CN113938799B - 耳机的均衡控制方法、均衡控制装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开公开了一种耳机的均衡控制方法、均衡控制装置及存储介质。该均衡控制方法利用第一音乐信号或者第一音乐信号叠加次声波信号作为参考信号，基于参考信号以及参考信号经由耳道反射通过耳内麦克风接收的第二信号，确定从扬声器到耳内麦克风的当前频响曲线；基于所述当前频响曲线，利用预先确定的所述声学路径的各条基准频响曲线及其对应的均衡滤波器的适用滤波参数，确定均衡滤波器的当前适用滤波参数，以配置所述均衡滤波器。其能够针对不同场景下的泄漏状况，及时且针对性地调整均衡滤波器的滤波参数，使得调整以后的滤波参数配置的均衡滤波器能够在各个泄漏状况下良好地均衡声场，提升耳机的音质以提升用户的听音体验。

Description

耳机的均衡控制方法、均衡控制装置及存储介质

技术领域

本公开涉及耳机领域，更具体地，涉及一种耳机的均衡控制方法、控制装置及存储介质。

背景技术

随着社会进步和人民生活水平的提高，耳机已成为人们必不可少的生活用品；其在机场、地铁、飞机、餐厅等各种嘈杂环境下都能为用户带来舒适的听音享受，因此越来越多地受到市场和客户的广泛认可。然而，对于入耳式，特别是半入耳式耳机，不同的耳机佩戴方式(例如佩戴松紧程度、佩戴方向)和个体差异性的耳道结构(例如耳道长度、耳道宽窄以及反射作用)都会显著地影响耳机的声场，也给用户带来了不够理想的使用体验。因此，要获得好的主动降噪或者听音体验需要实时检测耳机的泄漏状况。

现有的解决上述问题的方式为，如图1所示，使得要播放的音频信号101经过一个均衡滤波器104，以对各种不同频率的电信号进行幅度、相位上的调节来补偿各种因素所导致的声场的缺陷，调节可以考虑到不同用户或者不同调音师的偏好。均衡处理后的音频信号再经由数模转换器102馈送到扬声器103以供播放，经由耳道反射作用由人耳接收，如果存在音频泄漏，泄漏的音频会通过耳内麦克风105采集，并再经由模数转换器106反馈至均衡滤波器。目前，通常由调音师在耳机出厂前通过试听来调节得到理想的预设滤波系数，在使用中则直接以该预设滤波系数来配置同型号或者类似型号耳机中的均衡滤波器104以执行均衡处理。但是，由于每个人的个体差异性的耳道结构存在的差异(例如耳道长度、耳道宽窄以及反射作用)，并且，不同的耳机佩戴方式(例如佩戴松紧程度、佩戴方向)也会导致音频泄漏，相同的耳机由不同的用户进行佩戴其表现出的佩戴松紧程度会存在差异，会引起不同程度的音频泄漏，导致得到的音质存在差异，致使用户主观感受到的音质变差。

因此，以试听时得到的预设滤波系数所配置的均衡滤波器104，无法良好地抵消音频泄漏的缺陷，不能确保不同用户在不同使用场景下的高质量听音体验。

发明内容

提供了本公开以解决背景技术中存在的上述缺陷。需要一种耳机的均衡控制方法、控制装置及存储介质，其能够充分利用用户在使用耳机时收听的音乐信号，视需要适当地辅以次声波信号，在不引入会干扰用户音乐收听体验的其他播放信号的情况下，针对不同场景下的泄漏状况，及时且针对性地调整均衡滤波器的滤波参数，使得调整以后的滤波参数配置的均衡滤波器能够在各个泄漏状况下良好地均衡声场，提升耳机的音质以提升用户的听音体验。

本公开的第一方面，提供了一种耳机的均衡控制方法。其中，所述耳机包括扬声器、均衡滤波器和耳内麦克风。所述均衡控制方法包括：由所述扬声器播放第一音乐信号；确定所播放的第一音乐信号的强度是否达到第一阈值；在所述第一音乐信号的强度低于第一阈值的情况下，在所述第一音乐信号上叠加次声波信号以由所述扬声器播放作为参考信号，而在所述第一音乐信号的强度达到所述第一阈值的情况下，利用所述第一音乐信号作为参考信号，所播放的参考信号经耳道反射传输；由所述耳内麦克风接收第二信号；基于所述参考信号和所述第二信号，确定从所述扬声器到所述耳内麦克风的声学路径的当前频响曲线；基于所述当前频响曲线，利用预先确定的所述声学路径的各条基准频响曲线及其对应的均衡滤波器的适用滤波参数，确定均衡滤波器的当前适用滤波参数，以配置所述均衡滤波器。

本公开的第二方面，提供了一种耳机的均衡控制装置。其中，所述耳机还包括均衡滤波器、扬声器和耳内麦克风。所述控制装置包括处理器，其配置为控制所述扬声器的播放，具体包括：使得所述扬声器播放第一音乐信号；确定所播放的第一音乐信号的强度是否达到第一阈值；在所述第一音乐信号的强度低于第一阈值的情况下，在所述第一音乐信号上叠加次声波信号以由所述扬声器播放作为参考信号，而在所述第一音乐信号的强度达到所述第一阈值的情况下，利用所述第一音乐信号作为参考信号以由所述扬声器，所播放的参考信号经耳道反射传输以供所述耳内麦克风接收。所述处理器进一步配置为：基于所述参考信号和所述耳内麦克风接收的第二信号，确定从所述扬声器到所述耳内麦克风的声学路径的当前频响曲线；基于所述当前频响曲线，利用预先确定的所述声学路径的各条基准频响曲线及其对应的均衡滤波器的适用滤波参数，确定均衡滤波器的当前适用滤波参数，以配置所述均衡滤波器。

