CN115996339A - 耳机入耳检测方法及装置、耳机及存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种耳机入耳检测方法及装置、耳机及存储介质。该方法应用于包括扬声器、麦克风以及运动传感器的耳机中，所述方法包括：通过所述运动传感器确定所述耳机的运动状态；若所述耳机的运动状态满足预设运动状态条件，通过所述扬声器发射第一超声波信号；通过所述麦克风采集基于所述第一超声波信号产生的第二超声波信号；根据所述第二超声波信号的频率变化趋势，确定所述耳机是否处于入耳状态。通过该方法，能降低耳机成本。

Description

耳机入耳检测方法及装置、耳机及存储介质

技术领域

本公开涉及耳机技术领域，尤其涉及一种耳机入耳检测方法及装置、耳机及存储介质。

背景技术

随着技术进步以及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。其中，无线耳机让使用者免除电线的限制，备受欢迎。

在使用无线耳机的过程中，对耳机的佩戴状态(入耳状态)进行检测以进行相应的控制，有助于节约耳机的功耗，提升无线耳机的使用时长。例如，如果若用户中途有事，需要暂停内容的播放，这个时候可以直接随意的拿掉一个耳机以暂停播放内容。

然而，如何低成本的实现入耳检测以及提升入耳检测的准确性一直以来备受关注。

发明内容

本公开提供一种耳机入耳检测方法及装置、耳机及存储介质。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种耳机入耳检测方法，应用于包括扬声器、麦克风以及运动传感器的耳机中，所述方法包括：

通过所述运动传感器确定所述耳机的运动状态；

若所述耳机的运动状态满足预设运动状态条件，通过所述扬声器发射第一超声波信号；

通过所述麦克风采集基于所述第一超声波信号产生的第二超声波信号；

根据所述第二超声波信号的频率变化趋势，确定所述耳机是否处于入耳状态。

在一些实施例中，所述根据所述第二超声波信号的频率变化趋势，确定所述耳机是否处于入耳状态，包括：

若所述第二超声波信号的频率逐渐变大，且第一预设时长内所述第二超声波信号的频率变化后的值与所述第一超声波信号的频率之间的差异在预设差异范围内，确定所述耳机处于入耳状态；

若所述第二超声波信号的频率逐渐变小，且第一预设时长内所述第二超声波信号的频率变化后的值与所述第一超声波信号的频率之间的差异大于预设频率阈值，确定所述耳机处于出耳状态。

在一些实施例中，所述根据所述第二超声波信号的频率变化趋势，确定所述耳机是否处于入耳状态，包括：

根据所述第二超声波信号的频率变化趋势，以及所述第二超声波信号的强度，确定所述耳机是否处于入耳状态。

在一些实施例中，所述根据所述第二超声波信号的频率变化趋势，以及所述第二超声波信号的强度，确定所述耳机是否处于入耳状态，包括：

若所述第二超声波信号的频率变化趋势表征所述耳机处于入耳状态，以及所述第二超声波信号的强度大于或等于第一预设强度阈值，确定所述耳机处于入耳状态；

若所述第二超声波信号的频率变化趋势表征所述耳机处于出耳状态，以及所述第二超声波信号的强度小于第二预设强度阈值，确定所述耳机处于出耳状态。

在一些实施例中，所述通过所述扬声器发射第一超声波信号，包括：

通过所述扬声器发射多个不同频率的第一超声波信号；

所述根据所述第二超声波信号的频率变化趋势，确定所述耳机是否处于入耳状态，包括：

根据所述麦克风采集的多个不同频率的第二超声波信号的频率变化趋势，确定所述耳机是否处于入耳状态。

在一些实施例中，所述根据所述麦克风采集的多个第二超声波信号的频率变化趋势，确定所述耳机是否处于入耳状态，包括：

若所述麦克风采集的多个不同频率的第二超声波信号中，有满足第一预设个数阈值的第二超声波信号的频率变化趋势均表征所述耳机处于入耳状态，确定所述耳机处于入耳状态；

若所述麦克风采集的多个不同频率的第二超声波信号中，有满足第二预设个数阈值的第二超声波信号的频率变化趋势均表征所述耳机处于出耳状态，确定所述耳机处于出耳状态。

在一些实施例中，所述通过所述运动传感器确定所述耳机的状态，包括：

通过所述运动传感器获取所述耳机的运动参数；

若所述运动参数大于预设参数阈值，确定所述耳机的状态为满足所述预设运动状态条件的状态；其中，所述运动参数包括以下至少之一：

运动速度；

运动距离。

在一些实施例中，所述方法还包括：

若所述耳机超过第二预设时长未处于所述入耳状态且所述耳机未检测到充电信号，控制所述耳机休眠或关机。

在一些实施例中，所述耳机包括第一耳机和第二耳机，所述方法还包括：

若所述第一耳机超过第二预设时长未处于所述入耳状态且所述第二耳机处于所述入耳状态，控制所述第一耳机休眠并通过所述第二耳机接收或输出声音信号；或者，

在通过所述第二耳机接收或输出音频信号时，若检测到所述第一耳机处于所述入耳状态，通过所述第一耳机和所述第二耳机共同接收或输出声音信号。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种耳机入耳检测装置，应用于包括扬声器、麦克风以及运动传感器的耳机中，所述装置包括：

