CN116112839A - 无线耳机的切换控制方法、系统及无线耳机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种无线耳机的切换控制方法、系统及无线耳机。该无线耳机包括耳外麦克风、透传模块、主动降噪模块和助听模块，切换控制方法包括：获取由耳外麦克风采集到的耳外音频信号；对耳外音频信号中的语音内容进行关键字识别和/或说话者身份识别，并且获取耳外音频信号的信噪比和/或信号强度；以及基于识别结果，判定无线耳机是否切换为使主动降噪模块处于关闭状态，并且基于信噪比和/或信号强度，判定使得无线耳机切换为开启透传模块或助听模块。通过该切换控制方法，使得用户在佩戴具有主动降噪功能的耳机时，能够不错过他人和其打招呼或周围与其相关联的话语等有用信息，从而提高用户的耳机佩戴体验。

Description

无线耳机的切换控制方法、系统及无线耳机

本申请是基于申请号为202310103038.0，申请日为2023年01月30日，发明名称为“无线耳机的切换控制方法、系统及无线耳机”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本申请涉及耳机领域，更具体地，涉及一种无线耳机的切换控制方法、系统及无线耳机。

背景技术

随着社会进步和人民生活水平的提高，真无线耳机已成为人们必不可少的生活用品。带有主动降噪(ANC)功能的无线耳机能够使得用户在机场、地铁、飞机、餐厅等各种嘈杂环境下享受到舒适的降噪体验，其越来越多地受到市场和客户的广泛认可。其原理是通过耳机主动发出相位相反的声波来抵消耳内残留噪声(前馈方式)或者在声音通路上加上反馈的声学通路(反馈方式)来减少耳朵听到的噪音。另外，在某些需要接收外界语音或外界环境噪声等信号的场景下，耳机需要具有透传功能，使得耳机佩带者能更好地接收外界语音或外界环境噪声或外界各种警报声等。另外，对于有些听力受损人群，还需要耳机同时具备助听(PSAP，Personal Sound Amplification Product)功能。

然而，在室内，比如在家里，当用户佩戴耳机时，耳机的物理遮挡本身会阻挡用户收听外界包括环境声在内的各种声音，会对包括环境声在内的各种声音起衰减作用。当用户开启主动降噪功能时，耳外的声音包括周围人与其说话的声音也会被抑制，特别是当用户在播放音乐等音频时，更容易错过外界有用的打招呼等有用的语音信号。

发明内容

提供了本申请以解决现有技术中存在的上述问题。

本申请的第一方案提供了一种无线耳机的切换控制方法，所述无线耳机包括耳外麦克风、透传模块和主动降噪模块，所述切换控制方法包括：获取由所述耳外麦克风采集到的耳外音频信号；对所述耳外音频信号中的语音内容进行关键字识别和/或说话者身份识别；以及基于识别结果，使得所述无线耳机切换为开启所述透传模块或所述主动降噪模块。

本申请通过对采集到的耳外音频信号进行关键字识别和/或说话者身份识别，并根据识别结果，判定无线耳机切换为开启透传模块或主动降噪模块。通过这种方式，使得用户在佩戴主动降噪耳机时，能够不错过他人与其打招呼或周围与其相关联的话语等有用信息，从而提高用户的耳机佩戴体验。

本申请的第二方案提供了一种无线耳机的切换控制系统，所述切换控制系统包括：透传模块，其被配置为执行所述无线耳机的透传处理；主动降噪模块，其被配置执行所述无线耳机的主动降噪处理；以及处理器，其被配置为执行根据本申请第一方案各个实施例所提供的切换控制方法。

本申请的第三方案提供了另一种无线耳机的切换控制方法，所述无线耳机包括耳外麦克风、透传模块、主动降噪模块和助听模块，所述切换控制方法包括：获取由所述耳外麦克风采集到的耳外音频信号；对所述耳外音频信号中的语音内容进行关键字识别和/或说话者身份识别，并且获取所述耳外音频信号的信噪比和/或信号强度；以及基于识别结果，判定所述无线耳机是否切换为使所述主动降噪模块处于关闭状态，并且基于所述信噪比和/或所述信号强度，判定使得所述无线耳机切换为开启所述透传模块或所述助听模块。

本申请通过对采集到的耳外音频信号进行关键字识别和说话者身份识别，并且获取耳外音频信号的信噪比和/或信号强度，并根据识别结果，判定无线耳机切的主动降噪模块是否处于关闭状态，并且根据信噪比和/或信号强度判定开启透传模块还是助听模块。通过这种方式，使得用户在佩戴具有主动降噪和助听功能的耳机时，能够不错过他人与其打招呼或周围与其相关联的话语等有用信息，并根据外界语音的信号质量或强度等，恰当地确定是否需要开启助听模块，从而在尽可能降低耳机处理负荷的情况下，提高用户的耳机佩戴体验。

