CN114846819A - 用于个人音频设备诊断的方法、装置和系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于诊断封闭在头戴式送受话器罩中的第一头戴式送受话器的状况的方法。所述方法包括：通过所述头戴式送受话器的第一扬声器播放第一音频刺激；检测由第一换能器导出的第一响应信号；以及，基于所述第一响应信号确定所述第一扬声器和/或第一换能器的状况。

Description

用于个人音频设备诊断的方法、装置和系统
技术领域
本公开内容的实施方案涉及用于个人音频设备诊断的方法、装置和系统，特别是用于诊断封闭在声学罩(acoustic enclosure)中的个人音频设备(诸如，头戴式送受话器(headset))的状况的方法、装置和系统。
背景技术
在耳机制造过程中，通常将耳机放置在声学测试罩中以确定耳机的响应特性，响应特性然后被预编程到耳机中且用于性能增强措施，诸如声学噪声消除(ANC)、侧音注入(sidetone injection)等。声学测试罩通常包括一个扬声器以及一个或两个麦克风。当放置在声学测试罩内时，声学刺激从声学测试罩扬声器输出且由被测耳机的一个或两个麦克风记录，声学刺激被施加到耳机扬声器且在声学测试罩的麦克风处被记录。然后根据记录的信号来确定耳机的响应特性，且将其预编程到耳机中。
然而，头戴式送受话器的一个或多个部件的劣化会导致耳机的响应特性的改变，所述改变影响依赖于预编程到耳机中的响应特性的ANC、侧音注入等的有效性。
对包含在本说明书中的文件、动作、材料、设备、文章等的任何讨论不应因为它存在于每个所附权利要求的优先权日之前而被视为承认任何或所有这些事项构成现有技术基础的一部分或者是与本公开内容相关的领域中的公知常识。
发明内容
根据本公开内容的一个方面，提供了一种用于诊断封闭在头戴式送受话器罩中的第一头戴式送受话器的状况的方法，所述方法包括：
通过所述头戴式送受话器的第一扬声器播放第一音频刺激；检测由第一换能器导出的第一响应信号；以及，基于所述第一响应信号确定所述第一扬声器和/或所述第一换能器的状况。
在一些实施方案中，确定所述状况包括将所述第一响应信号与第一模板响应信号进行比较。例如，确定所述状况还包括提取所述第一响应信号的一个或多个特征，其中将所述第一响应信号与所述第一模板响应信号进行比较包括将所提取的一个或多个特征与对应的模板特征进行比较，所述对应的模板特征代表声学路径的最佳状况或声学路径的先前状况。
在一些实施方案中，所述第一换能器是所述第一扬声器。所述方法可以包括：确定所述第一响应信号大体上对应于模板响应信号；以及，确定所述第一扬声器的状况为未受损。所述方法可以包括：确定所述第一响应信号大体上不对应于第一模板响应信号；以及，确定所述第一扬声器的状况为受损。所述方法可以包括：检测由第二扬声器导出的对所述第一音频刺激的第二响应信号；确定所述第二响应信号大体上不对应于第二模板响应信号；以及，确定所述第二扬声器的状况为受损。在一些实施方案中，所述方法还可以包括使用所述第一扬声器来补偿所述第二扬声器。
所述方法可以包括：通过所述头戴式送受话器的第二扬声器播放第二音频刺激；检测对由所述第二扬声器导出的所述第二音频刺激的第三响应信号；确定所述第三响应信号大体上对应于第三模板响应信号；以及，使用所述第二扬声器来补偿所述第一扬声器。
所述方法可以包括：检测对由第一麦克风导出的所述第一音频刺激的第四响应信号；以及，基于所述第四响应信号确定所述第一麦克风的状况。确定所述第一麦克风的状况可以包括：确定所述第四响应信号大体上对应于第四模板响应信号；以及，确定所述第一麦克风的状况为未受损。确定所述第一麦克风的状况可以包括：确定所述第四响应信号大体上不对应于所述第四模板响应信号；以及，确定所述第一麦克风的状况为受损。所述方法还可以包括使用所述第一扬声器来补偿所述第一麦克风。
在一些实施方案中，确定所述第一响应信号包括在所述罩的处理器处接收来自封闭在所述头戴式送受话器罩中的第一头戴式送受话器的所述第一响应信号。确定所述第二响应信号可以包括在所述罩的处理器处接收来自所述第一头戴式送受话器或来自封闭在所述头戴式送受话器罩中的第二头戴式送受话器的所述第二响应信号。确定所述第二响应信号可以包括在所述罩的处理器处接收来自封闭在所述头戴式送受话器罩中的第二头戴式送受话器的所述第二响应信号。确定所述第四响应信号可以包括在所述罩的处理器处接收来自所述第一头戴式送受话器或封闭在所述头戴式送受话器罩中的第二头戴式送受话器的所述第四响应信号。
在一些实施方案中，所述第一换能器是第一麦克风。所述方法可以包括：确定所述第一响应信号大体上对应于第一模板响应信号；以及，确定所述第一麦克风的状况为未受损以及所述第一扬声器的状况为未受损。所述方法可以包括：确定所述第一响应信号大体上不对应于第一模板响应信号；以及，确定所述第一麦克风的状况为潜在受损以及所述第一扬声器的状况为潜在受损。所述方法可以包括：检测由第二麦克风导出的第二响应信号；以及，基于所述第二响应信号确定所述第一扬声器和/或所述第一麦克风和/或所述第二麦克风的状况。所述方法可以包括：确定所述第二响应信号大体上对应于第二模板响应信号；以及，确定所述第一麦克风的状况为受损、所述第一扬声器的状况为未受损以及所述第二麦克风的状况为未受损。在一些实施方案中，所述方法可以包括使用所述第一扬声器和/或所述第二麦克风来补偿所述第一麦克风。
在一些实施方案中，所述方法包括：确定所述第二响应信号大体上不对应于第二模板响应信号；以及，确定所述第二麦克风的状况为潜在受损。在一些实施方案中，所述方法包括：确定所述第二响应信号大体上不对应于第二模板响应信号；以及，确定所述第一扬声器的状况为受损、所述第一麦克风的状况为未受损以及所述第二麦克风的状况为未受损。
在一些实施方案中，所述方法包括：检测由第三麦克风导出的第三响应信号；以及，基于所述第三响应信号确定所述第一扬声器和/或所述第一麦克风和/或所述第二麦克风和/或所述第三麦克风的状况。所述方法可以包括：确定所述第三响应信号大体上不对应于第三模板响应信号；以及，确定所述第一扬声器的状况为受损。
在一些实施方案中，所述方法包括：检测由所述第一扬声器导出的第四响应信号；以及，基于所述第四响应信号确定所述第一扬声器的状况和/或所述第一麦克风的状况。所述方法可以包括：确定所述第四响应信号大体上不对应于第四模板响应信号；以及，确定所述第一扬声器的状况为受损。所述方法可以包括：确定所述第四响应信号大体上不对应于第四模板响应信号；以及，确定所述第一扬声器的状况为受损以及所述第一麦克风的状况为未受损。
在一些实施方案中，所述方法包括：通过所述头戴式送受话器的第二扬声器播放第二音频刺激；检测由所述第二扬声器导出的对所述第二音频刺激的第五响应信号；确定所述第五响应信号大体上对应于第五模板响应信号；以及，使用所述第二扬声器来补偿所述第一扬声器和/或所述第一麦克风。
在一些实施方案中，确定所述第一响应信号包括在所述罩的处理器处接收来自封闭在所述头戴式送受话器罩中的所述第一头戴式送受话器的所述第一响应信号。确定所述第二响应信号可以包括在所述罩的处理器处接收来自所述第一头戴式送受话器或来自封闭在所述头戴式送受话器罩中的第二头戴式送受话器的所述第二响应信号。确定所述第三响应信号可以包括在所述罩的处理器处接收来自所述第一头戴式送受话器或来自封闭在所述头戴式送受话器罩中的第二头戴式送受话器的所述第三响应信号。确定所述第四响应信号可以包括在所述罩的处理器处接收来自封闭在所述头戴式送受话器罩中的所述第一头戴式送受话器的所述第四响应信号。确定所述第五响应信号可以包括在所述罩的处理器处接收来自封闭在所述头戴式送受话器罩中的第二头戴式送受话器的所述第五响应信号。
在一些实施方案中，所述第一换能器是第二扬声器。所述方法可以包括：确定所述第一响应信号大体上对应于第一模板响应信号；以及，确定所述第一扬声器的状况为未受损以及所述第二扬声器的状况为未受损。所述方法可以包括：确定所述第一响应信号大体上不对应于第一模板响应信号；以及，确定所述第一扬声器的状况为潜在受损以及所述第二扬声器的状况为潜在受损。
在一些实施方案中，所述方法可以包括：检测由第一麦克风导出的第二响应信号；以及，基于所述第二响应信号确定所述第一扬声器和/或所述第一麦克风和/或所述第二扬声器的状况。所述方法可以包括：确定所述第二响应信号大体上不对应于第二模板响应信号；以及，确定所述第一扬声器的状况为受损。