第一确定模块，配置为通过所述运动传感器确定所述耳机的运动状态；

发射模块，配置为若所述耳机的运动状态满足预设运动状态条件，通过所述扬声器发射第一超声波信号；

采集模块，配置为通过所述麦克风采集基于所述第一超声波信号产生的第二超声波信号；

第二确定模块，配置为根据所述第二超声波信号的频率变化趋势，确定所述耳机是否处于入耳状态。

在一些实施例中，所述第二确定模块，还配置为若所述第二超声波信号的频率逐渐变大，且第一预设时长内所述第二超声波信号的频率变化后的值与所述第一超声波信号的频率之间的差异在预设差异范围内，确定所述耳机处于入耳状态；若所述第二超声波信号的频率逐渐变小，且第一预设时长内所述第二超声波信号的频率变化后的值与所述第一超声波信号的频率之间的差异大于预设频率阈值，确定所述耳机处于出耳状态。

在一些实施例中，所述第二确定模块，还配置为根据所述第二超声波信号的频率变化趋势，以及所述第二超声波信号的强度，确定所述耳机是否处于入耳状态。

在一些实施例中，所述第二确定模块，还配置为若所述第二超声波信号的频率变化趋势表征所述耳机处于入耳状态，以及所述第二超声波信号的强度大于或等于第一预设强度阈值，确定所述耳机处于入耳状态；若所述第二超声波信号的频率变化趋势表征所述耳机处于出耳状态，以及所述第二超声波信号的强度小于第二预设强度阈值，确定所述耳机处于出耳状态。

在一些实施例中，所述发射模块，还配置为通过所述扬声器发射多个不同频率的第一超声波信号；

所述第二确定模块，还配置为根据所述麦克风采集的多个不同频率的第二超声波信号的频率变化趋势，确定所述耳机是否处于入耳状态。

在一些实施例中，所述第二确定模块，还配置为若所述麦克风采集的多个不同频率的第二超声波信号中，有满足预设个数阈值的第二超声波信号的频率变化趋势均表征所述耳机处于入耳状态，确定所述耳机处于入耳状态；若所述麦克风采集的多个不同频率的第二超声波信号中，有满足第二预设个数阈值的第二超声波信号的频率变化趋势均表征所述耳机处于出耳状态，确定所述耳机处于出耳状态。

在一些实施例中，所述第一确定模块，还配置为通过所述运动传感器获取所述耳机的运动参数；若所述运动参数大于预设参数阈值，确定所述耳机的状态为满足所述预设运动状态条件的状态；其中，所述运动参数包括以下至少之一：

运动速度；

运动距离。

在一些实施例中，所述装置还包括：

第一控制模块，配置为若所述耳机超过第二预设时长未处于所述入耳状态且所述耳机未检测到充电信号，控制所述耳机休眠或关机。

在一些实施例中，所述耳机包括第一耳机和第二耳机，所述装置还包括：

第二控制模块，配置为若所述第一耳机超过第二预设时长未处于所述入耳状态且所述第二耳机处于所述入耳状态，控制所述第一耳机休眠并通过所述第二耳机接收或输出声音信号；或者，在通过所述第二耳机接收或输出音频信号时，若检测到所述第一耳机处于所述入耳状态，通过所述第一耳机和所述第二耳机共同接收或输出声音信号。

根据本公开实施例的第三方面，提供一种耳机，包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为执行如上述第一方面中所述的耳机入耳检测方法。

根据本公开实施例的第四方面，提供一种存储介质，包括：

当所述存储介质中的指令由耳机的处理器执行时，使得耳机能够执行如上述第一方面中所述的耳机入耳检测方法。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

在本公开的实施例中，在入耳检测中事先通过运动传感器确定耳机的状态，在耳机的状态满足预设运动状态条件的情况下再利用耳机中现有的麦克风和扬声器作为入耳检测的传感器设备，一方面，在耳机的运动状态满足条件的情况下才进行后续的入耳检测，减少了因不必要发射第一超声波信号带来的功率消耗；另一方面，使用现有的麦克风和扬声器作为入耳检测的传感器设备，而无需额外设置用于入耳检测的红外传感器也无需在耳机上开孔，因而能降低耳机成本。此外，本公开基于多普勒理论，根据传播距离变化导致频率变化的理论来确定耳机的入耳状态，无需做过多的计算，方案简单有效。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是本公开实施例示出的一种耳机入耳检测方法流程图。

图2是本公开实施例中一种超声波信号的频率变化示例图。

图3是本公开实施例中一种超声波信号的强度变化示例图。

图4a和图4b为本公开实施例中多频率的超声波信号示例图。

图5为本公开提供的一种耳机入耳检测方法原理图。

图6为本公开提供的一种耳机入耳检测方法示例图。

图7是根据一示例性实施例示出的一种耳机入耳检测装置图。

图8是根据一示例性实施例示出的一种耳机的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

耳机的外形越来越小，特别是真无线立体声(True Wireless Stereo，TWS)耳机。耳机内部的堆叠空间也越来越小，而耳机需要实现的功能越来越多，导致需要的器件越来越多，因此在极致的空间下如何能缩减器件但不缩减功能成为耳机上重要的技术能力体现。耳机的入耳检测功能通常是通过红外传感器或通过电容差来检测耳机是否为佩戴状态。

基于电容实现入耳检测的无线耳机，无线耳机在外观上无需开孔，看起来会更美观一些。电容方案是通过检测人体的静电变化来判断耳机是否入耳，电容检测方案的优势是成本较低，壳体无需开孔，缺点是误操作率较高。

