CN114697814A - 骨传导通信组件、骨传导耳机及其控制方法和控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种骨传导通信组件、骨传导耳机及其控制方法和控制装置，其中，骨传导耳机的控制方法包括：获取骨传导传感器输出的第一语音信号；以及，对第一语音信号进行高频补偿后输出。本发明技术方案可解决骨传导耳机输出信号质量低，而导致通信设备通信质量下降的问题。
Description
技术领域
本发明涉及骨传导耳机技术领域，特别涉及一种骨传导通信组件、骨传导耳机及其控制方法和控制装置。
背景技术
目前，骨传导耳机输出至通信设备的信号质量较低，以使得通信设备的通信质量下降。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种骨传导耳机的控制方法，旨在解决骨传导耳机输出信号质量低，而导致通信设备通信质量下降的问题。
为实现上述目的，本发明提出的骨传导耳机的控制方法，所述所述骨传导耳机包括骨传导传感器，所述骨传导传感器用于根据人体说话时的骨骼振动，输出第一语音信号，其特征在于，所述骨传导耳机的控制方法包括：
获取骨传导传感器输出的第一语音信号；以及，
对所述第一语音信号进行高频补偿后输出。
可选地，所述对所述第一声音进行高频补偿后输出的步骤，具体为：
根据离线AI算法确定与第一语音信号对应的第一高频差值数据，并根据所述离线AI算法和所述第一高频差值数据对第一语音信号进行高频补偿后输出。
可选地，所述获取骨传导传感器输出的第一语音信号的步骤之前，所述骨传导耳机的控制方法还包括：
获取采集设备输出的第二语音信号和第三语音信号，其中，所述第二语音信号为气导麦克风采集人体说话时的声音信号所输出的语音信号，所述第三语音信号为骨传导传感器根据人体说话时的骨骼振动所输出的语音信号；
根据所述第二语音信号和所述第三语音信号对预设AI算法进行训练，并将训练后的所述预设AI算法存储为所述离线AI算法。
可选地，所述获取骨传导传感器输出的第一语音信号的步骤之前，所述骨传导耳机的控制方法还包括：
获取采集设备输出的多个第四语音信号和多个第五语音信号，其中，多个所述第四语音信号为气导麦克风采集不同人体说话时的声音所输出的多个语音信号，多个所述第五语音信号为骨传导传感器根据不同人体说话时的骨骼振动所输出的多个语音信号；
根据多个所述第四语音信号和多个所述第五语音信号对预设AI算法进行训练，并将训练后的所述预设AI算法存储为所述离线AI算法。
可选地，所述对所述第一语音信号进行高频补偿后输出的步骤之前，所述骨传导耳机的控制方法还包括：
获取气导麦克风输出第六语音信号；
所述对所述第一声音进行高频补偿后输出的步骤，具体为：
根据所述第六语音信号和所述第一语音信号获取预设AI算法，并根据所述预设AI算法确定与第一语音信号和所述第六语音信号对应的第二高频差值数据，并根据所述预设AI算法和所述第二高频差值数据对第一语音信号进行高频补偿后输出。
可选地，所述对所述第一语音信号进行高频补偿后输出的步骤之后，所述骨传导耳机的控制方法还包括：
对高频补偿后的所述第一语音信号进行数模转换后输出。
本发明还提出一种骨传导耳机的控制装置，所述骨传导耳机的控制装置包括：
存储器；
处理器；及
存储在存储器上并可在处理器上运行的骨传导耳机的控制程序，所述处理器执行所述骨传导耳机的控制程序时实现如删述的骨传导耳机的控制方法。
本发明还提出一种骨传导耳机，所述骨传导耳机包括：
骨传导传感器，用于根据人体说话的骨骼振动，输出第一语音信号；以及，
如上述的骨传导耳机的控制装置，所述骨传导耳机的控制装置与所述骨传导传感器连接。
可选地，所述骨传导耳机集成有气导麦克风，所述气导麦克风与所述骨传导耳机的控制装置连接。
本发明还提出一种骨传导通信组件，所述骨传导通信组件包括：
通信设备；以及，
如上述的骨传导耳机，所述骨传导耳机与所述通信设备通信连接。
