CN112203204A - 入耳式头戴受话器适配性的声学检测 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及入耳式头戴受话器适配性的声学检测。本发明公开了一种由入耳式头戴受话器执行的方法。第一耳机末端耦接到所述入耳式头戴受话器并插入到用户的耳道中。所述方法从与所述入耳式头戴受话器配对的音频源设备获得音频信号，并且使用所述信号驱动所述头戴受话器的扬声器将声音输出到所述耳道中。所述方法获得响应于所输出的声音的麦克风信号。所述方法响应于与所述麦克风信号相关联的参数小于预先选择的阈值，通知所述用户用第二耳机末端替换所述第一耳机末端。

Description

入耳式头戴受话器适配性的声学检测
技术领域
本公开的一个方面涉及执行适配过程以选择入耳式头戴受话器的耳机 末端。还描述了其他方面。
背景技术
头戴受话器是包括一对扬声器的音频设备，当头戴受话器配戴在用户 头上或围绕用户头部配戴时，每个扬声器被放置在用户的耳朵上。类似于头 戴受话器，耳机(或入耳式头戴受话器)是两个分开的音频设备，每个音频设 备具有插入到用户耳朵中的扬声器。头戴受话器和耳机两者通常有线连接到 单独的回放设备诸如MP3播放器，该回放设备以音频信号驱动设备的每个 扬声器以便生成声音(例如，音乐)。头戴受话器和耳机提供用户可用以单独 收听音频内容而不必将音频内容广播给附近其他人的一种方便的方法。
发明内容
本公开的一个方面是一种由入耳式头戴受话器(in-ear headphone)执行以 执行耳机末端(ear-tip)适配过程的方法。在执行该过程期间，第一耳机末端 耦接到入耳式头戴受话器并插入到用户的耳道中。头戴受话器从与入耳式 头戴受话器配对的音频源设备获得音频信号，并且使用音频信号驱动入耳 式头戴受话器的扬声器将声音输出到耳道中。头戴受话器获得响应于所输 出的声音的麦克风信号。例如，入耳式头戴受话器可具有内部麦克风或被 配置为捕获耳道内的声音的麦克风。头戴受话器响应于与麦克风信号相关 联的(第一)参数小于预先选择的阈值，通知用户用第二耳机末端替换第 一耳机末端。
在一些方面，基于至少一个频带的麦克风信号的频率响应与目标频率 响应之间的差值(或Δ)来确定参数。例如，头戴受话器可基于以下频带 下的频率响应和目标频率响应之间的差值来确定给定耳机末端的参数：1) 小于1000Hz的低频带(例如，20Hz-400Hz的带)以及2)等于或大于 1000Hz的高频带。
在一些方面，耳机末端适配过程可执行若干次，每次使用耦接到入耳 式头戴受话器的不同耳机末端。具体地讲，对于每个耳机末端，入耳式头 戴受话器可执行耳机末端选择测量以确定参数。入耳式头戴受话器可基于 对耳机末端的参数的比较来确定要使用耳机末端中的哪个耳机末端。例 如，头戴受话器可选择具有最高参数的耳机末端。在另一方面，音频源设 备可执行这些操作中的至少一些。例如，头戴受话器可将每个参数传输到 音频源设备，该音频源设备基于对参数的比较来确定要使用耳机末端中的 哪个耳机末端。例如，音频源设备可选择具有最高参数的耳机末端。
以上概述不包括本公开的所有方面的详尽列表。可预期的是，本公开 包括可由上文概述的各个方面以及在下文的具体实施方式中公开并且在权 利要求书中特别指出的各个方面的所有合适的组合来实践的所有系统和方 法。此类组合可具有未在上述发明内容中具体阐述的特定优点。
附图说明
在附图的图示中通过举例而非限制的方式示出了多个方面，在附图中 类似的附图标号指示类似的元件。应当指出的是，在本公开中提到“一” 或“一个”方面未必是同一方面，并且其意指至少一个。另外，为了简洁 以及减少附图的总数，某个附图可能被用于示出不止一个方面的特征，并 且对于某个方面，可能并不需要该附图中的所有元素。
图1A和图1B示出了适配过程的阶段进展，其中选择最佳适配用户的 耳道的耳机末端。
图2示出了执行适配过程以选择耳机末端的音频系统的框图。
图3是选择入耳式头戴受话器的耳机末端的过程的一个方面的流程图。
图4是执行耳机末端测量的过程的一个方面的流程图。
图5是设置并执行适配过程的过程的一个方面的信号图。
图6是确定是否停止适配过程的过程的一个方面的信号图。
图7是终止适配过程的过程的一个方面的信号图。
具体实施方式
现在将参考所附附图来解释本公开的各方面。只要在某个方面中描述 的部件的形状、相对位置和其他方面未明确限定，这里本公开的范围就不 仅仅局限于所示出的部件，所示出的部件仅用于说明的目的。另外，虽然 阐述了许多细节，但应当理解，一些实施方案可在没有这些细节的情况下 被实施。在其他情况下，未详细示出熟知的电路、结构和技术，以免模糊 对该描述的理解。此外，除非该含义明确相反，否则本文示出的所有范围被认为包括每个范围的端值。
许多入耳式头戴受话器诸如耳机或耳塞依赖于耳机末端(或耳机末 端)来改善用户体验。耳机末端是围绕入耳式头戴受话器的一部分的外部 结构，该耳机末端可包括扬声器，该扬声器被配置为将声音输出到用户的 耳道中。在一些方面，耳机末端可由柔性或可模制材料(例如，硅树脂、 橡胶、塑料、泡沫等)形成，以便在耳道内形成更好的适配性。为了使用 入耳式头戴受话器，用户将入耳式头戴受话器(或更具体地讲，包括耳机 末端的部分)插入到用户的耳道中。耳机末端被构造成围绕用户的耳道 (或与用户的耳道接触)适形，从而形成气密密封。该密封有助于减少在 使用头戴受话器时外部环境噪声泄漏到用户的耳道中的量。此外，该密封 使得头戴受话器能够提供更好的低频响应，从而为用户提供总体更好的声 音体验。然而，如果密封不是气密的或根本不存在密封，则低频响应可能 受到影响，因为由扬声器的移动产生的声压将从耳道逸出到环境中。此 外，如果不存在密封，则环境噪声可泄漏到用户的耳道中。因此，耳机末 端在耳道内形成近乎完美的密封是重要的。
然而，制造商通常为一副给定的入耳式头戴受话器提供单一的“通用 型”耳机末端对。尽管这些耳机末端可为一些用户提供密封，但它们对于 其他用户而言可能不太有效。这是因为不同用户的耳道的形状和/或尺寸可 能因用户而异。例如，一些耳机末端对于一些耳道而言可能太小。为了克 服这个问题，用户可以购买不同尺寸的替换耳机末端对，并选择与该用户 最佳适配的尺寸。该过程可能是耗时且低效的。例如，用户为了选择最优化的耳机末端，用户将必须手动测试每对耳机末端，并且(主观地)决定 哪个耳机末端使得头戴受话器能够提供更好的声音(例如，最佳低频响 应，如前所述)。如本文所用，“最优”是指耳机末端最佳适配用户的耳 道(例如，形成气密密封)并且/或者使得头戴受话器能够提供比其他耳机 末端总体更好的声音体验。因此，对于每对耳机末端，用户将不得不替换 头戴受话器上的现有耳机末端，使得头戴受话器回放音频内容(例如，使 得与耳塞配对的伴随多媒体设备通过耳塞流传输音乐)，并且比较耳机末 端之间的总体声音体验以决定(或选择)哪个耳机末端更好。
为了克服这些缺陷，本公开描述了一种能够执行耳机末端适配过程 (或适配过程)的音频系统，该过程自动地确定多对耳机末端中的哪对耳 机末端对于给定用户而言是最优的(例如，具有最佳适配)。具体地讲， 对于每个耳机末端，音频系统测量用户的耳道(例如，左耳道和右耳道) 响应于输出声音(例如，测试声音)的频率响应。系统基于所测量频率响 应来确定(例如，适配)参数，该参数指示耳机末端适配到用户的相应耳 道中的程度。音频系统将适配参数与针对不同耳机末端的至少一个先前确 定的适配参数进行比较，并且选择具有比其他耳机末端中的每一个耳机末 端更高的适配参数的耳机末端。因此，此类音频系统能够自动选择最优的 耳机末端，从而减轻用户手动确定应当使用哪些耳机末端的需要。
适配参数可基于所测量频率响应相对于目标频率响应的区域(或部 分)。例如，如本文所述，最佳耳机末端的一个特征是形成最佳气密密封 的特征。
在一个方面，为了确定哪个耳机末端提供最佳气密密封，适配参数可 基于如本文所述的所测量频率响应的低频部分(例如，低于1000Hz的频率 部分或频带)。例如，具有更接近目标响应的低频响应的耳机末端可比具 有更远离(或相异于)目标响应(或低于阈值)的低频响应的另一个耳机 末端具有更高的适配参数。然而，尽管此类耳机末端可提供更好的密封， 但这并不一定意味着该耳机末端对于特定用户而言“最佳适配”。例如， 当插入到耳道中时，耳机末端适形于耳道的形状。由于耳道的形状可因用 户而异，因此该适形性可显著改变耳机末端的形状，这可不利地影响头戴 受话器的音频性能。例如，耳道可趋向用户的耳膜而变窄。当插入耳机末 端时，耳道的狭窄部分可夹紧耳机末端的开口(耳机末端的最远侧部 分)。这种夹紧可减少声音输出的频谱内容中的一些诸如高频内容进入用 户的耳道，因为其被遏制在耳机末端内。然而，这种夹紧可不影响其他频 率内容诸如低频内容。因此，仅基于低频响应的适配参数不考虑变形的耳 机末端可对耳机末端的高频响应造成的任何不利影响。