本公开的第三方面，提供了一种存储有指令的非暂时性计算机可读存储介质，当所述指令由处理器执行时，执行根据本公开各个实施例所述的均衡控制方法。

本公开实施例提供的耳机的均衡控制方法、控制装置及存储介质以第一音乐信号为参考信号或者以第一音乐信号叠加次声波为参考信号，根据参考信号和耳内麦克风收回来的第二信号，确定从所述扬声器到所述耳内麦克风的声学路径的当前频响曲线，基于当前频响曲线判断出当前的泄漏状况，并参考预先确定的所述声学路径的各条基准频响曲线及其对应的均衡滤波器的适用滤波参数，确定均衡滤波器的当前适用滤波参数，以配置所述均衡滤波器，达到实时调整的目的。其充分利用用户在使用耳机时收听的音乐信号，视需要适当地辅以次声波信号，在不引入会干扰用户音乐收听体验的其他播放信号的情况下，能够针对不同场景下的泄漏状况，及时且针对性地调整均衡滤波器的滤波参数，使得调整以后的滤波参数配置的均衡滤波器能够在各个泄漏状况下良好地均衡声场，提升耳机的音质以提升用户的听音体验。尤其是当第一音乐信号强度比较小时，利用次声波和第一音乐信号相结合的方法来观测频响曲线的变化会比较鲁棒，增强了泄漏检测的抗干扰能力。

附图说明

在不一定按比例绘制的附图中，相同的附图标记可以在不同的视图中描述相似的部件。具有字母后缀或不同字母后缀的相同附图标记可以表示相似部件的不同实例。附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例，并且与说明书以及权利要求书一起用于对所公开的实施例进行说明。这样的实施例是例证性的，而并非旨在作为本装置或方法的穷尽或排他实施例。

图1示出了根据本公开实施例的对耳机中的音频信号进行均衡处理的过程的示意图；

图2示出了根据本公开实施例的耳机的控制方法的流程图。

图3示出了本公开一示例中的耳机在设计阶段的不同使用场景下各自得到的耳道频率响应曲线。

图4所示为根据本公开实施例的控制方法中的第一音乐信号由扬声器到耳内麦克风的传输路径的示意图。

图5示出了根据本公开实施例的控制方法中的第一音乐信号结合叠加多个次声波信号作为参考信号由扬声器到耳内麦克风的传输路径的示意图。

图6示出了根据本公开实施例的耳机根据泄漏情况对均衡滤波器进行配置的流程图。

图7示出了根据本公开实施例的利用自适应回声滤波器来确定扬声器到耳内麦克风的声学路径的频响曲线的示意图。

图8示出了根据本公开实施例的耳机的均衡控制装置的硬件框图。

图9示出了利用本公开实施例的耳机的均衡控制方法实现的补偿效果的对比图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本公开的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开作详细说明。下面结合附图和具体实施例对本公开的实施例作进一步详细描述，但不作为对本公开的限定。本文中所描述的各个步骤，如果彼此之间没有前后关系的必要性，则本文中作为示例对其进行描述的次序不应视为限制，本领域技术人员应知道可以对其进行顺序调整，只要不破坏其彼此之间的逻辑性导致整个流程无法实现即可。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

图2所示为根据本公开实施例的耳机的均衡控制方法的流程图。该耳机包括扬声器、均衡滤波器和耳内麦克风。如图2所示，所述均衡控制方法始于步骤201，由所述扬声器播放第一音乐信号。在耳机被放置于人耳耳道后，扬声器可播放第一音乐信号。其中，第一音乐信号可以是用户收听的音乐信号，以用户待收听的音乐信号作为均衡控制的参考信号的重要组成部分，在用户享受音乐的同时即可完成均衡控制，提升了用户体验，并且音乐信号相较超声波信号等具有丰富的频率分量和较宽的频率范围，例如10Hz-500Hz，从而在后续能够用于确定从扬声器到耳内麦克风的声学路径的频响曲线时，可以得到较宽频率范围上的频响曲线，从而能够与预先调试好的不同泄漏状况下的基准频响曲线实现更准确的比对，例如避免某段频率上的噪声污染(高频噪声或低频噪声等)的问题，从而提升均衡处理效果。。

在步骤202，可以确定所播放的第一音乐信号的强度是否达到第一阈值；

这里，第一音乐信号的强度指的是音强，单位为dB，本公开设置第一阈值的目的是通过强度阈值来判断第一音乐信号所处的频率波段，进而采样第一音乐信号的频率段。

在步骤203，可以在所述第一音乐信号的强度低于第一阈值的情况下，在所述第一音乐信号上叠加次声波信号以由所述扬声器播放作为参考信号，而在所述第一音乐信号的强度达到所述第一阈值的情况下，利用所述第一音乐信号作为参考信号，所播放的参考信号经耳道反射传输；