而基于红外传感器实现入耳检测的无线耳机示，外壳上有开孔，影响了美观。红外检测方案是利用激光发射器发射940纳米(nm)的红外激光，激光朝特定方向打出，反射回来形成回路。当红外传感器的接收区域的解码芯片收到有效的编码信号后输出电平信号，从而判断耳机是否入耳。与电容检测方案相比，红外检测方案的优势在于精度更高，但相应的成本也比较高，对于耳机生产组装的要求高，占用耳机内部空间大，且外壳上开孔。

图1是本公开实施例示出的一种耳机入耳检测方法流程图，如图1所示，应用于包括扬声器、麦克风以及运动传感器的耳机中的入耳检测方法包括以下步骤：

S11、通过所述运动传感器确定所述耳机的运动状态；

S12、若所述耳机的运动状态满足预设运动状态条件，通过所述扬声器发射第一超声波信号；

S13、通过所述麦克风采集基于所述第一超声波信号产生的第二超声波信号；

S14、根据所述第二超声波信号的频率变化趋势，确定所述耳机是否处于入耳状态。

在本公开的实施例中，耳机可以是普通的无线耳机，也可以是真无线立体声耳机。耳机可基于蓝牙通信的方式和终端(例如手机)进行通信，从而使得终端可通过耳机的音频通道来支持音频输出或音频输入的需求。

在本公开的实施例中，耳机中设置有运动传感器，在步骤S11中，耳机通过该运动传感器来检测耳机的运动状态，其中，所述运动状态包括：耳机处于静止的状态，耳机处于运动的状态。其中，耳机处于运动的状态还包括耳机小幅度运动的状态，耳机大幅度运动的状态。

在本公开的实施例中，耳机内设置有扬声器(SPK)，扬声器为耳机用于播放音频信号的声音的组件，例如喇叭。在步骤S12中，当确定耳机的运动状态满足预设运动状态条件时，则通过耳机的扬声器发射第一超声波信号。其中，满足预设运动状态条件可以是指耳机处于运动的状态，也可以是指耳机处于大幅度运动的状态。

在本公开的实施例中，第一超声波信号是指声音频率大于20千赫兹(KHZ)的信号，例如第一超声波信号的频段位于20KHZ～30KHZ。由于人耳的听觉范围是20赫兹到20千赫兹，因而本公开通过扬声器发射第一超声波信号检测耳机的入耳状态，不会对用户产生听觉干扰。

需要说明的是，由于耳机处于运动的状态，或者进一步的是处于大幅度运动的状态时，说明用户有将耳机从耳朵中取出(出耳)或是将耳机放入耳朵中(入耳)的可能，此时，本公开通过耳机中的扬声器发射第一超声波信号，以进一步确定耳机是否处于入耳状态。而若耳机处于静止的状态，则说明用户无意图将耳机出耳或入耳，因而本公开在耳机处于静止的状态时不再执行本公开S12至S14中的步骤。

在一种实施例中，步骤S11包括：

通过所述运动传感器获取所述耳机的运动参数；

若所述运动参数大于预设参数阈值，确定所述耳机的状态为满足所述预设运动状态条件的状态；其中，所述运动参数包括以下至少之一：

运动速度；

运动距离。

在该实施例中，例如运动传感器是加速度计(Accelerometer，ACC)或陀螺仪(Gyroscope，Gyro)，通过加速度计检测的加速度可获得耳机的运动速度，结合陀螺仪获得的运动角速度可获得耳机的运动距离。在本公开的实施例中，若运动速度大于预设速度阈值，或者运动距离大于预设距离阈值，则说明耳机处于大幅度运动的状态。而若运动速度为零和/或运动距离为零，则说明耳机处于静止的状态；若运动速度和/或运动距离不为0，但运动速度小于预设速度阈值和/或运动距离小于预设距离阈值，则说明耳机处于小幅度运动的状态。

需要说明的是，由于耳机也可能在人的耳朵内伴随人的运动而小幅度震动，或者是耳机位于行驶的汽车内而产生小幅度运动等，该种使耳机处于小幅度运动的状态也并非是用户意图将耳机出耳或入耳，因而为提升耳机入耳状态检测的准确性，在该实施例中，将满足预设运动状态条件设为耳机处于大幅度运动的状态。

在本公开的实施例中，耳机内设置有麦克风(Mic)，麦克风为传声器，也称话筒、微音器等，麦克风是将声音信号转换为电信号的能量转换组件。在步骤S13中，耳机通过麦克风采集第二超声波信号。该第二超声波信号是第一超声波信号在空气中经过反射、折射或衍射后的信号。基于麦克风采集的第二超声波信号，本公开即可在步骤S14中根据第二超声波信号的频率变化趋势确定耳机是否处于入耳状态。

由于耳机从耳朵内被取出或者进入耳朵内的过程中，耳机逐渐远离或靠近人耳，根据多普勒原理，第二超声波信号的频率变化趋势会呈现一定的规律性，例如，当耳机逐渐靠近人耳时，第二超声波信号的频率逐渐增大，因而可确定耳机处于入耳状态。而当耳机逐渐远离人耳时，第二超声波信号的频率逐渐减小，因而可确定耳机处于出耳状态。

图2是本公开实施例中一种超声波信号的频率变化示例图，如图2所示，横轴为时间，纵轴为超声波信号的频率值，如图2所示，当耳机随时间推移逐渐靠近人耳时，出现升频，即超声波信号的频率逐步增大，而当耳机随时间推移逐渐远离人耳时，出现降频，即超声波信号的频率逐步减小。

