CN111491236A - 一种主动降噪耳机及其唤醒方法、装置及可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种主动降噪耳机及其唤醒方法、装置及可读存储介质，该方法包括以下步骤：在主动降噪模式下，实时采集外界的语音信号；判断语音信号与唤醒标志是否匹配；如果是，则退出主动降噪模式；如果否，则对语音信号进行主动降噪处理。该方法可在主动降噪模式下增加自动唤醒功能，使得佩戴者能够在更多地的嘈杂环境下，使用主动降噪功能，且在外界声音与唤醒标志匹配时，使得佩戴者能够从“隔离”状态转变为可听见外界声音的状态。能够有效拓展主动降噪耳机的应用场合。

Description

一种主动降噪耳机及其唤醒方法、装置及可读存储介质
技术领域
本发明涉及耳机技术领域，特别是涉及一种主动降噪耳机及其唤醒方法、装置及可读存储介质。
背景技术
降噪耳机即根据其采用的降噪原理不同，分为主动降噪耳机和被动降噪耳机。其中，主动降噪耳机是通过降噪系统产生与外界噪音相等的反向声波，将噪音中和，从而实现降噪的效果；被动降噪耳机主要通过包围耳朵形成封闭空间，或者采用硅胶耳塞等隔音材料来阻挡外界噪声。
目前流行的耳机已经增加主动降噪功能，功能的多样化为使用带来了便利。例如，在主动降噪的模式下，基本上实现和外界的“隔绝”。但是，目前使用主动降噪功能，难以满足实际用户需要获知诸如身后车辆的鸣笛，他人打招呼，意外来临的警报声等外界声音的情况。
综上所述，如何有效地扩展降噪耳机的应用场景等问题，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种主动降噪耳机及其唤醒方法、装置及可读存储介质，以在主动降噪模式下，在监测到外界声音中出现唤醒标志时，主动退出主动降噪模式，以便佩戴者能够听见外界声音。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种主动降噪耳机唤醒方法，包括：
在主动降噪模式下，实时采集外界的语音信号；
判断所述语音信号与唤醒标志是否匹配；
如果是，则退出所述主动降噪模式；
如果否，则对所述语音信号进行主动降噪处理。
优选地，在退出所述主动降噪模式之后，还包括：
发出震动提示。
优选地，判断所述语音信号与唤醒标志是否匹配，包括：
提取所述语音信号的特征向量；
判断所述特征向量与所述唤醒标志对应的特征向量是否匹配；
如果是，则确定所述语音信号与所述唤醒标志匹配。
优选地，提取所述语音信号的特征向量，包括：
对应多个特征维度对所述语音信号进行特征提取；
利用特征提取结果构建出所述特征向量。
优选地，判断所述语音信号与唤醒标志是否匹配，包括：
将所述语音信号输入至利用所述唤醒标志训练好的声音识别模型，得到声音识别结果；
其中，所述声音识别结果为所述语音信号对应所述唤醒标志或所述语音信号未对应所述唤醒标志。
优选地，训练所述声音识别模型的过程，包括：
将所述唤醒标志对应的语音信号作为训练样本输入至分类器，对所述分类器进行训练；
将训练好的分类器作为所述声音识别模型。
优选地，所述主动降噪耳机为TWS耳机。
一种主动降噪耳机唤醒装置，包括：
声音采集模块，用于在主动降噪模式下，实时采集外界的语音信号；
判断模块，用于判断所述语音信号与唤醒标志是否匹配；
降噪唤醒模块，用于如果所述语音信号与所述唤醒标志匹配，则退出所述主动降噪模式；
主动降噪处理模块，用于如果所述语音信号与所述唤醒标志不匹配，则对所述语音信号进行主动降噪处理。
一种主动降噪耳机，包括：
麦克风，用于采集外界语音信号；
喇叭，用于播放声波，所述声波包括降噪声波；
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述主动降噪耳机唤醒方法的步骤。
一种主动降噪耳机唤醒设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述主动降噪耳机唤醒方法的步骤。
