CN114630223B - 一种优化听戴式设备功能的方法及听戴式设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种优化听戴式设备功能的方法及听戴式设备,涉及声学技术领域。该方法可以在听戴式设备处于工作状态时,提高听戴式设备的主动降噪功能或透传功能的效果,进而为听戴式设备的佩戴者提供更好的用户体验。该方法包括:听戴式设备播放音频信号时,采集响应信息。向第一设备发送响应信息和音频信息,第一设备根据响应信息和音频信息生成SP路径。第一设备根据SP路径和获取到的个性化数据生成ED传递函数,并向听戴式设备发送ED传递函数,听戴式设备根据ED传递函数调整播放的音频信号。从而调整听戴式设备主动降噪的降噪深度和/或透传的声压信号,以实现优化听戴式设备功能的目的。
Description
技术领域
本申请实施例涉及声学技术领域,尤其涉及一种优化听戴式设备功能的方法及听戴式设备。
背景技术
可听戴设备(Hearables)(或称为听戴式设备、耳戴式装置)是佩戴在人耳附近的可穿戴类电子设备,例如,可听戴设备包括耳机、助听器和人工耳蜗等。这些可听戴设备可以为佩戴者提供播放音频、语音服务等服务。以可听戴设备是耳机为例,佩戴者佩戴耳机,耳机播放音乐,则佩戴者可以听到耳机播放的音乐。
其中,人耳听到的声音实际上是声波信号引起人耳耳膜振动产生的。声波信号传播至人耳耳膜的位置,由于声波信号改变人耳耳膜处的压强,形成声压,声压使得耳膜产生振动从而使人耳听到声音。因此,如果耳机可以获取到人耳耳膜处的声压信号,耳机就可以根据耳道入口处的声压信号和人耳耳膜处的声压信号的关系,调节耳机播放的声波信号,以实现耳机的主动降噪或透传功能,为佩戴者提供音效良好的声音播放服务。
发明内容
本申请提供一种优化听戴式设备功能的方法及听戴式设备,在听戴式设备处于工作状态时,提高听戴式设备的降噪功能或透传功能的效果,进而为听戴式设备的佩戴者提供更好的用户体验。
为实现上述技术目的,本申请采用如下技术方案:
第一方面,本申请提供一种优化听戴式设备功能的方法,该方法可以包括:听戴式设备播放音频信号,并采集音频信号在佩戴者耳道的响应信息(即ERP的声压信号),其中,听戴式设备被佩戴者佩戴,音频信号在佩戴者耳道传播时产生响应信息。
听戴式设备向第一设备发送响应信息和音频信号,则第一设备可以根据响应信息和音频信号,生成第二(Secondary Path,SP)路径,SP路径用于表示音频信号与耳道外部参考点ERP的声压信号的关系。
进一步的,第一设备根据SP路径和获取到的佩戴者的个性化数据,生成ERP到耳膜参考点DRP对应的ED传递函数,ED传递函数表示ERP的声压信号与DRP的声压信号的关系。
第一设备向听戴式设备发送ED传递函数和SP路径,听戴式设备接收到ED传递函数和SP路径,可以根据ED传递函数调整音频信号。
可以理解的,SP路径表示听戴式设备播放的音频信号与ERP的声压的关系,ED传递函数表示ERP的声压信号到DRP的声压信号的关系。听戴式设备根据SP路径调整音频信号,可以改变ERP的声压信号,并根据ERP的声压信号和ED传递函数确定出DRP的声压信号。也就是说,当听戴式设备调整音频信号,则可以改变DRP的声压信号。因此,听戴式设备可以根据SP路径和ED传递函数调整音频信号,以实现优化听戴式设备功能的目的。
需要说明的,上述的步骤可以重复执行,使得听戴式设备可以实时调整音频信号,这样,可以实现实时优化听戴式设备功能的目的。
其中,听戴式设备的功能可以是主动降噪功能,也可以是透传功能。当听戴式设备的主动降噪和/或透传功能处于开启状态,则听戴式设备可以根据SP路径和ED传递函数调整音频信号,以实现实时优化主动降噪和/或透传功能的目的。此处听戴式设备调整音频信号可以是调整听戴式设备播放的声音信号的音量,也可以是调整听戴式设备播放的声音信号的播放频率等。此处对于调整的音频信号中的物理量不作具体限定。
第一方面一种可能的设计中,第一设备中还可以包括多个预设SP路径,多个预设ED传递函数,以及预设SP路径和预设ED传递函数的预设映射关系。其中,预设SP路径是根据佩戴者的响应信息生成的,预设ED传递函数是根据佩戴者的响应信息和DRP的声压信号生成的。
需要说明的,预设SP路径是针对当前听戴式设备佩戴者的响应信息生成。如,听戴式设备多次测试得到的响应信息和音频信号,以生成多组预设SP路径,并获取多次测试得到的DRP处的声压信息,以生成多组预设ED传递函数。
上述第一设备根据SP路径和获取到的佩戴者的个性化数据,生成ERP的到耳道参考点DRP对应的ED传递函数,ED传递函数表示ERP的声压信号与DRP的声压信号的关系,包括:第一设备获取个性化数据,个性化数据用于创建ED传递函数,个性化数据至少包括:听戴式设备的类型、听戴式设备佩戴的松紧程度和佩戴者耳道类型中的一个。第一设备根据佩戴者的个性化数据和预设映射关系得到第一映射关系,第一映射关系用于表示SP路径和ED传递函数的对应关系。第一设备通过第一映射关系和SP路径,生成ED传递函数。
其中,第一设备中包括针对该佩戴者多组的预设SP路径和预设ED传递函数,以及预设SP路径和预设ED传递函数的映射关系。根据佩戴者的个性化数据可以修正SP路径和ED传递函数的映射关系,使得听戴式设备通过修正的映射关系得到准确的ED传递函数。
第一方面另一种可能的设计中,第一设备还可以包括多个基础SP路径,多个基础ED传递函数,以及基础SP路径和基础ED传递函数的基础映射关系。其中,基础SP路径是根据响应信息生成的,基础ED传递函数是根据响应信息和DRP的声压信号生成的。
需要说明的,基础SP路径和基础ED传递函数是通过多次测试,采集到多个佩戴者的数据生成的。采集得到的数据包括响应信息、音频信号和DRP处的声压信号等。并生成基础SP路径和基础ED传递函数的映射关系。
上述第一设备根据SP路径和获取到的佩戴者的个性化数据,生成ERP的到耳道参考点DRP对应的ED传递函数,ED传递函数表示ERP的声压信号与DRP的声压信号的关系。具体可以包括:第一设备获取佩戴者的个性化数据,个性化数据用于创建ED传递函数,个性化数据至少包括:听戴式设备的类型、听戴式设备佩戴的松紧程度和佩戴者耳道类型中的一个。第一设备根据个性化数据和基础映射关系得到第一映射关系,第一映射关系用于表示SP路径和ED传递函数的对应关系。第一设备通过第一映射关系和SP路径,得到ED传递函数。
在这种实现方式中,第一设备预设基础SP路径和基础ED传递函数。根据佩戴者个性化数据可以修正SP路径和ED传递函数的映射关系,使得听戴式设备根据修正的映射关系得到准确的ED传递函数。这样,听戴式设备根据SP路径和ED传递函数调整音频信号时,可以优化听戴式设备的功能。
第一方面另一种可能的设计中,听戴式设备播放音频信号,并采集音频信号在佩戴者耳道的响应信息之前,该方法还可以包括:开启听戴式设备的主动降噪和/或透传功能。
上述听戴式设备根据ED传递函数调整音频信号,包括:听戴式设备根据ED传递函数调整音频信号,以实现调整主动降噪的降噪深度和/或调整透传功能的声压信号的目的。
可以理解的,降噪深度越小,则听戴式设备主动降噪(也可以称为降噪)的效果越好。调整音频信号,以降低降噪深度,从而优化主动降噪的功能。透传的声压信号越接近佩戴者不佩戴听戴式设备时的声压信号,则听戴式设备透传的效果越好。通过音频信号,调整DRP的声压信号,可以优化透传功能。
第二方面,本申请提供一种优化听戴式设备功能的方法,该方法应用于听戴式设备,该方法可以包括:听戴式设备播放音频信号,并采集音频信号在佩戴者耳道的响应信息,其中,听戴式设备被佩戴者佩戴,音频信号在佩戴者耳道传播时产生响应信息。
听戴式设备根据响应信息和音频信号,生成SP路径,SP路径用于表示音频信号与耳道外部参考点ERP的声压信号的关系。
听戴式设备根据SP路径和获取到的佩戴者的个性化数据,生成ERP到耳膜参考点DRP对应的ED传递函数,ED传递函数表示ERP的声压信号与DRP的声压信号的关系。
听戴式设备根据ED传递函数调整音频信号。
第二方面一种可能的设计方式中,听戴式设备还可以包括多个预设SP路径,多个预设ED传递函数,以及预设SP路径和预设ED传递函数的映射关系;其中,预设SP路径是根据佩戴者的响应信息生成的,预设ED传递函数是根据佩戴者的响应信息和EDR的声压信号生成的。
上述听戴式设备根据SP路径和获取到的佩戴者的个性化数据,生成ERP到耳膜参考点DRP对应的ED传递函数,ED传递函数表示ERP的声压信号与DRP的声压信号的关系,包括:听戴式设备获取佩戴者的个性化数据,个性化数据用于创建ED传递函数,个性化数据至少包括:听戴式设备的类型、听戴式设备佩戴的松紧程度和佩戴者耳道类型中的一个。听戴式设备根据个性化数据和预设映射关系得到第一映射关系,第一映射关系用于表示SP路径和ED传递函数的对应关系。听戴式设备通过第一映射关系和SP路径,生成ED传递函数。
第二方面另一种可能的设计方式中,听戴式设备还可以包括多个基础SP路径,多个基础ED传递函数,以及基础SP路径和基础ED传递函数的基本映射关系。其中,基础SP路径是根据响应信息生成的,基础ED传递函数是根据响应信息和DRP的声压信号生成的。
上述听戴式设备获取佩戴者的个性化数据,个性化数据用于创建ED传递函数,个性化数据至少包括:听戴式设备的类型、听戴式设备佩戴的松紧程度和佩戴者耳道类型中的一个。听戴式设备根据个性化数据和基础映射关系得到第一映射关系,第一映射关系用于表示SP路径和ED传递函数的对应关系。听戴式设备通过第一映射关系和SP路径,得到ED传递函数。
第二方面另一种可能的设计中,听戴式设备播放音频信号,并采集音频信号在佩戴者耳道的响应信息之前,该方法还可以包括:开启听戴式设备的主动降噪和/或透传功能。
上述听戴式设备根据ED传递函数调整音频信号,包括:听戴式设备根据ED传递函数调整音频信号,以实现调整主动降噪的降噪深度和/或调整透传功能的声压信号的目的。
第三方面,本申请提供一种听戴式设备,包括:一个或多个处理器;存储器;以及一个或多个计算机程序。其中,一个或多个计算机程序被存储在存储器中,一个或多个计算机程序包括指令。
当指令被听戴式设备执行时,使得听戴式设备执行以下步骤:播放音频信号,并采集音频信号在佩戴者耳道的响应信息。其中,听戴式设备被佩戴者佩戴,音频信号在佩戴者耳道传播时产生响应信息。向第一设备发送响应信息和音频信号,使得第一设备根据响应信息生成耳道外部参考点ERP到耳膜参考点DRP对应的ED传递函数,ED传递函数表示ERP的声压信号与DRP的声压信号的关系。接收来自第一设备的ED传递函数;根据ED传递函数调整音频信号。