在一些实施方案中，确定所述第一响应信号包括在所述罩的处理器处接收来自封闭在所述头戴式送受话器罩中的第二头戴式送受话器的所述第一响应信号。确定所述第二响应信号可以包括在所述罩的处理器处接收来自所述第一头戴式送受话器或来自封闭在所述头戴式送受话器罩中的第二头戴式送受话器的所述第二响应信号。
根据本公开内容的一个方面，提供了一种包括处理电路和非暂时性机器可读物质的装置，所述非暂时性机器可读物质在由所述处理电路执行时，导致所述装置执行所描述的方法中的任一个。所述装置可以包括具有已知声学环境的头戴式送受话器罩。所述头戴式送受话器罩可以是一个或多个头戴式送受话器的充电盒。所述装置可以包括所述第一扬声器、所述第二扬声器、所述第一麦克风、所述第二麦克风和所述第三麦克风中的一个或多个。
根据本公开内容的一个方面，提供了一种非暂时性机器可读介质，所述非暂时性机器可读介质存储指令，所述指令在由一个或多个处理器执行时，导致电子装置执行所描述的方法中的任一个。
根据本公开内容的一个方面，提供了一种头戴式送受话器罩，包括：主体，被设置在所述罩内；第一凹槽，被设置在所述主体中且被布置成接收包括第一扬声器的第一耳机；第二凹槽，被设置在所述主体中且被布置成接收包括第二扬声器的第二耳机；其中所述主体被配置成使得当所述第一耳机和所述第二耳机被相应的第一凹槽和第二凹槽接收时，所述第一扬声器朝向所述第二扬声器定向。
所述头戴式送受话器罩可以包括：一个或多个收发器，用于与安置于所述罩内的一个或多个耳机通信；一个或多个处理器；以及，存储指令的存储器，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时，导致电子电路执行所描述的方法中的任一个。
根据本公开内容的一个方面，提供了一种电子设备，包括上面所描述的装置。
根据本公开内容的一个方面，提供了一种存储指令的非暂时性机器可读介质，所述指令在由一个或多个处理器执行时，导致电子设备：
贯穿本说明书，词语“包括(comprise)”或变体(诸如，“包括(comprises)”或“包括(comprising)”)应被理解成暗示包括所陈述的元件、整数或步骤，或元件、整数或步骤组，但不排除任何其他元件、整数或步骤，或元件、整数或步骤组。
附图说明
现在将参考附图仅以非限制性实施例的方式对本公开内容的实施方案进行描述，在附图中：
图1a至图1e是示例个人音频设备的示意图；
图2a是用于从扬声器生成声音的一个示例电路；
图2b是用于在扬声器不被用于生成声学刺激时从扬声器导出对声学刺激的响应的一个示例电路；
图2c是用于在扬声器被用于生成声学刺激时从扬声器导出对声学刺激的响应的一个示例电路；
图3是根据本公开内容的实施方案的布置的框图；
图4是根据本公开内容的实施方案的个人音频设备的框图；以及
图5是根据本公开内容的实施方案的定位在声学罩内的图3的个人音频设备的框图；
图6是例示在存在干净格栅和脏格栅的情况下麦克风对扬声器处的白噪声输出的频率响应的曲线图；
图7是根据本公开内容的实施方案的系统的示意图；
图8A、图8B和图8C是根据本公开内容的实施方案的包括第一头戴式送受话器和第二头戴式送受话器的罩的示意图；以及
图9是根据本公开内容的实施方案的方法的流程图。
具体实施方式
本公开内容的实施方案涉及用于个人音频设备诊断的方法、装置和系统，特别是用于诊断封闭在声学罩中的个人音频设备(诸如，头戴式送受话器)的状况的方法、装置和系统。
发明人已经认识到，声学罩(诸如，充电盒)类似于声学测试罩，因为它提供了基本上没有噪声且有利于校准目的的声学环境。此外，通过布置成接收一对耳机的声学罩(如典型的充电盒)，另一耳机的扬声器和/或麦克风足够靠近以提供诊断测试的冗余。
当耳机被封闭在罩中时，可以随时运行诊断。例如，可以周期性地执行诊断处理，且可以随时间的推移监测耳机的部件的状况的改变。例如，状况可能是受损(或故障)、未受损(正常工作)，和/或可能指示退化的程度。
可以由封闭在声学罩内的个人音频设备通过生成声学刺激以及通过检测一个或多个换能器对声学刺激的声学响应来获取诊断数据。可以从响应信号中提取一个或多个特征，且将所述一个或多个特征用于诊断个人音频设备(诸如，头戴式送受话器)的一个或多个部件。可以使用个人音频设备来生成声学刺激且测量响应。
如本文中所使用的，术语“个人音频设备”是适合于或可配置为大体上向仅单个用户提供音频回放的任何电子设备。图1a至图1e中示出了合适的个人音频设备的一些实施例。
图1a示出了用户的耳朵的示意图，耳朵包括(外部)耳廓或外耳12a和(内部)耳道12b。用户将包括环耳式耳机的个人音频设备20戴在耳朵上。耳机包括外壳，所述外壳大体上围绕且包围外耳12a，从而在用户的耳朵与外部环境之间提供物理屏障。可以在外壳的边缘处设置缓冲垫或衬垫，以增加用户的舒适度以及耳机与用户的皮肤之间的声学耦合(即，在外部环境与用户的耳朵之间提供更有效的屏障)。
耳机包括一个或多个扬声器22，扬声器22被定位于耳机的内表面上，且被布置成朝向用户的耳朵尤其是耳道12b生成声学信号。耳机还包括一个或多个麦克风24，麦克风24也被定位于耳机的内表面上，被布置成检测由耳机、外耳12a和耳道12b所限定的内部容积内的声学信号。耳机还包括位于扬声器22与耳朵之间的格栅26，格栅26可以允许声音通过但防止污物、湿气和其他可能导致耳机的部件损坏的物质进入。
耳机可以能够执行主动噪声消除，以减少耳机的用户体验到的噪声量。通过检测噪声(即，使用麦克风)且生成与噪声信号具有相同幅度但相位相反的信号(即，使用扬声器)来进行主动噪声消除。因此，所生成的信号破坏性地干扰噪声，从而减轻了用户体验到的噪声。主动噪声消除可以基于反馈信号、前馈信号或二者的组合来进行。前馈主动噪声消除利用耳机的外表面上的一个或多个麦克风，用于在环境噪声到达用的户耳朵之前对其进行检测。所检测到的噪声被快速处理，且生成消除信号，从而在传入噪声到达用户的耳朵时匹配该传入噪声。反馈主动噪声消除利用定位于耳机的内表面上的一个或多个误差麦克风，操作用于检测噪声与由一个或多个扬声器所生成的音频回放信号的组合。这种组合与音频回放信号的知识一起用于反馈回路中，以调整由扬声器所生成的消除信号，从而降低噪声。因此，图1a中示出的麦克风24可以构成主动噪声消除系统的一部分，例如作为误差麦克风。
图1b示出了替代的个人音频设备30，包括贴耳式耳机(supra-aural headphone)。贴耳式耳机不环绕或包围用户的耳朵，而是位于外耳12a上。耳机可以包括缓冲垫或衬垫以减轻环境噪声的影响。如同图1a中示出的环耳式耳机一样，贴耳式耳机包括一个或多个扬声器32、一个或多个麦克风34以及一个或多个格栅36。扬声器32和麦克风34可以构成主动噪声消除系统的一部分，其中麦克风34用作误差麦克风。
图1c示出了另一替代的个人音频设备40，包括外耳内耳机(intra-conchaheadphone)(或耳塞)。在使用中，外耳内耳机位于用户的外耳腔内部。外耳内耳机可以松动地适配在腔内，从而允许空气流入和流出用户的耳道12b。
与图1a和1b中示出的设备一样，外耳内耳机包括一个或多个扬声器42以及一个或多个麦克风44，它们可以与一个或多个格栅46一起构成主动噪声消除系统的一部分。
图1d示出了另一替代的个人音频设备50，包括入耳式耳机(或耳塞)、插入式耳机或受话器。此耳机被配置为部分或全部地插入耳道12b内，且可以在耳道12b与外部环境之间提供相对紧密的密封(即，它可以在声学上封闭或密封)。耳机可以包括一个或多个扬声器52、一个或多个麦克风54以及一个或多个格栅56，与上述其他设备一样，这些部件可以构成主动噪声消除系统的一部分。
由于入耳式耳机可以在耳道12b周围提供相对紧密的声学密封，所以由麦克风54所检测到的外部噪声(即，来自外部环境)可能很低。
图1e示出了另一替代的个人音频设备60，它是移动或蜂窝电话或手机。手机60包括一个或多个用于向用户回放音频的扩音器62、一个或多个类似定位的麦克风64，以及一个或多个格栅66，格栅66用于允许声音传入和传出设备60，同时防止砂砾、污物、湿气以及其他可能导致设备60的内部部件损坏的物质进入。
在使用中，手机60被保持靠近用户的耳朵，以便提供音频回放(例如，在通话期间)。虽然在手机60与用户的耳朵之间未实现紧密的声学密封，但是手机60通常保持得足够近，使得经由一个或多个扬声器62施加至耳朵的声学刺激生成来自耳朵的响应，所述响应可以被一个或多个麦克风64检测到。与其他设备一样，扬声器62和麦克风64可以构成主动噪声消除系统的一部分。
