CN116546372A - 一种耳机发声方法、装置及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种耳机发声方法、装置及设备，本发明涉及数字发声领域，用于解决现有技术中音质传输损耗明显，且漏音严重的问题。该方法应用于基于数字发声芯片的开放式耳机，包括：数字发声芯片、第一声孔以及第二声孔；通过获取听音位置、第一声孔以及第二声孔之间的相对位置，确定各个数字发声芯片需调整的相位信息以及幅值信息；将包含相位信息以及幅值信息的音频信号分别发送至对应的数字发声芯片；数字发声芯片的各像素单元根据接收到的音频信号生成声脉冲信号；对声脉冲信号进行并相互叠加形成具有指向性的声信号；声信号通过相应路径到达所述第一声孔以及所述第二声孔，并输出声音；可实现更好的传音和防漏音。

Description

一种耳机发声方法、装置及设备

技术领域

本发明涉及数字发声技术领域，尤其涉及一种耳机发声方法、装置及设备。

背景技术

开放式耳机的特点是通过采用海绵状的微孔发泡塑料制作透声耳垫。体积小巧，佩带很舒适，不再使用厚重的染音垫，没有与外界的隔绝感，声音可以泄露、反之同样也可以听到外界的声音。如果耳机开放的程度很高，可以听到另一边单元发出的声音，形成一定的互馈，使得听感自然。

传统耳机长时间佩戴涨耳感明显，开放式耳机的两个益处是解放双耳和情境意识，适用于需要及时听到外边环境的场景如户外跑步运动、开车、骑车、室内健身、开会、室内办公等，现有骨传导耳机虽然也是开放式的，但基于传统耳机的发声方法基于传输路径的限制，音质传输损耗明显，且漏音问题严重。

因此，亟需提供一种更为可靠的基于数字发声芯片的发声方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耳机发声方法、装置及设备，用于解决现有技术中传统耳机发声方法音质传输损耗明显，且漏音严重的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种耳机发声方法，所述方法应用于基于数字发声芯片的开放式耳机，所述开放式耳机中至少包括：数字发声芯片、第一声孔以及第二声孔；所述数字发声芯片具有定向特性；所述方法包括：

获取听音位置、所述第一声孔以及所述第二声孔之间的相对位置；

根据所述相对位置确定各个数字发声芯片需调整的相位信息以及幅值信息；

将包含所述相位信息以及所述幅值信息的音频信号分别发送至对应的数字发声芯片；

所述数字发声芯片的各像素单元根据接收到的音频信号生成声脉冲信号；对所述声脉冲信号进行并相互叠加形成具有指向性的声信号；所述声信号通过相应路径到达所述第一声孔以及所述第二声孔，并输出声音；所述第一声孔和所述第二声孔输出的声音大小相等、相位相反。

与现有技术相比，本发明提供的一种耳机发声方法、装置及设备。方法应用于基于数字发声芯片的开放式耳机，开放式耳机中至少包括：数字发声芯片、第一声孔以及第二声孔，数字发声芯片具有定向特性；通过获取听音位置、第一声孔以及第二声孔之间的相对位置；根据相对位置确定各个数字发声芯片需调整的相位信息以及幅值信息；将包含相位信息以及幅值信息的音频信号分别发送至对应的数字发声芯片；数字发声芯片的各像素单元根据接收到的音频信号生成声脉冲信号；对声脉冲信号进行并相互叠加形成具有指向性的声信号；声信号通过相应路径到达所述第一声孔以及所述第二声孔，并输出声音；第一声孔和所述第二声孔输出的声音大小相等、相位相反。数字发声芯片可以实现全频段防漏音设计，低频声通过声偶极子辐射消音，高频声波通过声波束控制减少漏音，数字发声芯片定向传声，控制像素发声阵列辐射声场的波束，实现更好的传音和防漏音。

第二方面，本发明提供一种耳机发声装置，所述装置应用于基于数字发声芯片的开放式耳机，所述开放式耳机中至少包括：数字发声芯片、第一声孔以及第二声孔；所述数字发声芯片具有定向特性；装置包括：