在所述第一音乐信号的强度达到所述第一阈值的情况下，判断第一音乐信号的强度比较大，可以直接利用该第一音乐信号作为参考信号。

在所述第一音乐信号的强度低于第一阈值的情况下，判断为第一音乐信号的强度较小，容易受到干扰，因而通过在第一音乐信号上叠加次声波信号以由所述扬声器播放作为参考信号。由于次声波信号的频率在人耳的听觉范围之外，播放不会被人耳听到，避免了对用户造成干扰，并且可以按照泄漏检测的需求而随时播放。

在步骤204，可以由所述耳内麦克风接收第二信号；该第二信号具体是，基于步骤203中所播放的参考信号经耳道反射传输的声波信号，该声波信号经由耳内麦克风接收得到。

在步骤205，可以基于所述参考信号和所述第二信号，确定从所述扬声器到所述耳内麦克风的声学路径的当前频响曲线；注意，在本文中，以扬声器到该耳内麦克风的声学路径的幅频特性(参见图3)作为“频响曲线”的示例，但须知，“频响曲线”还可以采用不同于图3所示的幅频特性曲线，也可以采用相频特性曲线等等，在此不赘述。

步骤206，基于所述当前频响曲线，利用预先确定的所述声学路径的各条基准频响曲线及其对应的均衡滤波器的适用滤波参数，确定均衡滤波器的当前适用滤波参数。其中，适用滤波参数可以是自适应调整滤波系数。

在一些实施例中，预先确定的所述声学路径的各条基准频响曲线及其对应的均衡滤波器的适用滤波参数，是在耳机的设计阶段针对不同泄漏状况测量得到的。

在步骤207中，以均衡滤波器的当前适用滤波参数配置所述均衡滤波器，对待播放的音频信号进行均衡处理并馈送到扬声器以供播放。从而，使得各种应用场景下用户对音乐的倾听效果，尽可能少受应用场景的音频泄漏和噪声污染的影响，包括但不限于用户的耳道结构(比如耳道宽窄等)、用户佩戴的方式(比如松紧程度、耳机方向)、不同型号耳机的器件属性(例如频响属性)差异、不同使用时期的耳机的器件的性能(是否劣化等)等，从而确保各种应用场景下都能够实现均衡良好的音频倾听效果，使得用户能够有高质量的听音体验。

在一些实施例中，预先确定的所述声学路径的各条基准频响曲线及其对应的均衡滤波器的适用滤波参数，可以在耳机的设计阶段针对不同泄漏状况测量得到。如图3所示，示出了耳机在设计阶段的不同泄漏状况下各自得到的基准频响曲线(也称为频率响应曲线)。各条频率响应曲线具体为频率-幅值增益曲线，其中，横坐标表示频率，单位为赫兹(Hz)，纵坐标表示第二信号中某一频率分量相对于参考信号的相应频率分量的幅值增益相关参数，例如但不限于幅值增益，或其进一步处理后的相关参数(诸如均方差水平(RMSlevel))等，单位为全分贝刻度(dB)。

图3中的不同曲线分别表示耳机在不同使用场景(如佩戴很松、较松、较紧、很紧等)下即不同的泄漏状况下所测得的对应的频率响应曲线。在设计阶段，可根据不同使用场景将这些频率响应曲线分别定义为不同等级的泄漏状况，并在各条频率响应曲线下自动地或者手动地调节均衡滤波器的滤波参数，直到收听到均衡效果令人满意的音乐为止，此时调试得到的均衡滤波器的滤波参数即各条频响曲线所对应的均衡滤波器的适用滤波参数。本公开实施例通过将当前频响曲线与各条基准频响曲线进行比对，不仅可以确定均衡滤波器的当前适用滤波参数，还能分析得出耳机的泄漏状况。泄漏状况基于预设的频率响应曲线与泄漏状况之间的对应关系来确定。该对应关系可包括多组，该多组对应关系可通过耳机在多种使用场景下预先测量得到。使用场景由佩戴状况与用户/人工耳的耳道结构来定义。不同的佩戴状况(如佩戴松紧、佩戴方向等)、不同的耳道结构(如耳道长度、耳道宽窄等)都会对耳机的泄漏状况产生一定的影响，因此不同使用场景可由上述因素来定义。该多组对应关系可在耳机的设计阶段预先测量得到，则基于当前确定的频率响应曲线，参考预先建立的频率响应曲线与泄漏状况之间的多组对应关系即可确定当前的泄漏状况。在一些实施例中，可以在所述第二信号与所述参考信号之间耦联自适应滤波器，利用所述自适应滤波器基于所述参考信号和所述第二信号来确定从所述扬声器到所述耳内麦克风的声学路径的当前频响曲线。作为示例，下文中将结合图7对如何利用该声学路径上如此定位的自适应滤波器来声学路径的当前频响曲线进行说明，在此不赘述。须知，除了自适应滤波器以外，还可以利用其它构件基于所述参考信号和所述第二信号来确定从所述扬声器到所述耳内麦克风的声学路径的当前频响曲线；现有的测量该声学路径的当前频响曲线的硬件或硬件与软件的组合固件，也可以在此灵活使用。