可以理解的是，在本公开的实施例中，在入耳检测中事先通过运动传感器确定耳机的状态，在耳机的状态满足预设运动状态条件的情况下再利用耳机中现有的麦克风和扬声器作为入耳检测的传感器设备，一方面，在耳机的运动状态满足条件的情况下才进行后续的入耳检测，减少了因不必要发射第一超声波信号带来的功率消耗；另一方面，使用现有的麦克风和扬声器作为入耳检测的传感器设备，而无需额外设置用于入耳检测的红外传感器也无需在耳机上开孔，因而能降低耳机成本；此外，本公开基于多普勒理论，根据传播距离变化导致频率变化的理论来确定耳机的入耳状态，无需做过多的计算，方案简单有效。

在一种实施例中，所述根据所述第二超声波信号的频率变化趋势，确定所述耳机是否处于入耳状态，包括：

若所述第二超声波信号的频率逐渐变大，且第一预设时长内所述第二超声波信号的频率变化后的值与所述第一超声波信号的频率之间的差异在预设差异范围内，确定所述耳机处于入耳状态；

若所述第二超声波信号的频率逐渐变小，且第一预设时长内所述第二超声波信号的频率变化后的值与所述第一超声波信号的频率之间的差异大于预设频率阈值，确定所述耳机处于出耳状态。

在本公开的实施例中，因第二超声波信号频率变化趋势可能不足以准确说明耳机当前的状态，因而本公开还可结合第一超声波信号和第二超声波信号之间的差异来确定耳机的入耳状态。

示例性的，若耳机事先处于佩戴状态，用户将耳机从耳朵内取出时，因耳机的扬声器发射的第一超声波信号在空气中传播会衰减，以及因为耳机逐渐远离人耳，则第二超声波信号的频率相对第一超声波信号会变小，因而当第一超声波信号和第二超声波信号的之间的频率差异大于预设频率阈值时，则确定耳机已从入耳状态变为出耳状态。

示例性的，若耳机事先未处于佩戴状态，用户将耳机逐步放入耳朵内的过程中，因耳机逐渐靠近人耳，则第二超声波信号的频率在不考虑空气中传播衰减的情况下相对第一超声波信号会变大，而加上空气中传播衰减，第二超声波信号和第一超声波信号的差异也可能会在一个预设差异范围内，则在该种情况下可确定耳机已从出耳状态变为入耳状态。

需要说明的是，在上述实施例中，检测耳机从入耳状态变为出耳状态对应的预设频率阈值，以及耳机从出耳状态变为入耳状态对应的预设差异范围，可根据实际需要进行设定，例如，根据检测精度要求进行设定，本实施例对此不作限定。

在一种实施例中，步骤S14包括：

根据所述第二超声波信号的频率变化趋势，以及所述第二超声波信号的强度，确定所述耳机是否处于入耳状态。

在该实施例中，如前所述的，根据多普勒原理，当耳机逐渐靠近人耳时，或逐渐远离人耳时，第二超声波的频率会呈现一定的变化趋势。而同时，第二超声波信号的强度也会呈现一定的变化趋势，因此本公开还可基于第二超声波信号的频率变化趋势，结合第二超声波信号的强度来确定耳机是否处于入耳状态。

在一种实施例中，所述根据所述第二超声波信号的频率变化趋势，以及所述第二超声波信号的强度，确定所述耳机是否处于入耳状态，包括：

若所述第二超声波信号的频率变化趋势表征所述耳机处于入耳状态，以及所述第二超声波信号的强度大于或等于第一预设强度阈值，确定所述耳机处于入耳状态；

若所述第二超声波信号的频率变化趋势表征所述耳机处于出耳状态，以及所述第二超声波信号的强度小于第二预设强度阈值，确定所述耳机处于出耳状态。

在该实施例中，如前所述的，当耳机相对人耳的距离逐渐变小时，第二超声波信号的频率会变大，理论上第二超声波信号的强度也会变大。但考虑到第二超声波信号在空气中传播时会受到环境的干扰而出现衰减，因而当耳机逐渐靠近人耳时，可能第二超声波信号的强度并非呈现逐渐变大的趋势，但第二超声波信号的强度仍会有一定的特性，例如因距离的缩短，第二超声波信号的强度超过第一预设强度阈值。因而本公开结合第一预设强度阈值并结合超声波信号的频率变化趋势共同来确定耳机的入耳状态。

同理，当耳机相对人耳的距离逐渐变大时，第二超声波信号的强度会逐渐变弱，加上受到环境的干扰而出现的衰减，第二超声波信号的强度会呈现较明显的变小的趋势，且会小于一定的强度阈值。因而，本公开也可结合第二超声波信号的频率逐渐变小，且所述第二超声波信号的强度小于第二预设强度阈值，确定耳机处于出耳状态。需要说明的是，在本公开的实施例中，入耳状态判断时预设的第一强度阈值可大于出耳状态判断时的第二预设强度阈值，第一预设强度阈值以及第二预设强度阈值均可在实验室环境下根据第一超声波信号的强度以及传播距离综合确定。