第三方面的一种可能的设计中,当指令被听戴式设备执行时,还使得听戴式设备执行以下步骤:开启听戴式设备的主动降噪和/或透传功能;当听戴式设备根据ED传递函数调整音频信号时,听戴式设备具体执行以下步骤:根据ED传递函数调整音频信号,以实现调整主动降噪的降噪深度和/或调整透传功能的声压信号的目的。
第四方面,本申请提供一种电子设备,包括:一个或多个处理器;存储器;以及一个或多个计算机程序。其中,一个或多个计算机程序被存储在存储器中,一个或多个计算机程序包括指令。
当指令被听戴式设备执行时,使得听戴式设备执行以下步骤:接收来自听戴式设备的响应信息和音频信号。其中,听戴式设备被佩戴者佩戴,所示听戴式设备播放音频信号时,音频信号在佩戴者耳道传播时产生响应信息。根据响应信息和音频信号,生成SP路径,SP路径用于表示音频信号与耳道外部参考点ERP的声压信号的关系。根据SP路径和获取到的佩戴者的个性化数据,生成ERP到耳膜参考点DRP对应的ED传递函数,ED传递函数表示ERP的声压信号与DRP的声压信号的关系。向听戴式设备发送ED传递函数,使得听戴式设备根据ED传递函数调整音频信号。
第四方面的一种可能的设计中,电子设备还可以包括:多个预设SP路径,多个预设ED传递函数,以及预设SP路径和预设ED传递函数的预设映射关系。其中,预设SP路径是根据佩戴者的响应信息生成的,预设ED传递函数是根据佩戴者的响应信息和DRP的声压信号生成的。
当指令被听戴式设备执行时,使得电子设备根据SP路径和获取到的佩戴者的个性化数据,生成ERP到耳膜参考点DRP对应的ED传递函数,ED传递函数表示ERP的声压信号与DRP的声压信号的关系。电子设备具体执行以下步骤:获取个性化数据,个性化数据用于创建ED传递函数,个性化数据至少包括:听戴式设备的类型、听戴式设备佩戴的松紧程度和佩戴者耳道类型中的一个。根据佩戴者的个性化数据和预设映射关系得到第一映射关系,第一映射关系用于表示SP路径和ED传递函数的对应关系。通过第一映射关系和SP路径,生成ED传递函数。
第四方面另一种可能的设计中,电子设备还可以包括:多个基础SP路径,多个基础ED传递函数,以及基础SP路径和基础ED传递函数的基础映射关系。其中,基础SP路径是根据响应信息生成的,基础ED传递函数是根据响应信息和DRP的声压信号生成的。
当指令被听戴式设备执行时,使得电子设备根据SP路径和获取到的佩戴者的个性化数据,生成ERP到耳膜参考点DRP对应的ED传递函数,ED传递函数表示ERP的声压信号与DRP的声压信号的关系。电子设备具体执行以下步骤:获取佩戴者的个性化数据,个性化数据用于创建ED传递函数,个性化数据至少包括:听戴式设备的类型、听戴式设备佩戴的松紧程度和佩戴者耳道类型中的一个。根据个性化数据和基础映射关系得到第一映射关系,第一映射关系用于表示SP路径和ED传递函数的对应关系。通过第一映射关系和SP路径,得到ED传递函数。
第五方面,本申请还提供一种听戴式设备,包括:一个或多个处理器;存储器;以及一个或多个计算机程序。其中,一个或多个计算机程序存储在存储器中,一个或多个计算机程序包括指令,当指令被听戴式设备执行时,使得听戴式设备执行第二方面及其任一种可能的设计方式中的优化听戴式设备功能的方法。
第六方面,本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质,包括计算机指令,当计算机指令在电子设备上运行时,使得电子设备执行上述第一方面、第二方面及其任一种可能的设计中的优化听戴式设备功能的方法。
第七方面,本申请实施例提供了一种计算机程序产品,当计算机程序产品在计算机上运行时,使得计算机执行上述第一方面、第二方面及其任一种可能的设计中电子设备执行的优化听戴式设备功能的方法。
第八方面,本申请实施例提供了一种芯片系统,该芯片系统应用于电子设备。该芯片系统包括一个或多个接口电路和一个或多个处理器;接口电路和处理器通过线路互联;接口电路用于从电子设备的存储器接收信号,并向处理器发送信号,信号包括存储器中存储的计算机指令;当处理器执行计算机指令时,使得电子设备执行上述第一方面、第二方面及其任一种可能的设计中的优化听戴式设备功能的方法。
可以理解的是,上述本申请提供的第二方面的方法,第三方面的听戴式设备,第四方面的电子设备,第五方面的听戴式设备,第六方面的计算机可读存储介质,第七方面的计算机程序产品和第八面的芯片系统所能达到的有益效果,可参考如第一方面及其任一种可能的设计方式中的有益效果,此处不再赘述。
附图说明
图1A为本申请实施例提供的一种人耳佩戴不同类型的耳机示意图;
图1B为本申请实施例提供的一种人耳耳道结构示意图;
图2为本申请实施例提供的一种人耳耳道等效电路结构示意图;
图3为本申请实施例提供的一种听戴式设备的结构示意图;
图4为本申请实施例提供的一种听戴式设备应用场景示意图;
图5为本申请实施例提供的一种优化听戴式设备功能的方法的流程图;
图6为本申请实施例提供的另一优化听戴式设备功能的方法的流程图;
图7为本申请实施例提供的一种优化听戴式设备的系统结构示意图;
图8为本申请实施例提供的一种测试的人耳耳道SP路径和ED传递函数的曲线;
图9A为本申请实施例提供的一种听戴式设备应用场景示意图;
图9B为本申请实施例提供的一种算法程序框图示意图;
图10A为本申请实施例提供的一种听戴式设备应用场景示意图;
图10B为本申请实施例提供的一种算法程序框图示意图;
图11为本申请实施例提供的一种ANC功能对应的降噪深度曲线图;
图12A为本申请实施例提供的一种听戴式设备应用场景示意图;
图12B为本申请实施例提供的一种算法程序框图示意图;
图13A为本申请实施例提供的一种听戴式设备应用场景示意图;
图13B为本申请实施例提供的一种算法程序框图示意图;
图14为本申请实施例提供的一种HT功能对应的降噪深度曲线图;
图15为本申请实施例提供的另一优化听戴式设备功能的方法的流程图。
具体实施方式
以下,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实施例的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
为了方便说明本申请实施例,此处以耳机代表的听戴式设备为例,说明本申请。
在使用耳机时,环境中存在的噪声对耳机播放的声音产生干扰。例如,耳机被佩戴者佩戴,耳机播放音乐的过程中,佩戴者在听到耳机播放的声音的同时还可以听到环境中的噪声。为了提供良好的声音服务,耳机一般具备主动降噪(Active noise cancelation,ANC)的功能。
具体地说,主动降噪的原理是,耳机中的麦克风采集耳机所在环境中的噪声信号,耳机将采集到的噪声信号传输至控制电路。控制电路可以根据噪声信号,生成与噪声信号相位相反、振幅近似的声波信号。控制电路将生成的声波信号传输至耳机中的喇叭,通过喇叭播放声波信号。由于声波信号的相位、振幅与噪声信号的相位、振幅相反,则喇叭播放的声波信号可以减弱噪声信号,从而减弱通过耳机传播至人耳的噪声信号,以实现耳机主动降噪的功能。混合式主动降噪范围大致在50Hz-3kHz,反馈式主动降噪的范围大致在50Hz-1kHz。
需要说明的,在噪声环境中,佩戴具有ANC功能的耳机能降低噪声对佩戴者的干扰。但是,人们还是需要对环境中的声音保持一定的敏感度,以监听周围环境的实时变化。例如,在语音通话的过程中,人们使用耳机接听语音,为了保证良好的通话质量,耳机通过主动降噪降低环境中的噪声对耳机佩戴者听见的声音的干扰。同时,耳机佩戴者需要了解到周围环境中的警报声等,以便可以根据环境中的声音做出应对。因此,耳机需要具备透传(hear through,HT)功能,以便耳机佩戴者能够听到环境中的部分声音。
具体地说,耳机透传的原理是,耳机中的麦克风采集环境中的声音信号,并将该声音信号传输至信号处理电路。信号处理电路可以对环境中的声音信号进行滤波处理,得到模拟声音信号,向扬声器传输模拟声音信号,通过扬声器播放模拟声音信号。这样,耳机佩戴者就可以听到环境中的部分声音。例如,耳机采集到环境中的声音信号,并检测到声音信号中包括警报声,信号处理电路可以通过滤波电路去除声音信号中的杂音,保留警报声。依次对警报声信号模拟处理和放大处理,向扬声器传输放大处理后的警报声信号。这样,扬声器可以播放该警报声信号,使得耳机佩戴者听到环境中的警报声,且降低了环境中噪声对耳机佩戴者听力的干扰。
需要说明的,耳机被佩戴者佩戴,则耳机发出的声音传播至耳道入口处外部参考点(external reference point,ERP),进而声音通过耳道传播至人耳耳膜参考点(drumreference point,DRP)。声音信号引起人耳耳膜处的声压改变,在声压的作用下人耳耳膜产生振动,使得耳机佩戴者听到耳机播放的声音。
不同的耳机结构,耳机中的扬声器发出的声音到ERP的距离不同。请参考图1A,为不同类型的耳机被佩戴者佩戴后,耳机中的扬声器到ERP示意图。如图1A中(a),为挂耳式耳机被佩戴者佩戴后,挂耳式耳机中的扬声器与ERP位置关系示意图。如图1A中(b),为头戴式耳机被佩戴者佩戴后,头戴式耳机中的扬声器与ERP位置关系示意图。如图1A中(c),为半入耳式耳机被佩戴者佩戴后,半入耳式耳机中的扬声器与ERP位置关系示意图,如图1A中(d),为入耳式耳机被佩戴者佩戴后,入耳式耳机中扬声器与ERP位置关系示意图。
其中,声波的传播方向与空气粒子的振动方向相同,即声波是一种纵波。因此,声波在空气中传播时,空气粒子的疏密程度随着声波的传播而改变,则该处的压强也会改变。这种由于声波传播引起的压强的改变成为声压。声波(也可以理解为声音)从ERP传播至DRP,使得DRP处的声压改变,声压引起人耳耳膜振动,则人可以听到声音。
理论上,获取到DRP处的声压信号,EPR处的声压信号,则可以得到EPR处的声压信号和DRP处的声压信号的传递函数。传递函数表示EPR的声压信号和DRP的声压信号的数学表示。因此,耳机播放音频的过程中可以采集的ERP处的声压信号,并根据传递函数确定出DRP处的声压信号。耳机可以根据该传递函数调整扬声器播放的音频信号,则ERP处的声压信号也会发生调整,这样,就可以实现通过传递函数实现对DRP处声压信号的调整。也就是说,在耳机工作的过程中,可以根据传递函数调整扬声器播放的音频信号,以使得耳机提供良好的主动降噪或透传功能,提高耳机播放的声音的音效。
一般而言,可以通过直接测量的方式获取DRP处的声压信号,或者,通过人耳建模方式推断出DRP处的声压信号。
在第一种实现中,可以采用多普勒激光测振仪测量人耳耳膜的振动,通过信号转换可以将人耳耳膜的振动转换为DRP处的声压信号。具体地说,对耳道建模的过程为,测量耳道的几何形状,将外耳道口到耳膜参考点之间的耳道做分段。如图1B所示,外耳道口到耳膜处的耳道分为i段。其中,外耳道入口DRP到ERP之间的通路包括D1段、D2段……和Di段,每段耳道都可以等效为一个电路模型。基于耳道中的各段等效电路模型,可以对耳朵进行建模。
