CN113115148B - 一种耳机及入耳检测方法、装置 - Google Patents

Abstract

一种耳机及入耳检测方法、装置，所述方法包括：通过耳机发送预定的检测信号，并提取第一电压信号的特征，所述弹性波传感器安装在所述耳机上；将提取到的特征与所述弹性波传感器捕获目标弹性波时产生的电压信号的特征匹配，如匹配成功，确定所述耳机入耳；所述目标弹性波指所述检测信号在耳道传播时引起人体组织震动或反射所产生的弹性波。本申请还提供了一种入耳检测装置和耳机。本申请可以有效区分耳腔和其他类型的密闭腔室对检测信号的响应，识别更加精确，对外界环境噪声、环境结构抗干扰能力更强。

Description

一种耳机及入耳检测方法、装置

技术领域

本申请涉及但不局限于检测技术，更具体地，涉及一种耳机及入耳检测方法、装置。

背景技术

目前主流的耳机入耳检测方法有电容式、红外光学、电极触点式等技术方法。电容式检测方法可靠性低，容易受外接环境和温度影响，对佩戴有一定要求；红外光学式分为单路红外和双路红外方法，均需要在耳机壳体上开孔，降低了耳机的防护等级和美观性，同时成本高，功耗高；电极触点式采用微激励源驱动，通过检测两个触点电极之间的电阻判断是否入耳，该方法电路复杂度高，成本高，静态功耗高，需要电极外露，影响美观性。

还有一种入耳检测方法是通过耳机播放检测声波并接收其反射波，通过比较检测声波和反射波(即回声)的声学参数来判断是否入耳，检测声波的频段选择耳机入耳后构成的密闭腔室的谐振频段，在该频段扫频，通过比较反射波和原检测声波的幅度关系实现入耳判决。这种通过比较原声与回声幅值的入耳判定方法并不能够有效区别耳腔和其他类型的密闭腔室，采集反射波时对外界环境噪声、环境结构的抗干扰能力较弱，难以有效消除误判。

发明内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本发明实施例提供了一种入耳检测方法，包括：

通过耳机发送预定的检测信号，并提取第一电压信号的特征，所述第一电压信号通过对弹性波传感器产生的电信号进行转换得到，所述弹性波传感器安装在所述耳机上；

将提取到的特征与所述弹性波传感器捕获目标弹性波时产生的电压信号的特征匹配，如匹配成功，确定所述耳机入耳；所述目标弹性波指所述检测信号在耳道传播时引起人体组织震动或反射所产生的弹性波。

本发明实施例还提供了一种入耳检测装置，包括：

弹性波传感器，安装在耳机上，设置为捕获弹性波时产生电信号；

信号调理电路，与所述弹性波传感器连接，设置为将所述电信号转换为第一电压信号；

微处理器，与所述信号调理电路连接，设置为执行如本发明任一实施例所述的入耳检测方法的处理。

本发明实施例还提供了一种耳机，包括：

机身，包括壳体和内腔；

如本发明任一实施例所述的入耳检测装置，设置在所述机身的内腔中；

音频编解码电路及扬声器，设置在所述机身的内腔中，设置为发送所述检测信号。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明任一实施例所述的入耳检测方法的处理。

本发明上述实施例基于检测信号在耳道传播时会引起人体组织震动或反射而产生弹性波的现象，采用弹性波传感器来捕获这种弹性波并加以特征匹配，作为入耳的判定依据，可以有效区分耳腔和其他类型的密闭腔室对检测信号的响应，识别更加精确，对外界环境噪声、环境结构抗干扰能力更强。

在阅读并理解了附图和详细描述后，可以明白其他方面。

附图说明

图1是一种入耳式耳机的示意图；

图2是耳机播放的声音在耳腔中传播的示意图；

图3是本发明一示例性实施例入耳检测方法的流程图；

图4是本发明一示例性实施例入耳检测装置的模块图；

图5是本发明一示例性的入耳检测方法的流程图。

具体实施方式

本申请描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。

在本发明一示例性实施例中，如图1所示，是一种入耳式耳机的示意图，该耳机包括机身101和耳机柄103。文中，机身101是耳机入耳时与人体皮肤接触的部件，机身101上开有出音孔105以播放声音。图1所示一种无线耳机，但本申请的入耳式耳机也可以是有线耳机。