位置信息获取模块，用于获取听音位置、所述第一声孔以及所述第二声孔之间的相对位置；

相位幅值调整信息确定模块，用于根据所述相对位置确定各个数字发声芯片需调整的相位信息以及幅值信息；

音频信号发送模块，用于将包含所述相位信息以及所述幅值信息的音频信号分别发送至对应的数字发声芯片；

声脉冲信号生成模块，用于所述数字发声芯片的各像素单元根据接收到的音频信号生成声脉冲信号；对所述声脉冲信号进行并相互叠加形成具有指向性的声信号；所述声信号通过相应路径到达所述第一声孔以及所述第二声孔，并输出声音；所述第一声孔和所述第二声孔输出的声音大小相等、相位相反。

第三方面，本发明提供一种耳机发声设备，所述设备应用于基于数字发声芯片的开放式耳机，所述开放式耳机中至少包括：数字发声芯片、第一声孔以及第二声孔；所述数字发声芯片具有定向特性；设备包括：

通信单元/通信接口，用于获取听音位置、所述第一声孔以及所述第二声孔之间的相对位置；

处理单元/处理器，用于根据所述相对位置确定各个数字发声芯片需调整的相位信息以及幅值信息；

将包含所述相位信息以及所述幅值信息的音频信号分别发送至对应的数字发声芯片；

所述数字发声芯片的各像素单元根据接收到的音频信号生成声脉冲信号；对所述声脉冲信号进行并相互叠加形成具有指向性的声信号；所述声信号通过相应路径到达所述第一声孔以及所述第二声孔，并输出声音；所述第一声孔和所述第二声孔输出的声音大小相等、相位相反。

第四方面，本发明提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有指令，当所述指令被运行时，实现上述的一种耳机发声方法。

第二方面提供的装置类方案、第三方面提供的设备类方案以及第四方面提供的计算机存储介质方案所实现的技术效果与第一方面提供的方法类方案相同，此处不再赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明提供的一种耳机发声方法流程示意图；

图2为本发明提供的基于数字发声芯片的耳机发声工作过程图；

图3为本发明提供的开放式耳机结构一示意图；

图4为本发明提供的开放式耳机结构一的声腔结构示意图；

图5为本发明提供的开放式耳机结构二示意图；

图6为本发明提供的开放式耳机结构三示意图；

图7为本发明提供的开放式耳机双芯片工作工程示意图；

图8为本发明提供的一种耳机发声装置结构示意图；

图9为本发明提供的一种耳机发声设备结构示意图。

附图标记：

1-声腔、2-支撑结构、3-主壳体、4-扬声器单元、5-头带、6-第一声腔室、7-第二声腔室、101-数字发声芯片、102-第一声孔、103-第二声孔、104-隔板、301-第一数字发声芯片、302-第二数字发声芯片。

具体实施方式

为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一阈值和第二阈值仅仅是为了区分不同的阈值，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。

需要说明的是，本发明中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

本发明中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a和b的结合，a和c的结合，b和c的结合，或a、b和c的结合，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

本发明提供的一种耳机发声方法，可以应用于基于数字发声芯片的开放式耳机，其中，开放式耳机中至少包括：数字发声芯片、第一声孔以及第二声孔。

接下来，结合附图对本说明书实施例提供的方案进行说明：

如图1所示，该流程可以包括以下步骤：

步骤110：获取听音位置、所述第一声孔以及所述第二声孔之间的相对位置。

本方案中，该发声方法应用的开放式耳机中设置有第一声孔以及第二声孔，其中，第一声孔可以是一个声孔，也可以是多个声孔，第二声孔可以是一个声孔，也可以是多个声孔，具体地，可以根据实际需求进行设置，在本说明书中，以两个声孔(声孔1、声孔2)为例来进行方案说明。