本申请的第四方案提供了另一种无线耳机的切换控制系统，所述切换控制系统包括：透传模块，其被配置为执行所述无线耳机的透传处理；主动降噪模块，其被配置为执行所述无线耳机的主动降噪处理；助听模块，其被配置为执行所述无线耳机的助听处理；以及处理器，其被配置为执行根据本申请第三方案各个实施例所提供的切换控制方法。

本申请的第五方案提供了一种无线耳机，所述无线耳机包括根据第二方案或第四方案的切换控制系统。

通过根据本申请各个实施例所提供的无线耳机的切换控制方法、系统以及无线耳机，使得用户在佩戴主动降噪耳机时，当外界有人跟其说话或者打招呼时，能够自动地将耳机的工作模式切换为透传模式或助听模式，从而帮助其听到说话或者打招呼的内容，提高用户的耳机佩戴体验。

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。在适当的时候，在所有附图中使用相同的附图标记指代同一或相似的部分。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示出了根据本申请实施例的主动降噪模块的工作原理示意图；

图2示出了根据本申请实施例的透传模块的工作原理示意图；

图3示出了根据本申请实施例的助听模块的工作原理示意图；

图4示出了根据本申请实施例的无线耳机的切换控制方法的流程图；

图5示出了根据本申请实施例的切换控制系统的配置的框图；

图6示出了根据本申请另一实施例的无线耳机的切换控制方法的流程图；以及

图7示出了根据本申请另一实施例的无线耳机的切换控制系统的配置的框图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作详细说明。下面结合附图和具体实施例对本申请的实施例作进一步详细描述，但不作为对本申请的限定。

本申请中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。本申请附图中用箭头示出的各个步骤的顺序仅仅作为示例，并不意味着各个步骤一定要以箭头所示顺序来执行。如果没有特别指出，各个步骤可以合并处理或调换执行顺序，以与箭头所示不同的顺序来执行，只要不影响各个步骤的逻辑关系即可。

在本文中，无线耳机可以包括入耳式耳机和半入耳式耳机的任一种。该无线耳机可以至少包括耳外麦克风、扬声器和切换控制系统200。

在一个实施例中，该切换控制系统200包括主动降噪模块210和透传模块220，如图5所示。该主动降噪模块210的前馈主动降噪滤波器的输入来自于前馈麦克风采集的音频信号，前馈主动降噪滤波器的输出最后输出到扬声器；透传模块220的前馈透传滤波器的输入来自于前馈麦克风采集的音频信号，前馈透传滤波器的输出最后输出到扬声器；无线耳机通过无线连接接收另一个无线设备的无线音频信号，并通过扬声器播放。该耳外麦克风则可以采集耳外音频信号。

首先，将结合图1-图2分别描述本申请实施例提供的无线耳机中包括的主动降噪模块210和透传模块220的工作原理，其中，该主动降噪模块210被配置为对无线耳机进行主动降噪控制，该透传模块220被配置为对无线耳机进行透传控制。

图1示出了根据本申请实施例的无线耳机的主动降噪模块的工作原理示意图。如图1所示，在主动降噪模块210中，耳机通过前馈路径和反馈路径来实现主动降噪过程。在一些实施例中，在前馈路径上，前馈麦克风101a在耳机外侧采集环境噪声，前馈麦克风101a采集到的环境噪声除周围环境产生的噪声外，还可以包括耳机扬声器107播放音频信号时，漏到周围环境的音频分量，该部分音频分量作为环境噪声的一部分。将采集到的环境噪声通过模拟增益102a的增益处理以及第一模数转换器103a的模数转换处理后，被传输至第一低通及下采样滤波器104a。第一低通及下采样滤波器104a能够降低滤波器采样率，从而降低功耗并减少滤波器阶数，进而减小降噪芯片的面积以及降低成本。随后，由前馈主动降噪滤波器111对经过第一低通及下采样滤波器104a的环境噪声信号进行滤波，以对前馈麦克风101a采集到的环境噪声进行降噪处理。经降噪处理后的环境信号被传输至加法器109，随后经数模转换器106的数模转换处理后，由扬声器107播放。扬声器107播放出的经前馈滤波的环境噪声与到达耳内的环境噪声产生空中对消以实现降噪。

对于主动降噪模块210，前馈麦克风101a采集的耳外音频信号，经前馈主动降噪滤波器111，最后通过扬声器107播放，产生与耳内外界传入声反相或近似反相的音频信号，以期与耳内外界传入声能相互抵消。因此，前馈麦克风101a采集的耳外音频信号要经过极低的时延就通过扬声器107播放出去，否则难以产生反相信号，达到较好的主动降噪效果。这个极低的时延，在几微秒，十几微秒量级，不超过几十微秒。本申请中，从前馈麦克风101a采集的耳外音频信号，到前馈主动降噪滤波器111，到最后音频信号由扬声器107播放，整个过程由硬件模块实现，因此能实现极低的时延。