本公开描述了一种音频系统，该音频系统通过基于在一个或多个频带下 所测量频率响应和目标频率响应之间的差值(或Δ)来确定耳机末端的适配 参数从而克服这些缺陷。例如，音频系统基于小于1000Hz(诸如在20Hz- 400Hz之间)的低频带下所测量频率响应和目标频率响应之间的差值来确定 给定耳机末端的适配参数。又如，低频带可以是该频带内的任何频带，诸如 80Hz-200Hz。此外，适配参数可基于等于或大于1000(诸如在1KHz-20KHz 之间)的高频带下的两个响应之间的差值。又如，高频带可以是该频带内的 任何频带，诸如1000Hz-1400Hz。在一个方面，低频带和/或高频带可以是单 个频率(例如，低频带可以是80Hz)。在一个方面，系统可比较耳机末端 之间的适配参数，并且选择具有其他适配参数的最高适配参数的耳机末端。 在一个方面，最高适配参数可对应于与其他耳机末端相比具有在其对应所测 量频率响应和目标频率响应之间最低差值中的至少一者的耳机末端。
图1A和图1B示出了适配过程的阶段进展，其中选择最佳适配(或最 优化或正确适配，例如，“最佳适合”于)用户的耳道的耳机末端。具体 地讲，这些图示出了两个阶段1和阶段2，其中用户3正在插入具有不同 耳机末端的入耳式头戴受话器4，并且比较图形8示出了每个耳机末端相 对于目标频率响应的所测量频率响应。
图1A示出了阶段1，其示出了用户3将具有第一耳机末端5的入耳式 头戴受话器4(左头戴受话器)戴到用户的左耳中。如该图所示，头戴受 话器4是被配置为与第一耳机末端5(可互换地)耦接的耳机。为了戴上 头戴受话器4，用户3已将头戴受话器的包括第一耳机末端5的部分插入 到用户的耳道6中。此外，用户3具有被示出为智能电话的音频源设备9。如本文所述，音频源设备9可与入耳式头戴受话器4配对以形成执行耳 机末端适配过程的音频计算机系统(或音频系统)20。例如，入耳式头戴 受话器4可以是被配置为经由无线通信链路(例如，经由BLUETOOTH协 议或任何其他无线通信协议)与音频源设备建立无线连接的无线电子设 备。在所建立的无线通信链路期间，入耳式头戴受话器可与音频源设备交换(例如，发射和接收)数据分组(例如，互联网协议(IP)分组)。本 文描述了关于建立无线通信链路和交换数据的更多内容。
在该图中还示出了在第一耳机末端5与耳道6的(侧壁)之间形成的 气隙7。间隙7可以是耳机末端5对于用户的耳道6而言太小的结果(和/ 或耳道6的形状的结果，如本文所述)。
在头戴受话器4开启(或处于“使用中”状态)的情况下，可执行耳 机末端适配过程。例如，头戴受话器4可通过通信链路从音频源设备9获得 音频信号(例如，测试信号)，并且用音频信号驱动扬声器22将声音输出 到用户的耳道6中。入耳式头戴受话器4的内部麦克风23响应于所输出的 声音而产生麦克风信号。根据麦克风信号，测量用户耳道6的频率响应。
比较图形8示出了所测量频率响应10相对于图形表示目标响应11的 图形表示。具体地讲，该图形示出了响应相对于频率的强度(或能量)水 平。在一个方面，目标响应11可以是在受控环境(例如，实验室)中测量 的预定义响应。在另一方面，目标响应11可以是总体人群的平均值的响 应。在又一方面，目标响应11可以是当该特定(或任何特定)耳机末端在 用户的耳道内形成气密密封时产生的响应。如图所示，图形8中存在两个 Δ，这两个Δ表示给定频率(或频带)下目标响应11与所测量响应10之间 的差值。具体地讲，图形8示出了低频λLow下的ΔLow1和高频λHigh下的 ΔHigh1。在一个方面，所测量响应10的低频内容远低于目标响应11，从而 导致ΔLow1较高。如本文所述，该差异可能是由于耳机末端5因为存在多个 气隙7而未形成气密密封这一事实。
如本文所述，设备4可基于所测量的响应10(和/或所测量响应10与 目标响应11之间的差值)来确定适配参数。由于差值ΔLow1较大，因此适 配参数可确定为较低值(例如，在1至100的范围内，适配参数可以是 30)。在一个方面，该值可基于图形8中所示的Δs中的两个(或一些)。 在一个方面，适配参数可对应于给定频率下频谱内容的强度或能量水平。 因此，适配参数可为值的阵列，其可对应于强度水平(例如，对于ΔLow1为 10dB，对于ΔHigh1为3dB)。在一些方面，适配参数可以是所测量响应与 目标响应之间的任何关系。本文描述了关于确定适配参数的更多内容。
根据适配参数，音频系统可确定耳机末端是否最佳适合于用户3。例 如，入耳式头戴受话器4可将适配参数无线传输到音频源设备9以进行该 确定。在一个方面，音频源设备9可将该适配参数与目标适配参数进行比 较，该目标适配参数可以是预定义的(例如，实验室测试的)适配参数。 继续先前的示例，当适配参数为30时，音频源设备9可将该参数与目标参 数50进行比较。由于适配参数低于目标参数，因此当前使用的第一耳机末 端5不能在用户的耳道内正确适配。在一个方面，音频源设备9可通知用 户3试用不同的耳机末端。具体地讲，设备9可(经由集成扬声器)输出 通知音频，该通知音频指示当前选择的耳机末端5未正确适配用户的耳 道，并且通知用户3用另一个末端替换现有末端5。在另一方面，设备9可将当前确定的适配参数与一个或多个先前确定的用于不同耳机末端的适 配参数进行比较。本文描述了关于系统如何基于对适配参数进行比较来确 定耳机末端是否为最佳的更多内容。
图1B示出了阶段2，其示出了用户3戴上具有第二耳机末端12的入耳 式头戴受话器4。例如，用户3可能已响应于被通知音频通知而用第二耳机 末端12替换第一耳机末端5。如图所示，当第二耳机末端12插入到用户的 耳道6中时，不再存在任何间隙。在一个方面，第二耳机末端12大于(或 宽于)第一耳机末端5，从而导致耳机末端12在耳道6内形成更好的密封。
同样，在第二耳机末端12正在使用中的情况下，音频系统可执行另 一耳机末端适配测量(例如，响应于输出音频信号，头戴受话器可测量用 户的耳道的新频率响应)。如阶段2的比较图形8所示，第二耳机末端12 的新测量的频率响应13比先前的响应10更接近目标响应11。具体地讲， ΔLow2被示出为低于ΔLow1(例如，2dB而不是10dB)。低频带的差值可能是第二耳机末端12比第一耳机末端5形成(更好的)气密密封的结果。此 外，ΔHigh2被示出为低于ΔHigh1(例如，1dB而不是2dB)。这可指示第一 耳机末端5在耳道6内部时变形(例如，夹紧)，从而导致比第二耳机末 端12更差的高频响应。
由于新测量的频率响应13为更好的近似值，因此第二耳机末端12的 适配参数可高于第一耳机末端5的适配参数(例如，最高100中的70)。 在一个方面，音频源设备9可将新确定的适配参数与目标适配参数进行比 较。如果适配参数高于目标参数，则入耳式头戴受话器4可确定第二耳机 末端12适配良好(例如，在用户的耳道内正确适配)。在一些情况下，入 耳式头戴受话器可通知用户第二耳机末端12提供良好的(或适合的)适配 并且可结束适配过程。
在另一方面，音频源设备9可将新确定的适配参数与先前的适配参数 进行比较，以确定要选择哪个耳机末端。在这种情况下，由于第二耳机末 端12具有比第一耳机末端5更高的适配参数，因此可通知用户3当前的耳 机末端12是这两者中的更好的耳机末端。因此，先前的适配参数可以是新 确定的适配参数与其进行比较的预先选择的阈值。因此，类似于本文所述 的通知，入耳式头戴受话器4可输出音频通知用户3使用耳机末端12。
尽管被示出为仅对左入耳式头戴受话器执行适配过程，但应当理解，可 对一副(左和右)入耳式头戴受话器执行该过程。例如，该过程可在两侧入 耳式头戴受话器插入到用户的相应耳朵中时执行，或者该过程可单独执行。