因此，上述所有个人音频设备在使用中大体上向单个用户提供音频回放。每一设备包括一个或多个扬声器以及一个或多个麦克风，它们可以被用于生成与设备所处环境的频率响应相关的诊断数据。扬声器可操作以在罩内生成声学刺激或声学探测波，且麦克风可操作以检测和测量对声学刺激的响应，例如以测量从罩的表面所反射的声波。声学刺激在频率上可以是声波的(例如，在如20Hz至20kHz的音频频率范围内)或超声波的(例如，大于20kHz或在20kHz至50kHz的范围内)或近超声波的(例如，在15kHz至25kHz的范围内)。声学刺激可以具有跨声波、超声波以及近超声波范围中的一个或多个的频率分量。在一些实施例中，可以处理麦克风信号，以测量所接收的与所传输的具有相同频率的频率的信号。
除了一个或多个麦克风之外，上述个人音频设备中的每个还包括一个或多个扬声器。然而，在一些实施方案中，一个或多个扬声器既可以被用于生成声学刺激，也可以被用作输入设备来检测和测量对声学刺激的响应，例如以测量从罩所反射的声波。例如，可以通过测量经过扬声器或换能器的电流来估计响应。替代地，例如，可以通过计算扬声器或换能器的阻抗来估计响应。在这种情况下，可以省略一个或多个麦克风。
参考图2a，示出了用于从扬声器62生成声音的示例电路。图2b是在扬声器不被用于生成声学刺激时从扬声器62导出对声学刺激的响应(即，当扬声器未被驱动时表征扬声器)的示例电路。图2c是在扬声器62被用于生成声学刺激时从扬声器62导出对声学刺激的响应(即，当扬声器被驱动时表征扬声器)的示例电路。例如，从对扬声器电流的确定来导出响应，通过测量已知电阻器两端的电压降来估计扬声器电流。
图1a至图1e中示出且上述的所有设备可以被用于实施本公开内容的多个方面。
图3示出了根据本公开内容的实施方案的布置300。布置300包括个人音频设备302和诊断系统304。个人音频设备302可以是适合于或可配置为大体上向单个用户提供音频回放的任何设备。个人音频设备302通常包括一个或多个扬声器以及一个或多个麦克风，在使用中，所述扬声器和麦克风定位于用户耳朵附近或内部。个人音频设备302可以是可佩戴的，且包括用于用户每个耳朵的头戴式送受话器或耳机。替代地，个人音频设备302可以可操作地由用户携带，且在使用期间被保持邻近用户的一个或两个耳朵。如同上面关于图1a至图1e中的任何一个所描述的，个人音频设备302可以包括耳机或移动电话手机。
诊断系统304被耦合至个人音频设备302且操作用于控制个人音频设备302来获取诊断数据，所述诊断数据指示个人音频设备302的一个或多个部件的状况。
如前所述，与个人音频设备(诸如，头戴式送受话器)相关联的问题是，由于用于检测响应的设备的一个或多个部件的劣化，导致所测量的响应随时间推移而改变的敏感性。例如，扬声器和/或麦克风的劣化或耳机(诸如，图1a至图1e中所示的那些耳机)的扬声器格栅中的污物的进入可能导致从耳机输出的声音以及在耳机中的内置麦克风处所接收到的信号的特性的改变。
个人音频设备302生成待从个人音频设备302的扩音器播放的声学刺激，且检测或测量对声学刺激的响应。测量到的响应对应于在一个或多个换能器处所接收到的反射信号，其中由于个人音频设备302或个人音频设备302的头戴式送受话器所处环境(诸如，声学罩(例如，上面参考图1a和图1e所描述的个人音频设备20、30、40、50、60之一的充电盒))的特定响应，某些频率以比其他频率更高的幅度反射。
诊断系统304可以将适当的控制信号发送至个人音频设备302，从而发起诊断数据的采集，且从个人音频设备302接收与测量到的响应对应的数据。诊断系统304可操作，以从测量到的响应中提取一个或多个特征且将这些特征用作诊断处理的一部分。
通过将测量到的响应与所存储的预期响应模板(诸如，在制造期间或在制造后校准过程期间，预编程到个人音频设备中的模板)进行比较，诊断系统304可以确定个人音频设备是否已经以某种方式受损或退化。在一些实施方案中，诊断系统304被配置为确定个人音频设备302的哪些部件(例如，扬声器和/或麦克风和/或格栅)受损。诊断系统304可以周期性地执行诊断处理，且保持个人音频设备的部件随时间推移而劣化的记录。例如，此记录可以被用于预测何时可能需要维修或更换个人音频设备的部件。此记录还可以提供对部件的老化过程的有价值的见解。
在一些实施方案中，诊断系统304可以构成个人音频设备302本身的一部分。替代地，诊断系统304可以构成通过有线或无线方式与个人音频设备302耦合的电子主机设备(例如，音频播放器)或声学罩的一部分。在又一些实施方案中，诊断系统304的操作可以分布在个人音频设备302中的电路、电子主机设备和/或声学罩之间。
图4是上述个人音频设备40的更详细的示意图。以下解释参考个人音频设备40来描述，但同样适用于上面或本文中所描述的任何个人音频设备，其中每一个人音频设备都包括可能易于劣化的部件。
设备40包括扬声器44以及容纳在耳机外壳48内的第一麦克风42。格栅46被设置在耳机外壳48中且被配置为允许声音通过，同时防止或减轻污物、湿气等进入外壳48。箭头So代表源自扬声器42的声音通过格栅48传输到音频设备40的外部的分量。箭头Sr表示由扬声器42生成的声音从格栅46的内表面反射且在麦克风44处入射的分量。箭头Ai表示外壳48外部的环境声音通过格栅46传输且在麦克风44处入射的分量。
随着异物(污物、耳垢、皮肤等)在格栅46上和格栅46中积聚，由于格栅46处的吸收增大，通过格栅46传输且到达麦克风44的声音的分量So、Ai的能量降低。附加地，在格栅46的内表面处所反射的分量Sr的能量可能增大。
图5示出了定位于声学罩12b(例如，充电盒)内的设备40。再次，应理解，随着格栅46中的污物和其他物质的进入，测量到的麦克风44处的声学罩对扬声器42处的声学刺激输出的响应可能随时间而改变。
类似地，扬声器42和/或麦克风44的退化可能导致测量到的麦克风44处的声学罩对扬声器42处的声学刺激输出的响应随时间改变。此外，对扬声器42和/或麦克风44的损坏可能导致测量到的麦克风44处的声学罩对扬声器42处的声学刺激输出的响应从其测量到的初始响应(如可能在制造期间或在制造后校准过程期间已经被编程到个人音频设备202中)改变。
图6图示例示了在设备40定位于耳道12b处的情况下，在存在干净格栅46(线502)和脏格栅46(线504)时，麦克风44对扬声器42处的白噪声输出的频率响应402、404。首先参考线502，可以看到在麦克风44处所接收的信号中，在大约3kHz与大约7kHz之间可以看到一个大“凹口”(幅度减小)。此“凹口”取决于耳道12b或外部声学路径的特性，从而可以用作耳朵生物测定的特征。然后参考线504进行比较，可以看到，在大约3kHz与大约7kHz之间，响应404的幅度随着污物的进入且位于格栅46上和格栅46中而相对增大。由于劣化状况，来自格栅的内表面的声音反射的增大造成这种幅度的增大。参考图5，反射分量Sr的改变解释了这种噪声，它大体上去除了不利于生物测定过程的凹口。因此，格栅46的状况改变可以大体上影响在麦克风44处所检测的测量到的响应。
因此，当个人音频设备302被封闭在已知的声学罩中时，通过将检测到的响应与预期响应(或预期响应的特性)进行比较，可以做出对个人音频设备302的部件(例如，扬声器、麦克风和/或格栅)的状况的诊断。
鉴于上述情况，本公开内容的实施方案提供了用于通过确定个人音频设备的换能器处所接收到的信号响应于声学刺激的一个或多个特性来诊断或确定个人音频设备的部件的状况的方法和系统。例如，本公开内容的实施方案可以从扬声器输出声学刺激，且测量换能器(诸如，扬声器和/或麦克风)处的响应信号。然后，可以分析响应信号和/或响应信号的一个或多个特性，以将换能器(扬声器和/或麦克风)诊断为受损或未受损。
此外，在一些实施方案中，可以确定设备的声学路径中的元件的状况，诸如格栅的状况。元件的实施例包括但不限于物理元件诸如扬声器格栅或盖、声学端口、声学通道等。此类元件的状况的实施例包括但不限于污物或耳垢或任何其他可以削弱进出换能器的声音的物质的积聚或进入的程度。
在一些实施方案中，换能器的诊断基于换能器的响应信号(和/或响应信号的一个或多个特性)与针对该换能器的响应信号的模板(和/或响应信号的一个或多个特性)的比较。可以为个人音频设备的每个换能器对和/或一对个人音频设备确定模板响应信号。例如，可以由第一设备的第一扬声器生成声学信号，且可以为以下中的每一个记录模板信号响应：第一个人设备的第一扬声器，第一个人设备的第一、第二以及其他(如果合适的话)麦克风，第二个人设备的第二扬声器，以及第二个人设备的第一、第二以及其他(如果合适的话)麦克风。