在一些实施例中，在反馈路径上，反馈麦克风101b在耳机内侧靠近耳道的位置上采集耳内噪声，耳内噪声包括播放音频信号时产生的音频回声信号以及空中对消后的耳内残留信号。将采集到的耳内噪声通过模拟增益102b的增益处理以及第二模数转换器103b的模数转换处理后，被传输至第二低通及下采样滤波器104b。第二低通及下采样滤波器104b能够降低滤波器采样率，从而降低功耗并减少滤波器阶数，进而减小降噪芯片的面积以及降低成本。随后，经过第二低通及下采样滤波器104b的耳内噪声信号被传输至加法器110。待播音频信号105为要被传输至扬声器107播放的音频信号，一方面其被传输至加法器109，经数模转换器106的数模转换处理后，由扬声器107播放；另一方面其被传输至回声滤波器113，回声滤波器113用于抵消待播音频信号105经扬声器107播放后产生的音频回声信号，随后经回声滤波器113滤波的待播音频信号105被送入加法器110。加法器110整合经第二低通及下采样滤波器104b处理后的耳内噪声以及经回声滤波器113处理后的音频信号，这样反馈路径上的噪声信号将不再受音频回声信号的影响。加法器110随后将整合后的噪声信号传输至反馈主动降噪滤波器112进行滤波以实现反馈降噪。反馈滤波后的噪声信号经限幅器108后，被传输至加法器109，经数模转换器106的数模转换处理后，由扬声器107播放。

以上为基于本申请实施例的耳机进行主动降噪的工作原理，通过分别对前馈路径和反馈路径上的噪声进行滤波，再在扬声器上播放，能够实现耳机的主动降噪功能，提高耳机的降噪效果，以及提升用户的听音体验。在本申请的一些实施例中，在主动降噪模块210中，耳机通过前馈路径实现主动降噪功能。

图2示出了根据本申请实施例的无线耳机的透传模块的工作原理示意图。如图2所示，在透传模块220中，耳机通过前馈路径和反馈路径来实现透传过程。在一些实施例中，在前馈路径上，耳机的前馈麦克风101a在耳机外侧采集环境声。将采集到的环境声通过模拟增益102a的增益处理以及第一模数转换器103a的模数转换处理后，被传输至第一低通及下采样滤波器104a。第一低通及下采样滤波器104a能够降低滤波器采样率，从而降低功耗并减少滤波器阶数，进而减小芯片面积以降低成本。随后，由前馈透传滤波器114对经过第一低通及下采样滤波器104a的环境声信号进行滤波，以对前馈麦克风101a采集到的环境声进行模拟。经透传处理后的环境信号被传输至加法器109，随后经数模转换器106的数模转换处理后，由扬声器107播放。经扬声器107播放的经透传滤波的环境声近似用户未佩戴耳机时的外界环境声。

对于透传模块220，其目的是，使用户在耳内听到的环境声与没有佩戴耳机时尽可能一致，这样使得耳机尽可能少得影响用户收听环境声，有利于用户与其他人之间在同一物理空间正常的语音交流。为了取得尽可能自然的声音，在本申请中，透传模块220与主动降噪模块210类似，前馈麦克风101a采集的耳外音频信号要经过极低的时延就通过扬声器107播放出去。这个极低的时延，在几微秒，十几微秒量级，不超过几十微秒。这样，使得耳外音频信号在物理上通过耳机传到耳道内部，跟前馈麦克风101a采集的耳外音频信号要经过透传模块通过扬声器107在耳道内播放，两者的时延相差很少，提高了用户听感体验。本申请中，从前馈麦克风101a采集的耳外音频信号，到前馈透传滤波器114，到最后音频信号由扬声器107播放，整个过程由硬件模块实现，因此能实现极低的时延。

在一些实施例中，在反馈路径上，耳机的反馈麦克风101b在耳机内侧靠近耳道的位置上采集耳内噪声，耳内噪声包括播放音频信号时产生的音频回声信号以及空中对消后的残留信号。将采集到的耳内噪声通过模拟增益102b的增益处理以及第二模数转换器103b的模数转换处理后，被传输至第二低通及下采样滤波器104b。第二低通及下采样滤波器104b能够降低滤波器采样率，从而降低功耗并减少滤波器阶数，进而减小芯片面积以降低成本。随后，经过第二低通及下采样滤波器104b的耳内噪声信号被传输至加法器110。待播音频信号105为要被传输至扬声器107进行播放的音频信号，一方面其被传输至加法器109，经数模转换器106的数模转换处理后，由扬声器107播放；另一方面其被传输至回声滤波器113，回声滤波器113用于抵消待播音频信号105经扬声器107播放后产生的音频回声信号，随后经回声滤波器113滤波的待播音频信号105被送入加法器110。加法器110整合经第二低通及下采样滤波器104b处理后的耳内噪声以及经回声滤波器113处理后的音频信号，这样反馈路径上的噪声信号将不再受音频回声信号的影响。加法器110随后将整合后的噪声信号传输至反馈透传滤波器115进行滤波以实现反馈降噪。反馈滤波后的噪声信号，例如可经限幅器108后，被传输至加法器109，经数模转换器106的数模转换处理后，由扬声器107播放。在一些实施例中，数模转换器106包括上采样和滤波电路，以使数模转换处理工作在较高频率上；例如，当加法器109工作在384kHz时，数模转换器106的数模转换处理工作在384*64＝24.576MHz上。