示例性的,请参考图2,为人耳结构的等效电路示意。图1B所示的D1段、D2段……和Di段都可以等效为声阻抗、声容抗和声感抗形成的电路模型。如图2所示,P1表示ERP处的声压信号,D1段耳道等效的电路模型包括声阻抗R1、声容抗C1和声感抗L1。其中,声容抗C1和声感抗L1并联连接、并与声阻抗R1串联。Di段耳道的电路模型包括声阻抗Ri、声容抗Ci和声感抗Li,D作为负载表示DRP处的声压信号。如图2所示,每段耳道的电路模型是相同的,因此,对于每段耳道的模型不予赘述。多段的电路模型以级联的方式连接,耳膜以声学负载的形式设置在建模电路中。
其中,声波在空气中传播实际是声波使得介质(即空气粒子)偏离平衡态的扰动,实现声音传播。声阻抗是声波使得介质产生位移所需克服的阻力,即声音在该段耳道中传播需要克服的阻力。声阻抗相当于电路中的电阻,声阻抗可以吸收部分的声音能量。声容抗和声感抗相当于电路中的电容和电感,声容抗和声感抗不会吸收声音的能量,可以改变声音传播的方向或形式。
基于对如图2所示的电路模型的分析、电路关系推导,以及仿真分析。可以采集到不同模型下(即不同的人耳),耳道入口处的截面积不同,耳道的等效长度也不同,根据如图2所示的电路模型,可以得到外耳道截面积S和耳道长度L的数学关系。可以采用外耳道截面积S和耳道长度L等个体化的耳道信息,对ERP和DRP之间的传递函数进行修正。
需要注意的是,在对耳道的模型进行分析、建模的过程中,需要对真实人耳道形状进行测量。其中,测量耳道形状结构的方法可以是将泡沫注入人耳,待泡沫快速成型之后取出人耳的耳道模型。通过三维(3dimensions,3D)扫描建模,以获得人耳耳道的模型数据。以便于对人耳耳道分段,以及人耳模型创建。另外,采用该方法创建的人耳模型是光滑的声道,与实际的耳道存在差异,不能完全替代真实人耳。因此,在对人耳建模之后,还需要在实际的声管中测试,以便对传递函数进行修正。
值得一提的,采用物理建模的方法可以针对特定的耳朵建模,得到建模精度高的人耳模型。但是,这种建模方法包括对耳道模型获取、建模、测量和修正模型结果等步骤,操作过程繁琐,对实施环境的要求较高,实施复杂度高。而且,对建模结果的分析是针对一个特定的耳道形状的,如果将该方法直接应用在耳机上,耳机难以获取到耳道的等效截面面积,以及等效的人耳耳道长度等参数,难以实现针对当前耳机佩戴者进行耳道建模。还需要注意的是,不同的佩戴姿势,耳机上耳套的大小(针对入耳式耳机),耳机的佩戴松紧度等都会影响测量结果。则在耳机产品的实际使用中,该方法的应用性较差。
在第二种实现中,基于ERP处的声音信号以及估计的ERP到DRP传递函数ED,确定出DRP处的声压信号。对耳道进行建模,是通过扬声器播放某种激励声信号,ERP处麦克风采集得到耳道的响应。耳机根据ERP处麦克风采集的响应,推测佩戴者的耳道结构的特征,以便耳机可以根据历史数据库中与当前响应最接近的ED传递函数,通过对该ED传递函数求解,耳机得到DRP处的信号估计。耳机可以根据DRP处的信号估计调整耳机播放的声音信号,使得耳机可以满足更好的主动降噪或透传功能,同时也能为佩戴者提供更好的声效。
本申请实施例提供一种优化听戴式设备功能的方法,该方法可以应用于听戴式设备。听戴式设备预设有基于大数据得到的第二路径(Secondary Path,SP)(或称为SP路径),ERP到DRP(ED)传递函数,以及SP路径和ED函数域的映射关系H。听戴式设备在使用的过程中,听戴式设备被佩戴者佩戴,可以播放预设测试音频信号,以得到针对该佩戴者的耳道EDinv传递函数建模。听戴式设备播放测试声音,可以采集ERP处的声压信号,以及耳道反馈的声音信息,听戴式设备可以根据得到的ERP处的声压信号、以及耳道反馈的声音信息推算得到SPinv路径。进一步的,听戴式设备可以根据SPinv路径确定出EDinv传递函数。也就是说,本申请实施例得到的EDinv传递函数是针对该听戴式设备的佩戴者相关的。此外,听戴式设备还可以获取与佩戴者相关的个性化数据,例如,该个性化数据可以是,听戴式设备使用的耳套的尺寸、听戴式设备佩戴的松紧程度、耳道类型等。听戴式设备可以根据佩戴者输入的这些个性化数据修正SPinv路径和EDinv函数域的映射关系Hinv。由此一来,听戴式设备性可以采集到针对听戴式设备佩戴者的SPinv路径与EDinv传递函数分布域的映射关系Hinv,实现听戴式设备在使用过程中实时调整降噪功能和透传功能的目的,实现为听戴式设备的佩戴者提供良好的主动降噪功能、透传功能,以及提供更好的音效。
以听戴式设备是耳机为例,其中,第二路径是环境中的噪声为声源,噪声通过耳机传播至人耳DER处的路径。耳机被佩戴者佩戴,耳机可以播放预设提示音,耳机中的麦克风采集ERP处的声压信号,以及获取耦合有佩戴者耳道信息的信号。这样,耳机可以针对该佩戴者建立SPinv路径和EDinv传递函数。
在一些应用场景中,耳机可以和电子设备配合使用。示例性的,耳机被佩戴者佩戴,耳机与电子设备建立通信连接。耳机可以为佩戴者提供与电子设备语音交互的功能,或者,耳机仅为佩戴者提供播放语音的功能。例如,耳机与电子设备建立通信连接,耳机被佩戴,当电子设备播放音频文件,电子设备解码音频文件生成语音信息,电子设备向耳机传输语音信息,耳机播放语音信息,则耳机佩戴者听到手机播放的音频文件。当电子设备播放视频,电子设备的显示屏显示视频画面,耳机为佩戴者提供其视频中的音频信息。佩戴者使用电子设备打电话,电子设备与另一电子设备通信连接,耳机可以用于采集佩戴者发出的语音信号,并传输至电子设备,电子设备可以将采集到的语音信号传输至另一电子设备。电子设备接收到另一电子设备传输的语音信号,电子设备可以通过耳机播放该语音信号。
可以理解的,本申请实施例提供的方法可以针对听戴式设备的佩戴者创建个性化的SP路径和ED传递函数,根据采集的个性化参数修正SP路径和ED传递函数的映射关系Hinv。这样一来,听戴式设备被佩戴者使用的过程中,始终可以为佩戴者提供实时的主动降噪和透传功能,为佩戴者提供良好的听觉体验,提高听戴式设备播放的声音的音效。
请参考图3,为本申请实施例提供的听戴式设备300的硬件结构示意图。如图3所示,该听戴式设备300可以包括处理器310、内部存储器320,充电接口330,充电管理模块340,电源管理模块341,电池342,天线1,天线2,射频模块350,通信模块360,音频模块370,扬声器370A,通话麦克风370B,前馈(Feed-Forward,FF)麦克风370C,反馈(Feed-Back,FB)麦克风370D,语音处理单元(Voice Process Unit,VPU)传感器380,按键390等。
其中,图3所示的听戴式设备300仅仅是听戴式设备的一个范例。图3示意的结构并不构成对听戴式设备300的限定。可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者拆分某些部件,或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件,软件或软件和硬件的组合实现。例如,听戴式设备300是助听器,则听戴式设备300不包括通信模块350,射频模块360和受话器370B等。
处理器310可以包括一个或多个处理单元,例如:处理器310可以包括应用处理器(application processor,AP),调制解调处理器,控制器,存储器,数字信号处理器(digital signal processor,DSP),基带处理器,和/或神经网络处理器(neural-networkprocessing unit,NPU)等。其中,不同的处理单元可以是独立的器件,也可以集成在一个或多个处理器中。
控制器可以是指挥听戴式设备300的各个部件按照指令协调工作的决策者。是听戴式设备300的神经中枢和指挥中心。控制器根据指令操作码和时序信号,产生操作控制信号,完成取指令和执行指令的控制。
处理器310中还可以设置存储器,用于存储指令和数据。在一些实施例中,处理器中的存储器为高速缓冲存储器。可以保存处理器刚用过或循环使用的指令或数据。如果处理器需要再次使用该指令或数据,可从存储器中直接调用。避免了重复存取,减少了处理器的等待时间,因而提高了系统的效率。
本申请实施例中,处理器310可以存储基于大数据总结得到的SPdb路径和EDdb的传递函数,以及SPdb路径与EDdb函数分布域的映射关系Hdb。当听戴式设备300被佩戴者佩戴,听戴式设备300可以直接调用处理器310存储的数据,以针对该佩戴者创建对应的SPinv路径和EDinv的传递函数。
在一些实施例中,处理器310可以包括接口。其中接口可以包括集成电路(Inter-Integrated Circuit,I2C)接口,集成电路内置音频(Inter-Integrated Circuit Sound,I2S)接口,脉冲编码调制(Pulse Code Modulation,PCM)接口,通用异步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,UART)接口,和/或通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)接口等。
I2C接口是一种双向同步串行总线,包括一根串行数据线(Serial Data Line,SDA)和一根串行时钟线(Derail Clock Line,SCL)。在一些实施例中,处理器可以包含多组I2C总线。处理器可以通过不同的I2C总线接口分别耦合触摸传感器,充电器等。
I2S接口可以用于音频通信。在一些实施例中,处理器可以包含多组I2S总线。处理器可以通过I2S总线与音频模块耦合,实现处理器与音频模块之间的通信。在一些实施例中,音频模块可以通过I2S接口向通信模块传递音频信号,实现通过蓝牙耳机接听电话的功能。
PCM接口也可以用于音频通信,将模拟信号抽样,量化和编码。在一些实施例中,音频模块与通信模块可以通过PCM总线接口耦合。在一些实施例中,音频模块也可以通过PCM接口向通信模块传递音频信号,实现通过蓝牙耳机接听电话的功能。I2S接口和PCM接口都可以用于音频通信,两种接口的采样速率不同。
本申请实施例示意的各模块间的接口连接关系,只是示意性说明,并不构成对听戴式设备300的结构限定。听戴式设备300可以使用本申请实施例中不同的接口连接方式,或多种接口连接方式的组合。
充电管理模块340用于从充电器接收充电输入。其中,充电器可以是无线充电器,也可以是有线充电器。
