CN111713119A

CN111713119A - 耳机、耳机系统和耳机系统中的方法

Info

Publication number: CN111713119A
Application number: CN201980013106.6A
Authority: CN
Inventors: 松田重人; 宫岛悠
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2018-02-23
Filing date: 2019-02-07
Publication date: 2020-09-25
Anticipated expiration: 2039-02-07
Also published as: WO2019163538A1; CN111713119B; US20200404417A1; EP3758389A1; JPWO2019163538A1; EP3758389A4; US11323803B2

Abstract

本发明解决进一步改进耳塞获取的声音的质量。根据本公开的耳机是构成一个耳麦的耳机中的一个。所述耳机设置有：声音获取单元，获取声音数据；通信单元，通过无线通信从另一个耳机接收声音数据；以及声音质量改进处理单元，执行改进声音获取单元获取的声音数据和从另一个耳机接收的声音数据的声音质量的处理。通过所述配置，可以进一步改进耳塞获取的声音的质量。

Description

耳机、耳机系统和耳机系统中的方法

技术领域

本公开涉及一种耳机、耳机系统和耳机系统中的方法。

背景技术

通常，例如，下面的专利文献1公开了包括两个麦克风和声音信号处理单元的信息处理设备，两个麦克风用于收集外部声音并且将该声音转换为声音信号，声音信号处理单元对从麦克风输入的声音信号应用包括波束成形处理的处理。

引文列表

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开No.2011-61422

发明内容

本发明将解决的问题

在耳机包括麦克风并且将通过该麦克风获取的声音传输到外部的情况下，随着麦克风的数量增加，声音质量可以得到进一步改进。然而，当麦克风的数量增加时，在保持耳机的小尺寸的同时形成有效的麦克风阵列是困难的。难以将多个麦克风安装在一对耳塞(earhead)中的一个上，特别是安装在强烈要求缩小尺寸的耳塞中。专利文献1描述了对于从两个麦克风输入的声音信号应用波束成形处理，但是尚未采取无线地连接声音信号并且应用波束成形处理。

因此，期望通过耳机获得的声音的质量的进一步的改进。

问题的解决方案

根据本公开，提供了一种作为构成耳麦的耳机中的一个的耳机，所述耳机包括：声音获取单元，其被配置为获取声音数据；通信单元，其被配置为通过无线通信从另一个耳机接收声音数据；以及声音质量改进处理单元，其被配置为执行改进声音获取单元获取的声音数据和从另一个耳机接收的声音数据的声音质量的处理。

根据本公开，提供了一种作为构成耳麦的耳机中的一个的耳机，所述耳机包括：声音获取单元，其被配置为获取声音数据；以及通信单元，其被配置为通过无线通信将声音获取单元获取的声音数据传输给另一个耳机，以便执行改进另一个耳机获取的声音数据和声音获取单元获取的声音数据的声音质量的处理。

根据本公开，提供了一种耳机系统，所述耳机系统包括：作为构成耳麦的耳机中的一个的第一耳机以及作为构成耳麦的耳机中的另一个的第二耳机，所述第一耳机包括：声音获取单元，其被配置为获取声音数据；通信单元，其被配置为通过无线通信从另一个耳机接收声音数据；以及声音质量改进处理单元，其被配置为执行改进声音获取单元获取的声音数据和从另一个耳机接收的声音数据的声音质量的处理，所述第二耳机包括：声音获取单元，其被配置为获取声音数据；以及通信单元，其被配置为将声音获取单元获取的声音数据传输给另一个耳机。

此外，根据本公开，提供了一种耳机系统中的方法，所述方法包括：由构成耳麦的一个耳机获取声音数据；由构成耳麦的另一个耳机获取声音数据；由所述一个耳机通过无线通信接收由所述另一个耳机获取的声音数据；以及执行改进所述一个耳机获取的声音数据和从所述另一个耳机接收的声音数据的声音质量的处理。