图4示出了根据本公开实施例的控制方法中的第一音乐信号由扬声器到耳内麦克风的传输路径的示意图。

如图4所示，佩戴耳机时，在所述第一音乐信号301的强度达到所述第一阈值的情况下，判断第一音乐信号301比较大，可以直接利用该第一音乐信号301作为参考信号，第一音乐信号301为要被传输至扬声器303播放的音频信号，其一方面经数模转换器302的数模转换处理后，由扬声器303播放，所播放的声音信号经由耳道反射会产生回声信号，另一方面进入均衡控制单元304。耳道反射所产生的回声信号被耳内麦克风305采集得到，并经由模数转换器306转换为第二信号307。第二信号307被馈送到均衡控制单元304。由此，均衡控制单元304，可以基于所述第一音乐信号301和所述第二信号307，确定从所述扬声器到所述耳内麦克风的声学路径的当前频响曲线。

可以在预先确定的声学路径的各条基准频响曲线中，选择在预设的音乐频段与所述当前频响曲线匹配的至少一条基准频响曲线；基于所选择的至少一条基准频响曲线对应的均衡滤波器的适用滤波参数，来确定均衡滤波器的当前适用滤波参数。例如，在匹配了多条基准频响曲线的情况下，可以利用多条基准频响曲线对应的均衡滤波器的适用滤波参数的加权结果，来确定均衡滤波器的当前适用滤波参数；也可以采用其中的代表性基准频响曲线对应的均衡滤波器的适用滤波参数，来确定均衡滤波器的当前适用滤波参数，在此不赘述。

图5示出了根据本公开实施例的控制方法中的第一音乐信号由扬声器到耳内麦克风的传输路径的示意图。

图5中，在所述第一音乐信号401的强度低于第一阈值的情况下，判断为第一音乐信号401比较小，通过在第一音乐信号401上叠加次声波信号402以由所述扬声器404播放作为参考信号。佩戴耳机时，第一音乐信号401和次声波信号402为要被传输至扬声器404播放的音频信号，其一方面经数模转换器403的数模转换处理后，由扬声器404播放，所述播放的声音信号经由耳道反射会产生回声信号。另一方面，由第一音乐信号401和次声波信号402导致的回声信号可以馈送到均衡控制单元405。耳道反射所产生的回声信号被耳内麦克风406采集得到，并经由模数转换器407转换为第二信号。在这个情况下，第二信号实际上包含两部分信号分量，分别是第二音乐回声信号408和第二次声波回声信号409。第二音乐回声信号408和第二次声波回声信号409的信号分量一起作为所述第二信号馈送到均衡控制单元405。

如此，均衡控制单元405能够基于包含第一音乐信号401和次声波信号402的参考信号和包含两部分信号分量的第二信号，来确定从扬声器404到耳内麦克风406的声学路径的当前频响曲线，且所得到的当前频响曲线可以至少包括次声频段和音乐频段。

可以将当前频响曲线一体与预先确定的声学路径的各条基准频响曲线进行匹配来确定泄漏状态及确定该泄漏状态下均衡滤波器的当前适用滤波参数，但本公开不限于此。

在一些实施例中，在所述第一音乐信号上叠加次声波信号以由所述扬声器播放作为参考信号的情况下，可以通过如下步骤来确定均衡滤波器的当前滤波参数。在预先确定的声学路径的各条基准频响曲线中，选择在预设的音乐频段与所述当前频响曲线匹配的至少一条第一基准频响曲线。在预先确定的声学路径的各条基准频响曲线中，选择在预设的次声频段与所述当前频响曲线匹配的至少一条第二基准频响曲线。在所述至少一条第一基准频响曲线与所述至少一条第二基准频响曲线偏差小于第二阈值的情况下，对所述至少一条第一基准频响曲线和所述至少一条第二基准频响曲线各自的对应的均衡滤波器的适用滤波参数进行加权计算，来确定均衡滤波器的当前适用滤波参数。

如此，可以考虑到强度不足的第一音乐信号可能会受到干扰，导致据此确定的当前频响曲线可能有偏差，通过对预设的次声频段与所述当前频响曲线匹配的至少一条第二基准频响曲线和预设的音乐频段与所述当前频响曲线匹配的至少一条第一基准频响曲线进行相互比对，在两者偏差小于第二阈值的情况下，相互佐证两者都是比较可靠的，进行加权计算可以减少两者单独计算均衡滤波器的适用滤波参数所带来的干扰，使得结果鲁棒性更好。

在一些实施例中，预设的音乐频段可以为20Hz-500Hz，预设的次声频段可以为10Hz-20Hz。鉴于音乐频段相较次声频段显著更宽的频段和更丰富的频率分量，第一基准频响曲线对应的均衡滤波器的适用滤波参数的权重可以大于第二基准频响曲线对应的均衡滤波器的适用滤波参数的权重，以使得更好地满足用户对收听音乐的均衡效果的需要。