图2示出了包括入耳式头戴受话器4和音频源设备9的音频系统20的 框图。入耳式头戴受话器4包括外部麦克风21、扬声器22、放大器 (AMP)24、数模转换器(DAC)25、内部麦克风23、控制器26和网络 接口27。在一个方面，头戴受话器4可包括更多或更少的元件(或部 件)，如本文所述。例如，头戴受话器4可包括两个或更多个扬声器22、 两个或更多个外部(和/或内部)麦克风和/或显示屏。
头戴受话器4可以是包括可互换(和/或可替换)部件的任何电子设 备，该设备可放置在用户的耳朵上、耳朵中或耳朵上方。例如，当设备是 入耳式头戴受话器诸如耳机或耳塞时，部件可以是耳机末端，如本文所 述。又如，当设备是贴耳式头戴受话器和/或包耳式头戴受话器时，部件可 以是耳罩。在任一种情况下，设备可包括被配置为将声音输出到用户的耳 朵中的至少一个扬声器。在一个方面，设备可被配置为插入用户的单只耳 朵或放置在其上(例如，单个耳机末端)，或者设备可被配置为插入用户 的两只耳朵或放置在其上，诸如包括用桥接件连接的两个耳罩(一个用于 左耳，一个用于右耳)的贴耳式头戴受话器。在一个方面，头戴受话器可 以是有线的。在一些方面，头戴受话器4可以是无线的，使得其可使用与 另一电子设备的任何无线通信方法(例如，BLUETOOTH协议、无线本地 网络链路等)经由网络接口27建立无线连接链路。本文描述了关于头戴受 话器4如何与另一设备建立无线连接链路的更多内容。在一个方面，网络 接口27被配置为与无线接入点建立无线通信链路，以便通过无线网络(例 如，互联网)与电子服务器交换数据。
外部麦克风21(和/或内部麦克风23)可以是被配置用于将由在声学 环境中传播的声波导致的声能转换成输入麦克风信号的任何类型的麦克风 (例如，差分压力梯度微机电系统(MEMS)麦克风)。麦克风21是被配 置为捕获来自声学环境的声音的“外部”(或参考)麦克风，而麦克风23 是被配置为在用户的耳朵(或耳道)内部捕获声音(并且/或者感测压力变 化)的“内部”(或误差)麦克风，如本文所述。扬声器22例如可以是可 被专门设计用于特定频带的声音输出的电动驱动器，诸如低音扬声器、高 音扬声器或中音驱动器。在一个方面，扬声器22可以是“全音域”(或 “全频”)电动驱动器，其尽可能多地再现可听频率范围。
控制器26可以是专用处理器诸如专用集成电路(ASIC)、通用微处 理器、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号控制器或一组硬件逻辑结构 (例如滤波器、算术逻辑单元以及专用状态机)。控制器被配置为执行耳 机末端适配过程操作和联网操作。例如，控制器26被配置为执行耳机末端 适配测量以确定当前由入耳式头戴受话器4使用(或耦接到入耳式头戴受 话器)的耳机末端的适配参数。一旦确定，控制器26将可经由网络接口 27将尖端参数传输到音频源设备9以用于进一步处理。本文描述了关于由 入耳式头戴受话器4执行的适配过程的操作的更多内容。
在另一方面，控制器26被进一步配置为执行若干种音频输出模式中 的一种并且/或者被配置为对由麦克风21产生的音频(或麦克风)信号执 行信号处理操作，诸如音频信号处理操作。本文描述了关于这些模式和操 作的更多内容。在一个方面，由控制器26执行的操作可在软件中实现(例 如，作为存储在存储器中并由控制器26执行的指令)并且/或者可由如本 文所述的硬件逻辑结构实现。
在一个方面，控制器26被配置为获得用于通过扬声器22回放的一条 音频节目内容或用户期望的内容(例如，音乐等)的输入音频信号(作为 模拟或数字信号)。在一个方面，如本文所述，输入音频信号可以是测试 信号。在一个方面，控制器26可从本地存储器获得输入音频信号，或者控 制器26可从网络接口27获得输入音频信号，该网络接口可从外部源诸如 音频源设备9获得信号。例如，入耳式头戴受话器4可流传输来自音频源 设备9的输入音频信号用于通过扬声器22回放。音频信号可以是信号输入 音频通道(例如单声道)。在另一方面，控制器26可获得用于通过两个或 更多个扬声器输出的两个或更多个输入音频通道(例如立体声声道)。在 一个方面，在头戴受话器4包括两个或更多个扬声器的情况下，控制器26 可以执行附加的音频信号处理操作。例如，控制器26可空间地渲染输入音 频通道以产生双耳输出音频信号用于驱动至少两个扬声器(例如，头戴受 话器4的左扬声器和右扬声器)。
在一个方面，入耳式头戴受话器4可包括至少两个扬声器，该至少两 个扬声器是被配置为将声音输出到声学环境中的“耳外”扬声器，而不是 被配置为将声音输出到用户的耳朵中的扬声器22。在另一方面，控制器26 可包括声音输出波束形成器，该声音输出波束形成器被配置为产生扬声器 驱动器信号，该扬声器驱动器信号在驱动两个或更多个扬声器时产生空间 选择性声音输出。因此，当用于驱动扬声器时，头戴受话器4可产生指向环境内的位置的定向波束方向图。
DAC 25用于接收作为由控制器26产生的输出数字音频信号的输入音 频信号，并且将其转换成模拟信号。AMP 24用于从DAC 25获得模拟信号 并且向扬声器22提供驱动信号。尽管DAC和AMP被示出为分开的块， 但是在一个方面中，用于这些的电子电路部件可被组合，以便提供驱动器 信号的更高效的数模转换和放大操作，例如使用D类放大器技术。
在一些方面，控制器26可包括声音拾取波束形成器，该声音拾取波束 形成器可被配置为处理入耳式头戴受话器的两个或更多个外部麦克风产生的 音频(或麦克风)信号以形成用于在某些方向上进行空间选择性声音拾取的 定向波束方向图(作为一个或多个音频信号)，以便对一个或多个声源位置 更敏感。头戴受话器4可对包含定向波束方向图的音频信号执行音频处理操 作(例如，执行频谱成形)，并且/或者将音频信号传输到音频源设备9。
如本文所述，控制器26可执行若干种音频输出模式中的一种，每种音 频输出模式可执行不同水平的音频隔离(例如，防止来自声学环境的环境 声音被用户听到)。在一个方面，为了执行其中一种模式，控制器26可获 得来自用户3的请求。例如，用户3可发出例如由麦克风21捕获的命令 (例如，“计算机，启动一种模式”)作为麦克风信号，该麦克风信号由语音识别算法处理以识别包含在其中的命令。在另一方面，用户3可通过 选择显示在音频源设备9的显示屏上的用户界面(UI)项目来启动一种模 式。一旦被选择，设备9就可将命令无线传输到入耳式头戴受话器4。
在若干种音频输出模式中，存在有源衰减模式(或第一模式)和无源 衰减模式(或第二模式)。当处于有源衰减模式时，控制器26被配置为激 活有源噪声消除(ANC)功能以使头戴受话器的扬声器22产生抗噪声，以 便减少泄漏到用户耳朵中的来自环境的环境噪声。在一个方面，噪声可能 是头戴受话器的耳机末端的不完全密封的结果。ANC功能可被实现为前馈 ANC、反馈ANC或它们的组合中的一者。因此，控制器26可从捕获外部 环境声音的麦克风诸如麦克风21接收参考麦克风信号。控制器26被配置 为根据麦克风信号中的至少一个产生抗噪声信号，并且驱动扬声器22输出 抗噪声。然而，与该模式相反，当处于无源衰减模式时，控制器26被配置 为不执行有源噪声衰减操作。相反，头戴受话器依赖于头戴受话器(例 如，耳机末端)的物理特性来无源地衰减环境噪声。
第三模式是透明模式，其中由头戴受话器4回放的声音是由设备的外 部麦克风以“透明”方式(例如，如同头戴受话器未被用户佩戴那样)捕 获的环境声音的再现。控制器26处理由至少一个外部麦克风21捕获的至 少一个麦克风信号，并且通过透明滤波器过滤该信号，这减少了由于头戴 受话器的耳机末端正位于用户耳朵中而引起的声学阻塞，同时还保留了佩 戴者的解剖特征(例如，头部、耳廓、肩部等)的空间过滤效果。滤波器 还有助于保留与实际环境声音相关联的音色和空间提示。因此，在一个方 面，根据用户的头部的特定测量结果，透明模式的滤波器可以是特定于用 户的。例如，控制器26可根据基于用户的人体测量结果的头部相关传输函 数(HRTF)或等效的头部相关脉冲响应(HRIR)来确定透明滤波器。
音频源设备9包括扬声器30、AMP 31、DAC 32、显示屏33、网络接 口34和控制器35。显示屏33可被配置为呈现数字图像或视频。在一个方 面，显示屏33是被配置为感测用户输入作为输入信号的触摸显示屏。在一 个方面，源设备9可包括更多或更少的元件，如本文所述。例如，设备9 可包括两个或更多个扬声器30。在另一方面，设备9可包括附加元件，诸 如一个或多个(外部)麦克风。