本发明的效果

如上所述，根据本公开，可以进一步改进耳机获取的声音的质量。

注意，上述效果不一定被限制，并且除了上述效果以外，或者代替上述效果，可以发挥本说明书中描述的效果中的任何效果或从本说明书可以掌握的另外的效果。

附图说明

图1是例示说明根据本公开的实施例的耳机系统的配置的示意图。

图2是例示说明使用数据信道将声音从从侧耳机传输给主侧耳机的情况的示意图。

图3是用于描述主侧耳机执行的延迟处理的时序图。

具体实施方式

下面将参照附图来详细描述本公开的优选的实施例。注意，在本说明书和附图中，通过给予相同的标号而省略具有基本上相同的功能配置的组成元素的重复描述。

注意，将按以下次序给出描述。

1.系统配置例子

2.使用音频信道的情况

3.使用数据信道的情况

1.系统配置例子

首先，将参照图1描述根据本公开的实施例的耳机系统1000的配置。如图1所示，系统1000包括耳麦，该耳麦包括主侧耳机100和从侧耳机200。主侧耳机100和从侧耳机200是分开配置的，并且被插入到用户的相应的耳朵中。作为例子，假定主侧耳机100被插入到右耳中，从侧耳机200被插入到左耳中。

主侧耳机100包括两个麦克风102和104。此外，主侧耳机100包括通信单元110、天线112、波束成形单元(声音质量改进处理单元)120、延迟单元122、控制单元130、外部传输单元140和电源IC 150。

类似地，从侧耳机200包括两个耳机202和204。此外，从侧耳机200包括通信单元210、天线212、音频编解码器单元220、控制单元230和电源IC 250。

在根据本实施例的系统1000中，主侧耳机100的麦克风102和104获取的声音和从侧耳机200的麦克风202和204获取的声音在主侧被波束成形，并且声音信息被传输给自动语音识别(ASR)引擎等。此时，麦克风的数量越多，越可以获得具有高S/N比的高质量声音信息。因此，根据本实施例的系统1000，可以使用四个麦克风102、104、202和204来执行波束成形。因此，与在主侧耳机100和从侧耳机200中的每个处执行波束成形的情况相比，可以获得降低了噪声的高质量声音，并且可以提高自动语音识别引擎等中的声音识别的成功率。此外，总共四个麦克风可以分散地布置在主侧耳机100和从侧耳机200中。因此，与所有的麦克风都布置在主侧耳机100或从侧耳机200中的情况相比，可以缩小耳机的尺寸。

此外，经波束成形的声音可以被传输给另一个人使用的耳麦以与该另一个人进行语音呼叫。即使在这种情况下，也可以进行高质量的语音呼叫。

波束成形由主侧耳机100的波束成形单元120执行。因此，从侧耳机200的麦克风202和204获取的声音被传输给主侧耳机100。尽管各种方法可以被用作传输方法，本实施例的系统1000经由天线112和212，使用尤其是近场磁感应(NFMI)将来自从侧耳机200的声音发送给主侧耳机100。因此，主侧耳机100可以使用四个麦克风102、104、202和204的声音来执行波束成形。

注意，在本实施例中，使声音具有方向性的波束成形处理被例示为改进多个麦克风102、104、202和204获取的声音的质量的处理。然而，可以执行除了波束成形处理之外的声音质量改进处理。例如，可以执行降低多个麦克风102、104、202和204获取的声音的风噪声的处理等。因此，从广义来讲，波束成形单元120用作声音质量改进处理单元。

当使用NFMI将声音从从侧耳机200传输给主侧耳机100时，可以使用音频信道和数据信道。注意，因为不保证数据完整性，音频信道是数据到达延迟时间恒定的无线传输路径。此外，数据信道是保证数据完整性的无线传输路径。在数据信道中，信息传输时间受纠错等的影响。在本实施例中，使用音频信号或数据信号将声音从从侧耳机200传输给主侧耳机100。以下，将分别描述使用音频信道的情况和使用数据信道的情况。

2.使用音频信道的情况

首先，将基于图1描述使用音频信道将声音从从侧耳机200传输给主侧耳机100的情况。从侧耳机200的麦克风202和204获取声音作为脉冲编码调制(PCM)数据。从侧耳机200的麦克风202和204获取的声音通过使用NFMI而被从从侧耳机200的通信单元210发送给主侧耳机100的通信单元110。

在使用音频信道的情况下，通信单元210和通信单元110使用不可逆的音频编解码器来自动地压缩和解压缩声音数据。作为不可逆的音频编解码器，例如使用诸如ADPCM的音频编解码器。通信单元210压缩PCM数据，并且通信单元110通过解压缩将压缩的数据转换为PCM。因此，声音数据的不可逆的压缩和解压缩不由控制单元230和控制单元130执行，不同于下面将描述的使用数据信道的情况。在使用诸如ADPCM的不可逆的音频编解码器的情况下，声音质量可能略有降低。