在一些实施例中，在所述至少一条第一基准频响曲线与所述至少一条第二基准频响曲线的偏差大于第二阈值，且所述第一音乐信号的强度低于第一阈值但高于第三阈值的情况下，其中，所述第三阈值小于所述第一阈值，可以确定所述至少一条第一基准频响曲线的任一条的对应的均衡滤波器的适用滤波参数，直接用作均衡滤波器的当前适用滤波参数。在这种情况下，由于至少一条第一基准频响曲线与所述至少一条第二基准频响曲线的偏差大于第二阈值，通常是由于参考信号中预设的次声频段的分量受到了低频干扰，导致由此计算而匹配的至少一条第二基准频响曲线偏差很大，已不再可靠；那么，如果所述第一音乐信号的强度低于第一阈值但高于第三阈值，则在预设的次声频段的频响曲线不再可靠的情况下，可以选择信任预设的音乐频段计算所匹配的至少一条第一基准频响曲线，从而抵抗低频噪声的污染而确保鲁棒性的均衡效果。换言之，这样的均衡效果可能存在用户可接受范围内的偏差，但不会因为低频噪声的污染而导致严重劣化。图6所示为根据本公开实施例的耳机根据泄漏情况对均衡滤波器进行配置的流程图。

如图6所示，当耳机在正常使用场景下，第一音乐信号501通过比较器，判断第一音乐信号501的强度是否达到第一阈值，在达到第一阈值时，第一音乐信号501通过第一下采样滤波器502进行采样后，其一方面馈送到均衡控制单元509，另一方面通过数模转换器503转换处理后，由扬声器504播放，所播放的声音信号经由耳道反射会产生回声信号。耳道反射所产生的回声信号被耳内麦克风505采集，经由模数转换器508处理后得到第二音乐信号506，通过第二下采样滤波器507滤波处理后，馈送到均衡控制单元509。所述均衡控制单元509可以根据下采样后的第二信号和下采样后的第一音乐信号确定当前的频响曲线，并参考预先确定的所述声学路径的各条基准频响曲线及其对应的均衡滤波器的适用滤波参数，确定均衡滤波器的当前适用滤波参数，以当前使用滤波参数作为所述均衡控制单元509的配置参数。其中，第一下采样滤波器502和第二下采样滤波器507均是采样1kHz频率下的声波信号，可以有效降低当前频响曲线的计算负担。

在一些实施例中，在利用强度足够大的第一音乐信号单独作为参考信号的情况下，可以在预先确定的声学路径的各条基准频响曲线中，选择在预设的音乐频段与所述当前频响曲线匹配的至少一条基准频响曲线；基于所选择的至少一条基准频响曲线对应的均衡滤波器的适用滤波参数，来确定均衡滤波器的当前适用滤波参数。

如果第一音乐信号501的强度低于第一阈值，则可以在第一音乐信号501上叠加第一次声波信号510以由所述扬声器播放作为参考信号。第一次声波信号510可以由信号生成器514生成。其中，第一音乐信号501通过第一下采样滤波器502进行采样后，其一方面馈送到均衡控制单元509，另一方面通过数模转换器503转换处理后，由扬声器504播放，所播放的声音信号经由耳道反射会产生回声信号。耳道反射所产生的回声信号被耳内麦克风505采集，经由模数转换器508处理后得到第二音乐信号506，再通过第二下采样滤波器507滤波处理后，馈送到均衡控制单元509。如此，所述均衡控制单元509获取了下采样后的第二音乐信号和下采样后的第一音乐信号。

第一次声波信号510通过第一带通滤波器511处理，其一方面馈送到均衡控制单元509，另一方面通过数模转换器503转换处理后，由扬声器504播放，所播放的声音信号经由耳道反射会产生回声信号。耳道反射所产生的回声信号被耳内麦克风505采集，再经由模数转换器508处理后得到第二次声波信号513。第二次声波信号513通过第二带通滤波器512处理后，馈送到均衡控制单元509。如此，所述均衡控制单元509获取了带通滤波后的第二次声波信号和带通滤波后的第一次声波信号。通过对次声波信号的带通滤波能够滤除污染的噪声分量，并减少后续信号处理的工作负荷。

也就是说，均衡控制单元509可以获取下采样后的第一音乐信号连同带通滤波后的第一次声波信号作为参考信号，并获取下采样后的第二音乐信号连同带通滤波后的第二次声波信号作为第二信号，并基于所述参考信号和所述第二信号，确定从所述扬声器到所述耳内麦克风的声学路径的当前频响曲线。通过在音乐信号上叠加次声波信号，增加了参考信号的强度，有助于提升当前频响曲线的准确性。基于所述当前频响曲线，利用预先确定的所述声学路径的各条基准频响曲线及其对应的均衡滤波器的适用滤波参数，确定均衡滤波器的当前适用滤波参数，以配置所述均衡滤波器。根据本公开各个实施例的在在音乐信号上叠加次声波信号来进行均衡控制的方法的步骤均可以结合于此，在此不赘述。

图7示出了根据本公开实施例的利用在所述第二信号与所述参考信号之间耦联的自适应滤波器来确定扬声器到耳内麦克风的声学路径的频响曲线的示意图。如图7所示，第一音频信号601为要被传输至扬声器603播放的音频信号，一方面其经数模转换器602的数模转换处理后，由扬声器603播放，所播放的声音信号经由耳道反射会产生回声信号；另一方面其被传输至自适应回声滤波器604，该自适应回声滤波器604用于抵消待播的第一音频信号601由扬声器603播放后经耳道反射产生的回声信号。耳道反射所产生的回声信号被耳内麦克风605采集得到，并经由模数转换器606转换为第二数字音频信号607馈送给自适应回声滤波器604。所述自适应回声滤波器604可以基于第一音频信号601和第二音频信号607自适应调整滤波系数，使得其对第一音频信号601滤波处理后的音频信号能够与第二音频信号307彼此抵消。