电源管理模块341用于连接电池342,充电管理模块340与处理器310。电源管理模块接收所述电池和/或充电管理模块的输入,为处理器,内部存储器和通信模块等供电。电源管理模块还可以用于监测电池容量,电池循环次数,电池健康状态(漏电,阻抗)等参数。
听戴式设备300的无线通信功能可以通过天线1,天线2,射频模块350,通信模块360,调制解调器以及基带处理器等实现。天线1和天线2用于发射和接收电磁波信号。听戴式设备300中的每个天线可用于覆盖单个或多个通信频带。不同的天线还可以复用,以提高天线的利用率。
射频模块350可以提供应用在听戴式设备300上的包括2G/3G/4G/5G等无线通信的解决方案的通信处理模块。射频模块由天线1接收电磁波,并对接收的电磁波进行滤波,放大等处理,传送至调制解调器进行解调。射频模块还可以对经调制解调器调制后的信号放大,经天线1转为电磁波辐射出去。
调制解调器可以包括调制器和解调器。调制器用于将待发送的低频基带信号调制成中高频信号。解调器用于将接收的电磁波信号解调为低频基带信号。随后解调器将解调得到的低频基带信号传送至基带处理器处理。低频基带信号经基带处理器处理后,被传递给应用处理器。应用处理器通过音频设备(不限于扬声器,受话器等)输出音频信号。
本申请实施例提供的听戴式设备可以与远程的服务器(或云设备)交互,听戴式设备可以将获取到的个性化参数传输至远程的服务器,远程的服务器根据个性化数据对听戴式设备的SPinv路径和EDinv的传递函数的映射关系Hdb修正,以提高耳机的音效。
通信模块360可以提供应用在听戴式设备300上的包括无线局域网(WirelessLocal Area Networks,WLAN),(如无线保真(Wireless Fidelity,Wi-Fi)网络),蓝牙(BlueTooth,BT),调频(Frequency Modulation,FM),近距离无线通信技术(Near FieldCommunication,NFC),红外技术(Infrared,IR)等无线通信的解决方案的通信处理模块。通信模块360可以是集成至少一个通信处理模块的一个或多个器件。通信模块经由天线2接收电磁波,将电磁波信号调频以及滤波处理,将处理后的信号发送到处理器。通信模块360还可以从处理器接收待发送的信号,对其进行调频,放大,经天线2转为电磁波辐射出去。
示例性的,如果听戴式设备是蓝牙耳机,则蓝牙耳机可以通过天线2与电子设备建立通信连接,以实现通过蓝牙耳机播放电子设备的声音的目的。
内部存储器321可以用于存储计算机可执行程序代码,所述可执行程序代码包括指令。处理器310通过运行存储在内部存储器321的指令,从而执行听戴式设备300的各种功能应用以及数据处理。存储器321可以包括存储程序区和存储数据区。其中,存储程序区可存储操作系统,至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、降噪功能和透传功能等)等。存储数据区可存储听戴式设备300使用过程中所创建的数据(比如音频数据、基于大数据的SPdb路径和EDdb的传递函数,以及SPdb路径和EDdb的函数分布域的映射关系Hdb等)等。
其中,上述内部存储器321包括本申请实施例中所述的数据分区(如,数据分区)。该数据分区中保存有操作系统启动时所需要读写的文件或数据,以及听戴式设备使用过程中所创建的佩戴者数据(如,听戴式设备使用过程中获取到的佩戴者个性化参数等)。数据分区可以是上述内部存储器321中预先设定的存储区域。例如,数据分区可以包含于内部存储器321中的RAM中。
本申请实施例中的虚拟数据分区可以为内部存储器321中的RAM的一个存储区域。或者,虚拟数据分区可以为内部存储器321中的ROM的一个存储区域。
听戴式设备300可以通过音频模块370,扬声器370A,通话麦克风370B,FF麦克风370C,FB麦克风370D,VPU传感器380,以及应用处理器等实现音频功能。例如音乐播放,语音通话,录音等。
音频模块用于将数字音频信息转换成模拟音频信号输出,也用于将模拟音频输入转换为数字音频信号。音频模块还可以用于对音频信号编码和解码。在一些实施例中,音频模块可以设置于处理器310中,或将音频模块的部分功能模块设置于处理器310中。
扬声器370A,也称“喇叭”,用于将音频电信号转换为音频信号。听戴式设备可以通过扬声器370A播放音频信号。
通话麦克风370B,也称“话筒”,“传声器”,用于将音频信号转换为电信号。当拨打电话或发送语音信息时,佩戴者可以通过人嘴靠近通话麦克风370B发声,将音频信号输入到通话麦克风370B。
FF麦克风370C,可以设置在听戴式设备300的外侧,采集听戴式设备所在环境中的噪声。FB麦克风370D设置在听戴式设备靠近人耳一侧,用于采集耦合人耳声道信息的音频信号,以便实现听戴式设备300主动降噪的功能。
听戴式设备300可以设置至少一个麦克风。示例性的,如果听戴式设备是耳机,则耳机的听筒部分也可以设置麦克风,用于采集环境中的声音,以便耳机实现降噪和透传等功能。在一些实施例中,听戴式设备300还可以设置三个,四个或更多麦克风,实现采集音频信号,降噪,还可以识别声音来源,实现定向录音功能等。
VPU传感器380是一种骨传导传感器。是采用压电材料的单轴加速度传感器,可以用于感应测量声带运动。VPU传感器380的功耗较低,能够在听戴式设备300处于高噪声环境时提取语音信息。
按键390包括开机键,音量键等。按键可以是机械按键。也可以是触摸式按键。听戴式设备300接收按键输入,产生与听戴式设备300的佩戴者设置以及功能控制有关的键信号输入。
需要说明的,本申请实施例提供的听戴式设备可以是助听器,人工耳蜗,入耳式、半入耳式、贴耳式、头戴式耳机等,穿戴在耳部的电子设备。本申请实施例对听戴式设备的具体形态不作特殊限制。
以下实施例提供的方法均可以在具备上述硬件结构的听戴式设备实现。
本申请实施例提供一种优化听戴式设备功能的方法,该方法可以应用于听戴式设备。可以理解的,该方法可以应用于多种听戴式设备中,本申请实施例以听戴式设备是耳机为例,说明本申请实施例提供的方法。
第一种实现中,耳机中可以预设基于大数据得到的通用的SPdb路径(即上述基础SP路径)和EDdb传递函数(即上述基础ED传递函数),以及SPdb路径和EDdb函数域的映射关系Hdb。以便耳机根据获取到的当前佩戴者的数据,以创建出针对该佩戴者的SPinv路径和EDinv传递函数。
第二种实现中,耳机可以和第一设备(如,电子设备,远程服务器,云设备等)(或称为主控设备)交互,通过第一设备创建出针对该佩戴者的SPinv路径(即上述预设SP路径)和EDinv传递函数(即上述预设ED传递函数)。其中,第一设备可以预设基于大数据得到的通用的SPdb路径和EDdb传递函数,以及SPdb路径和EDdb函数域的映射关系Hdb。
可以理解的,本申请实施例提供的方法中,当耳机被佩戴者佩戴,并被使用的过程中。耳机可以基于大数据生成针对当前佩戴者的,SPinv路径和EDinv传递函数,以及SPinv路径和EDinv函数域的对应关系Hinv。也就是说,听戴式设备中预设有大数据的相关信息,该相关信息为SPdb路径和EDdb传递函数,以及SPdb和EDdb函数域的映射关系。
需要说明的,基于大数据得到的SPdb路径和EDdb传递函数,以及SPdb路径和EDdb函数域的映射关系H,是在耳机售出之前已经通过测量和实验得到的。
以下将说明基于大数据得到SPdb路径和EDdb传递函数的过程。
示例性的,实验时使用的测试设备的结构可以与市场销售的耳机结构不同。如,为了得到准确的DRP的声压信号,测量使用的测试设备中包括探针麦克风。其中,探针麦克风可以得到准确的DRP处的声压信号。
具体实验的原理为:针对不同人(即不同的耳道形状),使用测试设备在各种耳套尺寸下(针对入耳式耳机),佩戴测试设备的松紧程度不同,佩戴测试设备测量设备发声的扬声器与ERP不同距离的情况下,采集用于创建SPdb路径和EDdb传递函数的相关数据。以便测试人员处理采集得到的数据,以确定大数据下SPdb和EDdb传递函数。
具体的测量过程可以为:确定测试场景并记录测试场景数据,如,测试对象,测试对象的耳道形状,测试对象佩戴的测试设备类型(如,是否有耳套等),测试设备的佩戴松紧程度,测试设备的扬声器与ERP的距离等。测试设备播放预设的测试音乐,测试设备采集生成SPdb路径和EDdb传递函数的相关数据。
其中,生成SPdb路径和EDdb传递函数的相关数据可以包括:ERP处的声压信号,DRP处的声压信号,扬声器采集的响应信号,初级路径(primary path,PP)响应信号,声反馈路径(feedback path,FP)响应信号等。具体实施时,通过反复实验,多次测量得到多组实验数据。可以将多组实验数据输入计算机,通过计算机处理和仿真计算以得到大数据下的SPdb和EDdb传递函数,并且,得到SPdb和EDdb函数域的映射关系Hdb。
可以理解的,上述得到上述生成SPdb路径和EDdb传递函数的相关数据是在离线状态下采集得到的,也就是说,测试设备测量之后得到测试数据即可。
请参考图4,为本申请实施例提供的听戴式设备与主控设备交互,获取测试数据的场景示意图。如图4中(a)所示,佩戴者100可以与电子设备200交互,使得电子设备200通过通信连接听戴式设备300。如图4中(b)所示,电子设备200可以是手机,电子设备200接收到佩戴者100的与电子设备200建立通信连接的操作指令(即电子设备200与佩戴者100交互),响应于佩戴者100的操作指令,与听戴式设备300蓝牙连接。
其中,请参考图5,为本申请实施例提供的系统示意图。如图5所示,501表示线下训练时的系统示意,线下训练的系统结构用于获取创建SPdb路径和EDdb传递函数的相关数据。502表示数据库,数据库用于存储线下训练得到的SPdb路径和EDdb传递函数,以及SPdb路径和EDdb函数域的映射关系Hdb。503表示当前使用者的个性化数据库,用于存储根据耳机佩戴者个性化数据得到的SPinv路径和EDinv传递函数,以及SPinv路径和EDinv传递函数的映射关系Hinv。504表示听戴式设备的产品(如,耳机)对应的系统示意图,听戴式设备用于获取佩戴者个性化数据,如,用于创建SPinv路径和EDinv传递函数的相关参数。
可以理解的,501的系统可以采集到创建到SPdb路径和EDdb传递函数的相关数据,则501可以将采集得到的数据传输至502,使得502生成SPdb路径和EDdb传递函数。502可以生成多组测试数据的SPdb路径和EDdb传递函数,以得到SPdb路径和EDdb函数域的映射关系Hdb。501还可以将采集得到的数据传输至503,503还可以获取听戴式设备的佩戴者个性化数据,以使得503可以根据501传输的数据和个性化数据得到佩戴者的SPinv路径和EDinv传递函数。503数据库中的佩戴者个性化数据可以用于修正SPinv路径和EDinv传递函数,以得到修正后的SPdb路径和EDdb函数域的映射关系Hdb。