音频源设备9可以是可执行音频信号处理操作和/或联网操作的任何电 子设备。此类设备的示例可以是台式计算机、智能扬声器、数字媒体播放 器或家庭娱乐系统。在一个方面，源设备可以是便携式设备，诸如如图1A 和图1B所示的智能电话。又如，源设备9可以是包括网络接口的任何便携 式设备，诸如膝上型计算机、平板电脑、头戴式设备和可穿戴设备(例 如，智能手表)。
在一个方面，控制器35被配置为执行适配过程操作以测量末端适配、 音频处理操作和/或联网操作。例如，控制器35被配置为从入耳式头戴受话 器4获得末端参数，并且确定与适配参数相关联的耳机末端是否适合于该给 定用户。本文描述了关于由源设备9执行的适配过程的操作的更多内容。
在另一方面，由如本文所述的音频系统20执行的操作中的至少一些 操作可由源设备9和/或入耳式头戴受话器4执行。例如，音频源设备而不 是入耳式头戴受话器4可确定适配参数。在这种情况下，音频源设备9可 经由将两个设备配对在一起的无线通信链路通过入耳式头戴受话器4获得 所测量频率响应并确定适配参数，如本文所述。又如，入耳式头戴受话器 可确定适配参数，并且可响应于适配参数小于预先选择的阈值而通知用户 替换耳机末端。在另一方面，这些操作中的至少一些可由远程服务器通过 计算机网络(例如，互联网)来执行。在一些方面，音频源设备9可执行 与音频输出模式相关联的音频处理操作中的至少一些，如本文所述。
图3是为给定用户(例如，用户3)选择要与入耳式头戴受话器4一 起使用的合适的耳机末端的过程40的一个方面的流程图。在一个方面，过 程40由入耳式头戴受话器4(例如，其控制器26)和/或由音频系统20的 音频源设备9(例如，其控制35)执行。因此，将参考图1A、图1B和图 2来描述该图。过程40开始于在入耳式头戴受话器4和音频源设备9之间 建立通信链路(在框41处)。例如，音频源设备9可与入耳式头戴受话器 4形成无线射频(RF)通信链路(例如，经由BLUETOOTH协议或任何无 线连接协议)。在一个方面，链路可响应于由音频源设备9的控制器35 (和/或网络接口34)执行的自动发现过程，以检测紧邻(例如，20英尺 远)的其他RF无线设备并与其配对。在一个方面，此类通信链路是自动 建立的(例如，无需用户干预)。在另一方面，用户3可手动建立通信链 路(例如，通过显示在音频源设备9的显示屏33上的UI项)。
过程40执行耳机末端适配过程以确定当前由入耳式头戴受话器4使用 (或当前耦接到入耳式头戴受话器)的耳机末端的适配参数(在框42 处)。在一个方面，音频系统20可任选地通知用户在适配过程期间要使用 哪个耳机末端。例如，音频源设备9可显示要使用若干个耳机末端中的哪 个耳机末端的视觉表示。又如，音频源设备9可显示指示在测量期间要使 用哪个耳机末端的文本(例如，“请安装蓝色耳机末端”)。又如，音频 系统20可(通过源设备9的扬声器30和/或通过入耳式头戴受话器4的扬 声器22)输出通知音频，通知用户要使用哪个耳机末端。
在框43处，过程40继续确定适配参数是否在目标适配参数的阈值 内。例如，目标适配参数可以是基于目标频率响应(例如，在受控设置中 测量)的预定义适配参数，如本文所述(例如，图1A的目标频率响应 11)。在一个方面，阈值可表示目标适配参数的容差水平(例如，在 5％、10％、15％等内)。在另一方面，过程确定适配参数是否超过目标适 配参数(例如，超出一个阈值)。如果是，则过程40继续通知用户当前的 耳机末端是合适的，并且用户应当将该耳机末端与入耳式头戴受话器4一 起使用(在框44处)。在一个方面，音频系统20能够以与本文所述的其 他通知类似的方式通知用户。例如，入耳式头戴受话器4可输出通知音 频，因为入耳式头戴受话器仍可插入用户的耳朵内。又如，音频源设备可 输出通知，以通知音频或通知的视觉表示任一者的方式。
然而，如果适配参数不在目标适配参数的阈值内，则过程40继续通 知(或)告知用户试用不同的耳机末端(在框46处)。具体地讲，系统可 响应于与用于测量频率响应的麦克风信号相关联的适配参数小于阈值，通 知用户用第二耳机末端替换(第一)耳机末端。在一个方面，阈值可以是 与另一个耳机末端相关联的先前确定的适配参数。在一个方面，音频源设 备(和/或入耳式头戴受话器)可通知用户特定的耳机末端(例如，蓝色耳 机末端)。在另一方面，设备可通知用户试用不同的耳机末端，无需确切 地指定用户应该试用哪个耳机末端。一旦末端已被替换，过程40就返回到 框42以执行适配过程，从而确定新耳机末端的适配参数。
在一个方面，在决策框45处，过程40可任选地确定是否存在应当利用 其执行耳机末端适配过程的任何其他耳机末端。例如，如本文所述，控制器 35可执行耳机末端适配应用程序。应用程序可包括用于被配置为耦接到入耳 式头戴受话器4的一个或多个耳机末端的预定义规格(例如，描述数据、关 于物理特性的数据等)。因此，此时，应用程序可呈现耳机末端菜单，音频 源设备的用户可从该耳机末端菜单中进行选择。在另一方面，控制器35可 基于作为音频系统20的一部分的入耳式头戴受话器4的类型来具有存储在 其中的耳机末端的规格。例如，入耳式头戴受话器4可包括一个或多个耳机 末端(例如，由制造商在入耳式头戴受话器的包装中提供)。一旦入耳式头 戴受话器4与音频源设备9配对，入耳式头戴受话器4就可通过无线通信链 路传输一个或多个耳机末端的规格。在一个方面，入耳式头戴受话器4可将 关于头戴受话器的识别信息传输到源设备。然后，设备9可通过经由计算机 网络传输包括入耳式头戴受话器的识别信息的请求消息来从远程服务器检索 耳机末端规格。作为响应，远程服务器可将耳机末端规格传输到源设备9。
在一个方面，如果存在音频系统20尚未执行耳机末端适配过程的耳 机末端，则过程40通知音频源设备9的用户用另一个耳机末端替换当前的 耳机末端(在框46处)。例如，入耳式头戴受话器可输出音频信号，该音 频信号包括语音“请用由制造商提供的蓝色耳机末端替换耳机末端”。
然而，如果不再有用于执行适配过程的耳机末端，则过程40确定所确 定的适配参数中哪个适配参数是其他适配参数中的最高适配参数(在框47 处)。具体地讲，音频系统20确定适配参数是否小于一个或多个先前获得 的适配参数，该一个或多个先前获得的适配参数各自是执行适配测量的结 果，该适配测量被执行以确定入耳式头戴受话器的不同耳机末端是否正确适 配在用户的耳道内。例如，先前确定的适配参数可被定义或选择为(例如， 预先选择的)阈值，系统将与当前耦接的耳机末端相关联的另一个确定的适 配参数与该阈值进行比较。在一个方面，所比较的适配参数中的每一个可基 于一个或多个低频带和一个或多个高频带下相应所测量频率响应与目标频率 响应之间的差值。本文描述了关于频带的更多内容。在一个方面，系统可将 每个先前确定的适配参数与预先选择的阈值进行比较。如果一个先前确定的 适配参数超过阈值，则可将该适配参数定义为预先选择的阈值，将先前确定 的适配参数中的剩余参数与该阈值进行比较。在一个方面，当参数高于阈值 至少一个容差水平(例如，5％、10％、15％等)时，适配参数超过阈值。一 旦完成比较，就选择具有最高适配参数的耳机末端。
在一个方面，过程40可在确定了所有耳机末端(例如，由制造商在 入耳式头戴受话器4的原始包装中提供的耳机末端)的适配参数之后前进 至该步骤(框47)，或者过程40可在确定了耳机末端子集的两个或更多 个适配参数之后继续。在另一方面，过程40可基于用户输入进行。例如， 在确定两个或更多个耳机末端的适配参数时，用户可选择显示在音频源设 备9上的UI项以确定哪个适配参数最高。
如本文所述，可基于目标频率响应和所测量频率响应之间的差值来确 定耳机末端的适配参数。在一个方面，当该耳机末端的所测量频率响应与目 标频率响应之间的至少一个差值低于其他耳机末端的对应差值时，最佳耳机 末端的适配参数具有比其他适配参数更高的适配参数，如图1A和图1B所 示。一旦确定，过程40就通知音频系统20的用户使用具有最高适配参数的 耳机末端(在框48处)。例如，参见图1B，音频系统20可通知用户3使用第二耳机末端12。在一个方面，在当前耳机末端的适配参数低于先前确 定的适配参数(例如，预先选择的阈值)时，音频系统可通知用户当前耳机 末端未正确适配在用户的耳道内并且/或者可通知用户用先前测量的另一个 末端替换当前末端。例如，音频系统20可用包含语音指令的音频信号驱动 扬声器22，该语音指令用于用户用先前测量的耳机末端替换当前的耳机末 端。又如，音频系统20可使得音频源设备9的显示屏33显示视觉指令，该视觉指令可包括文本、图像和/或视频，用于用户替换当前的耳机末端。
