CN113411724B - 基于骨导耳机通话的回音消除方法、计算机程序介质、骨导耳机 - Google Patents

基于骨导耳机通话的回音消除方法、计算机程序介质、骨导耳机 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于骨导耳机通话的回音消除方法、计算机程序介质、骨导耳机，包括如下步骤：利用麦克风采集骨导振子播音振动时所产生的漏音；获取外部设备发送至骨导耳机的下行音频信号，根据存储于控制器中的骨导振子频响曲线对下行音频信号进行增益调整；以增益调整后的下行音频信号与所述漏音进行差值处理所获得的音频，作为上行音频信号并发送至远端。本发明能够消除骨导耳机通话的回音，从而提高用户对骨导耳机的使用体验，便于骨导耳机的生产及推广。

Description

基于骨导耳机通话的回音消除方法、计算机程序介质、骨导 耳机
技术领域
本发明涉及骨导耳机的回音消除方法的技术领域，主要涉及一种基于骨导耳机通话的回音消除方法、计算机程序介质、骨导耳机。
背景技术
目前骨导振子，因其内部构造设计原理跟传统的电磁式扬声器不一样，音频信号经过骨导振子转化为振动信号，该振动信号经与骨导振子紧贴的颅骨传输至听神经，使人可以听到音频，但是由于骨导振子还会振动空气而产生声波，声波传入人耳中，人耳能听到部分的音频。
同时，骨导振子的音频频响曲线与传统的扬声器的音频频响曲线并不相同，人耳能识别传统扬声器所播放的呈直线的音频频响(见图1)，而人耳能识别骨导振子所播放的音频频响并不呈直线而是曲线形式的。由于人耳能识别的音频频响为曲线形式，导致多数骨导耳机出现严重的漏音情况，比如，用户在佩戴骨导耳机进行通话的过程中，骨导耳机的麦克风不可避免地拾取到骨导振子振动所产生的声波，而在与骨导耳机用户进行通话的另一方能听到自己通话声音，严重影响了用户的使用体验，不利于骨导耳机的生产及推广。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于骨导耳机通话的回音消除方法、计算机程序介质、骨导耳机，能够消除骨导耳机通话的回音，从而提高用户对骨导耳机的使用体验，便于骨导耳机的生产及推广。
为此，提供基于骨导耳机通话的回音消除方法，包括如下步骤：
利用麦克风采集骨导振子播音振动时所产生的漏音；
获取外部设备发送至骨导耳机的下行音频信号，根据存储于控制器中的骨导振子频响曲线对下行音频信号进行增益调整；
以增益调整后的下行音频信号与所述漏音进行差值处理所获得的音频，作为上行音频信号并发送至远端。
进一步地，所述增益调整包括：
在下行音频信号中对频响曲线上出现信号增益的频点进行反向衰减；且/或在下行音频信号中对频响曲线上出现信号衰减的频点进行反向增益；
其中，衰减幅度与增益幅度相同。
进一步地，所述频响曲线的获取方法包括以下扫频步骤：
驱动骨导振子播放扫频信号，记录扫频信号中各频点的理想幅度，
利用麦克风采集骨导振子实际的播放音频，记录播放音频信号中各频点的实际幅度，对每一个频点记录实际幅度与理想幅度之间的比值，形成所述频响曲线的传递函数H(f)。进一步地，接收到外部设备传输的扫频信号后，执行所述扫频步骤生成所述的传输函数H(f)并事先存储于所述控制器中。
进一步地，所述扫频信号事先存储于控制器，基于外部设备输入至骨导耳机中的触发信号，执行所述扫频步骤所述的传输函数H(f)来更新存储与控制器中的历史频响曲线。
进一步地，收到触发信号后，判断当前骨导耳机是否处于未播音状态及外界处于安静环境，若是，则执行所述扫频步骤，否则不执行。
进一步地，所述触发信号是基于按键触发。
计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的控制方法。骨导耳机，包括主控制器、麦克风、骨导振子、无线传输模块、放大器，无线传输模块、麦克风分别与主控制器电连接，骨导振子通过放大器与主控制器连接，无线传输模块与外部的无线装置进行无线通讯，麦克风设置在准骨导振子的旁侧，主控制器的音频信号经过放大器传输至骨导振子，以及，被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述主控制器实现上述的方法。
进一步地，所述无线传输模块为蓝牙模块。
有益效果：
本发明的基于骨导耳机通话的回音消除方法，通过利用麦克风采集骨导振子播音振动时所产生的漏音；获取外部设备发送至骨导耳机的下行音频信号，根据存储于控制器中的骨导振子频响曲线对下行音频信号进行增益调整；以增益调整后的下行音频信号与所述漏音进行差值处理所获得的音频，驱动骨导振子振动，从而实现消除骨导耳机通话的回音，提高用户对骨导耳机的使用体验，便于骨导耳机的生产及推广。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为人耳能识别传统扬声器所播放的音频频响曲线的示意图；
图2为本发明基于骨导耳机通话的回音消除方法的结构示意图；