如图2所示，耳机入耳佩戴好后，由于人体耳腔的特殊结构，扬声器发出的声音信号会在耳腔内传播和反射，其中，P是直接经空气传播的信号，Pi是传播方向会碰到耳腔侧壁而发生发射的信号，Pr是经过耳腔内壁反射的信号。经过多次反射后，会存在返回到耳机的回声信号。

声音信号在耳腔内进行传播的过程中，耳腔的人体组织会由于声波的碰触发生震动而产生一种弹性波(弹性波是一种机械波，声波也是弹性波的一种)，因为这种人体组织震动产生的弹性波是本申请做入耳检测时要捕获的目标信号，因而本实施例中将其称为目标弹性波以区别于声音等其他的弹性波。目标弹性波可以通过人体组织传播到耳机机身的壳体，再到达安装在耳机上的弹性波传感器，即被弹性波传感器捕获。

本申请中的弹性波传感器包括任意可以捕获弹性波产生电压信号的传感器，可以是传感器捕获弹性波后本身产生电压信号，也可以是通过信号调理电路将传感器捕获弹性波后产生的电信号如电荷信号进行转换而得到电压信号。在本发明实施例中，弹性波传感器以压电传感器为例，例如可以是压电陶瓷传感器，压电传感器捕获弹性波会有微小形变而产生电荷信号，该电荷信号可以被信号调理电路转换为电压信号。

弹性波传感器捕获目标弹性波后会产生电信号，该电信号可以转换为电压信号，目标弹性波产生的电压信号有其特征，因而可以将实际采集的电压信号的特征与目标弹性波产生的电压信号的特征对比，从而判定耳机是否入耳。本实施例的入耳检测方法是基于人体组织震动产生的弹性波来实现检测，因而可以区分耳机是处于其他密闭环境下还是已塞入耳腔中，因而识别更加精确，对外界环境噪声、环境结构抗干扰能力更强。

本发明一示例性实施例提供了一种入耳检测方法，如图3所示，包括：

步骤110，通过耳机发送预定的检测信号，并提取第一电压信号的特征，所述第一电压信号通过对弹性波传感器产生的电信号进行转换得到，所述弹性波传感器安装在所述耳机上；

文中，将对弹性波传感器产生的电信号进行转换得到的电压信号，或者弹性波传感器产生的电压信号称为第一电压信号，是为了在表述上区别于其他电压信号。如果耳机没有入耳，而弹性波传感器设置在检测信号的传播路径上时，第一电压信号中会包含检测信号被捕获而产生的电压信号，还可能包括一些噪声信号。如果耳机已经入耳时，第一电压信号还会包含目标弹性波被捕获而产生的电压信号，后续对第一电压信号的分析和处理用于确定第一电压信号中是否包含目标弹性波被捕获而产生的电压信号，如果包含，说明入耳时才会产生的目标弹性波存在，就可以判断耳机已入耳。

步骤120，将提取到的特征与所述弹性波传感器捕获目标弹性波时产生的电压信号的特征匹配，如匹配成功，确定所述耳机入耳；

如前所述，本实施例中的目标弹性波指所述检测信号在耳道传播时引起人体组织震动所产生的弹性波。

在本发明一示例性实施例中，所述耳机为入耳式耳机但本申请不局限于此，所述弹性波传感器包括安装在所述耳机机身壳体内侧的一个或多个压电传感器，所述第一电压信号通过对所述压电传感器产生的电荷信号进行转换得到。弹性波传感器可以封装在印制电路板上，随印制电路板一起粘接在耳机机身的壳体内侧，具体可以通过测试来确定较优的位置。

发送检测信号会消耗电能，如果是在耳机播放用户需要的音频时发送检测信号则容易造成干扰，因而在本发明一示例性实施例中，考虑到当用户准备使用耳机的时候，用户会用手触碰耳机引起振动产生弹性波，使用弹性波传感器可以实现对该动作的识别。因而本示例提供了一种触发检测信号发送的机制。即在通过耳机发送预定的检测信号之前，所述方法还包括：在所述耳机处于出耳状态时，对人体触碰所述耳机的动作进行识别，如识别出有人体触碰所述耳机，再开始通过所述耳机发送预定的检测信号。该示例中，用于检测人体触碰耳机动作的传感器可以使用上述入耳检测使用的弹性波传感器，也可以是不同的弹性波传感器，还可以是其他类型的传感器。对触碰耳机动作的识别，可参照已有的相关方法，这里不再赘述。