图3是本公开实施例中一种超声波信号的强度变化示例图，如图3所示，横轴为时间，纵轴为超声波信号的强度值，超声波信号的强度值可用分贝(dB)表示。虚线所示的为耳机逐渐离开人耳时的识别阈值，实线所示的为耳机逐渐靠近人耳时的识别阈值，如图3所示，用于出耳状态判断时预设的强度阈值(离开识别阈值)小于用于入耳状态判断时预设的强度阈值(靠近识别阈值)。需要说明的是，图3中所示的波形为对称波形，离开识别阈值和靠近识别阈值在对称波形的上半部分和下半部分的取值大小相同。

在一种实施例中，所述通过所述扬声器发射第一超声波信号，包括：

通过所述扬声器发射多个不同频率的第一超声波信号；

所述根据所述第二超声波信号的频率变化趋势，确定所述耳机是否处于入耳状态，包括：

根据所述麦克风采集的多个不同频率的第二超声波信号的频率变化趋势，确定所述耳机是否处于入耳状态。

在该实施例中，考虑到环境噪声会对第一超声波信号产生影响，进而麦克风接收的第二超声波信号是受环境干扰后的信号，第二超声波信号的频率均可能因受到影响而无法呈现前述的变化趋势，或者与第一超声波信号之间的差异出现异常，因而本公开可通过耳机中的扬声器发射多个不同频率的第一超声波信号，并基于麦克风采集的多个不同频率的第二超声波信号的频率变化趋势来确定耳机的入耳状态。

需要说明的是，在本公开的实施例中，可通过一个或多个扬声器发射多个不同频率的第一超声波信号。例如，通过一个扬声器发射多个不同频率的第一超声波信号时，可间隔较短的时长发射不同频率的第一超声波信号；通过多个扬声器发射第一超声波信号时，可通过多个扬声器同时发射或者间隔较短时长发射第一超声波信号。此外，耳机中也可通过一个或多个麦克风来接收第二超声波信号。本公开中可在耳机出厂前，通过实验确定具体使用哪一个或哪几个扬声器发射第一超声波信号，以及第一超声波信号的发射频率，并确定使用哪一个或哪几个麦克风接收第一超声波信号。本公开对多频率的第一超声波信号的发射以及多个第二超声波信号的接收不做具体限制。

在一种实施例中，所述根据所述麦克风采集的多个第二超声波信号的频率变化趋势，确定所述耳机是否处于入耳状态，包括：

若所述麦克风采集的多个不同频率的第二超声波信号中，有满足预设第一个数阈值的第二超声波信号的频率变化趋势均表征所述耳机处于入耳状态，确定所述耳机处于入耳状态；

若所述麦克风采集的多个不同频率的第二超声波信号中，有满足第二预设个数阈值的第二超声波信号的频率变化趋势均表征所述耳机处于出耳状态，确定所述耳机处于出耳状态。

在该实施例中，可根据第二超声波信号的频率变化趋势表征耳机处于入耳状态或出耳状态的第二超声波信号的个数，来确定耳机是否处于入耳状态。示例性的，若扬声器共发射了10个不同频率的第一超声波信号，若第一超声波信号的回波信号即第二超声波信号中，有7个第二超声波信号的变化趋势均表征耳机处于入耳状态，则可确定耳机处于入耳状态。

同理，在本公开的实施例中，可根据第二超声波信号的频率变化趋势表征耳机处于出耳状态的第二超声波信号的个数，来确定耳机是否处于出耳状态。示例性的，若扬声器共发射了10个不同频率的第一超声波信号，若第一超声波信号的回波信号即第二超声波信号中，有6个第二超声波信号的变化趋势均表征耳机处于出耳状态，则可确定耳机处于出耳状态。

需要说明的是，在该实施例中，第二超声波信号的频率变化趋势表征耳机处于入耳状态或出耳状态的方式，可以根据前述的方法来确定，此处不再赘述。

图4a和图4b为本公开实施例中多频率的超声波信号示例图，如图4a所示为通过扬声器同时发射的多个不同频率的第一超声波信号，图4b所示为通过麦克风接收的多个不同频率的第二超声波信号，由于第一超声波信号的在空气中传输时可能会收到同频率声波信号的干扰从而产生干涉，因而麦克风接收到的第二超声波信号是发生干涉后的信号，从图4b中可看出，发生干涉后的不同频率的第二超声波信号中大多数仍保持了一致性，即频率逐渐变大或变小的一致性，因而本公开可根据第二超声波信号的频率变化趋势表征耳机处于入耳状态(或出耳状态)的第二超声波信号的个数，来确定耳机是否处于入耳状态。

本公开在确定了耳机的入耳状态后，即可基于该入耳检测结果对耳机进行控制。

在一种实施例中，所述方法还包括：

若所述耳机超过第二预设时长未处于所述入耳状态且所述耳机未检测到充电信号，控制所述耳机休眠或关机。

在该实施例中，若检测到耳机长时间未处于入耳状态，即处于出耳状态，且未检测到对耳机进行充电的充电信号，则可控制耳机休眠或关机，以节省耳机的功耗。

此外，也可在检测到耳机将处于入耳状态时自动播放音乐，检测到耳机将处于出耳状态时暂停播放音乐，以提升用户体验。

在一种实施例中，所述耳机包括第一耳机和第二耳机，所述方法还包括：

若所述第一耳机超过第二预设时长未处于所述入耳状态且所述第二耳机处于所述入耳状态，控制所述第一耳机休眠并通过所述第二耳机接收或输出声音信号；或者，

在通过所述第二耳机接收或输出音频信号时，若检测到所述第一耳机处于所述入耳状态，通过所述第一耳机和所述第二耳机共同接收或输出声音信号。

在该实施例中，若耳机包括第一耳机和第二耳机，则可在一只耳机处于出耳状态时，对其进行休眠，仅通过另一只耳机来接收或输出声音信号，而在检测到处于出耳状态的耳机处于入耳状态时，在使第一耳机和第二耳机同时工作。