需要说明的,501线下训练系统中包括探针麦克风,使得线下训练系统可以采集到人耳DRP处的声压信号。504为听戴式设备的系统中不包括探针麦克风,则504不能采集得到佩戴者DRP处的声压信号。504可以获取503数据库中的修正后的SPdb路径和EDdb函数域的映射关系Hdb,以根据Hdb对听戴式设备的佩戴者进行ED建模。
示例性的,测试设备包括探针麦克风,测试设备播放预设测试音频信号(例如,测试音乐),并采集ERP处的声压信号,DRP处的声压信号,扬声器采集的响应信号,初级路径(primary path,PP)响应信号,声反馈路径(feedback path,FP)响应信号等。基于采集得到的数据SP建模,建模可以采用如下公式1生成SP模型:
SP(z)=[ERP(z)–Ref(z)*PP(z)]/Spk(z)+FP(z)*PP(z) 公式1
其中,ERP(z)表示反馈(Feed-back,FB)麦克风采集到的ERP处的响应;Ref(z)表示听戴式设备中前馈麦克风(Feed-Forward,FF)麦克风采集到的响应;Spk(z)表示扬声器的响应;SP(z)表示扬声器到FB麦克风的传递函数响应;PP(z)表示FF麦克风到FB麦克风的传递函数响应;FP(z)表示扬声器到FF麦克风的传递函数响应。
基于采集到的数据ED建模,建模可以采用如下公式2生成ED模型:
ED(z)=DRP(z)/ERP(z) 公式2
其中,DRP(z)表示探针麦克风采集到DRP处的响应,ERP(z)表示麦克风采集到的ERP处的响应。
根据SPdb(z)和EDdb(z)的对应关系,可以得到传递函数映射对<SPdb(z),EDdb(z)>。
重复上述的数据采集过程,在不同类型的耳道结构、耳套尺寸,以及听戴式设备的不同佩戴姿势时,采集得到对应的数据,通过多次测量采集到多组数据。根据多组数据建立数据库(Datebase),数据库中包括多组数据的映射关系,数据库可以用如下公式3表示:
Database{<EC,ES,WP>|<SPdb(z),EDdb(z)>} 公式3
其中,EC表示不同测试者的不同耳道(ear canal,EC),ES表示耳机佩戴者使用的耳套尺寸(earmuff size,ES),WP表示耳机佩戴者佩戴耳机的佩戴姿势(wear posture,WP)。
采用预设算法训练Datebase中的映射关系,以得到SPdb(z),EDdb(z)的非线性映射关系Hdb,以得到目标函数最小化,可以用公式4表示目标函数最小化:
可以理解的,基于多次重复实验测量可以得到大数据下的SPdb路径和EDdb传递函数,以及SPdb路径和EDdb函数域的映射关系Hdb。
上述第一种实现中,将实验得到的相关数据预设在听戴式设备中,该相关数据包括:通用的SPdb路径和EDdb传递函数,以及SPdb路径和EDdb函数域的映射关系Hdb。如果听戴式设备可以独立使用,即不需要配合第一设备实现其功能,如人工耳蜗、助听器等类型的听戴式设备产品。为了提供更适合听戴式设备的佩戴者听觉体验,听戴式设备的佩戴者可以根据自身的听力状况以及耳道形状等,训练听戴式设备的EDinv传递函数,使得听戴式设备更适合佩戴者的听力状况。
可以理解的,针对听戴式设备的佩戴者训练听戴式设备的EDinv传递函数时,采集SPinv建模和EDinv建模的相关数据,以生成该佩戴者的SPinv和EDinv传递函数。进一步的,在佩戴者使用不同耳套,或者佩戴的松紧程度不同,佩戴者的运动状态(非运动、运动)不同的多种情况下,听戴式设备采集SPinv建模和EDinv建模的相关数据,以生成该佩戴者个性化的数据库。
其中,听戴式设备在采集佩戴者个性化数据的过程中,不可能得到所有可能的使用场景下,佩戴者的个性化数据。因此,可以使用大数据库中SPdb路径和EDdb函数域的映射关系Hdb修正佩戴者的个性化数据,以使得听戴式设备在多种场景中都可以较好的为佩戴者提供良好的听觉体验。
值得一提的,佩戴者个性化数据包括,佩戴者是否使用耳套,佩戴者佩戴听戴式设备的松紧程度,佩戴者的运动状态等信息。示例性的,听戴式设备可以通过与佩戴者语音交互的方式采集到相关的个性化数据。例如,听戴式设备在开始测试后,通过语音交互的方式针对每个个性化数据提问,并采集佩戴者的语音信息,以确定佩戴者的个性化数据。如,听戴式设备发出提问,“请确认是否使用耳套”,如果听戴式设备采集到佩戴者的语音信息是“没有使用耳套”或“无”或“否”等回答。听戴式设备可以确定佩戴者当前使用的听戴式设备没有耳套。在这种情况下,听戴式设备将不再询问佩戴者耳套尺寸等相关个性化数据。
上述第二种实现中,听戴式设备可以与主控设备(或称为第一设备)连接,在主控设备的控制下工作,则可以通过主控设备采集佩戴者个性化数据。例如,主控设备是手机、电脑等电子设备,主控设备包括显示屏。听戴式设备与主控设备建立通信连接,主控设备的显示屏显示个性化数据的输入界面,该输入界面可以获取佩戴者输入的信息。佩戴者与主控设备交互,通过该输入界面输入个性化数据,使得听戴式设备采集得到佩戴者的个性化数据,以便建立佩戴者的个性化数据库。
示例性的,以听戴式设备是耳机,第一设备是手机,耳机和手机配合实现对耳机中传递函数的训练。其过程为:佩戴者佩戴好耳机,手机接收到佩戴者的操作信息,手机通过蓝牙与耳机连接。其中,佩戴者佩戴耳机时,确定使用的耳套(针对入耳式耳机),调整佩戴姿势,以及佩戴的耳机的松紧程度。手机接收到采集佩戴者个性化数据的操作,手机可以接收佩戴者的输入信息,以采集到相关的个性化数据。如,手机接收佩戴者输入的耳机耳套尺寸、耳机的佩戴姿势,耳机佩戴的松紧程度等。手机向耳机发送预设测试音频信号,同时耳机采集相关的数据,耳机可以对采集到的数据传输至手机。手机可以采用耳机传输的数据,创建出针对该佩戴者的SPinv路径和EDinv传递函数,手机端可以利用其运算能力,结合手机采集到的佩戴者个性化数据得到个性化非线性映射关系Hinv。手机还可以获取大数据得到Hdb,这样,手机可以根据个性化数据,以及Hdb得到个性化非线性映射关系Hinv,手机可以向耳机传输映射关系Hinv,并以初始数据或原始数据的形式设置在耳机中。这样,当耳机再次被该佩戴者使用时,可以根据该佩戴者个性化的数据为佩戴者提供良好的主动降噪或透传功能。
以下将以听戴式设备不与其他设备交互,听戴式设备可以单独工作的情况说明本申请实施例提供的方法。如,听戴式设备是耳机,耳机中预设基于大数据得到的通用的SPdb路径和EDdb传递函数,以及SPdb路径和EDdb函数域的映射关系Hdb。
请参考图6,为本申请实施例提供的优化听戴式设备功能的方法的流程图。如图6所示,该方法可以包括步骤601-步骤606。
步骤601:耳机被佩戴者佩戴,耳机的主动降噪和/或透传处于开启状态。
其中,耳机被佩戴者佩戴,开启耳机的ANC和/或HT功能,以使得耳机在工作的过程中,提供良好的声音播放效果。
示例性的,耳机上可以包括按键,耳机上的按键可以用于触发耳机ANC和/或HT功能。又示例性的,耳机可以获取当前所处的环境中的噪声信息,并根据噪声信息启动ANC和/或HT功能,以便耳机可以为佩戴者提供良好的听觉体验。
步骤602:播放预设音频信号,采集佩戴者耳道的响应信息,该响应信息用于创建SPinv路径。
可以理解的,耳机播放音频信号之后,音频信号的声波在耳道中传输的过程中,耳机可以采集到耦合有耳道信息的响应信息。
其中,听戴式设备采集的响应信息可以包括:ERP处的响应;扬声器的响应;初级路径上的响应;反馈路径上的响应等。耳机采集的响应信息与耳机的硬件结构相关,例如,耳机包括FF麦克风、FB麦克风、扬声器等。当耳机播放预设音频信号之后,扬声器可以采集到扬声器响应,FF麦克风可以采集到反馈路径上的响应,FB麦克风可以采集到初级路径上的响应等。
步骤603:根据响应信息创建耳道的SPinv路径。
需要说明的,由于耳机的结构与测试设备的结构不同,耳机不包括探针麦克风,则耳机不能直接获取到DRP处的声压信号。基于耳机的结构,当耳机播放预设音频信号之后,耳机可以基于采集的响应信号,进行SPinv路径建模,以得到实时的SPcur(z)。
步骤604:基于获取到的个性化数据得到耳道建模EDinv传递函数,以及SPinv路径和EDinv传递函数的映射关系Hinv。
示例性的,耳机的开关被触发,则耳机处于工作状态,耳机可以采集佩戴者的个性化数据。例如,耳机可以通过语音交互的方式获取佩戴者的个性化数据。又如,耳机可以包括按键,基于佩戴者对按键的操作采集到佩戴者的个性化数据。又如,耳机可以借助其他的输入设备(如,显示器、触摸键盘等),耳机与输入设备连接,耳机可以通过输入设备获取到佩戴者的个性化数据,或者,输入设备获取到佩戴者的个性化数据,并向耳机发送个性化数据。本申请实施例对于耳机采集佩戴者个性化数据的方式不作具体限定。
在一些实现中,个性化数据中的耳机佩戴状态可以由耳机确定。例如,耳机中可以包括方向传感器和陀螺仪传感器,使得耳机可以根据方向传感器和陀螺仪传感器的数据确定耳机的位姿信息,耳机可以确定耳机佩戴的松紧状态,以及耳机的佩戴姿势是否有发生变化。耳机中还可以包括加速度传感器,耳机可以根据加速度传感器的数据可以反映耳机是否被佩戴者携带,处于运动状态,则耳机可以确定耳机佩戴者是否处于运动状态。也就是说,佩戴者个性化数据中可以是耳机根据自身传感器的数据确定,也可以是耳机与佩戴者交互得到个性化数据。
其中,耳机采集得到佩戴者个性化数据,根据个性化数据修正SPinv路径与EDinv函数域的映射关系Hinv。耳机播放的预设音频信号与佩戴者的耳道耦合,耳机可以得到当前佩戴者在耦合佩戴者耳道信息的响应信息,以便耳机建模实时传递函数EDcur(z)。
也就是说,耳机播放预设音频信号,耳机获取到耳机佩戴者的个性化数据,耳机可以生成针对该佩戴者的实时SPcur(z)路径和EDcur(z)传递函数。实时EDcur(z)传递函数可以反映ERP和DRP处的声压信号的关系,由于耳机中的前馈麦克风可以采集ERP处的音频信号,则耳机可以根据ERP处的音频信号确定耳道ERP处的声压信号。这样,耳机在使用的过程中,耳机播放音频信号,耳机可以根据EDcur(z)传递函数和ERP处的声压信号,调整DRP处的声压信号。实现优化耳机的ANC和/或HT功能的目的,并提高耳机播放音频信号的音效,为佩戴者提供良好的听觉体验。
步骤605:播放音频信息,采集佩戴者耳道的响应信息,实时更新SPcur路径和EDcur传递函数。
可以理解的,耳机在播放音频文件的过程中,耳机的ANC和/或HT功能处于开启状态。耳机可以基于得到的针对当前佩戴者的EDcur(z)传递函数,耳机实时采集ERP处的声压信号,根据EDcur(z)传递函数实时调整耳机播放的音频信号,以提供良好的降噪或透传效果。