本发明技术方案通过获取骨传导传感器输出的第一语音信号，以对第一语音信号进行高频补偿后输出。本发明骨传导耳机的控制方法使得骨传导耳机输出至通信设备的第一语音信号为具备高频信号分量的高质量信号，因而可有效提高后端通信设备的通信质量，从而解决了骨传导耳机输出信号质量低，而导致通信设备通信质量下降的问题，且还有利于减轻另一端用户的认知负担和疲劳度，以及还有利于提高另一端用户对环境意识的敏锐度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明骨传导耳机的控制方法一实施例的步骤流程示意图；
图2为本发明骨传导耳机的控制装置一实施例硬件运行环境的结构示意图；
图3为本发明骨传导耳机另一实施例的模块结构示意图；
图4为本发明骨传导通信组件又一实施例的模块结构示意图。
附图标号说明：
| 标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
| 101 | 存储器 | 201 | 骨传导传感器 |
| 102 | 处理器 | 202 | 气导麦克风 |
| 103 | 通信总线 | 301 | 通信设备 |
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种骨传导耳机的控制方法，应用于骨传导耳机。
目前骨传导耳机为直接将骨传导传感器输出的电信号发送至后端通信设备，但由于人体在说话时的骨骼振动频率较低，因此骨传导传感器输出的电信号只具有低、中频信号分量，不具备高频信号分量，因而使得该承载了用户声音信息的电信号质量极低，且会在通信设备接收后的数字无线电传输过程红进一步被压缩，从而使得通信设备的通信质量下降。此外，通信质量的下降会加重通信另一端用户的认知负担，极易导致另一端用户疲劳或者影响其对环境意识的察觉。
参照图1，在本发明一实施例中，所述骨传导耳机的控制方法包括：
步骤S100、获取骨传导传感器输出的第一语音信号；
本发明的执行主体可为骨传导耳机的控制装置。骨传导耳机中可设有骨传导传感器，骨传导传感器配置为在用户佩戴骨传导耳机后，检测用户在说话时的骨骼振动，并用于根据检测到的骨骼振动输出电信号的第一语音信号，从而实现骨传导发声检测。其中，骨骼可为头部骨骼，以提高第一语音信号的精准度。
步骤S200、对所述第一语音信号进行高频补偿后输出。
骨传导耳机的控制装置可对模拟信号的第一语音信号进行模数转换，以将其转换为数字信号后，确定第一语音信号所缺少的高频信号分量，并可根据确定结果对第一语音信号进行高频补偿，以使第一语音信号具有高频信号分量后再输出。如此，使得骨传导耳机输出至通信设备的第一语音信号为具备高频信号分量的高质量信号，因而可有效提高后端通信设备的通信质量，从而解决了骨传导耳机输出信号质量低，而导致通信设备通信质量下降的问题，且还有利于减轻另一端用户的认知负担和疲劳度，以及还有利于提高另一端用户对环境意识的敏锐度。
参照图1，在本发明一实施例中，所述对所述第一声音进行高频补偿后输出的步骤S200，具体为：
根据离线AI算法确定与第一语音信号对应的第一高频差值数据，并根据所述离线AI算法和所述第一高频差值数据对第一语音信号进行高频补偿后输出。
本实施例中，骨传导耳机的控制装置中可预集成有高频差值数据库和离线AI算法，高频差值数据库中可预存储有多个高频差值数据。离线AI算法可为已经被训练过的离线神经网络算法，以在骨传导耳机的控制装置接收到第一语音信号后被运行，并可在运行过程中调用高频差值数据库的多个高频差值数据，以确定与第一语音信号匹配的高频差值数据，即第一高频差值数据。换而言之，第一高频差值数据即为表征第一语音信号所缺少的高频信号分量。此外，由于离线神经网络算法具备学习能力，因而可在用户的日常使用中，根据不断获取的第一语音信号，更新高频差值数据库中的高频差值数据，以使后续高频补偿更为精准。在另一可选实施例中，第一高频差值数据还可由离线AI算法根据第一语音信号计算得到。本发明技术方案通过采用离线AI算法来对第一语音信号进行离线高频补偿，可适配通信设备通话时等多种无网络的使用环境，有利于提高本发明骨传导耳机的控制方法的适用性。