上述通过耳机发送预定的检测信号，具体可以是通过耳机的扬声器发送预定的检测信号，也可以是通过设置在耳机中的换能器发送预定的检测信号。发送的检测信号通过出音孔向耳腔内传播时，弹性波传感器会同步接收弹性波信号，弹性波传感器捕获(即接收到)弹性波时，会产生电信号，该电信号经信号调理电路可转换为第一电压信号。

在本发明实施例的一示例中，所述检测信号为预存的音频信号，可以通过微处理器控制音频编解码电路和扬声器周期播放该音频信号，实现检测信号的发送。该音频信号的持续时间不宜过长以避免功耗过大，而播放时的频率也可以变化，以提高对外界环境干扰的抵抗能力。

在本发明实施例的另一个示例中，所述检测信号为扫频信号。可以通过微处理器控制音频编解码电路和扬声器发射该扫频信号，实现检测信号的发送。本示例中，该扫频信号为超声扫频信号，即使用的频率均为超声频率(20KHz以上的频率)，在其他示例中，也可以是一部分频率为超声频率而另一部分频率为低频如20Hz～20KHz，或者使用声波频率。扫频信号可以通过编程方式产生，无需预存，可以节约内存资源。而使用超声频率则比较容易与耳机播放音乐时的音频信号在频域上区分出来，减小耳机播放音乐原声时对入耳检测产生的干扰。当扫频信号使用的频率为超声频率时，对采集的第一电压信号进行时频转换之后，就可以只对超声频率的信号进行识别，可以提升识别效率和准确率。

在本发明一示例性实施例中，左耳耳机和右耳耳机可以发送相同的检测信号，也可以发送不同的检测信号。

检测信号也是一种弹性波，检测信号被发送后如果被弹性波传感器捕获，弹性波传感器也会产生电信号并被转换为相应的电压信号。此时第一电压信号中包含检测信号被捕获而产生的该电压信号，这对于基于目标弹性波的入耳检测来说是一种干扰信号。因而在本实施例的一个示例中，在提取第一电压信号的特征之前，先滤除第一电压信号中的干扰信号，所述干扰信号包括所述检测信号被所述弹性波传感器捕获而产生的电压信号。滤除干扰后的信号仍称为第一电压信号。

检测信号的传播经过弹性波传感器时，检测信号到弹性波传感器的传播路径通常很近，信号较强，而目标弹性波是检测信号在耳道传播时引起人体组织震动而产生的，传播路径更长，信号相对较弱，这导致检测信号被捕获而产生的电压信号的相位延迟较小而目标弹性波被捕获而产生的电压信号的相位延迟较大，此外检测信号被捕获而产生的电压信号的强度大于目标弹性波被捕获而产生的电压信号的强度。在本实施例的一示例中，滤除第一电压信号中的干扰信号时，是将满足以下一种条件的信号滤除：条件一，相对检测信号的相位延迟小于设定的相位阈值；条件二，相对检测信号的相位延迟小于设定的相位阈值，且强度大于设定的强度阈值；条件三，强度大于设定的强度阈值。本申请中，上述强度也可以使用幅度、功率等可以表征信号强弱的参数来表示。

检测信号在耳道传播时引起人体组织反射产生的弹性波(即检测信号的回声信号)的强度也比较大，因而通过将强度大于设定强度阈值的信号滤除，也可以滤除第一电压信号中因回声信号而产生的信号分量。但是，该回声信号也可以保留下来用于入耳检测的判定。

在本实施例的一示例中，滤除第一电压信号中的干扰信号后，还可以使用低通滤波器滤除所述第一电压信号中的高频噪声。

本申请中，提取的第一电压信号的特征可以是直接从第一电压信号提取到的特征，也可以是从第一电压信号提取到特征后进行了处理的特征。

在本发明一示例性实施例中，所述提取第一电压信号的特征，包括：对所述第一电压信号采样后进行时频转换，对转换得到的指定频率上的信号进行特征提取，提取到的特征作为所述第一电压信号的特征。其中，所述提取的特征包括以下至少一种：相位、功率、幅度；所述指定频率指所述检测信号所使用的频率。在其他实施例中，还可以使用信号的光谱质量中心、最大指数、最小指数、标准偏差、光谱带比等其他参数作为提取的特征。