对调整完成后的自适应回声滤波器604的滤波系数进行到频域的转换，例如进行FFT变换，并将频域内的转换结果取模(幅值)，对各个频率上的幅值进行各种处理，例如但不限于取dB，即可得到该声学路径的当前频响曲线。

在实际应用场景中，耳机佩戴到人耳，依然采用图7中的各个器件和连接关系，自适应回声滤波器604的工作原理也相同，第一音频信号601成为实际上要被传输至扬声器603播放的参考信号，第二音频信号607为扬声器603实际播放的声音信号经耳道反射后由耳内麦克风605采集到的第二信号；相似地，在对自适应回声滤波器604进行自适应滤波系数调整的计算过程中也可以方便地计算出所述当前频响曲线。

图8示出了根据本公开实施例的耳机的均衡控制装置的硬件框图。如图8中所示，该耳机还包括均衡滤波器、扬声器和耳内麦克风，所述控制装置400包括处理器401和存储器420，处理器410执行存储在存储器420中的指令时可实现：使得所述扬声器播放第一音乐信号；确定所播放的第一音乐信号的强度是否达到第一阈值；在所述第一音乐信号的强度低于第一阈值的情况下，在所述第一音乐信号上叠加次声波信号以由所述扬声器播放作为参考信号，而在所述第一音乐信号的强度达到所述第一阈值的情况下，利用所述第一音乐信号作为参考信号以由所述扬声器，所播放的参考信号经耳道反射传输以供所述耳内麦克风接收；基于所述参考信号和所述耳内麦克风接收的第二信号，确定从所述扬声器到所述耳内麦克风的声学路径的当前频响曲线；基于所述当前频响曲线，利用预先确定的所述声学路径的各条基准频响曲线及其对应的均衡滤波器的适用滤波参数，确定均衡滤波器的当前适用滤波参数，以配置所述均衡滤波器。

处理器410可以是包括一个以上通用处理设备的处理设备，诸如微处理器、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)等。更具体地，处理器410可以是复杂指令集计算(CISC)微处理器、精简指令集计算(RISC)微处理器、超长指令字(VLIW)微处理器、运行其他指令集的处理器或运行指令集的组合的处理器。处理器410还可以是一个以上专用处理设备，诸如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、片上系统(SoC)等。处理器410可以通信地耦合到存储器420并且被配置为执行存储在其上的计算机可执行指令，以执行上述实施例的耳机的控制方法。根据本公开各个实施例的均衡控制单元可以实现为软件，可以实现为硬件，也可以实现为软件和硬件的组合。

处理器410可以配置为执行根据本公开各个实施例的耳机的均衡控制方法。具体说来，在一些实施例中，所述处理器410进一步配置为，在利用所述第一音乐信号作为参考信号的情况下：在预先确定的声学路径的各条基准频响曲线中，选择在预设的音乐频段与所述当前频响曲线匹配的至少一条基准频响曲线；基于所选择的至少一条基准频响曲线对应的均衡滤波器的适用滤波参数，来确定均衡滤波器的当前适用滤波参数。

在一些实施例中，所述处理器410可以进一步配置为，在所述第一音乐信号上叠加次声波信号以由所述扬声器播放作为参考信号的情况下：在预先确定的声学路径的各条基准频响曲线中，选择在预设的音乐频段与所述当前频响曲线匹配的至少一条第一基准频响曲线；在预先确定的声学路径的各条基准频响曲线中，选择在预设的次声频段与所述当前频响曲线匹配的至少一条第二基准频响曲线；在所述至少一条第一基准频响曲线与所述至少一条第二基准频响曲线偏差小于第二阈值的情况下，对所述至少一条第一基准频响曲线和所述至少一条第二基准频响曲线各自的对应的均衡滤波器的适用滤波参数进行加权计算，来确定均衡滤波器的当前适用滤波参数。

在一些实施例中，在所述至少一条第一基准频响曲线与所述至少一条第二基准频响曲线的偏差大于第二阈值，且所述第一音乐信号的强度低于第一阈值但高于第二阈值的情况下，其中，所述第二阈值小于所述第一阈值，确定所述至少一条第一基准频响曲线的任一条的对应的均衡滤波器的适用滤波参数，作为均衡滤波器的当前适用滤波参数。

存储器420可以是非暂时性计算机可读的介质，诸如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、相变随机存取存储器(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、闪存盘或其他形式的闪存、缓存、寄存器、静态存储器、光盘只读存储器(CD-ROM)、数字通用光盘(DVD)或其他光学存储器、盒式磁带或其他磁存储设备，或被用于储存能够被计算机设备访问的信息或指令的任何其他可能的非暂时性的介质等。