在一个方面，适配过程可跨越一段时间(例如，一秒、两秒、五秒 等)。该时间段可基于若干因素，诸如建立第二无线连接所花费的时间和 用于入耳式头戴受话器确定适配参数(例如，测量频率响应等)的时间。 在该时间段期间，入耳式头戴受话器(例如，其控制器26)可将至少一些 操作能力指定给该过程，从而防止头戴受话器执行其他任务。例如，在该 过程期间，入耳式头戴受话器可能无法获得用于通过扬声器22输出的不同 音频信号。然而，在一些情况下，可能需要入耳式头戴受话器4执行这些 其他任务来代替适配过程。因此，在一些情况下，必须终止(或暂停)适 配过程，而执行这些其他较高优先级的任务。
一些方面执行图3所示的过程40的变型。在一个方面，过程40的操 作中的至少一些可由机器学习算法来执行，该机器学习算法被配置为确定 耳机末端是否最佳适合于用户。在另一方面，机器学习算法可包括一个或 多个神经网络(例如，卷积神经网络、重复性神经网络等)，这些神经网 络被配置为获得耳机末端的适配参数并确定耳机末端是否最佳适合(或最 优化)于特定用户。
图4是执行适配测量的过程60的一个方面的流程图。过程60可与图3 的框42和/或图5的框54相同和/或基本上类似。在一些方面，过程60中 描述的操作中的至少一些操作可由入耳式头戴受话器4和/或音频源设备9 执行，如本文所述。过程60开始于获得正在从音频源设备9传输(或流传 输)的音频信号(在框61处)。例如，入耳式头戴受话器可经由无线通信 链路获得音频信号。在另一方面，入耳式头戴受话器可经由本地存储器获 得音频信号。当用户佩戴具有耦接到头戴受话器4的耳机末端的入耳式头 戴受话器时，过程60使用所获得的音频信号驱动扬声器22将声音输出到 用户的耳道中(在框62处)。例如，参见图1A，耳机末端可以是第一耳 机末端5。在一个方面，入耳式头戴受话器可在驱动扬声器22之前等待一 段时间。如本文所述，音频源设备可在传输开始适配过程的请求之前等待 一段时间，以便允许入耳式头戴受话器安放到用户的耳朵中。除了或代替 音频源设备8等待该段时间，入耳式头戴受话器可在驱动扬声器22之前等 待该段时间。在一个方面，当音频源设备9获得的指示(在图5的框51 处)基于检测到入耳式头戴受话器的入耳式存在(例如，接近数据)时， 入耳式头戴受话器4可等待。
过程60测量在内部麦克风23处耳道对驱动扬声器22的音频信号的频 率响应(在框63处)。具体地讲，内部麦克风23响应于由扬声器22输出 的声音而捕获麦克风信号。入耳式头戴受话器4处理麦克风信号以测量耳 道的频率响应。
过程60基于所测量频率响应来确定(或计算)当前插入到用户的耳 道中的耳机末端的至少第一适配参数(或适配参数)(在框64处)。在一 个方面，第一适配参数可以是控制器26基于目标频率响应和所测量频率响 应之间的差值(或Δ)来确定的适配参数，如本文所述。具体地讲，控制 器26可将适配参数基于至少一个频带诸如低频带(例如，小于1000Hz) 的两个响应之间的强度(或能量)差值。一旦确定了差值，控制器26就可 对数据结构(存储在控制器26内)执行表查找，该数据结构将Δ(相对于 该给定目标响应)与适配参数相关联。在一个方面，该差值可以是在至少 一个频带下的两个响应之间的频谱密度的差值。
在一个方面，适配参数可以是数值(例如，30)。在另一方面，目标响 应和所测量响应之间的差值越大，适配参数越小。例如，较高的差值(例 如，两个响应彼此分离得越多)可导致较低的值，诸如最高100中的30。而 较低的差值可导致较高的、更有利的值，诸如最高100中的80。参考图3描 述了关于更有利的适配参数和不太有利的适配参数之间的差值的更多内容。
在一个方面，适配参数可基于不同频带的目标响应和所测量响应之间 的差值。例如，适配参数可基于低频带和高频带的差值，如本文所述。在 这种情况下，高频带可等于或大于1000Hz。在一个方面，高频带可以是 1000Hz(例如，1000Hz至1200Hz等)内的带。类似于先前的计算，控制 器26可基于两个或更多个差值来执行表查找。在一个方面，适配参数可为 值的阵列，每个值基于对应的差值。
在一个方面，入耳式头戴受话器4可基于驱动扬声器22的音频信号来 确定要处理麦克风信号的哪些部分以测量频率响应。例如，如本文所述， 入耳式头戴受话器4可基于一个或多个频带下所测量频率响应与目标频率 响应之间的差值来确定适配参数。为了确保成功的测量，入耳式头戴受话 器4可处理音频信号以确定对应的一个或多个频带下音频信号的部分(例 如，每个帧、每隔一帧等)的能量水平(或频谱密度)是否高于阈值水 平。具体地讲，控制器26可监测音频信号的频谱内容的能量水平，以确定 频率(或频带)下的能量水平是否高于阈值。如果能量水平高于阈值，则 控制器26可处理音频信号以测量耳道的频率响应。
然而，如果能量水平低于阈值，则入耳式头戴受话器4可继续用音频 信号驱动扬声器22并且等待测量频率响应，直到获得音频信号的未来部 分，该未来部分包含具有超过阈值的能量水平的频谱内容。具体地讲，控 制器26可处理音频信号，直到满足此类条件。在一些方面，当音频信号是 测试音频信号时，该一个或多个频带可具有足够的能量水平。然而，如果 音频信号是用户期望的内容(例如，音乐)，则入耳式头戴受话器4可回 放音乐并且等待测量频率响应直到能量水平超过阈值。
如本文所述，为了执行图3的过程40，入耳式头戴受话器4被配置为 通过BLUETOOTH链路从音频源设备9获得音频信号，并且使用音频信号 来测量用户的耳道的频率响应。因此，为了使入耳式头戴受话器4(或控 制器26)使用音频信号来执行测量，音频源设备9可指示入耳式头戴受话 器4开始适配过程。在一个方面，音频源设备9在音频信号流传输到头戴 受话器4之前指示头戴受话器4。然而，常规无线标准不能提供此类指 令。相反，当源设备通过无线通信链路诸如BLUETOOTH将音频数据流传 输到接收器(或接收)设备时，接收器设备仅被配置为回放音频数据而没 有任何指令关于为什么(或出于什么)正在回放音频数据。具体地讲，当 经由使用音频分发配置文件(例如，BLUETOOTH高级音频分发配置文件 (A2DP))的无线连接流传输音频数据时，接收器设备不知道回放的目的 (例如，回放是否用于执行耳机末端测量)。相反，A2DP配置文件定义 用于在没有任何附加信息的情况下经由异步无连接(ACL)信道分发和回 放音频数据的协议和过程。
为了克服该缺陷，本公开描述了一种用于通过音频源设备和入耳式头 戴受话器之间的通信链路建立两个无线连接的方法，每个连接使用不同的 无线配置文件。对于这些连接中的一者，指示入耳式头戴受话器开始过程 的数据根据一个配置文件格式化，而另一个连接用于根据另一个配置文件 将音频信号分发(或流传输)到入耳式头戴受话器以在适配过程期间使 用。此类方法使得音频源设备能够指示入耳式头戴受话器使用要被流传输到头戴受话器的音频信号进行适配过程。
图5是设置和执行如图3的框42所述的适配过程的过程50的框图。 如图所示，该过程50的操作由音频系统20(例如，音频源设备9和/或入 耳式头戴受话器4)执行。在一个方面，为了设置适配过程，音频源设备9 通过通信链路建立两个无线连接，其中这些连接中的一个用于指示入耳式 头戴受话器4要执行适配过程，并且另一个用于将音频信号传输到头戴受 话器以在适配过程期间使用。
过程50开始于音频源设备9获得要执行耳机末端适配过程的指示(在 框51处)。例如，源设备9(的控制器35)可执行耳机末端适配应用程 序，如本文所述。应用程序可在源设备9的显示屏33上显示UI项以发起 适配过程。
当UI项被用户选择时(例如，在显示屏33上的轻击手势)，控制器 35可获得该指示。在一个方面，该指示可以是通知入耳式头戴受话器4正 在被用户使用，并且因此准备好被指示开始该过程。例如，入耳式头戴受 话器4的控制器26可被配置为执行入耳式存在功能，其中控制器26确定 入耳式头戴受话器4是否正被用户使用(或插入到用户的耳朵中)。此类 确定可基于由一个或多个传感器获得的传感器数据。例如，入耳式头戴受 话器4可包括接近传感器，该接近传感器产生指示从头戴受话器4到对象 的距离的传感器数据。控制器26获得传感器数据并确定距离是否低于阈值 (例如，一英寸)。当距离低于阈值时，可确定用户正将头戴受话器4抵 靠用户的头部(或耳朵)放置。在一个方面，该确定可基于距离的变化率 并且/或者基于距离是否在一段时间内(例如，10秒)低于阈值。一旦控制 器26确定入耳式头戴受话器4正在被使用，网络接口27就通过无线通信 链路将通知传输到音频源设备9。在另一方面，一旦控制器26确定入耳式 头戴受话器处于使用状态，如果链路尚未建立，则控制器26可指示网络接 口27与音频源设备9建立无线通信链路。