以上为基于本申请实施例的对耳机进行透传的工作原理，通过分别对前馈路径上的环境声进行模拟和对反馈路径上的噪声进行滤波，能够实现耳机的透传功能，提高耳机的听音效果。在本申请的一些实施例中，在透传模块220中，耳机通过前馈路径实现透传过程。

在本申请的另一个实施例中，如图7所示，该切换控制系统200也可以包括主动降噪模块210、透传模块220和助听模块230，如图7所示。上文已经结合图1和图2对主动降噪模块210和透传模块220的配置和工作原理进行了详细的描述，这里将不再赘述。而本实施例中的助听模块230的输入来自于前馈麦克风和/或耳外麦克风采集的音频信号，助听模块230的输出最后输出到扬声器。

图3示出了根据本申请实施例的无线耳机的助听模块230的工作原理示意图。该助听模块230能帮助听力受损的人群，也能让听力正常人群在一些场合使用。该助听模块230对耳外麦克风采集的耳外音频信号一般有一个较大的放大，最后由扬声器107播放出来。因此，往往需要对耳外麦克风采集的耳外音频信号做一些语音降噪处理，改善用户的听感。

具体地，如图3所示，x(n)表示输入音频信号，y(n)表示输出音频信号，Gain为增益，DRC为动态压缩器，Limiter为限幅器。采集的输入音频信号x(n)被送入PSAP系统，分析滤波器组231把输入音频信号x(n)分成多个频段，合成滤波器组232把多个频段的音频信号合成一路音频信号，生成输出音频信号y(n)，由扬声器输出。在一些实施例，可以利用gammatone滤波器，也可以利用多组crossover滤波器来实现分析滤波器组231、合成滤波器组232。

助听模块230还可以包括基于各种语音降噪方法的降噪功能，其中包括利用多个麦克风(可以是多个前馈麦克风，也可以包括通话麦克风)的波束成形、基于谱相减的语音降噪方法、基于信号子空间的语音降噪方法以及基于神经网络的语音降噪方法。这些语音降噪处理使得助听模块230有较大的时延，一般时延在1ms以上，甚至3ms、5ms、10ms等。助听模块230利用至少一个麦克风采集的语音信号，再经过语音降噪处理(该语音降噪处理与主动降噪模块210中的主动降噪处理为不同的处理)，最后通过扬声器播放出去。

而本申请中的主动降噪模块210、透传模块220不具有语音降噪功能，相反是保留原有的语音，甚至环境声，最后通过扬声器播放出去。

此外，助听模块230对耳外音频信号一般有一个较大的放大，因此虽然有部分耳外音频以声音形式物理地透过耳机，比经助听模块230播放的音频信号提前到达耳内，但如果应用于耳外语音信号幅度较低或信噪比较低的场景，给用户带来的不良体验较小，使得用户能更好地听到耳外音频，尤其是耳外语音。

在本申请的无线耳机中，主动降噪模块210和透传模块220被配置为共享多个耳机元件，例如前馈麦克风101a、反馈麦克风101b和回声滤波器113等，在切换至相应的模块后，该模块包含的元件则相应地被连接起来。当然，在一些实施例中，主动降噪模块210和透传模块220可以具有各自独立的元件以使得这两个模块相互独立，本申请在此不作特别限制。

在一些实施例中，麦克风可以是数字麦克风，此时，图1中的模拟增益、第一模数转换器就不需要。此外，前馈主动降噪滤波器、反馈主动降噪滤波器、前馈透传滤波器、反馈透传滤波器可以是自适应或者固定滤波器，其可以是IIR结构，也可以是FIR结构，也可以是IIR和FIR两者混合的滤波器结构。

另外，在主动降噪模块和/或透传模块的回声滤波器中，简单起见，图中去掉了自适应部分，当然也不排除回声滤波器由自适应算法得到。

如图4和图6所示，本申请提供了无线耳机的切换控制方法400的示意性流程图。

在切换控制系统200包括主动降噪模块210和透传模块220的实施例(图5)中，如图4所示，该切换控制方法400包括：

S410，获取由所述耳外麦克风采集到的耳外音频信号；

S420，对所述耳外音频信号中的语音内容进行关键字识别和/或说话者身份识别；以及

S430，基于识别结果，使得所述无线耳机切换为开启所述透传模块或所述主动降噪模块。

接下来，将结合上述步骤S410-S430详细描述本申请提供的切换控制方法400的具体过程。应理解，上述步骤S410-S430均应当是在用户正在佩戴着无线耳机的情况下被执行。