一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述主动降噪耳机唤醒方法的步骤。
应用本发明实施例所提供的方法，在主动降噪模式下，实时采集外界的语音信号；判断语音信号与唤醒标志是否匹配；如果是，则退出主动降噪模式；如果否，则对语音信号进行主动降噪处理。
在本方法中，可通过预先设置唤醒标志的方式，使得耳机在监听到与唤醒标志对应的语音信号之后，退出主动降噪模块。具体的，在主动降噪模式下，实时采集外界的语音信号，然后判断语音信号与唤醒标志是否匹配，若匹配即表明主动降噪耳机的佩戴者有听外界声音的需求，此时可退出主动降噪模式，如此佩戴者便可听见外界声音，而在语音信号与唤醒标志不匹配时，表明主动降噪耳机的佩戴者没有听外界声音的需求，此时直接基于该语音信号进行主动降噪处理即可。如此，便可在主动降噪模式下增加自动唤醒功能，使得佩戴者能够在更多地的嘈杂环境下，使用主动降噪功能，且在外界声音与唤醒标志匹配时，使得佩戴者能够从“隔离”状态转变为可听见外界声音的状态。能够有效拓展主动降噪耳机的应用场合。
相应地，本发明实施例还提供了与上述主动降噪耳机唤醒方法相对应的主动降噪耳机唤醒装置，可读存储介质和一种主动降噪耳机，具有上述技术效果，在此不再赘述。
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的附图。
图1为本发明实施例中一种主动降噪耳机唤醒方法的实施流程图；
图2为本发明实施例中一种主动降噪耳机唤醒装置的结构示意图；
图3为本发明实施例中一种主动降噪耳机唤醒设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。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。
实施例一：
请参考图1，图1为本发明实施例中一种主动降噪耳机唤醒方法的流程图，该方法可应用于主动降噪耳机中或应用于可控制主动降噪耳机的其他设备中(如手机、PC)，下面以直接应用于主动降噪耳机中为例对主动降噪耳机唤醒方法进行说明。
该方法包括以下步骤：
S101、在主动降噪模式下，实时采集外界的语音信号。
其中，主动降噪耳机可以为有线耳机也可以为无线耳机，蓝牙耳机(如TWS耳机)，也可为有线耳机。该主动降噪耳机即具有主动降噪耳机的功能即可，在本实施例中对该耳机的型号等均不做限定。
主动降噪耳机在主动降噪模式下，可利用主动降噪耳机中的麦克风采集外界的语音信号，当然也可利用主动降噪耳机外的其他麦克风实时采集外界的语音信号。
S102、判断语音信号与唤醒标志是否匹配。
在本实施例中，可预先设置唤醒标志，该唤醒标志可根据用户的唤醒需求进行设置。
特别地，在本实施例中，唤醒标志可具体为语音段(同唤醒语音段)，例如其他人对主动降噪耳机的佩戴者的呼叫声，也可以为一些特殊的声音，如警报声音，鸣笛等声音；唤醒标志也可具体为标志为唤醒的标志词(同唤醒词)，例如，主动降噪耳机佩戴者的名字/称呼，警报等。
在实际应用中，可根据具体的应用需求，设置一种或多种唤醒标志，每一种唤醒标志的数量可为一个或多个。
基于唤醒标志存在不同的表现形式，因此判断语音信号与唤醒标志是否匹配可包括但不限于以下两种具体实现方式：
方式1：若唤醒标志具体为标志唤醒词，则可对语音信号进行识别，得到语音信号对应的识别结果，该识别结果可具体为声音语义。然后，判断声音语义中是否包括唤醒词，如果包括唤醒词则匹配，若不包括则不匹配。举例说明：若唤醒词为“经理”，对语音信号进行识别，得到对应的声音语义为“经理开会了”，此时声音语义中包括唤醒词，则此时语音信号与唤醒词匹配。
方式2：若唤醒标志为一段用于唤醒的语音段，则可对语音信号进行特征提取。任何将提取到的声音特征与语音段对应的声音特征进行比对。在声音特征的相似度大于预设阈值时，则可确定语音信号与语音段匹配。其中，预设阈值可根据唤醒灵敏度而定，具体来说，若更注重外界声音，则可将阈值设置较小，若对外界声音的关注度较低，则可将阈值设置较大。