本公开实施例还提供了一种存储有指令的非暂时性计算机可读介质，当指令由处理器执行时，执行根据本公开各个实施例的耳机的均衡控制方法。

本公开实施例还提供了一种耳机，所述耳机包括均衡滤波器、扬声器和耳内麦克风，所述耳机包括处理器，其配置为执行根据本公开各个实施例的耳机的均衡控制方法。

图9示出了利用本公开实施例的耳机的均衡控制方法实现的补偿效果的对比图。如图9所示，泄漏模式1和2下所测得的两条频率响应曲线相较正常模式下的测得的频率响应曲线在20Hz-500Hz的频率范围内有显著衰减。在利用本公开实施例的耳机的均衡控制方法针对泄漏模式1和2分别进行均衡补偿处理之后，所得到的频率响应曲线在20Hz-500Hz的频率范围内与正常模式下的频率响应曲线吻合良好，实现了音频信号的良好均衡效果。

此外，尽管已经在本文中描述了示例性实施例，其范围包括任何和所有基于本公开的具有等同元件、修改、省略、组合(例如，各种实施例交叉的方案)、改编或改变的实施例。权利要求书中的元件将被基于权利要求中采用的语言宽泛地解释，并不限于在本说明书中或本公开的实施期间所描述的示例，其示例将被解释为非排他性的。因此，本说明书和示例旨在仅被认为是示例，真正的范围和精神由以下权利要求以及其等同物的全部范围所指示。

以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述示例(或其一个或更多方案)可以彼此组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读上述描述时可以使用其它实施例。另外，在上述具体实施方式中，各种特征可以被分组在一起以简单化本公开。这不应解释为一种不要求保护的公开的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反，本发明的主题可以少于特定的公开的实施例的全部特征。从而，以下权利要求书作为示例或实施例在此并入具体实施方式中，其中每个权利要求独立地作为单独的实施例，并且考虑这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本发明的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求赋权的等同形式的全部范围来确定。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (13)

1.一种耳机的均衡控制方法，所述耳机包括扬声器、均衡滤波器和耳内麦克风，其特征在于，所述均衡控制方法包括：

由所述扬声器播放第一音乐信号；

确定所播放的第一音乐信号的强度是否达到第一阈值；

在所述第一音乐信号的强度低于第一阈值的情况下，在所述第一音乐信号上叠加次声波信号以由所述扬声器播放作为参考信号，而在所述第一音乐信号的强度达到所述第一阈值的情况下，利用所述第一音乐信号作为参考信号，所播放的参考信号经耳道反射传输；

由所述耳内麦克风接收第二信号；

基于所述参考信号和所述第二信号，确定从所述扬声器到所述耳内麦克风的声学路径的当前频响曲线；

基于所述当前频响曲线，利用预先确定的所述声学路径的各条基准频响曲线及其对应的均衡滤波器的适用滤波参数，确定均衡滤波器的当前适用滤波参数，以配置所述均衡滤波器，其中，

在所述第一音乐信号上叠加次声波信号以由所述扬声器播放作为参考信号的情况下，基于所述当前频响曲线，利用预先确定的所述声学路径的各条基准频响曲线及其对应的均衡滤波器的适用滤波参数，确定均衡滤波器的当前适用滤波参数具体包括：

在预先确定的声学路径的各条基准频响曲线中，选择在预设的音乐频段与所述当前频响曲线匹配的至少一条第一基准频响曲线；

在预先确定的声学路径的各条基准频响曲线中，选择在预设的次声频段与所述当前频响曲线匹配的至少一条第二基准频响曲线；

在所述至少一条第一基准频响曲线与所述至少一条第二基准频响曲线偏差小于第二阈值的情况下，对所述至少一条第一基准频响曲线和所述至少一条第二基准频响曲线各自的对应的均衡滤波器的适用滤波参数进行加权计算，来确定均衡滤波器的当前适用滤波参数；

在所述至少一条第一基准频响曲线与所述至少一条第二基准频响曲线的偏差大于第二阈值，且所述第一音乐信号的强度低于第一阈值但高于第三阈值的情况下，其中，所述第三阈值小于所述第一阈值，

确定所述至少一条第一基准频响曲线的任一条的对应的均衡滤波器的适用滤波参数，作为均衡滤波器的当前适用滤波参数。

2.根据权利要求1所述的均衡控制方法，其特征在于，在利用所述第一音乐信号作为参考信号的情况下，基于所述当前频响曲线，利用预先确定的所述声学路径的各条基准频响曲线及其对应的均衡滤波器的适用滤波参数，确定均衡滤波器的当前适用滤波参数具体包括：

在预先确定的声学路径的各条基准频响曲线中，选择在预设的音乐频段与所述当前频响曲线匹配的至少一条基准频响曲线；基于所选择的至少一条基准频响曲线对应的均衡滤波器的适用滤波参数，来确定均衡滤波器的当前适用滤波参数。

3.根据权利要求2中任何一项所述的均衡控制方法，其特征在于，所述预设的音乐频段为20Hz-500Hz。

4.根据权利要求1所述的均衡控制方法，其特征在于，所述预设的次声频段为10Hz-20Hz。

5.根据权利要求1所述的均衡控制方法，其特征在于，预先确定的所述声学路径的各条基准频响曲线及其对应的均衡滤波器的适用滤波参数，是在耳机的设计阶段针对不同泄漏状况测量得到的。