在步骤S410中，耳外麦克风可以被提供为无线耳机的部件，以便采集耳外音频信号，并将采集到的耳外音频信号传输到处理器240(如图6所示)。例如，该耳外音频信号为用户佩戴该无线耳机时，由外人对其说的话或者打招呼的语音内容，并且可能也包含用户所处物理空间中任何的环境声等。

处理器240在接收到来自耳外麦克风的耳外音频信号之后，在步骤S420中，即对该耳外音频信号中的语音内容进行关键字识别和/或说话者身份识别。在这里，“语音内容”是指与人类的说话相关的内容。

在该实施例中，一方面，“关键字识别”是检测并判定语音内容中是否包括预定关键字的处理，其中，预定关键字根据用户的不同而不同，并且可以由用户提前预设，例如用户的名字、常用称呼、口号等，也可以根据用户的家庭成员情况及用户在家里的角色来确定，比如用户1可以有关键字“爸爸”，用户2可以有关键字“妈妈”等等。在预设预定关键字之后，可以将其写入无线耳机的存储模块(未示出)；处理器240在对语音内容进行关键字识别时，首先检测并提取语音内容中的关键字，并将其与存储模块中的预定关键字进行比较，如果存在匹配的关键字，则判定该语音内容是用户需要或者有兴趣听的内容。

另一方面，“说话者身份识别”是检测并判定语音内容的说话者是否属于预定说话者群组的处理，该预定说话者群组可以由用户进行预设，例如该预定说话者群组中包括家人以及同事和朋友等，并将群组中的每一个人的语音或语音的特征量预先存入该无线耳机的存储模块。处理器240在对语音内容进行说话者身份识别时，首先检测并提取该语音内容的语音特征量，并将其与存储模块中的预定的语音特征量进行比较，如果存在匹配的语音特征量，则判定该语音内容是用户需要或者有兴趣听的内容。

应理解，现有技术中的任意的语音识别技术均可以用来指定对语音内容的检测和识别，本申请在此不做赘述。

在一个实施例中，该处理器240可以对语音内容进行关键字识别和说话者身份识别中的其中一个处理，即关键字识别和说话者身份识别任意一者成功识别，就启动切换，从而避免误判(本应切换而没有切换)的情况发生，同时可以降低该无线耳机的功耗。在优选实施例中，也可以是关键字识别和说话者身份识别二者都进行，即二者都成功识别，才启动切换，这样可以提高对语音内容的识别精度，从而避免误判(本不应切换而启动切换)的情况发生。

在步骤S430中，处理器240基于步骤S420中的识别结果，使得该无线耳机切换为开启透传模块220或主动降噪模块210。

在一些实施例中，在无线耳机的主动降噪模块210开启(比如前馈主动降噪滤波器111打开)的状态下，在识别到预定关键字和/或识别到说话者属于预定说话者群组时，则意味着该语音内容为用户需要或者有兴趣听的内容，则处理器240启动切换，关闭主动降噪模块210(比如关闭前馈主动降噪滤波器111)并打开透传模块220(打开前馈透传滤波器114)；而在主动降噪模块210关闭(前馈主动降噪滤波器111关闭)的状态下，在识别到预定关键字和/或识别到说话者属于预定说话者群组时，则处理器保持主动降噪模块210关闭(前馈主动降噪滤波器111关闭)且打开透传模块220(打开前馈透传滤波器114)。

例如，处理器240在耳外音频信号的语音内容中识别出关键字“爸爸”，这与存储模块中存储的预定关键字之一匹配，则判定该语音内容为与用户相关的内容，则启动切换：在最初用户开启了无线耳机的主动降噪模式的情况下，关闭主动降噪模式，并切换为透传模式；而最初用户并没有开启无线耳机的主动降噪模式的情况下，保持主动降噪模式关闭，并切换为透传模式。或者，处理器240从语音内容识别出其来自预定说话者群组中的其中一个成员时，则判定该说话者是与用户相关联并且预设的说话者之一(如用户的孩子)启动与上述相同的切换。或者，处理器240在耳外音频信号的语音内容中识别出关键字“爸爸”并且从语音内容识别出其来自预定说话者群组中的其中一个成员时，则更加确定用户需要或有兴趣与该说话者对话，则启动上述切换，这样可以避免误判的情况发生。

在一个实施例中，在无线耳机中正在通过扬声器107播放来自另一设备的无线音频信号(该信号是无线耳机通过无线传输得到，是音频信号，例如音乐或其他音频)时，在由处理器240切换打开透传模块220的同时，切断(停止播放)无线音频信号或减弱(减小播放音量)无线音频信号。这样在透传模式下，只收听耳外的声音，而不会受到或少受播放的无线音频信号的干扰。应理解，这里的无线设备可以是手机、平板电脑、台式电脑、路由器等。无线设备与耳机之间可以通过蓝牙、WiFi等进行无线通信。无线设备可以从远端服务器获取无线音频信号。