在主侧耳机100中，从侧麦克风202和204的声音被从通信单元110发送给波束成形单元120。同时，主侧耳机100的麦克风102和104获取的声音也被发送给波束成形单元120。主侧耳机100的麦克风102和104获取的声音被延迟单元122延迟预定时间。从而，可以考虑当声音被从从侧耳机200传输给主侧耳机100时发生的延迟来最佳地执行波束成形。

波束成形单元120使用四个麦克风102、104、202和204的声音来执行四个信道的波束成形。经波束成形的声音被发送给外部传输单元140。外部传输单元140例如使用诸如蓝牙(注册商标)的方法传输经波束成形的声音给外部装置。此外，耳机系统1000可以直接连接到诸如互联网的网络。在这种情况下，声音被从外部传输单元140直接传输给诸如自动语音识别引擎的应用，而不经过外部装置。

如上所述，在使用音频信道的情况下，声音数据被沿着图1所示的单点链线P1发送。注意，控制单元130具有控制主侧耳机100的所有的配置元件的功能。类似地，控制单元230具有控制从侧耳机200的所有的配置元件的功能。

外部装置例如是诸如智能电话或个人计算机(PC)的装置。当外部装置从外部传输单元140接收到声音时，声音例如被输入到诸如自动语音识别引擎的应用，并且声音识别被执行。从而，搜索引擎搜索期望的信息。

3.使用数据信道的情况

接着，将基于图2来描述使用数据信道将声音从从侧耳机200传输给主侧耳机100的情况。类似于使用音频信道的情况，从侧耳机200的麦克风202和204获取声音作为PCM数据。从侧耳机200的麦克风202和204获取的声音被发送给控制单元230。控制单元230对声音进行编码，并且将编码的声音数据发送给通信单元210。然后，编码的声音数据通过使用NFMI而被从从侧耳机200的通信单元210发送给主侧耳机100的通信单元110。

主侧耳机100的通信单元110接收编码的声音数据，并且将编码的声音数据发送给控制单元130。控制单元130对编码的声音数据进行解码，并且将解码的声音数据发送给波束成形单元120。

在使用数据信道的情况下，从侧耳机200执行的编码处理是可逆的压缩，并且主侧耳机100执行解码处理，因此主侧耳机100可以将声音恢复为原始声音状态。因此，当声音被从从侧耳机200发送给主侧耳机时，声音质量没有降低，并且声音可以保持高质量原始声音。注意，例如，FLAC等可以被用作编解码方法。

波束成形单元120使用四个麦克风102、104、202和204的声音来执行波束成形。后续步骤类似于使用音频信道的情况下的步骤。经波束成形的声音被发送给外部传输单元140。外部传输单元140例如使用诸如蓝牙(注册商标)的方法将经波束成形的声音传输给外部装置。

如上所述，在使用数据信道的情况下，声音数据被沿着图2所示的单点链线P2发送。注意，除了执行上述解码处理之外，控制单元130还具有控制主侧耳机100的所有的配置元件的功能。类似地，除了执行上述编码处理之外，控制单元230还控制从侧耳机200的所有的配置元件。

在使用数据信道的情况下，从侧耳机200的麦克风202和204以及主侧耳机100的麦克风102和104同时获取声音。

因此，指示开始声音获取的定时的定时信号通过使用音频信道而被从主侧耳机100发送给从侧耳机200。定时信号使用音频信道发送。从侧耳机200在接收到定时信号时开始声音获取。因为主从之间的延迟时间是固定值，所以主侧耳机100在等待作为固定值的延迟时间之后开始声音获取。从而，从侧耳机200的麦克风202和204以及主侧耳机100的麦克风102和104可以同时获取声音。

图3是用于描述主侧耳机100执行的延迟处理的时序图。图3从上到下例示说明主侧耳机100传输给从侧耳机200的定时信号、从侧耳机200接收的定时信号、以及主侧耳机100开始声音获取时的定时信号。

如图3所示，当主侧耳机100在时间t1将定时信号传输给从侧耳机200时，从侧耳机200在时间t2接收定时信号。当从侧耳机200在时间t2接收到定时信号时，从侧耳机200在已经过去预定时间的时间t3开始声音获取。注意，从时间t2到时间t3的时间是由硬件的响应时间引起的时间，是固定值。