步骤606:基于实时更新的SPcur路径和EDcur传递函数调整耳机播放的音频信息,以使耳机实现实时主动降噪和/或实时透传。
其中,耳机在使用的过程中还可以实时采集个性化数据,以更新SPcur路径和EDcur传递函数。这些个性化数据是耳机根据自身的传感器数据可以确定的,如,耳机佩戴松紧程度,佩戴者是否处于运动状态等。例如,耳机被佩戴者佩戴,佩戴者处于运动状态(如,走路、跑步等运动),则随着佩戴者的步伐变化,耳机中的加速度传感器可以检测到耳机的运动状态,则耳机可以根据加速度传感器的数据实时确定佩戴者的状态。特别的,佩戴者的运动可能会影响耳机的佩戴松紧程度,耳机中的传感器可以检测耳机佩戴的松紧程度。佩戴者走路的时候,耳机可以实时检测耳机的佩戴松紧程度。在一些实现中,耳机可以通过采集ERP处的声压信号,判断耳机佩戴的松紧程度是否有较大变化。如果耳机佩戴的松紧程度发生变化,则耳机可以根据耳机佩戴松紧程度的变化(即个性化数据的变化)实时调整EDcur传递函数,以使得耳机可以实时优化ANC和/或HT等功能。
以下将以听戴式设备与第一设备交互,听戴式设备与第一设备配合,使得听戴式设备处于工作状态,说明本申请实施例提供的方法。
其中,耳机可以与第一设备交互,第一设备可以获取基于大数据得到的通用的SPdb路径和EDdb传递函数,以及SPdb路径和EDdb函数域的映射关系Hdb。第一设备可以和耳机佩戴者交互,获取佩戴者的个性化数据,则第一设备创建出针对耳机佩戴者SPinv路径和EDinv传递函数。使得耳机可以利用手机的运算和数据处理能力,创建出针对耳机佩戴者的SPinv路径和EDinv传递函数。如果第一设备是远程服务器或云设备,则耳机可以通过通信模块与第一设备通信。使得耳机可以利用远程设备的运算和数据处理能力,创建出针对耳机佩戴者SPinv路径和EDinv传递函数。
示例性的,听戴式设备是耳机,第一设备可以是手机,耳机通过蓝牙或WLAN等通信方式建立连接,耳机可以接收来自手机的音频信号,并播放该音频信号。耳机中可以包括通信模块,使得耳机可以与手机、电脑等建立通信连接。如,耳机通过近距离通信(如,蓝牙,WLAN,窄带物联网NB-IoT等)的方式与手机建立通信连接。这样,耳机可以与手机交互,手机可以采集佩戴者个性化数据。进一步的,耳机可以播放测试音频信号,采集得到耦合有佩戴者耳道信息的响应信息,耳机可以将响应信息发送至手机。手机可以根据响应信息得到SPinv路径,并根据个性化数据修正SPinv路径和EDinv函数域的映射关系Hinv,得到EDinv传递函数。手机可以向耳机传输针对当前佩戴者的SPinv路径和EDinv传递函数,以使得耳机可以针对当前佩戴者调整播放音频信号,优化耳机的ANC和/或HT功能。
需要说明的,耳机中可以预设基于大数据得到的SPdb路径和EDdb传递函数,以及SPdb路径和EDdb函数域的映射关系Hdb。耳机与手机建立通信连接之后,耳机向手机发送基于大数据得到的SPdb路径和EDdb传递函数,以及SPdb路径和EDdb函数域的映射关系Hdb。或者,耳机与手机建立通信连接,则耳机向手机发送下载地址,手机可以访问下载地址,下载得到基于大数据得到的SPdb路径和EDdb传递函数,以及SPdb路径和EDdb函数域的映射关系Hdb。
又示例性的,耳机中可以包括射频模块,使得耳机可以与远程服务器或云设备交互。在这种情况下,可以在远程服务器或云设备设置基于大数据得到的SPdb路径和EDdb传递函数,以及SPdb路径和EDdb函数域的映射关系Hdb。耳机可以用于与佩戴者交互,采集佩戴者的个性化数据,并将采集到的佩戴者个性化数据通过射频模块传输至手机。手机可以基于耳机的佩戴者创建该佩戴者的SPinv路径和EDinv传递函数。远程服务器可以将得到的该佩戴者的SPinv路径和EDinv传递函数发送至耳机,以使得耳机在播放音频的过程中,可以针对当前佩戴者调整播放音频信号,提供良好的主动降噪和透传功能。
在一些实现中,以听戴式设备是耳机,第一设备是手机为例,说明本申请实施例提供的方法。请参考图7,为本申请实施例提供的优化听戴式设备功能的方法的流程图。如图7所示,该方法包括步骤701-步骤709。
需要说明的,该方法与上述实施例中区别之处在于,上述实施例中,耳机可以根据个性化数据创建得到针对佩戴者的SPinv路径和EDinv传递函数。本实施例中手机创建得到针对佩戴者的SPinv路径和EDinv传递函数。其中,本申请实施例中的步骤702、步骤703和步骤708与上述实施例中的步骤601、步骤602和步骤605相同。因此,上述相关步骤中的相关实现方式也可以应用于本申请实施例中,同理,本申请实施例中的相关步骤中的实施细节也可以应用于上述实施例中,此处不予赘述。
步骤701:耳机与手机建立通信连接。
需要说明的,此处以耳机采用蓝牙连接的方式与手机建立通信连接。手机和耳机的蓝牙功能均处于开启状态,耳机与手机蓝牙连接成功,则耳机可以通过蓝牙与手机数据交互。
步骤702:耳机被佩戴者佩戴,耳机的主动降噪和/或透传功能处于开启状态。
在一些实现方式中,耳机通过蓝牙与手机连接,手机可以向耳机发送控制信息,控制信息用于控制耳机提供的功能的状态。示例性的,耳机与手机建立蓝牙连接,手机可以显示耳机的控制界面,控制界面上包括耳机中功能的开关控件。如,主动降噪的开关控件和透传的开关控件。手机接收到佩戴者对主动降噪开关控件的触发操作,手机向耳机发送开启主动降噪功能的控制信息。
另一些实现方式中,耳机被佩戴者佩戴,耳机上包括按键,耳机上的按键可以用于开启耳机的功能。耳机上包括主动降噪功能的按键和透传功能的按键,耳机上主动降噪功能的按键被触发,耳机启动主动降噪的功能。
步骤703:耳机播放预设音频信号,采集佩戴者耳道的响应信息,该响应信息用于创建SPinv路径。
可以理解的,耳机播放的预设音频信号可以是耳机中预存储的音频信号。或者,该音频信号是手机向耳机发送的音频信号。其中,耳机与手机建立连接,则手机可以向耳机发送预设音频信号,耳机播放预设音频信号。
其中,耳机播放预设音频信号,用于耳机可以采集到耳道的反馈的响应信息,以便可以根据响应信息创建SPinv路径。
步骤704:耳机将采集到的响应信息传输至手机。
其中,耳机将采集到的响应信息传输至手机,以便手机可以处理响应信息,根据响应信息生成SPinv路径。
步骤705:手机并接收到耳机传输的响应信息,并采集佩戴者个性化数据,个性化数据用于EDinv建模。
示例性的,手机可以显示个性化数据采集的界面,手机可以获取佩戴者在个性化数据采集的界面输入的信息,使得手机获取到佩戴者的个性化的信息。如,个性化数据可以包括佩戴者佩戴的耳机是否包括耳套,耳套的尺寸,耳机的松紧程度等。
步骤706:手机根据得到的响应信息创建佩戴者耳道的SPinv路径,并根据个性化数据修正SPinv路径和EDinv函数域的映射关系Hinv,以得到EDinv传递函数。
需要说明的,手机根据大数据得到的SPdb路径和EDdb传递函数,SPdb路径和EDdb函数域的映射关系Hdb,得到针对佩戴者个性化的SPinv路径和EDinv传递函数。其中,步骤605-步骤605与上述步骤503和步骤504的具体实现相同,具体实现可以参考上述步骤503和步骤504,此处不予赘述。
步骤707:手机将生成的针对该佩戴者的EDinv传递函数传输至耳机,并向耳机发送音频数据。
可以理解的,耳机接收到该EDinv传递函数,可以根据EDinv传递函数调整播放的音频信号,以满足主动降噪或透传的功能。
步骤708:耳机根据EDinv传递函数调整播放的音频信号,采集佩戴者耳道的响应信息,并向手机发送响应信息。
步骤709:手机采用响应信息更新SPinv路径和EDinv传递函数,并将更新的ED传递函数传输至耳机,以便耳机可以实时主动降噪和/或实时透传。
一般而言,手机根据个性化数据以及响应信息得到SPinv路径和EDinv传递函数,如图8所示,为耳机使用的过程中,手机根据实时数据得到的耳机佩戴者SPinv路径曲线示意,以及EDinv传递函数曲线示意图。其中,图8所示的SP曲线为当前耳机在播放的音频文件在不同频段上,耳机采集到的SP路径上的功率增益。ED曲线为当前耳机在播放音频文件时,ERP和DRP处声压的功率增益变化。
在一些实施例中,耳机在使用过程中EDinv传递函数的建模开关可以由佩戴者控制,佩戴者可以触发建模开关,则耳机获取佩戴者个性化数据创建EDinv传递函数。佩戴者也可以不触发建模开关,则耳机不会获取佩戴者个性化数据,也不会创建EDinv传递函数。
示例性的,请参考图9A,为手机和耳机配合使用的应用场景示意图。如图9A所示,801表示人耳,802表示耳机,803表示手机。耳机803被佩戴在人耳801,手机803可以通过蓝牙与耳机802连接。如图9A所示,手机803的显示界面上显示ANC功能处于开启状态,创建ED传递函数的开关处于关闭状态。请参考图9B,为手机或耳机中设置的ANC算法架构示意图。如图9B所示,耳机可以采集得到参考麦克风的响应信号,ERP处的响应信号,DL表示基于大数据得到的ED传递函数和SP路径。Ref表示前馈麦克风采集到的响应信息,Wff(Z)表示根据Ref采集的响应信息得到,反馈路径上的响应信息。Wfb(Z)表示耳机采集的初级路径上的响应信息。SPK表示耳机的扬声器播放的音频信号。
其中,耳机在使用的过程中,ED(z)=1。耳机在播放音频信号的过程中,前馈麦克风采集到响应信息Ref,以得到Wff(Z)。同时,耳机可以采集到ERP处的声压信号传输至运算器,SP(z)将DL得到的ED传递函数和SP路径传输至运算器,以得到当前佩戴者的SPinv路径和EDinv传递函数。ED(z)=1表示设置ED传递函数为1,根据ED(z)=1得到耳机的初级路径上的响应信息。耳机根据得到的Wff(Z)、Wfb(Z)以及DL调节耳机中扬声器的音频信号。在这种情况下,在主动降噪的过程中,并未考虑针对该佩戴者的ED传递函数,只在耳道入口处实现降噪,则ERP处的降噪程度要优于DRP处的降噪深度。
又示例性的,请参考图10A,为手机和耳机配合使用的应用场景示意图。如图10A所示,801表示人耳,802表示耳机,803表示手机。耳机803被佩戴在人耳801,手机803可以通过蓝牙与耳机802连接。如图10A所示,手机803的显示界面上显示ANC功能处于开启状态,创建ED传递函数的开关处于开启状态。请参考图10B,为手机或耳机中设置的ANC算法架构示意图。如图10B所示,耳机可以采集得到参考麦克风的响应信号,ERP处的响应信号,DL表示基于大数据得到的ED传递函数和SP路径。Wff(Z)表示耳机采集的反馈路径上的响应信息,Wfb(Z)表示耳机采集的初级路径上的响应信息。