参照图1，在本发明一实施例中，所述获取骨传导传感器输出的第一语音信号的步骤S100之前，所述骨传导耳机的控制方法还包括：
步骤S300、获取采集设备输出的第二语音信号和第三语音信号，其中，所述第二语音信号为气导麦克风采集人体说话时的声音信号所输出的语音信号，所述第三语音信号为骨传导传感器根据人体说话时的骨骼振动所输出的语音信号；
本实施例中，步骤S300和步骤S400可发生在产品的生产阶段，此阶段中，骨传导耳机的控制装置可还未集成于骨传导耳机中，即为独立存在。骨传导耳机的控制装置可通过信号采集设备分别与气导麦克风和骨传导传感器连接，此时气导麦克风和骨传导传感器均作为采集设备，以分别采集用户人体说话时的声音信号和骨骼振动，并分别输出第二语音信号和第三语音信号至骨传导耳机的控制装置。在另一可选实施例中，骨传导耳机的控制装置还可已被集成于骨传导耳机中，即利用骨传导耳机自带的气导麦克风和骨传导传感器来实现步骤S300。
步骤S400、根据所述第二语音信号和所述第三语音信号对预设AI算法进行训练，并将训练后的所述预设AI算法存储为所述离线AI算法。
骨传导耳机的控制装置中可预存储有未经训练的离线AI算法，以利用接入的第二语音信号和第三语音信号对该未经训练的离线AI算法进行训练，并可在其训练完成后作为正式产品的离线AI算法存储。如此设置，可在前期的产品生产阶段针对不同用户生成相应的离线AI算法，以适配不同用户的音色和声音特性，可有效提高骨传导耳机正常使用时对于不同用户的高频补偿精度以及通信质量。
参照图1，在本发明一实施例中，所述获取骨传导传感器输出的第一语音信号的步骤S100之前，所述骨传导耳机的控制方法还包括：
步骤S500、获取采集设备输出的多个第四语音信号和多个第五语音信号，其中，多个所述第四语音信号为气导麦克风采集不同人体说话时的声音所输出的多个语音信号，多个所述第五语音信号为骨传导传感器根据不同人体说话时的骨骼振动所输出的多个语音信号；
本实施例中，步骤S500和步骤S600可发生在产品的生产阶段，此阶段中，骨传导耳机的控制装置可还未集成于骨传导耳机中，即为独立存在。骨传导耳机的控制装置可通过信号采集设备分别与多个气导麦克风和多个骨传导传感器连接，此时气导麦克风和骨传导传感器均作为采集设备，以分别采集多个不同用户人体说话时的声音信号和骨骼振动，并分别输出多个第四语音信号和多个第五语音信号至骨传导耳机的控制装置。在另一可选实施例中，骨传导耳机的控制装置还可已被集成于骨传导耳机中，即利用骨传导耳机自带的气导麦克风和骨传导传感器来实现步骤S500。
步骤S600、根据多个所述第四语音信号和多个所述第五语音信号对预设AI算法进行训练，并将训练后的所述预设AI算法存储为所述离线AI算法。
本实施例中，骨传导耳机的控制装置中可预存储有未经训练的离线AI算法，以利用接入的多个第四语音信号和多个第五语音信号对该未经训练的离线AI算法进行训练，并可在其训练完成后作为正式产品的离线AI算法存储。如此设置，可在前期的产品生产阶段针对大众用户生成相应的离线AI算法，以使得离线AI算法可适配大众用户的音色和声音特性，可有效提高骨传导耳机正常使用时对于大众用户的高频补偿精度以及通信质量。
参照图1，在本发明一实施例中，所述对所述第一语音信号进行高频补偿后输出的步骤之前，所述骨传导耳机的控制方法还包括：
步骤S700、获取气导麦克风输出第六语音信号；
本实施例中，骨传导耳机中可集成有气导麦克风，用以在用户正常使用阶段中采集用户说话时的声音信号，并输出相应的电信号，即第六语音信号。换而言之，步骤S700可执行于骨传导耳机的正常使用阶段，即可与步骤S100同时执行。