首先，需要获取听音位置、第一声孔以及所述第二声孔之间的相对位置信息，即需要确定各个声孔之间的位置关系以及各个声孔与听音位置之间的位置关系。

步骤120：根据所述相对位置确定各个数字发声芯片需调整的相位信息以及幅值信息。

根据各个声孔之间的位置关系以及各个声孔与听音位置之间的位置关系确定每个数字发声芯片需要进行调整的相位信息以及幅值信息。其中，数字发声芯片的设置可以与声孔对应，例如：一个数字发声芯片对应一个声孔，当然，在实际应用场景中，也可以设置一个发声芯片对应多个声孔，或者多个数字发声芯片对应一个声孔等等，只要保证数字发声芯片的设置可以与声孔对应即可。

步骤130：将包含所述相位信息以及所述幅值信息的音频信号分别发送至对应的数字发声芯片。

将包含了需要调整的相位信息以及幅值信息发送给对应的数字发声芯片，然后由对应的数字发声芯片来完成调整工作。

步骤140：所述数字发声芯片的各像素单元根据接收到的音频信号生成声脉冲信号；对所述声脉冲信号进行并相互叠加形成具有指向性的声信号；所述声信号通过相应路径到达所述第一声孔以及所述第二声孔，并输出声音；所述第一声孔和所述第二声孔输出的声音大小相等、相位相反。

其中，数字发声芯片发声原理是：

微控制器根据输入的数字音频信号，计算所需工作像素的数量与位置，将音频信号拆分为多路量化数字音频流，并输出给数字发声芯片的ASIC模块，ASIC将多路量化数字脉冲信号分发给各像素单元；各像素单元根据接收到的数字信号产生脉冲声波，多个像素单元发出的声波相互叠加实现发声。可实现上述操作的数字发声芯片结构可以举例说明：例如：一种数字发声芯片各个部件可以包括：

发声像素单元：构成发声芯片的基本换能器元件，将电脉冲信号转为声能脉冲信号。数字发声芯片由X*Y个发生像素单元级联成阵列，共同叠加声波发声。

ASIC模块：接收多路量化数字脉冲信号，并将其分发给各发声像素单元。

基板：连接和支撑各个元件。

焊点：用于与外部进行通讯。

本方案基于数字发声芯片的开放式耳机在实现发声时，其工作过程可以进一步结合图2进行说明，其中，为了描述方便，后文中可将第一声孔称为声孔1，第二声孔称为声孔2。

如图2所示，每个耳机的工作过程如下：外部信号通过如蓝牙等无线方式传入微控制器，微控制器进行信号处理并根据声孔1与声孔2的相对位置控制数字发声芯片生成特定指向性的声信号，使得通过路径1到达声孔1处的声信号1与通过路径2到达声孔2的声信号2幅值相同、相位相反但都集中在人耳附近。

更为具体地，首先可以根据声腔内部结构如隔板、声孔1与声孔2的相对位置，对比不同指向的声信号质量，得出最佳位置(声音集中在人耳附近、声压级高、漏音小)时数字发声芯片需调整的相位以及幅值信息。然后将包含相位与幅值信息的音频信号发给数字发声芯片，数字发声芯片的各像素单元根据接收到的音频信号生成声脉冲信号，并相互叠加形成具有指向性的声信号。声信号分别通过路径1到达声孔1，通过路径2到达声孔2，两声孔处声信号幅值相同、相位相反且都集中在人耳附近。

图1中的方法，应用于基于数字发声芯片的开放式耳机，开放式耳机中至少包括：数字发声芯片、第一声孔以及第二声孔，数字发声芯片具有定向特性；通过获取听音位置、第一声孔以及第二声孔之间的相对位置；根据相对位置确定各个数字发声芯片需调整的相位信息以及幅值信息；将包含相位信息以及幅值信息的音频信号分别发送至对应的数字发声芯片；数字发声芯片的各像素单元根据接收到的音频信号生成声脉冲信号；对声脉冲信号进行并相互叠加形成具有指向性的声信号；声信号通过相应路径到达所述第一声孔以及所述第二声孔，并输出声音；第一声孔和所述第二声孔输出的声音大小相等、相位相反。数字发声芯片可以实现全频段防漏音设计，低频声通过声偶极子辐射消音，高频声波通过声波束控制减少漏音，数字发声芯片定向传声，控制像素发声阵列辐射声场的波束，实现更好的传音和防漏音。