可以理解的是，在该实施例中，根据第一耳机和第二耳机的入耳状态来灵活控制工作的耳机，能节约耳机的电量，同时提升用户的使用体验。

图5为本公开提供的一种耳机入耳检测方法原理图，如图5所示，通过耳机中的加速度计ACC以及陀螺仪Gyro传感器可以获得耳机的运动状态的判断结果。若耳机处于大幅度运动的状态，则可通过超声发射端(扬声器SPK)将声波生成器生成的超声信号(即第一超声波信号)发射出去。第一超声波信号经障碍物(例如是人)后产生的回波信号经耳机中的麦克风(Mic)接收后，经麦克风中的模数转换器(ADC)转换后变成数字的超声信号(即第二超声波信号)。耳机中的音频扩音器(Audio PA)、音频编解码器(Audio codec)以及音频处理器(Audio ADSP)对第二超声波信号进行分析处理后，提取特征量，例如第二超声波信号的频率特征，或加上强度特征，从而给耳机中的识别器，即处理器进行识别，例如识别预设时长内频率的变化趋势，频率值或强度值的大小，从而得到耳机入耳或出耳的判断结果。需要说明的是，在本公开的实施例中，若耳机中的扬声器和麦克风支持20KHZ～30KHZ的超声频段，则耳机中的音频扩音器、音频编解码器以及音频处理器需至少支持30KHZ的带宽，以保证到第一超声波信号和第二超声波信号的处理。

图6为本公开提供的一种耳机入耳检测方法示例图，如图6所示，应用于耳机中的入耳检测方法包括如下步骤：

S21、利用加速度器或陀螺仪判断耳机是否在大幅移动；若是，执行步骤S22；若否，流程结束。

在该实施例中，加速度器或陀螺仪属于本公开的运动传感器，通过加速度计检测的加速度可获得耳机的运动速度，结合陀螺仪获得的运动角速度可获得耳机的运动距离，根据运动速度和/或运动距离是否超过对应的阈值即可判断耳机是否在大幅移动。

S22、利用耳机的喇叭同时发出多个单频点的超声波信号，并利用耳机的麦克风接收超声波信号。

在该实施例中，喇叭即扬声器，同时发出多个不同频率的第一超声波信号，麦克风接收的超声波信号即本公开实施例的多个第二超声波信号。

S23、根据接收的超声波信号的干涉条纹的频率变大还是变小，判断耳机是处于佩戴状态还是取下来的状态。

在该实施例中，超声波信号的干涉条纹，是指不同频率的第一超声波信号在空气中传播时发生干涉后的第二超声波信号，可根据第二超声波信号的频率变化趋势来判断耳机处于佩戴状态(入耳状态)，还是取下来的状态(出耳状态)。

S24、确定接收的超声波信号的强度是否满足预设强度阈值。

在该实施例中，接收的超声波信号的强度是否满足预设强度阈值，即将第二超声波信号的强度与第一预设强度阈值和第二预设强度阈值进行比较。

S25、根据步骤S23和S24的判断结果综合确定耳机的入耳状态。

在该实施例中，若第二超声波信号的频率逐渐变大，且第二超声波信号的强度超过第一预设强度阈值，则确定耳机处于入耳状态；否则，若第二超声波信号的频率逐渐小，且第二超声波信号的强度小于第二预设强度阈值，则判断耳机处于出耳状态。

可以理解的是，在本公开的实施例中，在入耳检测中事先通过运动传感器确定耳机的状态，在耳机的状态满足大幅移动的情况下再利用耳机中现有的麦克风和扬声器作为入耳检测的传感器设备，一方面，在耳机的运动状态满足条件的情况下才进行后续的入耳检测，减少了因不必要发射第一超声波信号带来的功率消耗；另一方面，使用现有的麦克风和扬声器作为入耳检测的传感器设备，而无需额外设置用于入耳检测的红外传感器也无需在耳机上开孔，因而能降低耳机成本。

图7是根据一示例性实施例示出的一种耳机入耳检测装置图。参照图7，应用于包括扬声器、麦克风以及运动传感器的耳机中，所述装置包括：

第一确定模块101，配置为通过所述运动传感器确定所述耳机的运动状态；

发射模块102，配置为若所述耳机的运动状态满足预设运动状态条件，通过所述扬声器发射第一超声波信号；

采集模块103，配置为通过所述麦克风采集基于所述第一超声波信号产生的第二超声波信号；

第二确定模块104，配置为根据所述第二超声波信号的频率变化趋势，确定所述耳机是否处于入耳状态。

在一些实施例中，所述第二确定模块104，还配置为若所述第二超声波信号的频率逐渐变大，且第一预设时长内所述第二超声波信号的频率变化后的值与所述第一超声波信号的频率之间的差异在预设差异范围内，确定所述耳机处于入耳状态；若所述第二超声波信号的频率逐渐变小，且第一预设时长内所述第二超声波信号的频率变化后的值与所述第一超声波信号的频率之间的差异大于预设频率阈值，确定所述耳机处于出耳状态。