在一个优选的实施例中，在所述无线耳机开启所述主动降噪模块210的情况下获取耳外音频信号的信号强度的代表值作为第一阈值，并且在该耳外音频信号的信号强度大于或等于第一阈值的情况下，基于所述识别结果，使得所述无线耳机切换为开启所述透传模块。换句话说，该无线耳机并非在任意时候对检测到的耳外音频信号的语音内容识别到预定关键字和/或识别到说话者属于预定说话者群组时，都会启动切换，而是另外需要该耳外音频信号的信号强度超过阈值强度以后，才会启动切换，其中，“超过阈值强度”说明说话者可能是正对着用户说话以试图建立对话的情况，或者说话者离用户很近，或者说话者说话声音很大等，这就避免了由说话者无意地小声说话或者自言自语导致的误判引发的启动切换，避免或减少对用户的干扰，同时降低了该无线耳机的功耗。

在切换控制系统200包括主动降噪模块210、透传模块220和助听模块230的另一个实施例(图7)中，如图6所示，该切换控制方法400还可以包括：

S410，获取由所述耳外麦克风采集到的耳外音频信号；

S440，对所述耳外音频信号中的语音内容进行关键字识别和/或说话者身份识别，并且获取所述耳外音频信号的信噪比和/或信号强度；以及

S450，基于识别结果，判定所述无线耳机是否切换为使所述主动降噪模块处于关闭状态，并且基于所述信噪比和/或所述信号强度，判定使得所述无线耳机切换为开启所述透传模块或所述助听模块。

上文已经针对S410进行了详细描述，在此不做赘述。

S440相较于前述S420的区别在于，处理器240除了对S410中由耳外麦克风采集到的耳外音频信号中的语音内容进行关键字识别和/或说话者身份识别之外，还需要获取耳外音频信号的信噪比和/或信号强度。

在S450中，基于S440中确定的关键字识别和/或说话者身份识别结果，识别结果，处理器240判定无线耳机是否切换为使主动降噪模块210处于关闭状态，并且处理器240基于获取的信噪比和/或信号强度，判定使得无线耳机切换为开启所述透传模块220还是所述助听模块230。

具体地，在针对语音内容的关键字识别和/或说话者身份识别中，如果处理器240识别出了预定关键字和/或识别出说话者属于预定说话者群组，则判定该语音内容为用户需要或者有兴趣的内容，则使得所述无线耳机切换为使所述主动降噪模块210处于所述关闭状态：如果此时主动降噪模块210处于开启状态(前馈主动降噪滤波器111打开)，则关闭主动降噪模块210(关闭前馈主动降噪滤波器111)，而如果此时主动降噪模块210处于关闭状态(前馈主动降噪滤波器111关闭)，则保持主动降噪模块210关闭(保持前馈主动降噪滤波器111关闭)。如果没有识别出预定关键字和/或识别出说话者不属于预定说话者群组，则不作处理(具体地，在仅配置有关键字识别处理的实施例中，如果没有识别出预定关键字，则不启动切换；在仅配置有说话者身份识别处理的实施例中，如果识别出说话者不属于预定说话者群组，则不启动切换；在配置有关键字识别和说话者身份识别两种处理的实施例中，如果没有识别出预定关键字并且识别出说话者不属于预定说话者群组，则不启动切换)。

同样，在优选的实施例中，在所述无线耳机开启所述主动降噪模块210的情况下获取耳外音频信号的信号强度的代表值作为第一阈值，并且在该耳外音频信号的信号强度大于或等于第一阈值的情况下，基于所述识别结果，使得所述无线耳机切换为保持主动降噪模块210处于关闭状态。

另外，在优选实施例中，在处理器240使得无线耳机切换为主动降噪模块210处于关闭状态的情况下，同时根据获取的耳外音频信号的信噪比和/或信号强度是否超过各自的阈值，来判定需要开启透传模块还是助听模块。

具体地，当所述信噪比大于或等于第二阈值和/或所述信号强度大于或等于第三阈值时，使得所述无线耳机切换为开启所述透传模块220(打开前馈透传滤波器114)；并且当所述信噪比小于所述第二阈值和/或所述信号强度小于所述第三阈值时，使得所述无线耳机切换为开启所述助听模块230。通过这种方式，综合了透传模式和助听模式的优点，改善了用户体验，即在助听模式下，使得对于较远或较弱或信噪比较差的语音信号，用户也能清楚听到，而对于较近或信号强度较大或者信噪比较好的语音信号，在透传模式下，使语音信号有较小的时延，减少受到无线耳机从物理空间穿过耳道内的外界音频信号的干扰。

在这里，打开透传模块220是通过打开前馈透传滤波器114的方式进行的，即打开前馈透传滤波器114就意味着打开透传模块220。然而，在一些实施例中，此时反馈通道(即反馈透传滤波器115)可以打开，而在另一些实施例中，此时反馈通道(即反馈透传滤波器115)可以关闭。类似地，打开主动降噪模块210是通过打开前馈主动降噪滤波器111的方式进行的，即打开前馈主动降噪滤波器111就意味着打开主动降噪模块210。然而，在一些实施例中，此时反馈通道(即反馈主动降噪滤波器112)可以打开，而在另一些实施例中，此时反馈通道(即反馈主动降噪滤波器112)可以关闭。