基于图1的方法，本说明书实施例还提供了该方法的一些具体实施方式，下面进行说明。

在具体方案中，本发明提供的发声方法对应的开放式耳机可以有多种实现结构，接下来，对多种开放式耳机结构进行分别说明：

开放式耳机结构一：

作为一种可实现方式，如图3所示，开放式耳机可以包括声腔1及支撑结构2；

所述数字发声芯片101、所述第一声孔102以及所述第二声孔103设置在所述声腔1中；所述支撑结构2用于在用户佩戴时将换能器悬挂于用户耳部附近，所述声腔1中还设置有隔板104、声腔前室以及声腔后室；所述数字发声芯片101具有定向特性；

通过改变所述隔板104、所述第一声孔102与所述第二声孔103的位置，使所述第一声孔102和所述第二声孔103输出的声音大小相等、相位相反。

其中，听音位置位于所述第一声孔102以及所述第二声孔103的连线上，且所述听音位置位于所述第一声孔102以及所述第二声孔103同侧；

所述第一声孔102以及所述第二声孔103为偶极子声源，用于增大开放式耳机近场的听音音量，第一声孔102以及所述第二声孔103之间的间距符合预设要求。

具体地，上述结构一中需要注意第一声孔102、所述第二声孔103以及人耳的相对位置，由于第一声孔102以及所述第二声孔103分别输出幅值相同但相位相反的声音，两者间的间距如果太小，则声音相消效果太过明显，听音位置音量会减小；但随着两个孔部的间距增加，远场位置处声音相消干涉会减弱，导致远场的漏音逐渐增加。因此两个声孔需要选择合适的间距以减小声音消减并增大音量。

当听音位置处于第一声孔102以及所述第二声孔103的连线上且位于第一声孔102以及所述第二声孔103同侧时，第一声孔102以及所述第二声孔103在听音位置的声程差最大，此听音位置的听音音量比其他位置听音音量大。

当第一声孔102以及所述第二声孔103位于耳廓两侧时，可以增加两个孔部分别向用户耳朵传递声音的声程差，减弱两个孔部的声音传递到用户耳道时声音相消的效果，从而增大听音位置音量。且挡板对远场声音的影响很小，远场声音相互抵消效果(抑制漏音)不受影响。

通过设置声腔的结构(如在数字发声芯片透声膜及出音孔之间设有隔板或网状结构)，使得数字发声芯片在第一声孔102以及所述第二声孔103输出的声音大小相等、相位相反，此时第一声孔102以及所述第二声孔103可视为偶极子声源，可有效增大开放式耳机近场的听音音量；同时，通过数字发声芯片的定向特性，进行声波束定向控制以实现更好的传音和防漏音效果。其中，声腔可以结合图4进行说明：

作为一种可选的实施方式，一种声腔结构可以如图4所示，设置有数字发声芯片101、隔板104、第一声孔102、第二声孔103、声腔前室和声腔后室。可根据不同应用来设置声腔结构，改变隔板104、第一声孔102、第二声孔103的位置使得第一声孔102、第二声孔103输出的声音大小相等、相位相反，且第一声孔102、第二声孔103以及听音位置的相对位置的设置需要达到最佳的声质量以及降漏音效果。

开放式耳机结构二：

作为一种可实现方式，开放式耳机的结构可以如图5所示，所述开放式耳机可以包括：

主壳体3以及扬声器单元4；

所述主壳体3内设置为中空以便形成声学路径或放置导音管；所述第二声孔103设置在所述主壳体3上，实现所述第一声孔102和所述第二声孔103输出的声音大小相等、相位相反；