得到语音信号与唤醒标志之间的匹配判断结果之后，可根据不同的判定结果确定后续的执行步骤。具体的，若语音信号与唤醒标志匹配，则执行步骤S103的操作；若语音信号与唤醒标志不匹配，则执行步骤S104的操作。
S103、退出主动降噪模式。
需要说明的是，主动降噪通过降噪系统产生与外界噪音相等的反向声波，将噪音中和，从而实现降噪的效果，它的原理是所有的声音都由一定的频谱组成，如果可以找到一种声音，其频谱与所要消除的噪声完全一样，只是相位刚好相反就可以将这噪声完全抵消掉。
因此，退出主动降噪模式，即停止产生与该语音信号相等的方向声波。也就是说，此时该语音信号没有相应的反向声波与其进行抵消，该语音信号对应的声波即可被佩戴者的耳朵所感知，进而听到外界声音。
S104、对语音信号进行主动降噪处理。
即主动降噪耳机生成与语音信号相等的反向声波，使得语音信号对应的声波能够被反向声波所抵消，即主动降噪耳机的佩戴者的耳朵无法感知到语音信号对应的声波，从而达到主动降噪的效果。
若将上述主动降噪耳机唤醒方法应用于可控制主动降噪耳机的其他设备中，该控制设备采集语音信号，判断是否与唤醒标志匹配的过程均可参照与上述描述，在此不再一一赘述。在确定出匹配情况之后，向主动降噪耳机发出控制指令即可。例如，若确定出语音信号与唤醒标志匹配，则向主动降噪耳机发出关闭主动降噪功能的指令即可；若确定出语音信号与唤醒标志不匹配，则可无需操作，以便主动降噪耳机继续进行主动降噪处理即可。
应用本发明实施例所提供的方法，在主动降噪模式下，实时采集外界的语音信号；判断语音信号与唤醒标志是否匹配；如果是，则退出主动降噪模式；如果否，则对语音信号进行主动降噪处理。
在本方法中，可通过预先设置唤醒标志的方式，使得耳机在监听到与唤醒标志对应的语音信号之后，退出主动降噪模块。具体的，在主动降噪模式下，实时采集外界的语音信号，然后判断语音信号与唤醒标志是否匹配，若匹配即表明主动降噪耳机的佩戴者有听外界声音的需求，此时可退出主动降噪模式，如此佩戴者便可听见外界声音，而在语音信号与唤醒标志不匹配时，表明主动降噪耳机的佩戴者没有听外界声音的需求，此时直接基于该语音信号进行主动降噪处理即可。如此，便可在主动降噪模式下增加自动唤醒功能，使得佩戴者能够在更多地的嘈杂环境下，使用主动降噪功能，且在外界声音与唤醒标志匹配时，使得佩戴者能够从“隔离”状态转变为可听见外界声音的状态。能够有效拓展主动降噪耳机的应用场合。
需要说明的是，基于上述实施例，本发明实施例还提供了相应的改进方案。在优选/改进实施例中涉及与上述实施例中相同步骤或相应步骤之间可相互参考，相应的有益效果也可相互参照，在本文的优选/改进实施例中不再一一赘述。
优选地，为了让佩戴者注意到当前外界声音，以避免错过重要声音造成不必要的影响(如避让危险，与外界的其他人进行声音沟通或倾听重要声音(如领导指示))。在本实施例中，在执行上述步骤S103之后，即在退出主动降噪模式之后，还可以发出震动提示。如此，便可提醒主动降噪耳机注意外界声音。
优选地，为了便于比对，在本实施例中，可具体利用特征向量判断语音信号与唤醒标志是否匹配。具体实现过程，包括：
步骤一、提取语音信号的特征向量；
步骤二、判断特征向量与唤醒标志对应的特征向量是否匹配；
步骤三、如果是，则确定语音信号与唤醒标志匹配。
为便于描述，下面将上述三个步骤结合起来进行说明。
其中，若唤醒标志为语音段，则可直接对唤醒语音段进行特征提取，从而获得该唤醒语音段对应的特征向量。若唤醒标志为唤醒词，则唤醒标志对应的特征向量，即可具体为唤醒词对应的特征向量，例如该特征向量对应的特征可包括唤醒词的词义，如他人对佩戴者的称呼，人或机器发出唤醒词对应的声音的声音特征。
即，提取出语音信号的特征向量，然后比对语音信号的特征向量和唤醒标志对应的特征向量是否匹配，即可确定出语音信号与唤醒标志是否匹配。其中，匹配过程可具体为对两个特征向量进行做差，或做比来确定是否匹配。
优选地，为了避免出现误判，在提取特征向量时，可提取多个维度的特征。即上述步骤一可具体包括以下步骤：