当在时间t1传输定时信号之后已经过去预定延迟时间T时，主侧耳机100开始声音获取。延迟时间T是预先确定的，以使得主侧耳机100获取声音的定时与时间t3一致。从而，获取声音的定时在主侧耳机100和从侧耳机200之间可以变得彼此一致。从而，从从侧耳机200到主侧耳机100的声音可以同步，并且主侧波束成形单元120可以最佳地执行波束成形。

注意，例如，对于每一个固定的时间(例如每20ms)执行麦克风102、104、202和204进行的声音获取(记录)，并且声音数据被波束成形且被发送给外部传输单元140。如果在声音数据被发送给外部传输单元140之后，声音数据被从从侧耳机200传送给主侧耳机100，并且波束成形处理在下一个固定时间期间完成，则从从侧耳机200到主侧耳机100的传送延迟不是问题。

注意，在音频信道的情况下，音频信道的延迟时间是预定值，因此主侧耳机100的波束成形单元120可以考虑延迟时间来执行波束成形。因此，从主侧耳机100到从侧耳机200的定时信号的传输不是必要的。

注意，在本实施例中，已经通过使用包括耳麦的耳机系统1000作为例子进行了描述，所述耳麦包括一个主侧耳机100和一个从侧耳机200。然而，例如，可以存在多个从侧耳机200。从而，麦克风的数量可以增加，并且可以实现声音质量的进一步的改进。

如上所述，根据本实施例，主侧耳机100的麦克风102和104获取的声音以及从侧耳机200的麦克风202和204获取的声音在主侧被收集并且被波束成形。因此，可以改进经波束成形的声音的质量。此外，因为多个麦克风可以分散地布置在主侧和从侧，所以可以实现主侧耳机100和从侧耳机200的尺寸缩小。

尽管已经参照附图详细描述了本公开的优选的实施例，但是本公开的技术范围不限于这样的例子。显然，具有本公开的技术领域中的普通知识的人可以构思权利要求书中描述的技术构思的范围内的各种改变和更改，并且自然地理解，这些改变和更改属于本公开的技术范围。

此外，本说明书中描述的效果仅仅是说明性的或示例性的，而非限制性的。也就是说，根据本公开的技术可以与上述效果一起或者代替上述效果表现出对于本领域技术人员从本说明书的描述而清楚的其他效果。

注意，以下配置也属于本公开的技术范围。

(1)一种作为构成耳麦的耳机中的一个的耳机，所述耳机包括：

声音获取单元，所述声音获取单元被配置为获取声音数据；

通信单元，所述通信单元被配置为通过无线通信从另一个耳机接收声音数据；以及

声音质量改进处理单元，所述声音质量改进处理单元被配置为执行改进声音获取单元获取的声音数据和从另一个耳机接收的声音数据的声音质量的处理。

(2)根据(1)所述的耳机，其中，所述通信单元通过短距离磁感应从所述另一个耳机接收所述声音数据。

(3)根据(2)所述的耳机，其中，所述通信单元使用音频信道从所述另一个耳机接收所述声音数据。

(4)根据(3)所述的耳机，进一步包括：延迟单元，所述延迟单元被配置为相对于从所述另一个耳机接收的声音数据延迟声音获取单元获取的声音数据。

(5)根据(2)所述的耳机，其中，所述通信单元使用数据信道从所述另一个耳机接收声音数据。

(6)根据(5)所述的耳机，其中，

所述耳机传输定时信号，所述定时信号指示所述另一个耳机开始所述声音数据的获取的定时，并且

所述声音获取单元在从所述定时信号的传输过去预定延迟时间之后开始所述声音数据的获取。

(7)根据(5)所述的耳机，其中，

从所述另一个耳机接收的声音数据已经被编码，并且

所述耳机进一步包括解码单元，所述解码单元被配置为对从所述另一个耳机接收的声音数据进行解码。

(8)一种作为构成耳麦的耳机中的一个的耳机，所述耳机包括：

声音获取单元，所述声音获取单元被配置为获取声音数据；以及

通信单元，所述通信单元被配置为通过无线通信将声音获取单元获取的声音数据传输给另一个耳机，以便执行改进所述另一个耳机获取的声音数据和所述声音获取单元获取的声音数据的声音质量的处理。