在该实施例的一个示例中，所述指定频率有一个或多个；

所述相位用以下至少一种参数表示：每一指定频率上的信号的相位值，多个指定频率上的信号的相位平均值；

所述功率用以下至少一种参数表示：每一指定频率上的信号的功率值，多个指定频率上的信号的功率平均值；

所述幅度用以下至少一种参数表示：每一指定频率上的信号的幅度值，每一指定频率上的信号的幅度均方根值，多个指定频率上的信号的幅度平均值，多个指定频率上的信号的幅度均方根值的平均值；

在使用多个指定频率上的信号的相位或功率或幅度平均值时，可以将采样得到的第一电压信号的数据分段后再对每一段数据做时频转换(如快速傅里叶变换)，再对转换得到的多个指定频率上的信号的相位或功率或幅度取平均值。

选择多个特征作用于入耳检测，相对单个特征而言，具有更高的检测准确度。

声波通过介质传播的波动方程如下：

其中：

为空间拉普拉斯算子，p表示声压，c表示波速。

本实施例检测信号在耳内传播，触碰耳道壁引起人体组织震动产生弹性波。人体组织也是一种介质，可以近似认为人体组织是一种均匀介质，根据相关资料，弹性波在人体组织中的传播速度近似可以认为是常数C1＝1500m/s,而声波在空气中的传播速度340m/s，速度差别较大。通过对入耳模式下样本的统计或训练等方式(同时也可以将出耳模式下的样本作为反例)，可以获得目标弹性波被捕获时产生的电压信号与发送的检测信号的相位差的一个预定取值范围。

本实施例检测信号在耳内传播，在耳道内部狭小的空间，由于人体组织的特殊结构，检测信号触碰耳道壁后部分能量会被吸收，产生目标弹性波。目标弹性波的能量与检测信号的能量相比，其衰减存在一定的规律。这里的能量可以用幅度均方根、功率或平均功率等参数表示。可以用从第一电压信号中提取的目标弹性波的能量参数值与检测信号相应的能量参数值的比值来表示目标弹性波的能量相对于检测信号的能量的衰减率。通过对入耳模式下样本的统计或训练等方式，也可以获得目标弹性波的能量相对于检测信号的能量的衰减率的预定取值范围。

基于以上思路，在本发明另一示例性实施例中，所述提取第一电压信号的特征，包括：对所述第一电压信号采样后进行时频转换，对转换得到的指定频率上的信号进行特征提取，再计算提取到的特征和所述检测信号的相应特征之间的变化值，作为所述第一电压信号的特征。其中，所述提取的特征包括以下至少一种：相位、功率、幅度；所述指定频率指所述检测信号所使用的频率。本实施例用相对值来作为第一电压信号的特征，在识别时就不会因为检测信号的特征变化而更改识别的标准，适应性更好，因而在检测信号的使用上更为灵活。

本实施例中，如果使用相位作为特征，则提取到的相位和所述检测信号的相位之间的变化值用相位差来表示，提取到的功率和所述检测信号的功率之间的变化值可以用功率衰减率(功率衰减率＝提取到的功率/检测信号的功率)来表示，提取到的幅度和所述检测信号的幅度之间的变化值可以用幅度衰减率(幅度衰减＝提取到的幅度/检测信号的幅度)来表示。因为检测信号是设定的一个已知信号，因而检测信号的相位、功率和幅度是已知的。当然也可以在上述滤除干扰信号的步骤中，将要滤除的检测信号被捕获而产生的电压信号分离出来，通过检测该分离出来的信号而得到检测信号的相位、功率和幅度。在本实施例中，上述相位、功率和幅度可以使用上一实施例表示相位、功率和幅度的参数来表示，这里不再赘述。

本申请中，将提取到的特征与所述弹性波传感器捕获目标弹性波时产生的电压信号的特征匹配时，可以根据明确的匹配规则来进行，如提取的数值与预定取值范围的比较。但也可以使用训练的识别模型来进行，该识别模型的匹配规则可以是可解释的，也可以是一种不能明确表达的内部实现机制。