步骤一、对应多个特征维度对语音信号进行特征提取；
步骤二、利用特征提取结果构建出特征向量。
其中，多个维度，可包括但不限于对语音信号的静音长度、语音长度、声音语义、声音能量、频率、响度和音色等。
在多个维度进行调整提取，可将提取得到的特征构建出一个特征向量，该通知向量可具体为矩阵向量，也可以为n维一元向量(其中n可以与维度的种类数量一一对应)。
优选地，为了提高判断准确率，还可借助机器学习训练出一个模型，基于该模型进行匹配判断。即判断语音信号与唤醒标志是否匹配的实现过程，可具体为将语音信号输入至利用唤醒标志训练好的声音识别模型，得到声音识别结果；其中，声音识别结果为语音信号对应唤醒标志或语音信号未对应唤醒标志。
其中，训练声音识别模型的过程，包括：
步骤一、将唤醒标志对应的语音信号作为训练样本输入至分类器，对分类器进行训练；
步骤二、将训练好的分类器作为声音识别模型。
具体的，可构建出一个分类器，然后将唤醒标志对应的语音信号作为训练样本输入至分类器中，训练分类器。当然，在训练过程中，还需向分类器输入非唤醒标志对应的语音信号。借助损失函数，优化分类器，最终得到一个能够满足预设分类精度或在训练次数达标后的分类器。该分类器能够对输入的语音信号进行识别判断，确定其是否为唤醒标志。将该分类器作为声音识别模型即可。
即，在实时采集得到语音信号之后，只需将语音信号输入至声音识别模型中，声音识别模型对应输出声音识别结果。基于该声音识别结果即可确定出后续执行步骤。
相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种主动降噪耳机唤醒装置，该装置可应用于主动降噪耳机中，或可以控制主动降噪耳机的控制设备中；下文描述的主动降噪耳机唤醒装置与上文描述的主动降噪耳机唤醒方法可相互对应参照。
参见图2所示，该装置包括以下模块：
声音采集模块201，用于在主动降噪模式下，实时采集外界的语音信号；
判断模块202，用于判断语音信号与唤醒标志是否匹配；
降噪唤醒模块203，用于如果语音信号与唤醒标志匹配，则退出主动降噪模式；
主动降噪处理模块204，用于如果语音信号与唤醒标志不匹配，则对语音信号进行主动降噪处理。
应用本发明实施例所提供的装置，在主动降噪模式下，实时采集外界的语音信号；判断语音信号与唤醒标志是否匹配；如果是，则退出主动降噪模式；如果否，则对语音信号进行主动降噪处理。
在本装置中，可通过预先设置唤醒标志的方式，使得耳机在监听到与唤醒标志对应的语音信号之后，退出主动降噪模块。具体的，在主动降噪模式下，实时采集外界的语音信号，然后判断语音信号与唤醒标志是否匹配，若匹配即表明主动降噪耳机的佩戴者有听外界声音的需求，此时可退出主动降噪模式，如此佩戴者便可听见外界声音，而在语音信号与唤醒标志不匹配时，表明主动降噪耳机的佩戴者没有听外界声音的需求，此时直接基于该语音信号进行主动降噪处理即可。如此，便可在主动降噪模式下增加自动唤醒功能，使得佩戴者能够在更多地的嘈杂环境下，使用主动降噪功能，且在外界声音与唤醒标志匹配时，使得佩戴者能够从“隔离”状态转变为可听见外界声音的状态。能够有效拓展主动降噪耳机的应用场合。
在本发明的一种具体实施方式中，还包括：
振动模块，用于在退出主动降噪模式之后，发出震动提示。
在本发明的一种具体实施方式中，判断模块202，具体包括：
特征提取单元，用于提取语音信号的特征向量；
判断单元，用于判断特征向量与唤醒标志对应的特征向量是否匹配；
匹配确定单元，用于如果是，则确定语音信号与唤醒标志匹配。
在本发明的一种具体实施方式中，特征提取单元，具体用于对应多个特征维度对语音信号进行特征提取；利用特征提取结果构建出特征向量。
在本发明的一种具体实施方式中，判断模块202，具体包括：
将语音信号输入至利用唤醒标志训练好的声音识别模型，得到声音识别结果；
其中，声音识别结果为语音信号对应唤醒标志或语音信号未对应唤醒标志。