例如，每个换能器的模板可以在制造期间或在制造后校准过程期间被预编程到个人音频设备中。在一些实施方案中，个人音频设备被配置为一旦个人音频设备已经被制造且被放置在罩(诸如，充电盒)中，就执行初始化校准过程。在此初始化校准过程期间，从个人音频设备的每个扬声器输出声学信号，从个人音频设备302的每个换能器(包括扬声器和/或任何麦克风)导出响应，且生成每个换能器的模板，以存储该换能器在初始化时的响应信号(和/或响应信号的一个或多个特性)。有利地，这样的初始化校准过程意味着为每个换能器生成的模板特定于那些换能器。这与替代校准过程形成对比，在替代校准过程中，每种类型的换能器(扬声器、内部麦克风、外部麦克风等)的通用模板在制造过程中被预编程到个人音频设备中。
基于诊断，可以以一种或多种方式执行、调整或更新一个或多个声音增强处理，以解释状况或状况的改变，诸如部件或元件的状况的劣化导致测量到的响应对声学刺激的改变。
在具有更改的灵敏度或频率响应(例如，由于扬声器受损或扬声器格栅中的障碍物)的扬声器的情况下，此类处理可能包括对均衡滤波器(未示出)的调整，使得在音乐回放或由用户体验的透明模式期间的频率响应被保持。在麦克风具有更改的灵敏度或频率响应的情况下，此类处理可能包括应用校准偏移或滤波器(未示出)，使得在使用之前校正麦克风响应。在由扬声器生成的声音从受阻的扬声器格栅反射回而影响入耳式麦克风的情况下，此类处理可以包括去除由这种反射引起的信号的消除滤波器(未示出)的推导。
可以周期性地执行诊断且保留个人音频设备302的“健康”记录。以这种方式，个人音频设备302的部件的劣化可以被较早检测到且采取适当的行动，诸如发起对劣化部件的维修或更换。定期诊断还可以允许监测个人音频设备302的健康趋势，且在一些情况下，监测个人音频设备的用户的健康。例如，在格栅中相对快速地积聚耳垢可能是用户患有传染病(诸如，外耳炎(游泳者的耳朵))的指示。在一些实施方案中，可以将诊断数据从个人音频设备302和/或诊断系统304传输至远程服务器以供存储。
图7示出了根据本公开内容的实施方案的系统700。
系统700包括处理电路722，处理电路722可以包括一个或多个处理器，诸如中央处理单元或应用处理器(AP)或数字信号处理器(DSP)。
一个或多个处理器可以基于存储在存储器724中的数据和程序指令执行本文中所描述的方法。存储器724可以被设置为单个部件或多个部件或者与处理电路722中的至少一些共同集成。具体地，可以通过执行以非暂时性形式存储在存储器724中的指令来在处理电路722中执行本文中所描述的方法，其中在系统700或个人音频设备302的制造期间存储程序指令或在使用系统700或设备702时通过上传来存储程序指令。
处理电路722包括刺激生成器模块703，刺激生成器模块703被直接或间接耦合至放大器704，放大器704转而耦合到换能器706。换能器706和麦克风708可以构成个人音频设备(诸如，上面参考图1a至图1e所描述的个人音频设备20、30、40、50、60)的一部分。在其他实施方案中，换能器706既可以用作用于生成声音的扬声器，也可以用作用于从入射在其上的声音生成信号的麦克风或电感器。
刺激生成器模块703生成电音频信号且将电音频信号提供至放大器704，放大器704将其放大且将放大的信号提供至换能器706。换能器706生成对应的声学信号，所述对应的声学信号被输出至用户的一个耳朵(或两个耳朵)。在替代的实施方案中，放大器704可以构成刺激生成器模块703的一部分。
如上所述，当换能器706和麦克风708定位于用户的耳朵入口处时，音频信号可以被输出至用户的耳朵的全部或一部分(即，参考图1a至图1e所描述的用户的耳廓12a或耳道12b)。音频信号从耳朵反射，且反射信号(或回声信号)被麦克风708检测和接收。因此，反射信号包括作为个体耳朵的特性且适合用作生物测定的数据。当换能器706和麦克风708被定位在声学罩(诸如，针对上面参考图1a和图1e所描述的个人音频设备20、30、40、50、60中的一个的充电盒)中而非在耳朵处时，音频信号从声学罩的内壁和特征反射，因此这种反射可以包括作为罩的特性的数据。当换能器706和麦克风708定位于自由场中而非耳朵处或声学罩中(即，定位于露天的桌子或其他表面上)时，不存在音频信号从设备外部反射的物理屏障。不存在麦克风708处入射的反射声音是这种自由场状况的特性。
在任何上述情景(耳朵、罩或自由场)中，除了来自耳朵或来自声学罩的特征的任何反射之外，音频信号还可以从换能器706所处的设备内部的特征反射。这样的特征可能包括换能器的声学路径中的障碍物(例如，扬声器格栅)。因此，信号的反射分量可以包括作为这些障碍物的特性(例如，扬声器格栅的状况等)的数据。
如果换能器706和麦克风708所处的声学环境是已知的，则当换能器706和麦克风708最佳执行或达到预期标准时，麦克风708处接收到的信号的特性可以被确定且被存储为上面所讨论的模板。因此，如果麦克风708处接收到的信号的特性与预期特性的差异例如大于一阈值量，则可以推断出麦克风708和/或换能器706受损和/或存在影响响应信号特性的障碍物，诸如脏格栅。此外，可以基于麦克风708处接收到的信号的特性来估计换能器的声学路径中的任何障碍物的状况。
反射信号从麦克风708传递至模数转换器(ADC)710，在模数转换器中反射信号从模拟域转换至数字域。在替代实施方案中，麦克风708可以是数字麦克风且产生数字数据信号(因此不需要转换至数字域)。
麦克风708在时域中检测到该信号。然而，出于诊断处理和状况估计的目的而提取的特征可能在频域中(因为它是罩的频率响应，或通常作为特性的障碍物)。在这种情况下，系统700可以包括傅里叶变换模块712，傅里叶变换模块712将反射信号转换至频域。例如，傅里叶变换模块712可以实现快速傅里叶变换(FFT)。
然后，将经变换的信号传递至特征提取模块714，特征提取模块714提取经变换的信号的一个或多个特征，以用于诊断处理和/或状况确定处理。例如，特征提取模块714可以提取换能器所处的声学罩的谐振频率。例如，特征提取模块714可以提取一个或多个梅尔频率倒谱系数。替代地，特征提取模块714可以确定一个或多个预定频率处或跨越一个或多个频率范围的频率响应。频率响应可以是声学罩(例如，充电盒)的频率响应或者自由场与耳机外壳的内部相结合的频率响应。为了提取这样的特征，在刺激生成器模块703处所生成的声学刺激也被提供至特征提取模块714，可选地经由傅里叶变换模块712，这取决于刺激生成器模块703输出时域中的声学刺激，还是输出频域中的声学刺激。通过将声学刺激提供至特征提取模块714，可以在声学刺激与对麦克风708处接收到的声学刺激的响应之间进行比较。
为了表征换能器706和麦克风708的声学路径中的元件的状况，特征提取模块714可以计算声学路径中的一个或多个特征(诸如，扬声器格栅)的阻抗或反射率。
为了帮助特征提取模块714确定上面所讨论的多个提取特征，系统700还可以包括加速度计726，加速度计726被包括在纳入了换能器706和麦克风708的耳机中或与该耳机相关联。控制模块702可以接收来自加速度计726的一个或多个输入，所述输入转而可以被用于确定耳机的定向，该耳机可以对应于被放置在自由场中的表面上的耳机。控制模块702还可以包括盒内检测模块(in-case detect module)728以及耳上检测模块(on-ear detectmodule)730中的一个或两者。盒内检测模块728可以被配置为检测纳入了换能器706和麦克风708的个人音频设备202被容纳在相关联的声学罩(例如，充电盒)内。耳上检测模块730可以被配置为检测个人音频设备202特别是换能器706何时或是否插入耳朵中或位于耳朵附近。控制模块702可以接收自由场状况、盒内状况或耳上状况的指示作为输入，且将这些提供至特征提取模块714。转而，特征提取模块714可以基于换能器706和麦克风708所处的环境提取一个或多个特征。在一些实施方案中，仅当控制模块702从盒内检测模块728接收的输入指示纳入了换能器706和麦克风708的个人音频设备202被容纳在相关联的声学罩(诸如，充电盒)内时，才会执行诊断处理。
在个人音频设备202包括多个麦克风(例如，除了图7中示出的麦克风708之外的附加麦克风)的情况下，可以以与参考图7中示出的麦克风708所描述的方式类似的方式，将从那些附加麦克风导出的信号提供至特征提取模块714。这样导出的信号可以被用作参考信号，例如以检测过度噪声和/或辅助特征提取、诊断处理和/或状况检测，特别是如果麦克风708和附加麦克风之间存在声学路径。