在本发明一示例性实施例中，所述将提取到的特征与所述弹性波传感器捕获目标弹性波时产生的电压信号的特征匹配，包括：判断提取到的特征是否在所述特征对应的预定取值范围之内，如果是，匹配成功，否则，匹配失败。例如，提取的特征是从第一电压信号提取的相位和检测信号的相位之间的相位差时，在进行特征匹配时，如果该相位差在相位差的预定取值范围内，则认为匹配成功，否则认为匹配失败。又如，提取的特征是从第一电压信号提取的能量相对于检测信号的能量的衰减率时，如果该衰减率在衰减率的预定取值范围之内，则认为匹配成功，否则认为匹配失败。又如，如果提取的特征是从第一电压信号提取的相位、功率或幅度时，如果该相位、功率或幅度在相位、功率或幅度的预定取值范围之内，则认为匹配成功，否则认为匹配失败。

在本发明另一示例性实施例中，将提取到的特征与所述弹性波传感器捕获目标弹性波时产生的电压信号的特征匹配时，使用机器学习等方法，基于样本训练出一个具有分类功能的算法模型来实现匹配，将提取的特征输入该分类器得到分类结果如入耳或者出耳。即本实施例中，所述提取到的特征与所述弹性波传感器捕获目标弹性波时产生的电压信号的特征是否匹配，包括：将提取到的特征输入到耳机模式识别模型，如果所述耳机模式识别模型的输出为入耳模式，则匹配成功，否则匹配失败；其中，所述耳机模式识别模型通过训练得到，训练时以作为样本的第一电压信号的特征为输入，以提取到所述样本时的耳机模式为输出，其中，所述耳机模式包括入耳模式，或者包括入耳模式和出耳模式。

当使用的特征有多个时(例如同时使用相位、功率等多种不同参数作为特征，而一种参数也可以有多个特征例如多个频率上的信号的功率)，可以在多个特征均匹配成功时才判定为匹配成功，但不局限于此。也可以是指定个数或比例的特征匹配成功即判定为匹配成功，这可以通过样本的训练、学习、统计等方式确定一种适合的方式。

本发明一示例性实施例还提供了一种入耳检测装置，如图4所示，包括：

弹性波传感器10，安装在耳机上，设置为捕获弹性波时产生电信号；

信号调理电路20，与所述弹性波传感器连接，设置为将所述电信号转换为第一电压信号；

微处理器30，与所述信号调理电路连接，设置为执行如本发明任一实施例所述的入耳检测方法的处理。

在本发明一示例性实施例中，所述耳机为入耳式耳机，所述入耳检测装置设置在所述耳机机身的内腔中，其中，所述弹性波传感器包括安装在所述机身壳体内侧的一个或多个压电传感器，多个压电传感器可以成阵列形式布置，所述压电传感器捕获弹性波时产生电荷信号。该电荷信号被信号调理电路转换为第一电压信号。微处理器内置实现入耳检测的相应算法。

在本发明一示例性实施例中，所述信号调理电路和微处理器集成在控制芯片中，该控制芯片即包括模拟电路又包括数字电路。所述入耳检测装置还包括粘接在所述机身壳体内侧的印制电路板；在一示例中，所述印制电路板设置为承载所述弹性波传感器和控制芯片，并通过所述印制电路板上的走线将所述弹性波传感器和所述控制芯片连接。在另一示例中，所述印制电路板设置为承载所述弹性波传感器，并通过所述印制电路板上的走线和连接器将所述弹性波传感器和所述控制芯片连接。该印制电路板可以采用软印制电路板但不局限于此。

在本发明一示例性实施例中，如图5所示，所述微处理器通过动作识别算法判定有人体触碰耳机时，执行入耳检测方法，包括以下步骤：步骤210，通过耳机的扬声器播放检测信号；步骤220，对信号调理电路输出的第一电压信号进行采样；步骤230，滤除第一电压信号中因检测信号被捕获而产生的干扰信号，该步骤将目标弹性波被捕获而产生的电压信号分离出来继续进行后续处理；步骤240，对第一电压信号进行低通滤波如使用巴特沃斯低通滤波器进行滤波，以滤除高频噪声；步骤250，提取第一电压信号的特征；步骤260，将提取的特征参数输入模式识别模块进行模式识别，如果识别结果为入耳模式，则判定耳机入耳，如果识别结果是出耳模式，则判定耳机出耳。同时对左耳耳机和右耳耳机进行检测时，可以有以下结果：“两个耳机都入耳”、“左耳入耳右耳出耳”、“右耳入耳左耳出耳”或“两个耳机都出耳”。