在一些方面，可基于由空气压力传感器检测到的压力变化来确定入耳 式头戴受话器4在使用中，该空气压力传感器与耳机末端一起插入到用户 的耳道中。当头戴受话器(或耳机末端)正被插入到用户的耳朵中时，空 气压力传感器产生指示耳道内空气压力的空气压力信号。在插入期间和插 入之后，空气压力传感器检测耳道内空气压力相对于环境大气压力的变 化。当耳机的头端在耳机正被插入到耳朵中时在耳道内形成密封并且压缩空气体积时，耳机的头端引起这些变化。耳机处理空气压力信号以检测空 气压力的变化，诸如指示用户将头戴受话器插入到用户的耳道中的脉冲。 在一些方面，空气压力传感器可以是独立的空气压力传感器。在其他方 面，空气压力传感器可以是麦克风，诸如内部麦克风23，因为麦克风基于 空气压力的变化产生麦克风信号。
在一些方面，可响应于媒体回放应用程序(其由音频源设备9的控制 器35执行)请求回放用户期望的音频内容(例如，音乐)来获得指示。例 如，音频源设备9的用户可通过用户输入(例如，通过选择显示在源设备 的显示屏33上的UI项)发起音频内容的回放。应用程序可获得用户输 入，并且作为响应请求回放。如本文所述，入耳式头戴受话器4可使用用户期望的音频内容来确定耳机末端的适配参数。在一个方面，可由音频源 设备9的控制器35在回放用户期望的内容期间周期性地(例如，自动地) 获得指示。这可允许在后台中执行适配过程(例如，无需使用户知道直到 系统基于所确定的适配参数确定需要替换耳机末端)。
音频源设备9通过BLUETOOTH链路并经由使用附件配置文件的第一 无线连接(或通信信道)传输(第一)请求以开始适配过程。在一个方 面，音频源设备9可响应于在框51处获得指示而传输请求。在另一方面， 音频源设备9可在获得传输请求的指示之后等待一段时间(例如，一 秒)。具体地讲，在指示与检测到入耳式头戴受话器已插入到用户的耳朵 中相关联的情况下，音频源设备9可在传输请求之前等待直到头戴受话器 已安放。在一个方面，附件配置文件可包括用于将数据从音频源设备9传 输(例如，请求)到入耳式头戴受话器4的参数(或协议)和过程。在一 个方面，如果尚未建立第一无线连接，则音频源设备9可响应于获得指示 而建立第一无线连接。因此，第一无线连接可在要用于音频分发的第二无线连接之前建立，如本文所述。在一些方面，附件配置文件是用于配置附 件设备诸如入耳式头戴受话器以执行某些动作的配置文件。例如，附件配 置文件可允许音频源设备9重新配置入耳式头戴受话器4的识别信息并且/ 或者允许设备9指示入耳式头戴受话器执行操作诸如适配过程。在一个方 面，附件配置文件可以是BLUETOOTH串行端口配置文件(SPP)。
在获得请求时，入耳式头戴受话器4开始适配过程(在框52处)。具 体地讲，在(从网络接口27)获得请求时，控制器26在预期接收到音频 信号的情况下执行一个或多个操作。例如，控制器26可激活内部麦克风 23以便获得由麦克风产生的麦克风信号。又如，控制器26可开始执行数 字信号处理操作并且/或者开始执行将处理并且/或者输出音频信号的至少一 个应用程序(例如，媒体播放应用程序等)。
又如，控制器26可使用请求来确定当前状况是否将允许成功的适配测 量。例如，由于频率响应的测量可能易受环境噪声的影响，控制器26可确 定用户耳道内的噪声(相对于来自环境的环境噪声)是否低于阈值(例 如，由内部麦克风23产生的麦克风信号的信噪比(SNR)是否高于阈 值)。如果不是，则条件可足以执行测量。
在开始过程之后，入耳式头戴受话器4经由第一无线连接将确认消息 传输到音频源设备9，该确认消息确认已接收请求并且过程已开始(或将 要开始)。在一个方面，头戴受话器4可等待传输确认消息，直到条件有 利于执行测量(例如，等待直到SNR高于阈值)，如上所述。在接收到确 认消息时，音频源设备9使用音频分发配置文件向入耳式头戴受话器9传 输建立第二无线连接的命令消息。在一个方面，音频分发配置文件可以是 BLUETOOTHA2DP，如本文所述。在另一方面，第二无线连接可使用可 格式化通过BLUETOOTH通信链路传输的音频数据的任何配置文件。在一 个方面，在传输建立第二无线连接的命令消息之前，音频源设备9可等待 直到接收到确认消息。
入耳式头戴受话器4通过无线通信链路与音频源设备9建立第二无线连 接(在框53处)。例如，入耳式头戴受话器4可与音频源设备通信，以便 将在入耳式头戴受话器内执行的BLUETOOTH栈配置为经由第二无线连接 接收音频信号(例如，协商用于解码从音频源设备传输的音频信号的编解码 器等)。一旦建立第二无线连接，入耳式头戴受话器4就传输确认消息，该 确认消息确认第二无线连接的建立并且入耳式头戴受话器准备好接收(或流传输)音频信号。一旦接收到确认消息，音频源设备9就经由第二无线连接 将音频信号传输(或流传输)到入耳式头戴受话器4。在一个方面，音频源 设备9可等待传输音频信号，直到接收到确认消息确认入耳式头戴受话器准 备好接收音频信号。在一个方面，音频信号可以是包含测试声音的预定义的 测试音频信号。在另一方面，音频信号可包含用户期望的音频声音诸如音 乐。在又一方面，音频信号可以是还用于另一目的的系统生成的音频信号 (例如，入耳式检测音调或钟声)。本文描述了关于音频信号的更多内容。
如本文所述，入耳式头戴受话器4执行耳机末端适配测量以确定适配 参数(在框54处)。具体地讲，入耳式头戴受话器经由第二无线连接获得 音频信号，并且可使用音频信号驱动扬声器22将声音输出到用户的耳道 中。响应于所输出的声音，入耳式头戴受话器4确定适配参数。例如，入 耳式头戴受话器使用所输出的声音来测量耳道的频率响应。入耳式头戴受 话器基于所测量频率响应来确定适配参数，如本文所述，并且在确定适配 参数时，入耳式头戴受话器经由第一无线连接将包含适配参数的消息传输 到音频源设备9。
在一个方面，测量可能易受环境噪声的影响，因此如果存在显著量的 环境噪声，则测量可能不准确。因此，音频系统20可基于环境条件来确定 是否停止适配过程。图6示出了基于适配参数确定是否停止适配过程的过 程80的一个方面的信号图。在一个方面，过程80可在音频源设备9从入 耳式头戴受话器4获得适配参数之后执行，如图4和图5所示。
过程80开始于音频源设备9基于适配参数确定适配过程是成功还是失 败(在决策框81处)。例如，可基于适配参数是否在预期范围内(例如， 介于20和100之间)来确定“成功的”适配过程。另一方面，当适配参数 被确定为超出该范围或适配参数非常低(或高)(例如，最高100中的 1)时，可导致过程的“失败”。在一个方面，入耳式头戴受话器4可经由 第一无线连接传输失败消息，而不是传输适配参数。在一个方面，失败消 息可指示入耳式头戴受话器不能确定有用的适配参数(或不能完全确定适 配参数)。
在一个方面，失败的适配过程可基于环境内干扰频率响应的测量的环 境噪声。为了减轻环境噪声，入耳式头戴受话器4可执行ANC功能，其中 控制器26使用来自外部麦克风21的参考麦克风信号和/或来自内部麦克风 23的误差麦克风信号来计算通过扬声器22输出的抗噪声信号，以便减少泄 漏到用户耳道中的环境噪声，如本文所述。在执行ANC功能时，控制器 26可根据包含在参考麦克风信号内的环境噪声的水平或量来周期性地(例 如，每隔1毫秒至100毫秒)调整ANC功能(例如，其滤波系数)。
然而，在一些情况下，ANC功能可冻结，这意味着ANC滤波系数在 一个或多个时间段内保持不变。ANC功能可由于多种原因而冻结。例如， 这可能由于音频系统中的不稳定性而发生。例如，风噪声可包括显著量的 低频内容。干扰频率响应的风噪声可导致低频范围内的高零星能量峰值， 这可导致ANC功能冻结。
当ANC功能冻结时，可导致包含在参考麦克风信号内的大量环境噪 声(例如，高于阈值量)。如果ANC功能在频率响应的测量期间冻结一定 时间量，则其可导致适配过程失败。例如，如果测量发生一秒，并且ANC 功能在该时间的阈值(例如，0.5秒或该时间的50％)内冻结，则音频系统 可确定测量失败，因为可在系统中引起不稳定性的显著量的环境噪声也可 干扰测量。如果音频系统确定ANC功能在测量的至少一部分期间冻结，则 音频系统20可确定测量失败。