其中,耳机的使用过程中,耳机播放音频信号,SP(z)检测模块和ED(z)估计模块同步工作,采集用于创建SP路径的相关参数,并实时更新SP路径的相关参数。SP(z)检测模块用于检测SP路径的相关数据,SP(z)更新模块用于将更新的SP路径的相关数据。这样,SP(z)可以根据SP(z)更新模块的数据实时更新SP路径。SP(z)可以得到实时的SPcur(z),并将SPcur(z)传输至运算器。运算器还可以获取ERP的响应信息,以得到生成ED传递函数的参数。同时,ED(z)估计模块用于根据估计当前的DRP处的声压信号,ED(z)更新模块根据DRP处的声压信号估计EDdb传递函数。ED(z)模块根据ED(z)更新模块和来自运算器的数据,生成实时的ED传递函数。ED(z)更新模块用于更新EDcur(z)传递函数中的参数,以得到Wfb(Z)。由此一来,耳机可以根据Wff(Z)、Wfb(Z)以及DL调节耳机中扬声器的音频信号。在这种情况下,主动降噪的过程中,考虑针对该佩戴者的ED传递函数,实现在DRP处的降噪,因此,DRP处的降噪程度要优于ERP处的降噪程度。
基于上述示例,请参考图11,为主动降噪的过程中,创建EDinv传递函数的降噪效果与关闭创建EDinv传递函数的降噪效果对比示意图。降噪深度越小,则降噪效果越好。如图11所示,在100Hz-10000Hz频率之间,ED开启后的ANC曲线对应的降噪深度的数值更小,则ED开启后的降噪效果更好。因此,相比于在ERP处的降噪,如果采用ED传递函数对EDP处降噪的效果更好。本申请实施例提供的方法降噪的程度更优,带宽更宽,相比于在ERP处的主动降噪,启动ED传递函数的降噪效果更好。
另外,对于耳机的透传功能,通过ED传递函数建模能够带来更好的透传效果。
示例性的,请参考图12A,为手机和耳机配合使用的应用场景示意图。如图12A所示,801表示人耳,802表示耳机,803表示手机。耳机803被佩戴在人耳801,手机803可以通过蓝牙与耳机802连接。如图9A所示,手机803的显示界面上显示HT功能处于开启状态,创建ED传递函数的开关处于关闭状态。
请参考图12B,为手机或耳机中设置的ANC算法架构示意图。如图12B所示,耳机可以采集得到参考麦克风的响应信号,ERP处的响应信号,DL表示基于大数据得到的EDdb传递函数和SPdb路径。Wff(Z)表示耳机采集的反馈路径上的响应信息,Wfb(Z)表示耳机采集的初级路径上的响应信息。
其中,耳机播放预设音频信号,ED(z)=1。耳机在播放音频信号的过程中,前馈麦克风采集到响应信息Ref。ED(z)=1表示设置ED传递函数为1,ED传递函数不变。根据ED(z)=1得到耳机的初级路径上的响应信息Wff(Z)。同时,耳机可以采集到ERP处的声压信号传输至运算器,SP(z)将DL得到的ED传递函数和SP路径传输至运算器,以得到当前佩戴者的SPinv路径和EDinv传递函数。耳机可以根据SPinv路径和EDinv传递函数,得到初级路径上的响应信息Wfb(Z)。耳机根据得到的Wff(Z)、Wfb(Z)以及DL调节耳机中扬声器的音频信号,使得耳机实现透传功能。在这种情况下,ED(z)=1,则耳机采集的反馈路径上的响应信息中,不能反映出实时的传递函数的变化。在透传声音的过程中,并未考虑针对该佩戴者的ED传递函数,只能保证在ERP处的透传效果,则可以确定ERP处的透传带宽优于DRP处的透传带宽。
又示例性的,请参考图13A,为手机和耳机配合使用的应用场景示意图。如图13A所示,801表示人耳,802表示耳机,803表示手机。耳机803被佩戴在人耳801,手机803可以通过蓝牙与耳机802连接。如图9A所示,手机803的显示界面上显示HT功能处于开启状态,创建ED传递函数的开关处于开启状态。
请参考图13B,为手机或耳机中设置的ANC算法架构示意图。如图13B所示,耳机可以采集得到参考麦克风的响应信号,ERP处的响应信号,DL表示基于大数据得到的EDdb传递函数和SPdb路径。Wff(Z)表示耳机采集的反馈路径上的响应信息,Wfb(Z)表示耳机采集的初级路径上的响应信息。
其中,耳机播放预设音频信号,耳机的HT功能处于开启状态。耳机可以采集到ERP处的声压信号传输至运算器,SP(z)将DL得到的ED传递函数和SP路径传输至运算器,以得到当前佩戴者的SPinv路径和EDinv传递函数。耳机可以根据SPinv路径和EDinv传递函数,得到初级路径上的响应信息Wfb(Z)。同时,耳机通过前馈麦克风采集得到Ref,ED(z)模块根据实时采集的Ref以及创建ED函数的相关参数,得到ED(z)。以便根据ED传递函数得到反馈路径上的响应信息Wff(Z)。耳机根据得到的Wff(Z)、Wfb(Z)以及DL调节耳机中扬声器的音频信号。其中,SP(z)检测模块处于工作状态,采集响应数据,用于创建SP路径。使得在耳机的使用过程中,SP(z)检测模块可以根据当前采集的数据实时更新SPcur(z)。ED(z)估计模块根据离线训练得到的个性化非线性映射函数Hinv和SPcur(z)得到EDcur(z)的估计,然后ED(z)更新模块对系统中的EDcur(z)参数进行更新。在这种情况下,在透传声音的过程中,使得耳机可以实现DRP处的音频信号的目的,则可以提高DRP处的透传效果,因此,DRP点处的透传带宽要强于ERP点透传带宽。
基于上述示例,请参考图14,耳机开启透传功能,创建ED传递函数模块开启与关闭状态下的实时透传的数值变化示意图。如图14所示,以不佩戴耳机时人耳听到的音频信号波形示意为参考标准,ED传递函数模块处于开启状态人耳听到的声信号更接近,不佩戴耳机时人耳接收的音频信号。DRP的声压信号越接近不佩戴耳机时的声压,则透传效果越好。如图14所示,ED打开时,耳机透传的声压更接近不佩戴耳机时人耳DRP的声压信号。因此,创建ED传递函数模块处于开启状态,耳机的透传效果更好,耳机透传的带宽更宽,DRP点处的透传带宽要强于ERP点透传带宽。
另一些实现中,听戴式设备是耳机,以第一设备是云设备为例,说明本申请实施例提供的方法啊。如图15所示,该方法包括步骤901-步骤909。
步骤901:耳机与云设备建立连接。
其中,耳机包括射频模块,耳机可以通过射频模块与云设备建立通信连接,实现得耳机与云设备数据传输的目的。云设备中设置有大数据得到SPdb路径和EDdb传递函数,SPdb和EDdb函数域的映射关系Hdb。
示例性的,耳机与云设备建立通信,耳机向云设备发送的报文中包括耳机的标志,以使得云设备可以针对耳机建模,以得到该耳机的佩戴者的SPinv路径和EDinv传递函数。
步骤902:耳机被佩戴者佩戴,耳机的主动降噪和/或透传处于开启状态。
步骤903:耳机播放预设音频信号,采集佩戴者耳道的响应信息,该响应信息用于创建SP路径。
步骤904:耳机将采集到的响应信息传输至云设备,耳机获取佩戴者个性化数据,并向云设备发送个性化数据。
步骤905:云设备并接收到耳机传输的响应信息以及个性化数据,个性化数据用于EDinv建模。
步骤906:云设备根据得到的响应信息创建佩戴者耳道的SPinv路径,并根据个性化数据修正SPinv路径和EDinv函数域的映射关系Hinv,以得到EDinv传递函数。
步骤907:云设备将生成的针对该佩戴者的EDinv传递函数传输至耳机。
步骤908:耳机根据EDinv传递函数调整播放的音频信号,采集佩戴者耳道的响应信息,并将响应信息传输至云设备。
步骤909:云设备采用响应信息更新SPinv路径和EDinv传递函数,并将更新的EDinv传递函数传输至耳机,以便耳机可以实现实时降噪和/或实时透传的功能。
可以理解的,上述手机上实施的相关步骤可以应用于云设备中,因此,对于云设备的具体实施不予赘述。
以上是以听戴式设备是耳机为例进行说明的,当听戴式设备为其他设备,也可以采用上述的方法。此处不予赘述。
可以理解的是,上述听戴式设备为了实现上述功能,其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,本申请实施例能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请实施例的范围。
本申请实施例可以根据上述方法示例对上述电子设备进行功能模块的划分,例如,可以对应各个功能划分各个功能模块,也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是,本申请实施例中对模块的划分是示意性的,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式。
本申请实施例还提供一种电子设备,包括:一个或多个处理器以及一个或多个存储器。一个或多个存储器与一个或多个处理器耦合,一个或多个存储器用于存储计算机程序代码,计算机程序代码包括计算机指令,当一个或多个处理器执行计算机指令时,使得电子设备可以执行上述相关方法步骤,以实现上述实施例中的优化听戴式设备功能的方法。
本申请实施例还提供一种芯片系统,该芯片系统包括至少一个处理器和至少一个接口电路。处理器和接口电路可通过线路互联。例如,接口电路可用于从其它装置(例如电子设备的存储器)接收信号。又例如,接口电路可用于向其它装置(例如处理器)发送信号。示例性的,接口电路可读取存储器中存储的指令,并将该指令发送给处理器。当所述指令被处理器执行时,可使得电子设备执行上述实施例中的各个步骤。当然,该芯片系统还可以包含其他分立器件,本申请实施例对此不作具体限定。
本申请实施例还提供一种计算机存储介质,该计算机存储介质包括计算机指令,当所述计算机指令在上述电子设备上运行时,使得该电子设备执行上述方法实施例中手机执行的各个功能或者步骤。
本申请实施例还提供一种计算机程序产品,当所述计算机程序产品在计算机上运行时,使得所述计算机执行上述方法实施例中手机执行的各个功能或者步骤。
通过以上的实施方式的描述,所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,仅以上述各功能模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成,即将装置的内部结构划分成不同的功能模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述模块或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个装置,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是一个物理单元或多个物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个不同地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以使用硬件的形式实现,也可以使用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机,芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上内容,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (15)