与传统的入耳检测相比，本发明上述实施例基于人体耳腔的特殊结构，声音信号的在耳腔及耳腔人体组织内传播特性，使用弹性波传感器捕获目标弹性波的方式来获取入耳后特有的信号。该目标弹性波是检测信号引起人体组织震动而产生，通过人体组织、耳机壳体传播，因而无需在耳机上开孔，也与普通的密闭腔体的回声不同，抗干扰能力强，对外界环境不敏感，用户佩戴要求低，可靠性高。

现有通过回声幅值比较的入耳检测方法并不能完全消除误判，特征过于单一。本发明实施例还要可以通过提取第一电压信号中的相位差、功率和平均功率等多项特征进行判定，识别更为精确。此外，通过滤除第一电压信号中检测信号相关的信号以分离出目标弹性波相关的信号，建立了耳道传递函数来提取特征，以及采用基于机器学习的模式识别算法进行判决，都使得入耳检测更加准确，对外界环境噪声、环境结构抗干扰能力更强。

本发明一示例性实施例还提供了一种耳机，包括：

机身，包括壳体和内腔；

本发明任一实施例所述的入耳检测装置，设置在所述机身的内腔中；及

发送装置，设置在所述机身的内腔中，设置为发送所述检测信号。

在一示例中，所述发送装置包括音频编解码电路和扬声器；在另一示例中，所述发送装置包括换能器。发送预存的音频信号作为检测信号时，可以使用微处理器内部的存储器保存相应的音频数据，也可以使用微处理器外部的存储器来保存，该外部的存储器也设置在机身的内腔中。音频编解码电路可以和信号调整电路、微处理器集成在一个芯片中，也可以独立设置。

本发明一示例性实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其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本发明任一实施例所述的入耳检测方法的处理。

在本发明另一示例性实施例中，与前述实施例不同的是，本实施例的目标弹性波是检测信号在耳道传播时引起人体组织反射所产生的弹性波，也即是检测信号的回声信号。本实施例发送预定的检测信号的方法可以与前述实施例相同。而在滤除第一电压信号中的干扰信号时，因为检测信号传播路径相对回声信号较短，可以选择将相对检测信号的相位延迟小于设定的相位阈值时信号滤除。在提取第一电压信号的特征时，也可以采样与前述实施例相同的方法，将提取到的特征与弹性波传感器捕获目标弹性波时产生的电压信号的特征匹配时，也可以使用与预定取值范围比较的方法或者分类模型的方法，因为目标弹性波的不同，设置、训练或学习出来的具体的取值范围和分类模型有所不同。

在本发明另一示例性实施例中，可以同时使用检测信号在耳道传播时引起人体组织震动所产生的弹性波，以及上述回声信号作为目标弹性波。根据两个目标弹性波分别进行入耳检测，在检测结果均为入耳时判定为入耳。以加强检测的准确度。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

Claims (14)

1.一种入耳检测方法，包括：

通过耳机发送预定的检测信号，并提取第一电压信号的特征，所述第一电压信号通过对弹性波传感器产生的电信号进行转换得到，所述弹性波传感器安装在所述耳机上；

将提取到的特征与所述弹性波传感器捕获目标弹性波时产生的电压信号的特征匹配，如匹配成功，确定所述耳机入耳；所述目标弹性波指所述检测信号在耳道传播时引起人体组织震动或反射所产生的弹性波；

所述提取第一电压信号的特征，包括：

对所述第一电压信号采样后进行时频转换，对转换得到的指定频率上的信号进行特征提取，提取到的特征作为所述第一电压信号的特征；或者

对所述第一电压信号采样后进行时频转换，对转换得到的指定频率上的信号进行特征提取，再计算提取到的特征和所述检测信号的相应特征之间的变化值，作为所述第一电压信号的特征；

其中，所述提取的特征包括以下至少一种：相位、功率、幅度；所述指定频率指所述检测信号所使用的频率。

2.如权利要求1所述的入耳检测方法，其特征在于：

所述通过耳机的扬声器播放预定的检测信号之前，所述方法还包括：在所述耳机处于出耳状态时，对人体触碰所述耳机的动作进行识别，如识别出有人体触碰所述耳机，再开始通过所述耳机的扬声器或换能器发送预定的检测信号。