所述第一声孔102以及所述数字发声芯片101设置在所述扬声器单元4中，所述第一声孔102以及所述数字发声芯片101之间进行声学连接；

所述主壳体3或扬声器单元4内还设置有微控制器，与所述数字发声芯片101通过无线或有线方式建立电连接以控制发声；

所述声信号分别沿着对应的声学路径传递至对应的声孔，并从对应的声孔处输出；

外部信号通过无线方式传入所述微控制器，所述微控制器对所述外部信号进行信号处理并控制对应的数字发声芯片101产生指向听音位置的两个振幅相同、相位相反的声信号。

如图所示的耳机第一声孔102、第二声孔103分别设置在扬声器单元和主壳体外侧而非贴近人体的一侧，佩戴后耳廓相当于挡板，第二声孔103处的声音需要绕过耳廓才能到达听音位置，增大了两个孔部分别向听音位置传递声音的声程差，声音相消的效果变弱，使得听音位置的音量增加。

开放式耳机另一种实现方式，在空间允许的情况下(如头戴式耳机、VR眼镜)，可以通过在每侧耳机中设置两个数字发声芯片来产生振幅相同、相位相反的两个声信号，此时降低了对声腔结构的设计要求，只需要通过微控制器控制2个数字发声芯片使其产生振幅相同、相位相反且均指向听音位置的声信号，并且设置合适的声孔位置即可。此时左右耳机各需配置2个数字发声芯片。

此时第一声孔102、第二声孔103可视为偶极子声源，由于数字发声芯片微秒级别的瞬态响应，同步级联控制发声可实现相位的精准调控，使得第一声孔102和第二声孔103处的声信号振幅相同、相位相反，有效增大开放式耳机近场的听音音量；同时，根据声孔及听音位置，增加指向设计，控制像素发声阵列辐射声场的波束，实现更好的传音和防漏音效果。

开放式耳机结构三：

作为一种可实现方式，开放式耳机的结构可以如图6所示，所述开放式耳机为头戴式耳机，包括头带5、第一声腔室6与第二声腔室7；

所述第一声腔室6设置在靠近人耳处，所述第一声腔室6中至少设置有第一数字发声芯片301以及第一声孔102；所述第二声腔室7设置在头带5内，用于放置第二数字发声芯片302并设置有第二声孔103；

所述第一声孔102以及所述第二声孔103位于耳廓两侧，可以增加两个孔部分别向用户耳朵传递声音的声程差，减弱声音相消的效果，从而增大听音位置音量，且不影响远场漏音抑制效果。

所述第一数字发声芯片301以及所述第二数字发声芯片302产生的声信号分别沿着对应的声学路径传递至对应的声孔，并从声孔处输出；所述第一声孔102以及所述第二声孔103之间的间距符合预设要求。工作时，两个数字发声芯片产生的声音分别沿着对应的声学路径传递至对应的声孔，并从声孔处输出。此时，第一声孔102以及所述第二声孔103两者间的间距，若间距太小则声音相消效果太过明显，听音位置音量会减小；但若太大远场位置处声音相消干涉会减弱，导致远场的漏音逐渐增加。例如：实际应用中，第一声孔102以及所述第二声孔103之间的间距可以设置到2-10cm为宜。

当存在第一数字发声芯片301以及所述第二数字发声芯片302，基于双芯片工作时，对应的工作流程可以结合图7进行说明：

以单个微控制器同时控制2个数字发声芯片为例，工作过程为：

外部信号通过如蓝牙等无线方式传入微控制器，微控制器进行信号处理并控制第一数字发声芯片301以及第二数字发声芯片302分别产生指向听音位置(耳道)的两个振幅相同、相位相反的声信号，具体为：

根据第一声孔102与耳道的相对位置，以及第二声孔103与耳道的相对位置，计算各数字发声芯片需调整的相位以及幅值信息；将包含各自相位与幅值信息的音频信号分别发给两个数字发声芯片；数字发声芯片的各像素单元根据接收到的音频信号生成脉冲声波，并相互叠加形成具有指向性的声波；数字发声芯片生成的声波通过各自路径到达第一声孔102与第二声孔103。

本发明提供的方案中，可以实现以下技术效果：

1)通过在每个耳机处设置两个声孔(或多个声孔)，改变声腔结构及声孔位置使其产生大小相同、相位相反的声音，则2个声孔可视为偶极子声源，能有效提高音量并减小漏音。也可以在每个耳机处同时设置2个数字发声芯片来使2个声孔产生大小相同、相位相反的声音。