在一些实施例中，所述第二确定模块104，还配置为根据所述第二超声波信号的频率变化趋势，以及所述第二超声波信号的强度，确定所述耳机是否处于入耳状态。

在一些实施例中，所述第二确定模块104，还配置为若所述第二超声波信号的频率变化趋势表征所述耳机处于入耳状态，以及所述第二超声波信号的强度大于或等于预设强度阈值，确定所述耳机处于入耳状态；若所述第二超声波信号的频率变化趋势表征所述耳机处于出耳状态，以及所述第二超声波信号的强度小于所述预设强度阈值，确定所述耳机处于出耳状态。

在一些实施例中，所述发射模块102，还配置为通过所述扬声器发射多个不同频率的第一超声波信号；

所述第二确定模块104，还配置为根据所述麦克风采集的多个不同频率的第二超声波信号的频率变化趋势，确定所述耳机是否处于入耳状态。

在一些实施例中，所述第二确定模块104，还配置为若所述麦克风采集的多个不同频率的第二超声波信号中，有满足预设第一个数阈值的第二超声波信号的频率变化趋势均表征所述耳机处于入耳状态，确定所述耳机处于所述入耳状态；若所述麦克风采集的多个不同频率的第二超声波信号中，有满足第二预设个数阈值的第二超声波信号的频率变化趋势均表征所述耳机处于出耳状态，确定所述耳机处于出耳状态。

在一些实施例中，所述第一确定模块101，还配置为通过所述运动传感器获取所述耳机的运动参数；若所述运动参数大于预设参数阈值，确定所述耳机的状态为满足所述预设运动状态条件的状态；其中，所述运动参数包括以下至少之一：

运动速度；

运动距离。

在一些实施例中，所述装置还包括：

第一控制模块105，配置为若所述耳机超过第二预设时长未处于所述入耳状态且所述耳机未检测到充电信号，控制所述耳机休眠或关机。

在一些实施例中，所述耳机包括第一耳机和第二耳机，所述装置还包括：

第二控制模块106，配置为若所述第一耳机超过第二预设时长未处于所述入耳状态且所述第二耳机处于所述入耳状态，控制所述第一耳机休眠并通过所述第二耳机接收或输出声音信号；或者，在通过所述第二耳机接收或输出音频信号时，若检测到所述第一耳机处于所述入耳状态，通过所述第一耳机和所述第二耳机共同接收或输出声音信号。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

图8是根据一示例性实施例示出的一种耳机的结构示意图。耳机内包括运动传感器201、扬声器202以及麦克风203；其中，

所述运动传感器201，设置于在所述耳机被佩戴时所述耳机中位于耳道外的位置；

所述扬声器202和所述麦克风203，设置于在所述耳机被佩戴时所述耳机中位于耳道内的位置。

在本公开实施例中，所述运动传感器201用于采集所述耳机的运动参数，所述扬声器202用于发射第一超声波信号，所述麦克风203用于采集第二超声波信号。

需要说明的是，图8仅示出本公开实施例中耳机结构的一种实现方式，在耳机具体结构设计中可以根据需要对运动传感器、扬声器以及麦克风的设置位置和/或数量进行调整。

本公开实施例还公开一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由耳机的处理器执行时，使得包括扬声器、麦克风以及运动传感器的耳机能够执行耳机入耳检测方法，所述方法包括：

通过所述运动传感器确定所述耳机的运动状态；

若所述耳机的运动状态满足预设运动状态条件，通过所述扬声器发射第一超声波信号；

通过所述麦克风采集基于所述第一超声波信号产生的第二超声波信号；

根据所述第二超声波信号的频率变化趋势，确定所述耳机是否处于入耳状态。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (20)

1.一种耳机入耳检测方法，其特征在于，应用于包括扬声器、麦克风以及运动传感器的耳机中，所述方法包括：

通过所述运动传感器确定所述耳机的运动状态；

若所述耳机的运动状态满足预设运动状态条件，通过所述扬声器发射第一超声波信号；

通过所述麦克风采集基于所述第一超声波信号产生的第二超声波信号；

根据所述第二超声波信号的频率变化趋势，确定所述耳机是否处于入耳状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二超声波信号的频率变化趋势，确定所述耳机是否处于入耳状态，包括：

若所述第二超声波信号的频率逐渐变大，且第一预设时长内所述第二超声波信号的频率变化后的值与所述第一超声波信号的频率之间的差异在预设差异范围内，确定所述耳机处于入耳状态；

若所述第二超声波信号的频率逐渐变小，且第一预设时长内所述第二超声波信号的频率变化后的值与所述第一超声波信号的频率之间的差异大于预设频率阈值，确定所述耳机处于出耳状态。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二超声波信号的频率变化趋势，确定所述耳机是否处于入耳状态，包括：

根据所述第二超声波信号的频率变化趋势，以及所述第二超声波信号的强度，确定所述耳机是否处于入耳状态。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二超声波信号的频率变化趋势，以及所述第二超声波信号的强度，确定所述耳机是否处于入耳状态，包括：

若所述第二超声波信号的频率变化趋势表征所述耳机处于入耳状态，以及所述第二超声波信号的强度大于或等于第一预设强度阈值，确定所述耳机处于入耳状态；

若所述第二超声波信号的频率变化趋势表征所述耳机处于出耳状态，以及所述第二超声波信号的强度小于第二预设强度阈值，确定所述耳机处于出耳状态。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述扬声器发射第一超声波信号，包括：