如果确定适配过程失败(或不成功)，则过程80返回到图5的框51 以重新开始适配过程(在框82处)。在一个方面，过程80可重复，直到 适配过程成功，或者其可重复一定次数，直到音频系统通知用户此时不能 正确地执行该过程。
然而，如果适配过程成功，则音频源设备9经由第一无线连接传输确 认消息，该确认消息确认过程成功并指示入耳式头戴受话器4停止过程。 作为响应，入耳式头戴受话器4停止过程(在框83处)。例如，入耳式头 戴受话器4可停用内部麦克风23并且/或者控制器26可停止执行与耳机末 端测量相关联的操作(或功能)。音频源设备9还停止经由第二无线连接 将音频信号传输到入耳式头戴受话器(在框84处)。在一个方面，音频源 设备9可在传输确认消息之前、之后或同时停止传输音频信号。在另一方 面，音频源设备9可响应于经由第一无线连接从入耳式头戴受话器接收到 确认消息确认入耳式头戴受话器4已停止过程而停止传输音频信号(例 如，在框83之后)。在一个方面，通过入耳式头戴受话器4停止从音频源 设备获得音频信号而停止适配过程。
然后，音频源设备9传输断开第二无线连接的请求。在一个方面，该 请求可经由第一无线连接或第二无线连接来传输。作为响应，入耳式头戴 受话器4断开(或终止)第二无线连接并将确认消息传输回音频源设备 9，该确认消息确认第二无线连接断开。在一个方面，入耳式头戴受话器4 还可断开第一无线连接。
因此，随着第二无线连接的断开，音频系统20从音频源设备在图5的 框51处获得指示之前返回到该状态。一些方面执行图6中所述的过程80 的变型。在一个变型中，在决策框81处执行的操作可在音频源设备9获得 第二无线连接已断开(在过程80结束时)的确认消息之后执行。在这种情 况下，如果适配过程不成功，则过程将前进至图5的框51以重复过程50 的操作。否则，过程80将结束。
图7是终止适配过程的过程90的一个方面的信号图。具体地讲，该过 程90可在入耳式头戴受话器4在图5的框52处已开始过程之后并且/或者 在过程在图6的框83处停止之前执行。在一个方面，该过程90可在任何 时间进行。在一个方面，过程90中描述的操作可由音频源设备9和/或音 频系统20的入耳式头戴受话器4执行。过程90开始于音频源设备9确定 应当终止适配过程(在框91处)。在一个方面，该确定可基于用户输入。 例如，音频源设备9的用户可选择UI项(其显示在设备的显示屏33 上)，该UI项在被选择时指示控制器35(或应用程序)终止过程。又 如，用户输入可基于语音命令(例如，包含在外部麦克风的麦克风信号内 并且由控制器35的语音识别功能检测)。
在另一方面，该确定可基于由在音频源设备9内(由控制器35)执行 的另一应用程序的请求，而不是用于测量的音频信号，将不同的音频信号 流传输到入耳式头戴受话器以用于回放。例如，电话应用程序可识别音频 源设备9正在接收来电(例如，通过由网络接口27获得的指示)。在识别 来电时，电话应用程序可请求控制器35通过入耳式头戴受话器的扬声器 22输出来电(例如，其铃声信号和/或下行链路信号)。在一个方面，可基 于具有较高(输出)优先级的不同音频信号来确定流传输不同音频信号。 控制器可确定哪个音频信号(或过程)具有更高的优先级。在一个方面， 控制器可对数据结构执行表查找，该数据结构将媒体回放请求(和/或正在 请求回放的应用程序)与优先级值相关联。由于来电可具有比适配过程更 高的优先级，因此控制器35可终止过程以便输出来电。
在一些方面，该确定可基于正由入耳式头戴受话器4(和/或音频源设 备9)执行的正在进行的适配过程。例如，过程可超时(例如，超过阈值 时间)，因此音频源设备9确定终止过程，而不是使过程继续运行(可能 持续过长的时间段)。
因此，响应于确定过程将终止，音频源设备9经由第一无线连接向入 耳式头戴受话器4传输停止过程的(第二)请求。入耳式头戴受话器响应 于请求并且如本文所述在框83处停止过程。入耳式头戴受话器4经由第一 无线连接向音频源设备9传输确认消息，该确认消息确认过程已停止。一 旦接收到确认消息，音频源设备9就在框84处停止向入耳式头戴受话器4 传输音频信号，并且传输断开第二无线连接的请求，如图6所述。
在一个方面，音频系统可在确定不同音频信号的回放完成时执行适配 过程。继续前面的示例，在已终止来电(例如，经由呈现在源设备9上的 用于结束呼叫的UI项的用户选择)之后，音频系统执行图5的过程50。 例如，呼叫的结束可指示在框51处要执行耳机末端适配过程。
一些方面可执行本文所述的过程的变型。例如，这些过程中的至少一 些的特定操作可以不以所示出和所描述的确切顺序执行。可不在连续的一 系列操作中执行该特定操作，并且可在不同方面中执行不同的特定操作。 例如，不同于音频源设备9在过程90中确定适配过程应终止，入耳式头戴 受话器4可进行此类确定。例如，入耳式头戴受话器可检测到用户正在取 下入耳式头戴受话器(例如，基于接近传感器数据)。因此，入耳式头戴 受话器4可停止过程并传输过程已停止的确认消息。
在一个方面，本文所述的操作中的至少一些是可执行或可不执行的操 作性操作。具体地讲，可任选地执行被示出为具有虚线或虚线边界的框。 在另一方面，相对于其他框所述的其他操作也可以是任选的。
如上所述，本技术的一个方面是采集和使用来自特定且合法来源的数 据，以自动选择入耳式头戴受话器的最优化的耳机末端。本公开设想，在 一些实例中，该所采集的数据可包括唯一地识别或可用于识别具体人员的 个人信息数据。此类个人信息数据可包括人口统计数据、基于位置的数 据、在线标识符、电话号码、电子邮件地址、家庭地址、与用户的健康或 健身级别相关的数据或记录(例如，生命特征测量、药物信息、锻炼信 息)、出生日期或任何其他个人信息。
本公开认识到在本发明技术中使用此类个人信息数据可用于使用户受 益。例如，个人信息数据可用于随时间推移有效地选择最优耳机末端。具 体地讲，所确定的耳机末端的适配参数可经由用户的个人信息数据(例 如，用户名)与用户相关联，并存储在入耳式头戴受话器(例如，其存储 器)中。因此，当对用户执行未来的耳机末端选择测量以确定其他耳机末 端的未来适配参数时，头戴受话器可检索用户先前确定的适配参数以将它 们与未来适配参数进行比较，以便选择最优耳机末端。
本公开设想负责收集、分析、公开、传输、存储或其他使用此类个人 信息数据的实体将遵守既定的隐私政策和/或隐私实践。具体地，将期望此 类实体实现和一贯地应用一般公认为满足或超过维护用户隐私的行业或政 府所要求的隐私实践。关于使用个人数据的此类信息应当被突出并能够被 用户方便地访问，并应当随数据的收集和/或使用改变而被更新。用户的个 人信息应被收集仅用于合法使用。另外，此类收集/共享应仅发生在接收到 用户同意或在适用法律中所规定的其他合法根据之后。此外，此类实体应 考虑采取任何必要步骤，保卫和保障对此类个人信息数据的访问，并确保 有权访问个人信息数据的其他人遵守其隐私政策和流程。另外，这种实体 可使其本身经受第三方评估以证明其遵守广泛接受的隐私政策和实践。此 外，应针对被收集和/或访问的特定类型的个人信息数据调整政策和实践， 并使其适用于适用法律和标准，包括可用于施加较高标准的辖区专有的考虑因素。例如，在美国，对某些健康数据的收集或获取可能受联邦和/或州 法律的管辖，诸如健康保险流通和责任法案(HIPAA)；而其他国家的健康 数据可能受到其他法规和政策的约束并应相应处理。
不管前述情况如何，本公开还预期用户选择性地阻止使用或访问个人 信息数据的实施方案。即本公开预期可提供硬件元件和/或软件元件，以防 止或阻止对此类个人信息数据的访问。例如，诸如就广告递送服务而言，本 发明技术可被配置为在注册服务期间或之后任何时候允许用户选择“选择加 入”或“选择退出”参与对个人信息数据的收集。又如，用户可选择不提供 特定数据，诸如用户名。再如，用户可以选择限制保持该数据的时间长度。 除了提供“选择加入”和“选择退出”选项外，本公开设想提供与访问或使 用个人信息相关的通知。例如，可在下载应用时向用户通知其个人信息数据 将被访问，然后就在个人信息数据被应用访问之前再次提醒用户。