图3为本发明的电子设备的结构示意图；
图4为本发明的计算机可读存储介质的结构示意图。
附图标记说明：21-处理器；22-存储器；23-存储空间；24-程序代码；31-程序代码。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例一
见图2，本实施例中适用于回音消除方法中所对应的骨导耳机，骨导耳机包括主控制器、麦克风、骨导振子、无线传输模块、放大器，无线传输模块、麦克风分别与主控制器电连接，骨导振子通过放大器与主控制器连接。无线传输模块与主控制器之间包括上行及下行的传输途径，其中，下行传输途径为无线传输模块接收到外部的音频信号后传输至主控制器，而上行传输途径为主控制器接收到麦克风所采集的声音信号后传输至无线传输模块。上行的音频信号经无线传输模块发送至远端播放。而在下行传输途径中，主控制器的音频信号经过放大器传输至骨导振子，骨导振子与用户的颅骨紧贴，且其接收到音频信号后振动产生振动信号，振动信号传输至听神经，由此，用户可听到外部所传输的音频信号。
所述无线传输模块为蓝牙模块，蓝牙模块与外部的音频分析设备无线连接，蓝牙模块接收到音频分析设备所发送的音频信号后，通过BT射频传输至主控制器，主控制器经放大器传输给骨导振子，骨导振子振动所产生的振动信号传输至用户的听神经，使用户能够听到音频。所述音频分析设备包括从控制器及分别与其电连接的蓝牙通讯模块、外部麦克风、人工头测试仪，蓝牙通讯模块与骨导耳机中的蓝牙模块相互通讯，从控制器中预先存储有各种不同频率的音频信号。
所述主控制器中包含有基于骨导耳机通话的回音消除方法，以实现消除骨导耳机通话的回音，提高用户对骨导耳机的使用体验，具体包括下行传输途径中的以下步骤S1至S5：
步骤S1，传输音频信号，用于将不同频率的音频信号传输至骨导振子来进行播放；
音频分析设备中的从控制器每次传输一个种音频信号至蓝牙通讯模块，蓝牙通讯模块在BT射频模式下，向骨导耳机中的蓝牙模块发送音频信号，蓝牙模块将音频信号传输至主控制器中，主控制器将音频信号传输至骨导振子，骨导振子将音频型号转化为振动信号传输。
步骤S2，采集骨导振子的振动信号及骨导振子在振动时所产生的回音；
将骨导振子放置在人工头测试仪上，骨导振子每接受到一次音频信号，则人工头采集一次骨导振子振动所发出的振动信号，且外部麦克风采集一次骨导振子振动空气而产生的声波信号，将每次采集到的振动信号及声波信号传输至从控制器中。
步骤S3，对骨导振子振动所发出的振动信号进行过滤处理，用以保证振动信号的平整；
步骤S4，分别对每次的振动信号及声波信号进行扫频处理并获得频响曲线，用以求取骨导振子在各个频率下的传输函数H(f)；
从控制器将每个声波信号分别通过扫频得到多条声波信号频响曲线，并将过滤后的每个振动信号分别通过扫频得到多条振动信号频响曲线，声波信号频响曲线与振动信号频响曲线一一对应，并将每个声波信号频响曲线及振动信号频响曲线进行相减得到骨导振子在各个频率下的传输函数H(f)。
步骤S5，将各个传输函数H(f)输入主控制器。
本实施例通过将各个传递函数H(f)输入主控制器中，主控制器在处理对应骨导振子时，可通过对应的传输函数H(f)来抵消骨导振子在振动时所产生的声波，进而达到消音的效果。
实施例二
本实施例中适用于回音消除方法中所对应的骨导耳机，包括主控制器、麦克风、骨导振子、放大器、启动按钮，麦克风、启动按钮分别与主控制器电连接，骨导振子通过放大器与主控制器连接。主控制器中预先存储有各种不同的音频信号，人手每按下一次启动按钮，主控制器则会传输一种音频信号并将音频信号经过放大器传输至骨导振子。提高用户对骨导耳机的使用体验，具体包括下行传输途径中的以下步骤S1至S5：
步骤S1，等待触发信号，采集骨导振子的振动信号及骨导振子在振动时所产生的回音；
每按下一次骨导耳机上的启动按钮，主控制器判断当前骨导振子是否播音及通过麦克风采集外部是否有声音，若当前骨导振子没有播音及外部也没有声音的情况下，则主控制器对一种音频信号进行传输并将音频信号经过放大器传输至骨导振子，采集一次骨导振子振动所发出的振动信号，且麦克风采集一次骨导振子振动空气而产生的声波信号，将每次采集到的振动信号及声波信号传输至从控制器中；
步骤S2，传输音频信号，用于将不同频率的音频信号传输至骨导振子来进行播放。
主控制器每次传输一个种音频信号至骨导振子，骨导振子将音频型号转化为振动信号传输。
步骤S3，对骨导振子振动所发出的振动信号进行过滤处理，用以保证振动信号的平整；
步骤S4，分别对振动信号及声波信号进行扫频处理并获得频响曲线，用以求取骨导振子在，某一个频率下的传输函数H(f)；
从控制器将每个声波信号分别通过扫频得到多条声波信号频响曲线，并将过滤后的每个振动信号分别通过扫频得到多条振动信号频响曲线，声波信号频响曲线与振动信号频响曲线一一对应，并将每个声波信号频响曲线及振动信号频响曲线进行相减得到骨导振子在各个频率下的传输函数H(f)。
