供时间延迟；
第二ASRC；
第二音频时钟，所述第二音频时钟被配置为以所述预定频率操作；和，
第二模数转换器，电连接到所述第二麦克风并响应于所述第二定时器和所述第二音频时钟，
其中所述第二定时器和所述第二音频时钟用于所述第二ADC的对来自所述第二麦克风的第二输入声音数据的处理；
经由所述无线通信系统使所述第一输入声音数据与所述第二输入声音数据同步；以及
经由所述无线通信系统选择性地控制所述第一耳机和所述第二耳机的操作。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，使所述第一输入声音数据与所述第二输入声音数据同步包括：
确定从同步器电路到所述第二定时器的无线行进时间；以及
根据所述无线行进时间使所述第一定时器与所述第二定时器同步。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，选择性地控制所述第一耳机和所述第二耳机的操作包括：
比较来自所述第二ASRC的样本的实际数量与来自所述第二ASRC的样本的预期数量；以及
根据所述比较来调整所述第一ASRC、所述第二ASRC、所述第一音频时钟和所述第二音频时钟中的至少一者。
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