在一些实施方案中，多个个人音频设备202被设置在同一声学罩内且能够相互通信。在这种情况下，响应于来自第一个人音频设备202的扬声器或来自第二个人音频设备202的扬声器的声学刺激，从第二个人音频设备202的扬声器和/或麦克风导出的信号可以被用于改进诊断处理。例如，第一个人音频设备202可以被配置为经由处理电路722的收发器726接收来自第二个人音频设备202的测量到的响应或响应特性。在一些实施方案中，声学罩可以包括处理电路(未示出)，该处理电路被配置为接收来自第一和/或第二个人音频设备202的测量到的响应或响应特性且执行诊断处理。
在一些实施方案中，这样的声学罩可以包括被安置于罩内的主体，其中第一凹槽被安置于主体中且被布置成接收包括第一扬声器的第一耳机，以及第二凹槽被安置于主体中且被布置成接收包括第二扬声器的第二耳机。主体可以被配置为使得当通过相应的第一凹槽和第二凹槽接收第一耳机和第二耳机时，第一扬声器朝向第二扬声器定向。以此方式，可以实现第一耳机与第二耳机之间的改进的声学耦合，且第二耳机可以在第一耳机的诊断测试中提供冗余。
所提取的与诊断有关的特征可以被传递至诊断模块716，诊断模块716对所提取的特征执行诊断处理。例如，诊断模块716可以确定个人音频设备202的部件在一段时间内是否受损或劣化，或者声学路径中是否存在障碍物。诊断模块716可以将从测量到的响应信号中所提取的特征与所存储的该部件的预期特征的模板718的对应特征进行比较。诊断模块716生成诊断结果(诊断结果可以是个人音频设备的一个或多个部件受损或未受损的指示，或者一个或多个部件在一段时间内的劣化的度量，或者声学路径中障碍物的指示)且将结果输出至控制模块702。
模板718可以存储包括所提取的特征(或从所提取的特征导出的参数)的状况数据，所提取的特征是个人音频设备202在一种或多种已知声学环境中的状况的一个或多个状态中的特性。例如，已知的声学环境可以包括声学罩，诸如充电盒。状况的示例状态包括个人音频设备40(及其部件)的新状况或过去的一些状况。
为了确定音频设备40的状况，诊断模块716可以将一个或多个提取特征与先前提取或确定的(如存储在模板718中的)对应参考特征进行比较。可能已经在初始化校准过程期间由特征提取模块714提取参考特征，如上面所讨论的。附加地或替代地，可以在生产或整修个人音频设备202时进行的基线校准测量期间提取参考特征。附加地或替代地，参考特征可以是在个人音频设备202的建模期间确定的或以其他方式估计的特征。
在所提取的特征与参考特征之间进行的比较可以代表换能器706与麦克风708之间的声学路径的状况。在所提取的特征与参考特征之间进行的比较可以代表换能器706和/或麦克风708的状况。基于该比较，状况检测模块720然后可以确定声学路径中的一个或多个部件(诸如，扬声器格栅、换能器706和/或麦克风708)的状况。
在比较所提取的特征与参考特征时，诊断模块716可以确定一个或多个所提取的特征与对应的一个或多个参考特征之间的差异。如果所确定的差异超过一预定阈值，则诊断模块716可以向控制模块702输出指示个人音频设备202的部件和/或声学路径的状况的劣化的指示。这种劣化可以向控制模块716指示由特征提取模块714提取的用于声学增强处理中使用的任何特征可能受到不利的声学状况的影响。作为响应，控制模块702可以被配置为执行、更新、修改或以其他方式改变正在执行的声学增强处理，以说明个人音频设备202的部件和/或声学路径的状况的改变。
除了向控制模块702输出指示部件和/或声学路径的损坏或未损坏或劣化的指示之外或作为其替代，诊断模块716可以将一个或多个所提取的特征与它们的对应参考特征之间的比较或所确定的差异输出至控制模块702。然后，控制模块702可以使用这样的特征差异或比较来消除与声学路径的状况的劣化相关联的噪声。换言之，所确定的特征差异可以被用于在将从麦克风708导出的信号或从所述信号中所提取的特征用于声学增强处理之前，校准从麦克风708导出的信号或从所述信号中所提取的特征。这样做，可以理想地大体上去除与部件和/或声学路径的状况的劣化相关联的噪声，从而使任何增强处理能够基本上不受噪声影响。
在一些实施方案中，基于所提取的特征与参考特征之间的比较，控制模块702可以被配置为生成消除滤波器(未示出)的一个或多个参数，消除滤波器被配置为消除与部件和/或声学路径状况劣化相关联的噪声.在一些实施方案中，消除滤波器可以对从傅里叶变换模块712输出的频域信号进行预滤波，以去除与部件和/或声学路径状况的劣化相关联的噪声。例如，可以在频域中使用特征提取模块714来实施任何这样的滤波器。可以使用最小均方滤波器技术或其他已知的数字滤波技术来设计这种滤波器。任何这样的滤波可以基于当前所提取的特征与过去或理想的测量到或建模的特征(参考特征)的连续比较自适应，使得可以响应于声学路径的一个或多个变化状况，随着时间的推移来更新滤波器参数。在一些实施方案中，替代在频域中实施或除了在频域中实施之外，可以以本领域已知的方式在时域中实施过滤。
以图6中示出的实施例为例，这种滤波可以去除5kHz和8kHz之间存在的噪声，从而在从劣化的声学路径导出的信号中恢复干净格栅的频率响应中存在的凹口(即，未劣化的声学路径状况)。
在一些实施方案中，检测到的诊断模块716处的状态的改变也可以被用于重新校准或调整主动噪声消除(ANC)的一个或多个参数。例如，可以完全关闭ANC(例如，如果检测到声学路径的完全阻塞)，或者可以实施不同的(例如，较不主动的)滤波器。例如，在系统700实施前馈和反馈(FB)ANC的情况下，响应于检测到声学路径中的不利状况，可以关闭FBANC。
在一些实施方案中，检测到的诊断模块716处的状态的改变也可以被用于调整个性化均衡(EQ)的一个或多个特征，例如，为个人音频设备202的用户以及为设备202与用户的耳朵的适配专门设计的EQ。
在一些实施方案中，检测到的诊断模块716处的状态的改变也可以被用于调整任何其他听力增强的参数、侧音的参数或对输出至换能器706的任何信号执行的其他处理的参数。
如前所述，控制模块702可以控制刺激生成器模块703输出专门用于诊断处理中使用的声学刺激。例如，控制模块702可以被配置为控制刺激生成器模块703输出诊断提示，以通知用户正在进行诊断。控制模块702可以调整声学刺激的属性，以使测量到的响应信号的SNR最大化。例如，控制模块702可以控制刺激生成器模块703增大输出至换能器706的刺激的幅度或以其他方式调整信号的频率响应。在其他实施方案中，可以基于麦克风706处接收到的对初始声学刺激的响应信号，首先明确罩响应或扬声器格栅阻抗或反射的初始估计。然后，控制模块702可以控制刺激生成器模块703生成附加的声学探测信号/刺激，以出于状态检测的目的来确认或加强初始估计。诊断模块716可以向控制模块702发信号，以基于声学路径的状况的确定或这种状况随时间推移的改变来调整且向换能器706重新施加声学刺激。
控制模块702可以继续控制刺激生成器模块703，即使在声学刺激正被施加到换能器706时。例如，控制模块702可以监测所提取的特征或响应信号本身，以确定不断发展的属性响应信号。
在一些实施方案中，特征提取模块714可以被设计为具有对刺激的性质的预知，例如知晓所施加的刺激信号的频谱，从而可以对响应或传递函数进行适当地归一化。在其他更合适的实施方案中，特征提取模块714可以包括第二输入，以监测刺激(例如，回放音乐、耳上检测、虚拟助手、ANC、听力增强、侧音、经调整的声学刺激等)，因此向特征提取模块714提供关于刺激信号或其频谱的信息，使得特征提取模块714可以计算从声学刺激至测量到的从麦克风708所接收的信号的传递函数，从传递函数中可以导出所需的特征参数。在后一种情况下，声学刺激还可以经由FFT模块712传递至特征提取模块714(在图7中由虚线表示)。
图8A、图8B和图8C是系统800的示意图，系统800包括安置于已知的声学罩804(诸如，充电盒)内的第一个人设备802A和第二个人设备802B。