1.一种优化听戴式设备功能的方法,其特征在于,所述方法包括:
所述听戴式设备播放音频信号,并采集所述音频信号在佩戴者耳道的响应信息,其中,所述听戴式设备被所述佩戴者佩戴,所述音频信号在所述佩戴者耳道传播时产生所述响应信息;
所述听戴式设备向第一设备发送所述响应信息和所述音频信号;
所述第一设备根据所述响应信息和所述音频信号,生成SP路径,所述SP路径用于表示所述音频信号与耳道外部参考点ERP的声压信号的关系;
所述第一设备根据映射关系和获取到的所述佩戴者的个性化数据,得到第一映射关系;其中,所述映射关系用于表示预设SP路径和预设ED传递函数的映射关系、或基础SP路径和基础ED传递函数的映射关系;所述预设SP路径是根据所述佩戴者的响应信息生成的,所述预设ED传递函数是根据所述佩戴者的响应信息和所述佩戴者的耳膜参考点DRP的声压信号生成的;所述基础SP路径是根据多个佩戴者的响应信息生成的,所述基础ED传递函数是根据所述多个佩戴者的响应信息和所述多个佩戴者的DRP的声压信号生成的;所述第一映射关系用于表示所述SP路径和ED传递函数的对应关系;
所述第一设备通过所述第一映射关系和所述SP路径,生成所述ERP到耳膜参考点DRP对应的所述ED传递函数,所述ED传递函数表示所述ERP的声压信号与所述DRP的声压信号的关系;
所述第一设备向所述听戴式设备发送所述ED传递函数和所述SP路径;
所述听戴式设备根据所述ED传递函数和所述SP路径调整所述音频信号。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一设备包括所述多个预设SP路径,所述多个预设ED传递函数,以及所述预设SP路径和所述预设ED传递函数的映射关系;
或者,所述第一设备包括所述多个基础SP路径,所述多个基础ED传递函数,以及所述基础SP路径和所述基础ED传递函数的映射关系。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,
所述个性化数据至少包括:所述听戴式设备的类型、所述听戴式设备佩戴的松紧程度和所述佩戴者耳道类型中的一个。
4.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述听戴式设备播放音频信号,并采集所述音频信号在佩戴者耳道的响应信息之前,所述方法还包括:
开启所述听戴式设备的主动降噪和/或透传功能;
所述听戴式设备根据所述ED传递函数和所述SP路径调整所述音频信号,包括:
所述听戴式设备根据所述ED传递函数和所述SP路径调整所述音频信号,以实现调整所述主动降噪的降噪深度和/或调整所述透传功能的声压信号的目的。
5.一种优化听戴式设备功能的方法,其特征在于,应用于听戴式设备,所述方法包括:
所述听戴式设备播放音频信号,并采集所述音频信号在佩戴者耳道的响应信息,其中,所述听戴式设备被所述佩戴者佩戴,所述音频信号在所述佩戴者耳道传播时产生所述响应信息;
所述听戴式设备根据所述响应信息和所述音频信号,生成SP路径,所述SP路径用于表示所述音频信号与耳道外部参考点ERP的声压信号的关系;
所述听戴式设备根据映射关系和获取到的所述佩戴者的个性化数据,得到第一映射关系;其中,所述映射关系用于表示预设SP路径和预设ED传递函数的映射关系、或基础SP路径和基础ED传递函数的映射关系;所述预设SP路径是根据所述佩戴者的响应信息生成的,所述预设ED传递函数是根据所述佩戴者的响应信息和所述佩戴者的耳膜参考点DRP的声压信号生成的;所述基础SP路径是根据多个佩戴者的响应信息生成的,所述基础ED传递函数是根据所述多个佩戴者的响应信息和所述多个佩戴者的DRP的声压信号生成的;所述第一映射关系用于表示所述SP路径和ED传递函数的对应关系;
所述听戴式设备通过所述第一映射关系和所述SP路径,生成所述ERP到耳膜参考点DRP对应的所述ED传递函数,所述ED传递函数表示所述ERP的声压信号与所述DRP的声压信号的关系;
所述听戴式设备根据所述ED传递函数和所述SP路径调整所述音频信号。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述听戴式设备包括所述多个预设SP路径,所述多个预设ED传递函数,以及所述预设SP路径和所述预设ED传递函数的映射关系;
或者,所述听戴式设备包括所述多个基础SP路径,所述多个基础ED传递函数,以及所述基础SP路径和所述基础ED传递函数的映射关系。
7.根据权利要求5或6所述的方法,其特征在于,
所述个性化数据至少包括:所述听戴式设备的类型、所述听戴式设备佩戴的松紧程度和所述佩戴者耳道类型中的一个。
8.根据权利要求5或6所述的方法,其特征在于,所述听戴式设备播放音频信号,并采集所述音频信号在佩戴者耳道的响应信息之前,所述方法还包括:
开启所述听戴式设备的主动降噪和/或透传功能;
所述听戴式设备根据所述ED传递函数和所述SP路径调整所述音频信号,包括:
所述听戴式设备根据所述ED传递函数和所述SP路径调整所述音频信号,以实现调整所述主动降噪的降噪深度和/或调整所述透传功能的声压信号的目的。
9.一种听戴式设备,其特征在于,包括:一个或多个处理器;存储器;
以及一个或多个计算机程序,其中,所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器中,所述一个或多个计算机程序包括指令,当所述指令被所述听戴式设备执行时,使得所述听戴式设备执行以下步骤:
播放音频信号,并采集所述音频信号在佩戴者耳道的响应信息,其中,所述听戴式设备被所述佩戴者佩戴,所述音频信号在所述佩戴者耳道传播时产生所述响应信息;
向第一设备发送所述响应信息和所述音频信号,使得所述第一设备根据所述响应信息和所述音频信号,生成SP路径,根据映射关系和获取到的所述佩戴者的个性化数据,得到第一映射关系,通过所述第一映射关系和所述SP路径,生成耳道外部参考点ERP到耳膜参考点DRP对应的ED传递函数,所述SP路径用于表示所述音频信号与耳道外部参考点ERP的声压信号的关系,所述映射关系用于表示预设SP路径和预设ED传递函数的映射关系、或基础SP路径和基础ED传递函数的映射关系;所述预设SP路径是根据所述佩戴者的响应信息生成的,所述预设ED传递函数是根据所述佩戴者的响应信息和所述佩戴者的DRP的声压信号生成的;所述基础SP路径是根据多个佩戴者的响应信息生成的,所述基础ED传递函数是根据所述多个佩戴者的响应信息和所述多个佩戴者的DRP的声压信号生成的;所述第一映射关系用于表示所述SP路径和所述ED传递函数的对应关系,所述ED传递函数表示所述ERP的声压信号与所述DRP的声压信号的关系;
接收来自所述第一设备的所述ED传递函数和SP路径;
根据所述ED传递函数和所述SP路径调整所述音频信号。
10.根据权利要求9所述的听戴式设备,其特征在于,当所述指令被所述听戴式设备执行时,还使得所述听戴式设备执行以下步骤:
开启所述听戴式设备的主动降噪和/或透传功能;
当所述听戴式设备根据所述ED传递函数和所述SP路径调整所述音频信号时,所述听戴式设备具体执行以下步骤:根据所述ED传递函数和所述SP路径调整所述音频信号,以实现调整所述主动降噪的降噪深度和/或调整所述透传功能的声压信号的目的。
11.一种电子设备,其特征在于,包括:一个或多个处理器;存储器;
以及一个或多个计算机程序,其中,所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器中,所述一个或多个计算机程序包括指令,当所述指令被听戴式设备执行时,使得所述听戴式设备执行以下步骤:
接收来自听戴式设备的响应信息和音频信号,其中,所述听戴式设备被佩戴者佩戴,所示听戴式设备播放所述音频信号时,所述音频信号在所述佩戴者耳道传播时产生所述响应信息;
根据所述响应信息和所述音频信号,生成SP路径,所述SP路径用于表示所述音频信号与耳道外部参考点ERP的声压信号的关系;
根据映射关系和获取到的所述佩戴者的个性化数据,得到第一映射关系;其中,所述映射关系用于表示预设SP路径和预设ED传递函数的映射关系、或基础SP路径和基础ED传递函数的映射关系;所述预设SP路径是根据所述佩戴者的响应信息生成的,所述预设ED传递函数是根据所述佩戴者的响应信息和所述佩戴者的耳膜参考点DRP的声压信号生成的;所述基础SP路径是根据多个佩戴者的响应信息生成的,所述基础ED传递函数是根据所述多个佩戴者的响应信息和所述多个佩戴者的DRP的声压信号生成的;所述第一映射关系用于表示所述SP路径和ED传递函数的对应关系;
通过所述第一映射关系和所述SP路径,生成所述ERP到耳膜参考点DRP对应的所述ED传递函数,所述ED传递函数表示所述ERP的声压信号与所述DRP的声压信号的关系;
向所述听戴式设备发送所述ED传递函数和所述SP路径,使得所述听戴式设备根据所述ED传递函数调整和所述SP路径所述音频信号。
12.根据权利要求11所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备还包括:所述多个预设SP路径,所述多个预设ED传递函数,以及所述预设SP路径和所述预设ED传递函数的映射关系;
或者,所述电子设备还包括:所述多个基础SP路径,所述多个基础ED传递函数,以及所述基础SP路径和所述基础ED传递函数的映射关系。
13.根据权利要求11或12所述的电子设备,其特征在于,
所述个性化数据至少包括:所述听戴式设备的类型、所述听戴式设备佩戴的松紧程度和所述佩戴者耳道类型中的一个。
14.一种听戴式设备,其特征在于,包括:一个或多个处理器;存储器;
以及一个或多个计算机程序,其中,所述一个或多个计算机程序存储在所述存储器中,所述一个或多个计算机程序包括指令,当所述指令被所述听戴式设备执行时,使得所述听戴式设备执行如权利要求5-8任一项所述的优化听戴式设备功能的方法。
15.一种计算机可读存储介质,其特征在于,包括计算机指令,当所述计算机指令在计算机上运行时,使得所述计算机执行如权利要求1-8任一项所述的优化听戴式设备功能的方法。
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