通过所述扬声器发射多个不同频率的第一超声波信号；

所述根据所述第二超声波信号的频率变化趋势，确定所述耳机是否处于入耳状态，包括：

根据所述麦克风采集的多个不同频率的第二超声波信号的频率变化趋势，确定所述耳机是否处于入耳状态。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述麦克风采集的多个第二超声波信号的频率变化趋势，确定所述耳机是否处于入耳状态，包括：

若所述麦克风采集的多个不同频率的第二超声波信号中，有满足第一预设个数阈值的第二超声波信号的频率变化趋势均表征所述耳机处于入耳状态，确定所述耳机处于入耳状态；

若所述麦克风采集的多个不同频率的第二超声波信号中，有满足第二预设个数阈值的第二超声波信号的频率变化趋势均表征所述耳机处于出耳状态，确定所述耳机处于出耳状态。

7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述通过所述运动传感器确定所述耳机的状态，包括：

通过所述运动传感器获取所述耳机的运动参数；

若所述运动参数大于预设参数阈值，确定所述耳机的状态为满足所述预设运动状态条件的状态；其中，所述运动参数包括以下至少之一：

运动速度；

运动距离。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述耳机超过第二预设时长未处于所述入耳状态且所述耳机未检测到充电信号，控制所述耳机休眠或关机。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述耳机包括第一耳机和第二耳机，所述方法还包括：

若所述第一耳机超过第二预设时长未处于所述入耳状态且所述第二耳机处于所述入耳状态，控制所述第一耳机休眠并通过所述第二耳机接收或输出声音信号；或者，

在通过所述第二耳机接收或输出音频信号时，若检测到所述第一耳机处于所述入耳状态，通过所述第一耳机和所述第二耳机共同接收或输出声音信号。

10.一种耳机入耳检测装置，其特征在于，应用于包括扬声器、麦克风以及运动传感器的耳机中，所述装置包括：

第一确定模块，配置为通过所述运动传感器确定所述耳机的运动状态；

发射模块，配置为若所述耳机的运动状态满足预设运动状态条件，通过所述扬声器发射第一超声波信号；

采集模块，配置为通过所述麦克风采集基于所述第一超声波信号产生的第二超声波信号；

第二确定模块，配置为根据所述第二超声波信号的频率变化趋势，确定所述耳机是否处于入耳状态。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，

所述第二确定模块，还配置为若所述第二超声波信号的频率逐渐变大，且第一预设时长内所述第二超声波信号的频率变化后的值与所述第一超声波信号的频率之间的差异在预设差异范围内，确定所述耳机处于入耳状态；若所述第二超声波信号的频率逐渐变小，且第一预设时长内所述第二超声波信号的频率变化后的值与所述第一超声波信号的频率之间的差异大于预设频率阈值，确定所述耳机处于出耳状态。

12.根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于，

所述第二确定模块，还配置为根据所述第二超声波信号的频率变化趋势，以及所述第二超声波信号的强度，确定所述耳机是否处于入耳状态。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，

所述第二确定模块，还配置为若所述第二超声波信号的频率变化趋势表征所述耳机处于入耳状态，以及所述第二超声波信号的强度大于或等于第一预设强度阈值，确定所述耳机处于入耳状态；若所述第二超声波信号的频率变化趋势表征所述耳机处于出耳状态，以及所述第二超声波信号的强度小于第二预设强度阈值，确定所述耳机处于出耳状态。

14.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，

所述发射模块，还配置为通过所述扬声器发射多个不同频率的第一超声波信号；

所述第二确定模块，还配置为根据所述麦克风采集的多个不同频率的第二超声波信号的频率变化趋势，确定所述耳机是否处于入耳状态。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，

所述第二确定模块，还配置为若所述麦克风采集的多个不同频率的第二超声波信号中，有满足第一预设个数阈值的第二超声波信号的频率变化趋势均表征所述耳机处于入耳状态，确定所述耳机将处于入耳状态；若所述麦克风采集的多个不同频率的第二超声波信号中，有满足第二预设个数阈值的第二超声波信号的频率变化趋势均表征所述耳机处于出耳状态，确定所述耳机处于出耳状态。

16.根据权利要求10所述装置，其特征在于，

所述第一确定模块，还配置为通过所述运动传感器获取所述耳机的运动参数；若所述运动参数大于预设参数阈值，确定所述耳机的状态为满足所述预设运动状态条件的状态；其中，所述运动参数包括以下至少之一：

运动速度；

运动距离。

17.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第一控制模块，配置为若所述耳机超过第二预设时长未处于所述入耳状态且所述耳机未检测到充电信号，控制所述耳机休眠或关机。

18.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述耳机包括第一耳机和第二耳机，所述装置还包括：

第二控制模块，配置为若所述第一耳机超过第二预设时长未处于所述入耳状态且所述第二耳机处于所述入耳状态，控制所述第一耳机休眠并通过所述第二耳机接收或输出声音信号；或者，在通过所述第二耳机接收或输出音频信号时，若检测到所述第一耳机处于所述入耳状态，通过所述第一耳机和所述第二耳机共同接收或输出声音信号。

19.一种耳机，其特征在于，包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为执行如权利要求1至9中任一项所述的耳机入耳检测方法。

20.一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由耳机的处理器执行时，使得耳机能够执行如权利要求1至9中任一项所述的耳机入耳检测方法。

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