第一个人设备802A和第二个人设备802B各自包括相应的扬声器806A、806B、内部麦克风808A、808B以及外部麦克风810A、810B。第一个人设备802A和第二个人设备802B各自还包括用于从相应的扬声器806A、806B生成声音且测量来自扬声器和麦克风806A、806B、808A、808B、810A、810B的响应的电路E1、E2。第一个人设备802A和第二个人设备802B各自还包括用于将从外部麦克风810A、810B导出的信号转换为数字信号的前置放大器和ADC A1、A2，用于在相应的扬声器806A、806B的端子上施加电压的DAC和放大器B1、B2，用于将扬声器806A、806B用作换能器的电路C1、C2，以及用于将从内部麦克风808A、808B导出的信号转换为数字信号的前置放大器和ADC D1、D2。
例如，如图8B中例示的，在一些实施方案中，经由DAC和放大器B1由扬声器806A生成声学刺激，经由电路C1从扬声器806A导出第一响应信号，且经由电路C2从扬声器806B导出第二响应信号。
如图8C中例示的，在一些实施方案中，经由DAC和放大器B1由扬声器806A生成声学刺激，经由前置放大器和ADC D1从内部麦克风808A导出第一响应信号，经由前置放大器和ADC A1从外部麦克风810A导出第二响应信号，且经由前置放大器和ADC D2从内部麦克风808B导出第三响应信号，且经由前置放大器和ADC A2从内部麦克风810B导出第四响应信号。
图9是可以由图7中示出的系统700和图8A、图8B和图8C中示出的系统800执行的过程900的流程图。
在步骤902，当系统800被封闭在声学罩804中时，系统700、800使用换能器60生成且施加声学刺激。例如，通过系统800的第一个人音频设备802A的第一扬声器806A播放声音刺激。
在步骤904，系统700、800接收对入射在系统700、800的换能器处的声学刺激的响应信号。响应信号包括声学刺激从相应的换能器的声学路径中的特征反射的分量。
在一些实施方案中，系统700检测由系统800的第一扬声器806A或由系统800的第一麦克风808A、808B(诸如，外部麦克风)或系统800的第二麦克风810A、810B导出的第一响应信号。在一些实施方案中，系统800检测由系统800的第一扬声器806A导出的第一响应信号以及由第一麦克风808A、810B或第二麦克风810A、810B导出的第二响应信号。在一些实施方案中，系统800检测由第一麦克风808A、808B导出的第一响应信号以及由第二麦克风810A、810B导出的第二响应信号。在一些实施方案中，系统700检测由第一扬声器806A导出的第一响应信号以及由第一麦克风808A、808B导出的第二响应信号以及由第二麦克风810A、810B导出的第三响应信号。在一些实施方案中，系统700可以进一步确定从另一麦克风808A、808B、810A、810B导出的第四响应信号。
在一些实施方案中，第一、第二和/或第三麦克风是系统800的第一个人音频设备802A的麦克风，或者是系统800的第二个人音频设备802B的麦克风，第二个人音频设备802B大体上与第一个人音频设备802A(以及系统700)一致且也被封闭在声学罩中。在一些实施方案中，由第二个人音频设备802B的扬声器806B导出第一响应信号或另一响应信号。
在一些实施方案中，第二个人音频设备802B使用第二个人音频设备802B的扬声器806B生成且施加第二声学刺激，由第一个人音频设备802A和/或第二个人音频设备802B的一个或多个换能器806A、806B、808A、808B、810A、810B检测该第二声学刺激。例如，可以由第一个人音频设备802A和/或第二个人音频设备802B的扬声器806A、806B和/或第一个人音频设备802A和/或第二个人音频设备802B的麦克风808A、808B、810A、810B中的一个或多个导出对第二声学刺激的响应信号。
在步骤906，系统800从(例如在麦克风808A、808B、810A、810B处接收到的)响应信号提取一个或多个特征，以用于在诊断处理中使用。例如，所述一个或多个特征可以包括以下中的一个或多个：谐振频率；频率响应；一个或多个梅尔频率倒谱系数；特征反射率；以及，特征阻抗。
在步骤908，系统800确定换能器806A、806B、麦克风808A、808B、810A、810B或两者的声学路径的状况。状况可以包括声学路径中的一个或多个物理部件(诸如，扬声器格栅和/或扬声器806A、806B和/或麦克风808A、808B、810A，810B)的状况。状况可以是声学路径中污物或耳垢的积聚或其积聚量，或者部件受损、故障或已劣化。可以通过将响应信号的一个或多个特征与模板响应信号的相应的一个或多个特征(如可能存储在模板718中)进行比较来确定状况。如果由一个或多个特征指示的信号的特性与预期特性的差异例如大于一阈值量，则可以推断换能器806A、806B、808A、808B、810A、810B受损。在一些情况下，通过检测来自系统700、800或封闭在同一声学罩中的另一类似系统700、800的其他换能器的其他响应信号，可以以更大的确定性来确定换能器的状况。此外，可以基于在麦克风808A、808B、810A、810B处接收到的信号的特性来估计换能器806A、806B的声学路径的任何障碍物的状况。
在一些实施方案中，在从系统800的第一扬声器808A、808B、810A、810B导出第一响应信号且系统800确定第一响应信号的一个或多个特征大体上对应于第一扬声器808A、808B的模板响应信号的对应特征的情况下，系统700确定第一扬声器的状况为未受损。然而，如果系统800确定第一响应信号的一个或多个特征大体上不对应于第一扬声器808A、808B的模板响应信号的对应特征，则系统800确定第一扬声器的状况为受损和/或在第一个扬声器的声学路径中存在一些障碍物，诸如脏格栅。
如果系统700、800确定第一个人音频设备802A的扬声器806A未受损但第二个人音频设备802B的扬声器806B受损，则系统700、800可以使用第一个人音频设备802A的扬声器806A来补偿第二个人音频设备802B的扬声器。例如，当扬声器806B正在播放时，系统700、800将有权访问扬声器806A的模板响应信号。如果确定806B受损，则系统可以依赖扬声器806A的模板响应信号来对该损伤进行必要的补偿。例如，可以由扬声器806B生成声学声音且由扬声器806A导出相关联的响应信号。当从扬声器806B播放声音时，可以将导出的响应信号与扬声器806A的模板响应信号进行比较，且可以调节扬声器806B的输出均衡滤波器，直至所导出的扬声器806A的响应信号大体上对应于模板响应信号。
如果系统700、800确定第一个人音频设备802A的扬声器806A受损，则可以通过第二个人音频设备802A的第二扬声器806B播放第二声学刺激，且可以是从第二扬声器806B导出对第二声学刺激的响应信号。如果系统700、800确定对第二声学刺激的响应信号的一个或多个特征大体上对应于模板响应信号的对应特征，则系统700可以使用第二个人音频设备802A的扬声器806B来补偿用于第一个人音频设备802A的扬声器806A。
如果系统700确定第一个人音频设备802A的扬声器806A未受损，且从第一个人音频设备802A或第二个人音频设备802B的第一麦克风808A、808B、810A、810B导出对第一声学刺激的第二响应信号，可以从第二响应信号确定第一麦克风808A、808B、810A、810B的状况。例如，如果从第二响应信号中提取的一个或多个特征对应于模板的那些特征，则系统700、800可以确定第一麦克风808A、808B、810A、810B未受损。然而，如果从第二响应信号中提取的一个或多个特征大体上不对应于模板的那些特征，则系统700、800可以确定第一麦克风808A、808B、810A、810B受损和/或第一个麦克风的声学路径中存在一些障碍。再次，如果系统700、800确定第一个人音频设备802A的扬声器806A未受损但第一麦克风808A、808B、810A、810B受损，则系统700、800可以使用第一个人音频设备802A的扬声器806A来补偿麦克风808A、808B、810A、810B。
在一些实施方案中，在从系统700、800的第一麦克风808A、808B、810A、810B导出第一响应信号且系统700、800确定第一响应信号的一个或多个特征大体上对应于第一麦克风808A、808B、810A、810B的模板响应信号的对应特征的情况下，系统700、800将第一扬声器806A和第一麦克风808A、808B、810A、810B的状况确定为未受损。然而，如果系统700、800确定第一响应信号的一个或多个特征大体上不对应于第一麦克风808A、808B、810A、810B的模板响应信号的对应特征，则系统700、800确定第一扬声器806A和第一麦克风808A、808B、810A、810B两者都潜在受损且在第一麦克风的声学路径中潜在地存在一些障碍。