所述对所述第一声音进行高频补偿后输出的步骤S200，具体为：
根据预设AI算法确定与第一语音信号和所述第六语音信号对应的第二高频差值数据，并根据所述离线预设AI算法和所述第二高频差值数据对第一语音信号进行高频补偿后输出。
骨传导耳机中还可集成有蜂窝网络通信电路、蓝牙通信电路或者WIFI通信电路等通信电路，用以实时与服务器通信连接，以在接收到第一语音信号和第六语音信号后，根据第一语音信号和第六语音信号确定用户的音色、语言、人种等特征参数，并从服务器获取与上述特征参数对应的预设AI算法。骨传导耳机的控制装置可运行预设AI算法以得到第一语音信号相较于第六语音信号所缺少的高频信号分量，即第二高频差值数据，并可进一步对第一语音信号进行高频补偿，以使第一语音信号具有高频信号分量后再输出。如此设置，使得本发明骨传导耳机的控制方法可针对不同用户的特征参数来对第一语音信号进行在线高频补偿，有利于精准提高后端通信设备的通信质量，且无需根据国籍、人种和语言来进行调整，有利于降低调整成本。
需要说明的是，本实施例中预设AI算法可已预先训练好，并存储于服务器中，且在骨传导耳机运行完成后，骨传导耳机的控制装置还可将第一语音信号和第六语音信号上传至服务器，以使预设AI算法可利用第一语音信号和第六语音信号训练，以提高后续高频补偿的精度。此外，预设AI算法和离线AI算法可为线性回归算法、逻辑回归算法、线性判别分析算法、决策树算法、贝叶斯算法、K-最近邻居算法、学习矢量量化算法、支持向量机算法、套袋和随机森林算法中的一种或多种组合。
参照图1，在本发明一实施例中，所述对所述第一语音信号进行高频补偿后输出的步骤之后，所述骨传导耳机的控制方法还包括：
对高频补偿后的所述第一语音信号进行数模转换后输出。
骨传导耳机的控制装置中可集成有数模转换算法，或者骨传导耳机中还可集成有数模转换电路，以将高频补偿后形式为数字信号的第一语音信号转换为模拟信号后输出，以使第一语音信号可直接经信号线或者经无线通信电路传输至通讯设备。如此设置，使得应用本发明技术方案的骨传导耳机可与与现有通信设备通信，无需更改设置，有利于提高本发明骨传导耳机的控制方法应用的广泛性。
本发明还提出一种骨传导耳机的控制装置。
参照图2，在本发明一实施例中，所述骨传导耳机的控制装置包括：
存储器；
处理器；及
存储在存储器上并可在处理器上运行的骨传导耳机的控制程序，所述处理器执行所述骨传导耳机的控制程序时实现如上述的骨传导耳机的控制方法。
本实施例中，存储器101可以为高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器，存储器101可选的还可以是独立于前述控制装置的存储装置；处理器102可以为CPU。存储器101和处理器102之间以通信总线103连接，该通信总线103可以是UART总线或I2C总线。可以理解的是，骨传导耳机的控制装置还可设置有其他的相关程序，以驱动骨传导耳机中其他的功能单元及模块工作。
本发明还提出一种骨传导耳机，参照图3，该骨传导耳机包括骨传导传感器和骨传导耳机的控制装置，该骨传导耳机的控制装置的具体结构参照上述实施例，由于本骨传导耳机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，骨传导耳机的控制装置与骨传导传感器连接，用以接入骨传导传感器根据人体说话的骨骼振动所输出第一语音信号。
进一步地，所述骨传导耳机集成有气导麦克风，所述气导麦克风与所述骨传导耳机的控制装置连接。
本实施例中，气导麦克风用以采集用户说话时的声音信号，并将相应的电信号作为语音信号输出至骨传导耳机的控制装置。
本发明还提出一种骨传导通信组件，参照图4，该骨传导通信组件包括通信设备和骨传导耳机，该骨传导耳机的具体结构参照上述实施例，由于本骨传导通信组件采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