在一个实施例中，还可以限定该无线耳机执行模式切换的场所，即当用户在预定场所佩戴所述无线耳机且所述无线耳机启用时，获取由所述耳外麦克风采集到的所述耳外音频信号并进行关键字识别和/或说话者身份识别，这同样可以避免由于用户身处非目标场所的情况下启动切换的情况，减少了由于误判引起的切换，同样降低了该无线耳机的功耗。具体地，该方法400还包括判定佩戴该无线耳机的用户是否位于预定场所，如果判定不位于预定场所，则处理器240的切换处理被禁用；反之，如果判定用户位于预定场所，则处理器240获取由耳外麦克风采集到的耳外音频信号并进行关键字识别和/或说话者身份识别，基于此，决定要不要切换。该预定场所可以是由用户预设的任意场所，例如家里或者办公室，并将预设的场所写入耳机的存储模块中。

可选地，用户的智能设备(例如手机)可以通过诸如定位系统(如GPS)获取的位置信息，并通过智能设备与无线耳机之间的无线通信(如蓝牙、Wi-Fi)将该位置信息发送给无线耳机的处理器240，处理器240在接收到该位置信息之后，可以基于该位置信息判定用户是否位于预定场所。在这里应理解的是，由于用户正佩戴着该无线耳机，因此，用户的智能设备的位置信息就等同于该无线耳机的位置信息，即两者基本处于同一周边环境中，如家里或者办公室。

在该实施例中，用户在预设预定场所时，可以使用同样的定位手段将预设场所(如家里或者办公室)的位置以定位地址(坐标)的形式存入存储模块中。

由于很多场所，例如家里或者办公室，经常有一些无线装置(例如智能电视、智能冰箱、智能扫地机器人等)具有一些短距离无线通信设备(如WiFi、蓝牙等)，它们对应唯一且固定的MAC地址，并且不随用户的移动而移动。因此，可选地，处理器240可以通过确定无线耳机所连接的无线装置的MAC地址来判定该无线耳机是否位于预定场所。预定场所的无线装置的MAC地址可以由用户预先存储在无线耳机的存储模块中。当用户位于预定场所时，其所佩戴的无线耳机与该场所内的无线装置连接，从而确定所连接的无线装置的MAC地址，并与预先存储的MAC地址比较，如果匹配成功，则说明用户位于预定场所内。

优选地，针对不同的预定场所，存储模块中所存储的预定关键字和/或说话者群组的成员可以不同。例如，针对预定场所为家里的情况，可以预设关键字为“爸爸”、“妈妈”等，说话者群组的成员可以包括儿子、女儿、爸爸、妈妈等；而针对预定场所为办公室的情况，可以预设关键字为“王总”、“主管”等，预定说话者群组成员可以包括小王、小李等。

因此，通过将无线耳机的切换控制限制在预定场所内，可以避免在非预定场所内用户受到外界声音的干扰而引起误切换，提高了用户体验，同时可以降低无线耳机的功耗。

在本申请的实施例中，耳外麦克风与图1、图2中的前馈麦克风101a可以是同一麦克风，前馈麦克风101a采集的音频信号即为耳外音频信号。前馈麦克风101a也可以是多个麦克风组成的一组麦克风。前馈麦克风101a一般都在耳外位置，可以用来采集耳外的环境声。耳外麦克风可以是与前馈麦克风101a同一麦克风，也可以包括其它耳外的麦克风，比如耳机可能还有其它的通话麦克风，也可以作为耳外麦克风或者耳外麦克风的一部分。或者，在一些实施例中，耳外麦克风可以是单独的不同于前馈麦克风101a或通话麦克风的其它麦克风。

此外，在处理器240将主动降噪模块210由开启状态切换到关闭状态，并且将透传模块220或助听模块230由关闭状态切换到开启状态的过程中，前馈主动降噪滤波器111、前馈透传滤波器114或助听模块230同时工作，在切换过程的时间T1内，对前馈主动降噪滤波器111与前馈透传滤波器114或助听模块230的输出进行加权，最后输出到扬声器107。例如，在时间T1内，前馈主动降噪滤波器111输出的权重单调地由1降为0，前馈透传滤波器114或助听模块230的输出的权重对应地单调地由0增加为1，从而完成切换过程，最终前馈主动降噪滤波器111关闭而透传模块220或助听模块230开启。在时间T1内，权重的变化，可以是线性的，也可以是其它的函数曲线，还可以通过表格的形式配置，但需要保证单调，以使得切换过程渐进而平稳，提高耳机佩戴者的主观体验。