(9)根据(8)所述的耳机，其中，所述通信单元通过短距离磁感应传输声音获取单元获取的声音数据。

(10)根据(9)所述的耳机，其中，所述通信单元使用音频信道传输声音获取单元获取的声音数据。

(11)根据(9)所述的耳机，其中，所述通信单元使用数据信道传输声音获取单元获取的声音数据。

(12)根据(11)所述的耳机，其中，

接收指示开始从所述另一个耳机获取声音数据的定时的定时信号，并且

所述声音获取单元在接收到所述定时信号时开始声音数据的获取。

(13)根据(11)或(12)所述的耳机，进一步包括：

编码单元，所述编码单元被配置为对声音获取单元获取的声音数据进行编码，其中，

所述通信单元传输编码的声音数据。

(14)一种耳机系统，所述耳机系统包括：

作为构成耳麦的耳机中的一个的第一耳机，所述第一耳机包括：声音获取单元，所述声音获取单元被配置为获取声音数据；通信单元，所述通信单元被配置为通过无线通信从另一个耳机接收声音数据；以及声音质量改进处理单元，所述声音质量改进处理单元被配置为执行改进声音获取单元获取的声音数据和从另一个耳机接收的声音数据的声音质量的处理；以及

作为构成所述耳麦的耳机中的另一个的第二耳机，所述第二耳机包括：声音获取单元，所述声音获取单元被配置为获取声音数据；以及通信单元，所述通信单元被配置为将声音获取单元获取的声音数据传输给另一个耳机。

(15)一种耳机系统中的方法，所述方法包括：

由构成耳麦的一个耳机获取声音数据；

由构成所述耳麦的另一个耳机获取声音数据；

由所述一个耳机通过无线通信接收所述另一个耳机获取的声音数据；以及

执行改进所述一个耳机获取的声音数据和从所述另一个耳机接收的声音数据的声音质量的处理。

附图标记列表

100、200 耳机

100、210 通信单元

120 波束成形单元

122 延迟单元

1000 耳机系统

Claims

1.一种作为构成耳麦的耳机中的一个的耳机，所述耳机包括：

声音获取单元，所述声音获取单元被配置为获取声音数据；

声音质量改进处理单元，所述声音质量改进处理单元被配置为执行改进声音获取单元获取的声音数据和从所述另一个耳机接收的声音数据的声音质量的处理。

2.根据权利要求1所述的耳机，其中，所述通信单元通过短距离磁感应从所述另一个耳机接收所述声音数据。

3.根据权利要求2所述的耳机，其中，所述通信单元使用音频信道从所述另一个耳机接收所述声音数据。

4.根据权利要求3所述的耳机，进一步包括：延迟单元，所述延迟单元被配置为相对于从所述另一个耳机接收的声音数据延迟声音获取单元获取的声音数据。

5.根据权利要求2所述的耳机，其中，所述通信单元使用数据信道从所述另一个耳机接收所述声音数据。

6.根据权利要求5所述的耳机，其中，

7.根据权利要求5所述的耳机，其中，

从所述另一个耳机接收的声音数据已经被编码，并且

8.一种作为构成耳麦的耳机中的一个的耳机，所述耳机包括：

通信单元，所述通信单元被配置为通过无线通信将声音获取单元获取的声音数据传输给另一个耳机，以便执行改进所述另一个耳机获取的声音数据和声音获取单元获取的声音数据的声音质量的处理。

9.根据权利要求8所述的耳机，其中，所述通信单元通过短距离磁感应传输声音获取单元获取的声音数据。

10.根据权利要求9所述的耳机，其中，所述通信单元使用音频信道传输声音获取单元获取的声音数据。

11.根据权利要求9所述的耳机，其中，所述通信单元使用数据信道传输声音获取单元获取的声音数据。

12.根据权利要求11所述的耳机，其中，

所述耳机接收定时信号，所述定时信号指示开始从所述另一个耳机获取声音数据的定时，并且

13.根据权利要求11所述的耳机，进一步包括：

所述通信单元传输编码的声音数据。

14.一种耳机系统，包括：

作为构成所述耳麦的耳机中的另一个的第二耳机，所述第二耳机包括：声音获取单元，所述声音获取单元被配置为获取声音数据；以及通信单元，所述通信单元被配置为将所述声音获取单元获取的声音数据传输给另一个耳机。

15.一种耳机系统中的方法，所述方法包括：

由作为构成耳麦的耳机中的一个的一个耳机获取声音数据；

由作为构成所述耳麦的耳机中的另一个的另一个耳机获取声音数据；

由所述一个耳机通过无线通信接收由所述另一个耳机获取的声音数据；以及