因此，系统700、800可以检测对由第二麦克风808A、808B、810A、810B导出的第一声学刺激的第二响应信号，且基于第二响应信号来确定第一扬声器806A以及第一和第二麦克风808A、808B、810A、810B的状况。例如，如果系统700、800确定第二响应信号的一个或多个特征大体上对应于第二麦克风808A、808B、810A、810B的模板响应信号的对应特征，则系统700、800可以确定第一扬声器806A和第二麦克风808A、808B、810A、810B未受损以及第一麦克风808A、808B、810A、810B受损和/或在第一麦克风808A、808B、810A、810B的声学路径中存在一些障碍。再次，系统700、800可以使用第二个人音频设备802B的未受损部件来补偿第一个人音频设备802A的受损部件。
如果系统700、800确定第二响应信号的一个或多个特征大体上不对应于第二麦克风808A、808B、810A、810B的模板响应信号的对应特征，则系统700、800可以确定第一扬声器806A以及第一和第二麦克风808A、808B、810A、810B都受损和/或在扬声器806A的声学路径中存在一些障碍。替代地，系统700、800可以检测对由另一扬声器806B和/或麦克风808A、808B、810A、810B导出的第一声学刺激的另一响应信号。
在一些实施方案中，向第一个人音频设备802A或第二个人音频设备802B的第二扬声器806A、806B播放第二声学刺激，且系统700、800检测对由第二扬声器806A、806B导出的第二声学刺激的响应信号且确定第二扬声器806A、806B的状况。假设第二扬声器806A、806B的状况未受损，则系统700、800可以使用第二扬声器806A、806B来补偿第一个人音频设备802A或第二个人音频设备802B的受损部件。
在一些实施方案中，在使用第二个人音频设备802B的部件(扬声器和/或麦克风)来确定第一个人音频设备802A的部件的状况的情况下，第一个人音频设备802A可以被配置为经由收发器726从第二个人音频设备802B的诊断模块716接收诊断数据，诊断数据可以包括例如从第二个人音频设备802B的换能器导出的响应信号(或从响应信号中提取的一个或多个特征)。
在一些实施方案中，系统700、800可以基于在步骤908所确定的部件和/或声学路径的状况来执行、调节、更新或以其他方式增强由控制模块702执行的声学增强处理。
实施方案可以在电子、便携式和/或电池供电的主机设备(诸如，智能电话、音频播放器、移动或蜂窝电话、头戴式送受话器)中实施。实施方案可以在这样的主机设备内所设置的一个或多个集成电路上实施。实施方案可以在可配置成向单个人提供音频回放的个人音频设备(诸如，智能电话、移动或蜂窝电话、头戴式耳机、耳机等)中实施。参见图1a至图1e。再次，实施方案可以在这样的个人音频设备内所设置的一个或多个集成电路上实施。在又一替代方案中，实施方案可以在主机设备与个人音频设备的组合中实施。例如，实施方案可以在个人音频设备内所设置的一个或多个集成电路中以及主机设备内所设置的一个或多个集成电路中实施。
尤其是受益于本公开内容的本领域普通技术人员应理解，本文中所描述的多种操作，尤其是与附图相关的多种操作，可以由其他电路或其他硬件部件来实施。可以改变执行给定方法的每一操作的顺序，且可以对本文中所例示的系统的多种元素进行添加、重新排序、组合、省略、修改等。意图是，本公开内容涵盖所有这样的修改和改变，因此，上面的描述应被认为是例示性的而非限制性的。
类似地，尽管本公开内容参考特定实施方案，但是可以在不背离本公开内容的范围和覆盖范围的情况下，对那些实施方案进行某些修改和改变。此外，本文中关于特定实施方案所描述的任何益处、优势或问题的解决方案均不旨在被解释为关键的、必需的或必要的特征或要素。
受益于本公开内容的其他实施方案和实施方式同样对于本领域普通技术人员将是显而易见的，且这样的实施方案应被认为是本文所包含的。此外，本领域的普通技术人员将认识到，可以应用多种等效技术来代替所讨论的实施方案或与所讨论的实施方案结合，且所有这样的等效物应被视为被本公开内容所涵盖。
本领域技术人员将认识到，上文所描述的装置和方法的一些方面，例如发现和配置方法可以体现为例如位于非易失性载体介质(诸如，磁盘、CD-ROM或DVD-ROM、程序化存储器诸如只读存储器(固件))上或位于数据载体(诸如，光学信号载体或电信号载体)上的处理器控制代码。对于许多应用，本发明的实施方案将被实施在DSP(数字信号处理器)、ASIC(专用集成电路)或FPGA(现场可编程门阵列)上。因此，代码可以包括常规程序代码或微代码或例如用于设立或控制ASIC或FPGA的代码。代码还可以包括用于动态地配置可重新配置的装置(诸如，可重新编程逻辑门阵列)的代码。类似地，代码可以包括用于硬件描述语言(诸如，Verilog TM或VHDL(超高速集成电路硬件描述语言))的代码。如本领域技术人员将理解，代码可以被分布在彼此通信的多个经耦合的部件之间。在适当的情况下，还可以使用在现场可(重新)编程模拟阵列或类似的设备上运行以配置模拟硬件的代码来实施所述实施方案。
注意，如本文中所使用的，术语模块应被用于指代可以至少部分地由专用硬件部件(诸如，自定义电路)实施的功能单元或功能块，和/或至少部分地由一个或多个软件处理器或在合适的通用处理器等上运行的适当的代码实施的功能单元或功能块。模块本身可以包括其他模块或功能单元。模块可以由不需要被协同定位且可以被设置在不同的集成电路上和/或在不同的处理器上运行的多个部件或子模块来提供。
应注意，上文所提及的实施方案例示而非限制本发明，且在不偏离随附权利要求或实施方案的范围的情况下，本领域普通技术人员将能够设计许多替代实施方案。词语“包括”不排除除了在权利要求或实施方案中所列出的那些元件或步骤之外的元件或步骤的存在，“一”或“一个”不排除多个，且单个特征或其他单元可以实现权利要求或实施方案中所记载的若干单元的功能。权利要求或实施方案中的任何参考数字或参考标注不应被解释为对所述权利要求或实施方案的范围的限制。

Claims (50)

1.一种用于诊断封闭在头戴式送受话器罩中的第一头戴式送受话器的状况的方法，所述方法包括：
通过所述头戴式送受话器的第一扬声器播放第一音频刺激；
检测由第一换能器导出的第一响应信号；以及
基于所述第一响应信号确定所述第一扬声器和/或所述第一换能器的状况。
2.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述状况包括将所述第一响应信号与第一模板响应信号进行比较。
3.根据权利要求2所述的方法，其中确定所述状况还包括提取所述第一响应信号的一个或多个特征，以及
其中将所述第一响应信号与所述第一模板响应信号进行比较包括将所提取的一个或多个特征与对应的模板特征进行比较，所述对应的模板特征代表声学路径的最佳状况或声学路径的先前状况。
4.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述第一换能器是所述第一扬声器。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括：
确定所述第一响应信号大体上对应于模板响应信号；以及
确定所述第一扬声器的状况为未受损。
6.根据权利要求4所述的方法，还包括：
确定所述第一响应信号大体上不对应于第一模板响应信号；以及
确定所述第一扬声器的状况为受损。
7.根据权利要求5所述的方法，还包括：
检测对由第二扬声器导出的第一音频刺激的第二响应信号；
确定所述第二响应信号大体上不对应于第二模板响应信号；以及
确定所述第二扬声器的状况为受损。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括使用所述第一扬声器来补偿所述第二扬声器。
9.根据权利要求6所述的方法，还包括：
通过所述头戴式送受话器的第二扬声器播放第二音频刺激；
检测对由所述第二扬声器导出的第二音频刺激的第三响应信号；
确定所述第三响应信号大体上对应于第三模板响应信号；以及
使用所述第二扬声器来补偿所述第一扬声器。
10.如权利要求5所述的方法，还包括：
检测对由第一麦克风导出的所述第一音频刺激的第四响应信号；
基于所述第四响应信号确定所述第一麦克风的状况。
11.根据权利要求10所述的方法，其中确定所述第一麦克风的状况包括：