此外，本公开的目的是应管理和处理个人信息数据以最小化无意或未 经授权访问或使用的风险。一旦不再需要数据，通过限制数据收集和删除 数据可最小化风险。此外，并且当适用时，包括在某些健康相关应用程序 中，数据去标识可用于保护用户的隐私。可在适当时通过移除标识符、控 制所存储数据的量或特异性(例如，在城市级别而不是在地址级别收集位 置数据)、控制数据如何被存储(例如，在用户间汇集数据)和/或其他方 法诸如差异化隐私来促进去标识。
因此，虽然本公开广泛地覆盖了使用个人信息数据来实现一个或多个 各种所公开的实施方案，但本公开还预期各种实施方案也可在无需访问此类 个人信息数据的情况下被实现。即，本发明技术的各种实施方案不会由于缺 少此类个人信息数据的全部或一部分而无法正常进行。例如，可基于汇集的 非个人信息数据或绝对最低数量的个人信息，诸如仅在用户设备上处理的内 容或可用于内容递送服务的其他非个人信息，来选择内容并递送给用户。
如前所述，本公开的一个方面可为其上存储有指令的非暂态机器可读 介质(诸如微电子存储器)，所述指令对一个或多个数据处理部件(这里一 般性地称为“处理器”)进行编程以执行网络操作、信号处理操作、音频信 号处理操作以及耳机末端选择适配过程操作。在其他方面，可通过包含硬连 线逻辑的特定硬件部件来执行这些操作中的一些操作。另选地，可通过所编 程的数据处理部件和固定硬连线电路部件的任何组合来执行那些操作。
虽然已经在附图中描述和示出了某些方面，但是应当理解，此类方面 仅仅是对广义公开的说明而非限制，并且本公开不限于所示出和所述的具 体结构和布置，因为本领域的普通技术人员可以想到各种其他修改型式。 因此，要将描述视为示例性的而非限制性的。
在一些方面，本公开可包括语言例如“[元素A]和[元素B]中的至少一 者”。该语言可以是指这些元素中的一者或多者。例如，“A和B中的至 少一者”可以是指“A”、“B”、或“A和B”。具体地讲，“A和B中 的至少一者”可以是指“A中至少一者和B中至少一者”或者“至少A或B任一者”。在一些方面，本公开可包括语言例如“[元素A]、[元素B]、 和/或[元素C]”。该语言可以是指这些元素中任一者或其任何组合。例 如，“A、B和/或C”可以是指“A”、“B”、“C”、“A和B”、“A 和C”、“B和C”或“A、B和C”。

Claims (20)

1.一种由入耳式头戴受话器执行的方法，所述方法包括：
从与所述入耳式头戴受话器配对的音频源设备获得音频信号；
使用所述音频信号驱动所述入耳式头戴受话器的扬声器将声音输出到用户的耳道中，其中第一耳机末端耦接到所述入耳式头戴受话器并且插入到所述用户的所述耳道中；
获得响应于所输出的声音的麦克风信号；
响应于与所述麦克风信号相关联的参数小于阈值，通知所述用户用第二耳机末端替换所述第一耳机末端。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述音频信号是第一音频信号，其中通知所述用户替换所述第一耳机末端包括以下中的至少一者：
用包含所述用户用所述第二耳机末端替换所述第一耳机末端的语音指令的第二音频信号驱动所述扬声器；以及
使得所述音频源设备的显示屏显示所述用户用所述第二耳机末端替换所述第一耳机末端的文本指令。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述参数基于在至少一个频带下的所述麦克风信号的频率响应与目标频率响应之间的差值。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述至少一个频带是小于1000Hz的低频带。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述参数还基于在等于或大于1000Hz的高频带下的所述麦克风信号的所述频率响应与所述目标频率响应之间的差值。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述参数是第一参数，其中所述阈值是第二参数，所述第二参数基于在所述低频带和/或所述高频带下在所述第二耳机末端耦接到所述入耳式头戴受话器时先前测量的频率响应与所述目标频率响应之间的另一差值。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一参数和所述第二参数基于在所述低频带和所述高频带下相应测量的频率响应与所述目标频率响应之间的差值。
8.一种音频源设备，包括：
处理器；以及
其中存储有指令的存储器，所述指令在由所述处理器执行时使得所述音频源设备：
使得入耳式头戴受话器，针对多个耳机末端中的每个耳机末端，在所述耳机末端耦接到所述入耳式头戴受话器并插入到用户的耳道中时，执行耳机末端适配测量；
针对所述多个耳机末端中的每个耳机末端，获得由所述耳机末端适配测量确定的并且指示对应的耳机末端在所述用户的所述耳道内的适配程度的适配参数；以及
基于对所述多个耳机末端的适配参数的比较来确定要使用所述多个耳机末端中的哪个耳机末端。
9.根据权利要求8所述的音频源设备，其中用于确定要使用所述多个耳机末端中的哪个耳机末端的所述指令包括用于选择所述多个耳机末端中的具有比所述多个耳机末端中的其他耳机末端中的每个耳机末端更高的适配参数的一个耳机末端的指令。
10.根据权利要求9所述的音频源设备，其中每个适配参数基于在两个或更多个频带下在对应的耳机末端耦接到所述入耳式头戴受话器时测量的频率响应与目标频率响应之间的差值。
11.根据权利要求10所述的音频源设备，其中每个适配参数基于在低频带下的差值和在高频带下的另一差值。
12.根据权利要求11所述的音频源设备，其中所述低频带低于1000Hz，所述高频带等于或高于1000Hz。
13.根据权利要求10所述的音频源设备，其中具有所述更高适配参数的所述耳机末端在所述两个或更多个频带下具有比所述多个耳机末端中的所述其他耳机末端更低的差值。
14.根据权利要求8所述的音频源设备，其中所述存储器还包括用于通过以下中的至少一者来通知所述用户要使用所述多个耳机末端中的哪个耳机末端的指令：1)在显示屏上显示文本指令，所述文本指令指示要使用所述多个耳机末端中的哪个耳机末端；以及2)用包含语音指令的音频信号驱动扬声器，所述语音指令指示要使用所述多个耳机末端中的哪个耳机末端。
15.一种入耳式头戴受话器，包括：
扬声器；
内部麦克风，所述内部麦克风被配置为捕获用户耳道内的声音；
处理器；和
存储器，所述存储器具有指令，所述指令在由所述处理器执行时使得所述入耳式头戴受话器：
使用音频信号驱动所述扬声器将声音输出到所述用户的所述耳道中，其中耳机末端耦接到所述入耳式头戴受话器并且插入到所述用户的所述耳道中；
响应于所输出的声音，测量在所述内部麦克风处捕获的麦克风信号的频率响应；以及
通过无线通信链路将与所述麦克风信号的所述频率响应相关联的参数传输到音频源设备。
16.根据权利要求15所述的入耳式头戴受话器，其中所述参数基于在低频带和高频带下所测量频率响应和目标频率响应之间的差值。
17.根据权利要求16所述的入耳式头戴受话器，其中所述低频带低于1000Hz，所述高频带等于或高于1000Hz。
18.根据权利要求15所述的入耳式头戴受话器，其中所述存储器还具有用于处理所述音频信号以确定在一频带下所述音频信号的频谱内容的能量水平是否高于阈值的指令，其中用于测量所述频率响应的所述指令响应于所述能量水平高于所述阈值。
19.根据权利要求18所述的入耳式头戴受话器，其中响应于所述能量水平低于所述阈值，所述存储器具有用于执行以下操作的指令：
继续用所述音频信号驱动所述扬声器；以及
等待测量所述频率响应，直到获得所述音频信号的未来部分，所述未来部分在所述频带下包含具有超过所述阈值的能量水平的频谱内容。
20.根据权利要求15所述的入耳式头戴受话器，其中所述存储器还具有使得所述入耳式头戴受话器执行以下操作的指令：
获得由所述入耳式头戴受话器的传感器产生的传感器数据；以及
确定所述入耳式头戴受话器正在被所述用户使用，使得基于所述传感器数据将所述耳机末端插入到所述用户的所述耳道中，
其中用于驱动所述扬声器的所述指令包括用于在用所述音频信号驱动所述扬声器之前，在确定所述入耳式头戴受话器正被使用前等待一段时间的指令。
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