3.如权利要求1所述的入耳检测方法，其特征在于：

所述检测信号为预存的音频信号；或者，所述检测信号为超声扫频信号。

4.如权利要求1所述的入耳检测方法，其特征在于：

所述提取第一电压信号的特征之前，所述方法还包括：滤除第一电压信号中的干扰信号，所述干扰信号包括所述检测信号被所述弹性波传感器捕获而产生的电压信号。

5.如权利要求4所述的入耳检测方法，其特征在于：

所述滤除第一电压信号中的干扰信号，包括：将满足以下条件的信号滤除：

相对检测信号的相位延迟小于设定的相位阈值；或者

相对检测信号的相位延迟小于设定的相位阈值，且强度大于设定的强度阈值；或者

强度大于设定的强度阈值。

6.如权利要求1的入耳检测方法，其特征在于：

所述指定频率有一个或多个；

所述相位用以下至少一种参数表示：每一指定频率上的信号的相位值，多个指定频率上的信号的相位平均值；

所述功率用以下至少一种参数表示：每一指定频率上的信号的功率值，多个指定频率上的信号的功率平均值；

所述幅度用以下至少一种参数表示：每一指定频率上的信号的幅度值，每一指定频率上的信号的幅度均方根值，多个指定频率上的信号的幅度平均值，多个指定频率上的信号的幅度均方根值的平均值；

所述相位之间的变化值用相位差表示，所述功率之间的变化值用功率衰减率表示，所述幅度之间的变化值用幅度衰减率表示。

7.如权利要求1所述的入耳检测方法，其特征在于：

所述将提取到的特征与所述弹性波传感器捕获目标弹性波时产生的电压信号的特征匹配，包括：

判断提取到的特征是否在所述特征对应的预定取值范围之内，如果是，匹配成功，否则，匹配失败。

8.如权利要求1所述的入耳检测方法，其特征在于：

所述将提取到的特征与所述弹性波传感器捕获目标弹性波时产生的电压信号的特征匹配，包括：

将提取到的特征输入到耳机模式识别模型，如果所述耳机模式识别模型的输出为入耳模式，则匹配成功，否则匹配失败；

其中，所述耳机模式识别模型通过训练得到，训练时以作为样本的第一电压信号的特征为输入，以提取到所述样本时的耳机模式为输出，其中，所述耳机模式包括入耳模式，或者包括入耳模式和出耳模式。

9.如权利要求1至8中任一所述的入耳检测方法，其特征在于：

所述耳机为入耳式耳机，所述弹性波传感器包括安装在所述耳机机身壳体内侧的一个或多个压电传感器，所述第一电压信号通过对所述压电传感器产生的电荷信号进行转换得到。

10.一种入耳检测装置，其特征在于，包括：

弹性波传感器，安装在耳机上，设置为捕获弹性波时产生电信号；

信号调理电路，与所述弹性波传感器连接，设置为将所述电信号转换为第一电压信号；

微处理器，与所述信号调理电路连接，设置为执行如权利要求1至9中任一所述的入耳检测方法的处理。

11.如权利要求10所述的入耳检测装置，其特征在于：

所述信号调理电路和微处理器集成在控制芯片中，所述入耳检测装置还包括粘接在所述耳机的机身壳体内侧的印制电路板；

所述印制电路板设置为承载所述弹性波传感器和控制芯片，并通过所述印制电路板上的走线将所述弹性波传感器和所述控制芯片连接；或者，所述印制电路板设置为承载所述弹性波传感器，并通过所述印制电路板上的走线和连接器将所述弹性波传感器和所述控制芯片连接。

12.一种耳机，其特征在于，包括：

机身，包括壳体和所述壳体围成的内腔；

如权利要求10或11所述的入耳检测装置，设置在所述机身的内腔中；

发送装置，设置在所述机身的内腔中，设置为发送所述检测信号。

13.如权利要求12所述的耳机，其特征在于：

所述发送装置包括音频编解码电路和扬声器；或者，所述发送装置包括换能器。

14.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至9中任一所述的入耳检测方法的处理。

Images