确定所述第四响应信号大体上对应于第四模板响应信号；以及
确定所述第一麦克风的状况为未受损。
12.根据权利要求10所述的方法，其中确定所述第一麦克风的状况包括：
确定所述第四响应信号大体上不对应于所述第四模板响应信号；以及
确定所述第一麦克风的状况为受损。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括使用所述第一扬声器来补偿所述第一麦克风。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中确定所述第一响应信号包括在所述罩的处理器处接收来自封闭在所述头戴式送受话器罩中的所述第一头戴式送受话器的所述第一响应信号。
15.根据权利要求7或8中的任一项所述的方法，其中确定所述第二响应信号包括在所述罩的处理器处接收来自所述第一头戴式送受话器或来自封闭在所述头戴式送受话器罩中的第二头戴式送受话器的所述第二响应信号。
16.根据权利要求9所述的方法，其中确定所述第二响应信号包括在所述罩的处理器处接收来自封闭在所述头戴式送受话器罩中的第二头戴式送受话器的所述第二响应信号。
17.根据权利要求10至15中的任一项所述的方法，其中确定所述第四响应信号包括在所述罩的处理器处接收来自所述第一头戴式送受话器或封闭在所述头戴式送受话器罩中的第二头戴式送受话器的所述第四响应信号。
18.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中所述第一换能器是第一麦克风。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括：
确定所述第一响应信号大体上对应于第一模板响应信号；以及
确定所述第一麦克风的状况为未受损以及所述第一扬声器的状况为未受损。
20.根据权利要求18所述的方法，还包括：
确定所述第一响应信号大体上不对应于第一模板响应信号；以及
确定所述第一麦克风的状况为潜在受损以及所述第一扬声器的状况为潜在受损。
21.根据权利要求20所述的方法，还包括：
检测由第二麦克风导出的第二响应信号；以及
基于所述第二响应信号确定所述第一扬声器和/或所述第一麦克风和/或所述第二麦克风的状况。
22.根据权利要求21所述的方法，还包括：
确定所述第二响应信号大体上对应于第二模板响应信号；以及
确定所述第一麦克风的状况为受损、所述第一扬声器的状况为未受损以及所述第二麦克风的状况为未受损。
23.根据权利要求22所述的方法，还包括使用所述第一扬声器和/或所述第二麦克风来补偿所述第一麦克风。
24.根据权利要求21所述的方法，还包括：
确定所述第二响应信号大体上不对应于第二模板响应信号；以及
确定所述第二麦克风的状况为潜在受损。
25.根据权利要求21所述的方法，还包括：
确定所述第二响应信号大体上不对应于第二模板响应信号；以及
确定所述第一扬声器的状况为受损、所述第一麦克风的状况为未受损以及所述第二麦克风的状况为未受损。
26.根据权利要求21或权利要求24中的任一项所述的方法，还包括：
检测由第三麦克风导出的第三响应信号；以及
基于所述第三响应信号确定所述第一扬声器和/或所述第一麦克风和/或所述第二麦克风和/或所述第三麦克风的状况。
27.根据权利要求26所述的方法，还包括：
确定所述第三响应信号大体上不对应于第三模板响应信号；以及
确定所述第一扬声器的状况为受损。
28.根据权利要求20、21和26中的任一项所述的方法，还包括：
检测由所述第一扬声器导出的第四响应信号；以及
基于所述第四响应信号确定所述第一扬声器的状况和/或所述第一麦克风的状况。
29.根据权利要求28所述的方法，还包括：
确定所述第四响应信号大体上不对应于第四模板响应信号；以及
确定所述第一扬声器的状况为受损。
30.根据权利要求28所述的方法，还包括：
确定所述第四响应信号大体上不对应于第四模板响应信号；以及
确定所述第一扬声器的状况为受损以及所述第一麦克风的状况为未受损。
31.根据权利要求20至30中的任一项所述的方法，还包括：
通过所述头戴式送受话器的第二扬声器播放第二音频刺激；
检测对由所述第二扬声器导出的所述第二音频刺激的第五响应信号；以及
确定所述第五响应信号大体上对应于所述第五模板响应信号；以及
使用所述第二扬声器来补偿所述第一扬声器和/或所述第一麦克风。
32.根据权利要求18至31中的任一项所述的方法，其中确定所述第一响应信号包括在所述罩的处理器处接收来自封闭在所述头戴式送受话器罩中的所述第一头戴式送受话器的所述第一响应信号。
33.根据权利要求21至25中的任一项所述的方法，其中确定所述第二响应信号包括在所述罩的处理器处接收来自所述第一头戴式送受话器或来自封闭在所述头戴式送受话器罩中的第二头戴式送受话器的所述第二响应信号。
34.根据权利要求26或权利要求27所述的方法，其中确定所述第三响应信号包括在所述罩的处理器处接收来自所述第一头戴式送受话器或来自封闭在所述头戴式送受话器罩中的第二头戴式送受话器的所述第三响应信号。
35.根据权利要求28至30中的任一项所述的方法，其中确定所述第四响应信号包括在所述罩的处理器处接收来自封闭在所述头戴式送受话器罩中的所述第一头戴式送受话器的所述第四响应信号。
36.根据权利要求31所述的方法，其中确定所述第五响应信号包括在所述罩的处理器处接收来自封闭在所述头戴式送受话器罩中的第二头戴式送受话器的所述第五响应信号。
37.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中所述第一换能器是第二扬声器。
38.根据权利要求37所述的方法，还包括：
确定所述第一响应信号大体上对应于第一模板响应信号；以及
确定所述第一扬声器的状况为未受损以及所述第二扬声器的状况为未受损。
39.根据权利要求37所述的方法，还包括：
确定所述第一响应信号大体上不对应于第一模板响应信号；以及
确定所述第一扬声器的状况为潜在受损以及所述第二扬声器的状况为潜在受损。
40.根据权利要求39所述的方法，还包括：
检测由第一麦克风导出的第二响应信号；以及
基于所述第二响应信号确定所述第一扬声器和/或所述第一麦克风和/或所述第二扬声器的状况。
41.根据权利要求40所述的方法，还包括：
确定所述第二响应信号大体上不对应于第二模板响应信号；以及
确定所述第一扬声器的状况为受损。
42.根据权利要求37至41中的任一项所述的方法，其中确定所述第一响应信号包括在所述罩的处理器处接收来自封闭在所述头戴式送受话器罩中的第二头戴式送受话器的所述第一响应信号。
43.根据权利要求40或41所述的方法，其中确定所述第二响应信号包括在所述罩的处理器处接收来自所述第一头戴式送受话器或来自封闭在所述头戴式送受话器罩中的第二头戴式送受话器的所述第二响应信号。
44.一种包括处理电路和非暂时性机器可读物质的装置，所述非暂时性机器可读物质在由所述处理电路执行时，使所述装置执行根据权利要求1至43中的任一项所述的方法。
45.根据权利要求44所述的装置，其中所述装置是具有已知声学环境的头戴式送受话器罩。
46.根据权利要求45所述的装置，其中所述头戴式送受话器罩是用于一个或多个头戴式送受话器的充电盒。
47.根据权利要求44至46中的任一项所述的装置，还包括所述第一扬声器、所述第二扬声器、所述第一麦克风、所述第二麦克风和所述第三麦克风中的一个或多个。
48.一种非暂时性机器可读介质，所述非暂时性机器可读介质存储指令，所述指令在由一个或多个处理器执行时，使电子装置执行根据权利要求1至43中的任一项所述的方法。
49.一种头戴式送受话器罩，包括：
主体，被安置于所述罩内；
第一凹槽，被安置于所述主体中且被布置成接收包括第一扬声器的第一耳机；
第二凹槽，被安置于所述主体中且被布置成接收包括第二扬声器的第二耳机；以及
其中所述主体被配置为使得当所述第一耳机和所述第二耳机被相应的所述第一凹槽和所述第二凹槽接收时，所述第一扬声器朝向所述第二扬声器定向。
50.根据权利要求48所述的头戴式送受话器罩，还包括：
一个或多个收发器，用于与安置于所述罩内的一个或多个头戴式送受话器通信；
一个或多个处理器；以及
存储指令的存储器，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时，使电子电路执行根据权利要求1至43中的任一项所述的方法。
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