6.根据权利要求1所述的均衡控制方法，其特征在于，基于所述参考信号和所述第二信号，确定从所述扬声器到所述耳内麦克风的声学路径的当前频响曲线具体包括：在所述第二信号与所述参考信号之间耦联自适应滤波器，利用所述自适应滤波器来确定所述声学路径的当前频响曲线。

7.一种耳机的均衡控制装置，所述耳机还包括均衡滤波器、扬声器和耳内麦克风，其特征在于，所述控制装置包括处理器，其配置为控制所述扬声器的播放，具体包括：

使得所述扬声器播放第一音乐信号；

确定所播放的第一音乐信号的强度是否达到第一阈值；

在所述第一音乐信号的强度低于第一阈值的情况下，在所述第一音乐信号上叠加次声波信号以由所述扬声器播放作为参考信号，而在所述第一音乐信号的强度达到所述第一阈值的情况下，利用所述第一音乐信号作为参考信号以由所述扬声器，所播放的参考信号经耳道反射传输以供所述耳内麦克风接收；

所述处理器进一步配置为：

基于所述参考信号和所述耳内麦克风接收的第二信号，确定从所述扬声器到所述耳内麦克风的声学路径的当前频响曲线；

基于所述当前频响曲线，利用预先确定的所述声学路径的各条基准频响曲线及其对应的均衡滤波器的适用滤波参数，确定均衡滤波器的当前适用滤波参数，以配置所述均衡滤波器；

所述处理器更进一步配置为：

在所述第一音乐信号上叠加次声波信号以由所述扬声器播放作为参考信号的情况下，基于所述当前频响曲线，利用预先确定的所述声学路径的各条基准频响曲线及其对应的均衡滤波器的适用滤波参数，确定均衡滤波器的当前适用滤波参数具体包括：

在预先确定的声学路径的各条基准频响曲线中，选择在预设的音乐频段与所述当前频响曲线匹配的至少一条第一基准频响曲线；

在预先确定的声学路径的各条基准频响曲线中，选择在预设的次声频段与所述当前频响曲线匹配的至少一条第二基准频响曲线；

在所述至少一条第一基准频响曲线与所述至少一条第二基准频响曲线偏差小于第二阈值的情况下，对所述至少一条第一基准频响曲线和所述至少一条第二基准频响曲线各自的对应的均衡滤波器的适用滤波参数进行加权计算，来确定均衡滤波器的当前适用滤波参数；

在所述至少一条第一基准频响曲线与所述至少一条第二基准频响曲线的偏差大于第二阈值，且所述第一音乐信号的强度低于第一阈值但高于第三阈值的情况下，其中，所述第三阈值小于所述第一阈值，

确定所述至少一条第一基准频响曲线的任一条的对应的均衡滤波器的适用滤波参数，作为均衡滤波器的当前适用滤波参数。

8.根据权利要求7所述的均衡控制装置，其特征在于，所述处理器进一步配置为，在利用所述第一音乐信号作为参考信号的情况下：

在预先确定的声学路径的各条基准频响曲线中，选择在预设的音乐频段与所述当前频响曲线匹配的至少一条基准频响曲线；基于所选择的至少一条基准频响曲线对应的均衡滤波器的适用滤波参数，来确定均衡滤波器的当前适用滤波参数。

9.根据权利要求7或8所述的均衡控制装置，其特征在于，所述处理器进一步配置为，在所述第一音乐信号上叠加次声波信号以由所述扬声器播放作为参考信号的情况下：

在预先确定的声学路径的各条基准频响曲线中，选择在预设的音乐频段与所述当前频响曲线匹配的至少一条第一基准频响曲线；

在预先确定的声学路径的各条基准频响曲线中，选择在预设的次声频段与所述当前频响曲线匹配的至少一条第二基准频响曲线；

在所述至少一条第一基准频响曲线与所述至少一条第二基准频响曲线偏差小于第二阈值的情况下，对所述至少一条第一基准频响曲线和所述至少一条第二基准频响曲线各自的对应的均衡滤波器的适用滤波参数进行加权计算，来确定均衡滤波器的当前适用滤波参数。

10.根据权利要求9所述的均衡控制装置，其特征在于，在所述至少一条第一基准频响曲线与所述至少一条第二基准频响曲线的偏差大于第二阈值，且所述第一音乐信号的强度低于第一阈值但高于第三阈值的情况下，其中，所述第三阈值小于所述第一阈值，

确定所述至少一条第一基准频响曲线的任一条的对应的均衡滤波器的适用滤波参数，作为均衡滤波器的当前适用滤波参数。

11.根据权利要求7所述的均衡控制装置，其特征在于，基于所述参考信号和所述第二信号，确定从所述扬声器到所述耳内麦克风的声学路径的当前频响曲线具体包括：在所述第二信号与所述参考信号之间耦联自适应滤波器，利用所述自适应滤波器来确定所述声学路径的当前频响曲线。

12.一种存储有指令的非暂时性计算机可读存储介质，当所述指令由处理器执行时，执行根据权利要求1至6中任一项所述的均衡控制方法。

13.一种耳机，所述耳机包括均衡滤波器、扬声器和耳内麦克风，其特征在于，所述耳机包括处理器，其配置为执行根据权利要求1至6中任一项所述的均衡控制方法。