在本发明的一种具体实施方式中，训练模块，用于将唤醒标志对应的语音信号作为训练样本输入至分类器，对分类器进行训练；将训练好的分类器作为声音识别模型。
在本发明的一种具体实施方式中，主动降噪耳机为TWS耳机。
相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种主动降噪耳机唤醒设备，下文描述的一种主动降噪耳机唤醒设备与上文描述的一种主动降噪耳机唤醒方法可相互对应参照。
参见图3所示，该主动降噪耳机唤醒设备包括：
麦克风301，用于采集外界语音信号；
喇叭302，用于播放声波，声波包括降噪声波；
存储器303，用于存储计算机程序；
处理器304，用于执行计算机程序时实现如上述主动降噪耳机唤醒方法的步骤。
相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种可读存储介质，下文描述的一种可读存储介质与上文描述的一种主动降噪耳机唤醒方法可相互对应参照。
一种可读存储介质，可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例的主动降噪耳机唤醒方法的步骤。
该可读存储介质具体可以为U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的可读存储介质。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

Claims (10)

1.一种主动降噪耳机唤醒方法，其特征在于，包括：
在主动降噪模式下，实时采集外界的语音信号；
判断所述语音信号与唤醒标志是否匹配；
如果是，则退出所述主动降噪模式；
如果否，则对所述语音信号进行主动降噪处理。
2.根据权利要求1所述的主动降噪耳机唤醒方法，其特征在于，在退出所述主动降噪模式之后，还包括：
发出提示提醒。
3.根据权利要求1所述的主动降噪耳机唤醒方法，其特征在于，判断所述语音信号与唤醒标志是否匹配，包括：
提取所述语音信号的特征向量；
判断所述特征向量与所述唤醒标志对应的特征向量是否匹配；
如果是，则确定所述语音信号与所述唤醒标志匹配。
4.根据权利要求3所述的主动降噪耳机唤醒方法，其特征在于，提取所述语音信号的特征向量，包括：
对应多个特征维度对所述语音信号进行特征提取；
利用特征提取结果构建出所述特征向量。
5.根据权利要求1所述的主动降噪耳机唤醒方法，其特征在于，判断所述语音信号与唤醒标志是否匹配，包括：
将所述语音信号输入至利用所述唤醒标志训练好的声音识别模型，得到声音识别结果；
其中，所述声音识别结果为所述语音信号对应所述唤醒标志或所述语音信号未对应所述唤醒标志。
6.根据权利要求5所述的主动降噪耳机唤醒方法，其特征在于，训练所述声音识别模型的过程，包括：
将所述唤醒标志对应的语音信号作为训练样本输入至分类器，对所述分类器进行训练；
将训练好的分类器作为所述声音识别模型。
7.根据权利要求1所述的主动降噪耳机唤醒方法，其特征在于，所述主动降噪耳机为TWS耳机。
8.一种主动降噪耳机唤醒装置，其特征在于，包括：
声音采集模块，用于在主动降噪模式下，实时采集外界的语音信号；
判断模块，用于判断所述语音信号与唤醒标志是否匹配；
降噪唤醒模块，用于如果所述语音信号与所述唤醒标志匹配，则退出所述主动降噪模式；
主动降噪处理模块，用于如果所述语音信号与所述唤醒标志不匹配，则对所述语音信号进行主动降噪处理。
9.一种主动降噪耳机，其特征在于，包括：
麦克风，用于采集外界语音信号；
喇叭，用于播放声波，所述声波包括降噪声波；
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述主动降噪耳机唤醒方法的步骤。
10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述主动降噪耳机唤醒方法的步骤。
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