步骤S5，将各个传输函数H(f)输入主控制器。
本实施例通过设置有启动按钮，人手每按下一次启动按钮，主控制器则会得到对应的传输函数H(f)，将各个传递函数H(f)输入主控制器中，主控制器在处理对应骨导振子时，可通过对应的传输函数H(f)来抵消骨导振子在振动时所产生的声波，进而达到消音的效果。
需要说明的是：
本实施例所用的方法，可转化为可存储于计算机存储介质中的程序步骤及装置，通过被从控制器调用执行的方式进行实施。
在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟装置或者其它设备固有相面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
本领域技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。
本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的检测电子设备的佩戴状态的装置中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
例如，图3示出了根据本发明一个实施例的电子设备的结构示意图。该电子设备传统上包括处理器21和被安排成存储计算机可执行指令(程序代码)的存储器22。存储器22可以是诸如闪存、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、EPROM、硬盘或者ROM之类的电子存储器。存储器22具有存储用于执行实施例中的任何方法步骤的程序代码24的存储空间23。例如，用于程序代码的存储空间23可以包括分别用于实现上面的方法中的各种步骤的各个程序代码24。这些程序代码可以从一个或者多个计算机程序产品中读出或者写入到这一个或者多个计算机程序产品中。这些计算机程序产品包括诸如硬盘，紧致盘(CD)、存储卡或者软盘之类的程序代码载体。这样的计算机程序产品通常为例如图4所述的计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质可以具有与图3的电子设备中的存储器22类似布置的存储段、存储空间等。程序代码可以例如以适当形式进行压缩。通常，存储单元存储有用于执行根据本发明的方法步骤的程序代码31，即可以由诸如21之类的处理器读取的程序代码，当这些程序代码由电子设备运行时，导致该电子设备执行上面所描述的方法中的各个步骤。
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (5)

1.基于骨导耳机通话的回音消除方法，其特征在于，包括如下步骤：
利用麦克风采集骨导振子播音振动时所产生的漏音；
获取外部设备发送至骨导耳机的下行音频信号，根据存储于控制器中的骨导振子频响曲线对下行音频信号进行增益调整；
以增益调整后的下行音频信号与所述漏音进行差值处理所获得的音频，作为上行音频信号并发送至远端，所述增益调整包括：
在下行音频信号中对频响曲线上出现信号增益的频点进行反向衰减；且/或，
在下行音频信号中对频响曲线上出现信号衰减的频点进行反向增益；
其中，衰减幅度与增益幅度相同；
将扫频信号事先存储于控制器中；
以及，所述回音消除方法还包括：
接收到触发信号时，判断当前骨导振子是否播音以及通过麦克风采集外部声音判断外界是否为安静环境，若当前骨导振子没有播音及外部也没有声音的情况下，将不同频率的音频信号传输至所述骨导振子，以使所述骨导振子将该音频信号转化为振动信号；
对所述骨导振子振动所发出的振动信号进行过滤处理；
所述控制器将每个音频信号分别通过扫频得到多条音频信号频响曲线，并将过滤后的每个振动信号分别通过扫频得到多条振动信号频响曲线，音频信号频响曲线与振动信号频响曲线一一对应，并将每个音频信号频响曲线及振动信号频响曲线进行相减得到骨导振子在各个频率下新的传输函数H（f），用于更新所述控制器存储的历史骨导振子频响曲线。
2.根据权利要求1所述的回音消除方法，其特征在于，所述触发信号是基于按键触发。
3.计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如权利要求1或2所述的回音消除方法。
4.骨导耳机，包括控制器、麦克风、骨导振子、无线传输模块、放大器以及被安排成存储计算机可执行指令的存储器，无线传输模块、麦克风分别与控制器电连接，骨导振子通过放大器与控制器连接，无线传输模块与外部的无线装置进行无线通讯，麦克风设置在骨导振子的旁侧，控制器的音频信号经过放大器传输至骨导振子，其特征在于，所述可执行指令在被执行时使所述控制器实现如权利要求1或2所述的方法。
5.根据权利要求4所述的骨导耳机，其特征在于，所述无线传输模块为蓝牙模块。
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