在一些实施例中，可以利用各种RISC(精简指令集计算机)处理器来作为本申请的切换控制系统的处理器240来执行对应的功能，利用嵌入式系统(例如但不限于SOC)来实现对于耳外音频信号和无线音频信号的处理。具体说来，在市场上可购买到的模块(IP)上具有很多模块，例如但不限于内存(存储器可以是内存也可以在IP上外接扩展存储器)、各种通信模块(例如蓝牙模块)、编解码器、缓存器等等。其它的比如天线、麦克风和扬声器等可以外接到芯片上。接口可以用于外接用于采集音频信号的麦克风。用户可以通过基于购买的IP或自主研发的模块构建ASIC(特定用途集成电路)，来实现各种通信模块、编解码器、以及本申请的方法的各个步骤等，以便降低功耗和成本。注意，本申请中的“切换控制系统”旨在表示对其所在的目标设备进行操控的系统，其可以通常表示例如芯片，例如基于SOC来实现的ASIC，但不限于此，任何能够实现操控的硬件电路、软件-处理器配置和软-硬结合的固件都可以用于实现该控制系统。例如，处理器240执行的处理可以实现为可执行指令由RISC处理器来执行，也可以形成为不同的硬件电路模块，也可以形成为软-硬结合的固件，在此不赘述。

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申请的具有等同元件、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申请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申请。这不应解释为一种不要求保护的申请的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反，本申请的主题可以少于特定的申请的实施例的全部特征。从而，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。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，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申请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 (10)

1.一种无线耳机的切换控制方法，其特征在于，所述无线耳机包括耳外麦克风、透传模块、主动降噪模块和助听模块，所述切换控制方法包括：

获取由所述耳外麦克风采集到的耳外音频信号；

对所述耳外音频信号中的语音内容进行关键字识别和/或说话者身份识别，并且获取所述耳外音频信号的信噪比和/或信号强度；以及

基于识别结果，判定所述无线耳机是否切换为使所述主动降噪模块处于关闭状态，并且基于所述信噪比和/或所述信号强度，判定使得所述无线耳机切换为开启所述透传模块或所述助听模块。

2.根据权利要求1所述的切换控制方法，其特征在于，基于所述耳外音频信号的信噪比和/或信号强度，使得所述无线耳机切换为开启所述透传模块或所述助听模块，包括：

当所述信噪比大于或等于第二阈值，或者，所述信号强度大于或等于第三阈值时，使得所述无线耳机切换为开启所述透传模块；并且

当所述信噪比小于所述第二阈值且所述信号强度小于所述第三阈值时，使得所述无线耳机切换为开启所述助听模块。

3.根据权利要求1或2所述的切换控制方法，其特征在于，所述关键字识别用于判定所述语音内容中是否包括预定关键字，所述说话者身份识别用于判定说话者是否属于预定说话者群组；

基于识别结果，判定所述无线耳机是否切换为使所述主动降噪模块处于关闭状态，包括：

当所述语音内容中包括所述预定关键字和/或所述说话者属于所述预定说话者群组时，使得所述无线耳机切换为使所述主动降噪模块处于所述关闭状态。

4.根据权利要求1或2所述的切换控制方法，其特征在于，所述切换控制方法还包括：在所述无线耳机佩戴到用户且所述无线耳机启用的情况下，判定佩戴所述无线耳机的用户是否位于预定场所；并且

在判定所述用户位于所述预定场所的情况下，获取由所述耳外麦克风采集到的所述耳外音频信号。

5.根据权利要求4所述的切换控制方法，其特征在于，判定佩戴所述无线耳机的用户是否位于所述预定场所，包括：

接收所述用户的智能设备发送的位置信息；以及

基于所述位置信息判定所述用户是否位于所述预定场所。

6.根据权利要求4所述的切换控制方法，其特征在于，判定佩戴所述无线耳机的用户是否位于所述预定场所，包括：

确定所述无线耳机所连接的无线装置的MAC地址；以及

基于所述MAC地址判定所述用户是否位于所述预定场所。

7.根据权利要求2所述的切换控制方法，其特征在于，还包括：在所述无线耳机开启所述主动降噪模块的情况下获取耳外音频信号的信号强度的代表值作为第一阈值；当所述耳外音频信号的所述信号强度大于或等于第一阈值时，基于所述识别结果，判定所述无线耳机切换为使所述主动降噪模块处于所述关闭状态。

8.一种无线耳机的切换控制系统，其特征在于，所述切换控制系统包括：

透传模块，其被配置为执行所述无线耳机的透传处理；

主动降噪模块，其被配置为执行所述无线耳机的主动降噪处理；

助听模块，其被配置为执行所述无线耳机的助听处理；以及

处理器，其被配置为执行根据权利要求1-7中任一项所述的切换控制方法。

9.一种无线耳机，其特征在于，包括根据权利要求8所述的切换控制系统。

10.根据权利要求9所述的无线耳机，其特征在于，所述无线耳机包括入耳式耳机和半入耳式耳机的任一种。

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