其中，通信设备与骨传导耳机通信连接，用以接入骨传导耳机高频补偿后的第一语音信号并发送至服务器，从而以实现通话功能。
以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种骨传导耳机的控制方法，所述所述骨传导耳机包括骨传导传感器，所述骨传导传感器用于根据人体说话时的骨骼振动，输出第一语音信号，其特征在于，所述骨传导耳机的控制方法包括：
获取骨传导传感器输出的第一语音信号；以及，
对所述第一语音信号进行高频补偿后输出。
2.如权利要求1所述的骨传导耳机的控制方法，其特征在于，所述对所述第一声音进行高频补偿后输出的步骤，具体为：
根据离线AI算法确定与第一语音信号对应的第一高频差值数据，并根据所述离线AI算法和所述第一高频差值数据对第一语音信号进行高频补偿后输出。
3.如权利要求2所述的骨传导耳机的控制方法，其特征在于，所述获取骨传导传感器输出的第一语音信号的步骤之前，所述骨传导耳机的控制方法还包括：
获取采集设备输出的第二语音信号和第三语音信号，其中，所述第二语音信号为气导麦克风采集人体说话时的声音所输出的语音信号，所述第三语音信号为骨传导传感器根据人体说话时的骨骼振动所输出的语音信号；
根据所述第二语音信号和所述第三语音信号对预设AI算法进行训练，并将训练后的所述预设AI算法存储为所述离线AI算法。
4.如权利要求2所述的骨传导耳机的控制方法，其特征在于，所述获取骨传导传感器输出的第一语音信号的步骤之前，所述骨传导耳机的控制方法还包括：
获取采集设备输出的多个第四语音信号和多个第五语音信号，其中，多个所述第四语音信号为气导麦克风采集不同人体说话时的声音所输出的多个语音信号，多个所述第五语音信号为骨传导传感器根据不同人体说话时的骨骼振动所输出的多个语音信号；
根据多个所述第四语音信号和多个所述第五语音信号对预设AI算法进行训练，并将训练后的所述预设AI算法存储为所述离线AI算法。
5.如权利要求1所述的骨传导耳机的控制方法，其特征在于，所述对所述第一语音信号进行高频补偿后输出的步骤之前，所述骨传导耳机的控制方法还包括：
获取气导麦克风输出第六语音信号；
所述对所述第一声音进行高频补偿后输出的步骤，具体为：
根据所述第六语音信号和所述第一语音信号获取预设AI算法，并根据所述预设AI算法确定与第一语音信号和所述第六语音信号对应的第二高频差值数据，并根据所述预设AI算法和所述第二高频差值数据对第一语音信号进行高频补偿后输出。
6.如权利要求1-5任意一项所述的骨传导耳机的控制方法，其特征在于，所述对所述第一语音信号进行高频补偿后输出的步骤之后，所述骨传导耳机的控制方法还包括：
对高频补偿后的所述第一语音信号进行数模转换后输出。
7.一种骨传导耳机的控制装置，其特征在于，所述骨传导耳机的控制装置包括：
存储器；
处理器；及
存储在存储器上并可在处理器上运行的骨传导耳机的控制程序，所述处理器执行所述骨传导耳机的控制程序时实现如权利要求1-6任一项所述的骨传导耳机的控制方法。
8.一种骨传导耳机，其特征在于，所述骨传导耳机包括：
骨传导传感器，用于根据人体说话的骨骼振动，输出第一语音信号；以及，
如权利要求7所述的骨传导耳机的控制装置，所述骨传导耳机的控制装置与所述骨传导传感器连接。
9.如权利要求8所述的骨传导耳机，其特征在于，所述骨传导耳机集成有气导麦克风，所述气导麦克风与所述骨传导耳机的控制装置连接。
10.一种骨传导通信组件，其特征在于，所述骨传导通信组件包括：
通信设备；以及，
如权利要求8-9任意一项所述的骨传导耳机，所述骨传导耳机与所述通信设备通信连接。
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2022
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