2)采用全频段防漏音设计：传统开放式耳机只能实现低频声音的防漏音设计，数字式发声芯片可以实现全频段防漏音设计，低频声通过声偶极子辐射消音，高频声波通过声波束控制减少漏音。

3)数字发声芯片是半导体工艺制造的表面贴装元件，可以灵活地配置在各声腔结构中，且其基板可作为隔板，简化结构设置过程；同时由于其整体较轻薄，不需要额外空间配置要求，可以应用在如VR、AR、头戴式耳机等开放音频中。

4)数子发声芯片耳机响应为微秒级别，多发声芯片可以同步级联控制发声，实现相位的精准调控。

5)通过获取听音位置、第一声孔以及第二声孔之间的相对位置；根据相对位置确定各个数字发声芯片需调整的相位信息以及幅值信息；将包含相位信息以及幅值信息的音频信号分别发送至对应的数字发声芯片；数字发声芯片的各像素单元根据接收到的音频信号生成声脉冲信号；对声脉冲信号进行并相互叠加形成具有指向性的声信号；声信号通过相应路径到达所述第一声孔以及所述第二声孔，并输出声音；第一声孔和所述第二声孔输出的声音大小相等、相位相反。数字发声芯片可以实现全频段防漏音设计，低频声通过声偶极子辐射消音，高频声波通过声波束控制减少漏音，数字发声芯片定向传声，控制像素发声阵列辐射声场的波束，实现更好的传音和防漏音。

基于同样的思路，本发明还提供一种耳机发声装置，所述装置应用于基于数字发声芯片的开放式耳机，所述开放式耳机中至少包括：数字发声芯片、第一声孔以及第二声孔；所述数字发声芯片具有定向特性，如图8所示，所述装置可以包括：

位置信息获取模块810，用于获取听音位置、所述第一声孔以及所述第二声孔之间的相对位置；

相位幅值调整信息确定模块820，用于根据所述相对位置确定各个数字发声芯片需调整的相位信息以及幅值信息；

音频信号发送模块830，用于将包含所述相位信息以及所述幅值信息的音频信号分别发送至对应的数字发声芯片；

声脉冲信号生成模块840，用于所述数字发声芯片的各像素单元根据接收到的音频信号生成声脉冲信号；对所述声脉冲信号进行并相互叠加形成具有指向性的声信号；所述声信号通过相应路径到达所述第一声孔以及所述第二声孔，并输出声音；所述第一声孔和所述第二声孔输出的声音大小相等、相位相反。

基于图8中的装置，还可以包括一些具体的实施单元：

可选的，所述开放式耳机包括声腔及支撑结构；所述数字发声芯片、所述第一声孔以及所述第二声孔设置在所述声腔中；所述支撑结构用于在用户佩戴时将换能器悬挂于用户耳部附近，所述声腔中还设置有隔板、声腔前室以及声腔后室；所述数字发声芯片具有定向特性；

相位幅值调整信息确定模块820通过改变所述隔板、所述第一声孔与所述第二声孔的位置，使所述第一声孔和所述第二声孔输出的声音大小相等、相位相反。

可选的，听音位置位于所述第一声孔以及所述第二声孔的连线上，且所述听音位置位于所述第一声孔以及所述第二声孔同侧；

所述第一声孔以及所述第二声孔为偶极子声源，用于增大所述开放式耳机近场的听音音量并减少远场漏音，所述第一声孔以及所述第二声孔之间的间距符合预设要求。

可选的，所述开放式耳机可以包括：

主壳体以及扬声器单元；

所述主壳体内设置为中空以便形成声学路径或放置导音管；所述第二声孔设置在所述主壳体上，实现所述第一声孔和所述第二声孔输出的声音大小相等、相位相反；

所述第一声孔以及所述数字发声芯片设置在所述扬声器单元中，所述第一声孔以及所述数字发声芯片之间进行声学连接；

所述主壳体或扬声器单元内还设置有微控制器，与所述数字发声芯片通过无线或有线方式建立电连接以控制发声；

所述声信号分别沿着对应的声学路径传递至对应的声孔，并从对应的声孔处输出；

外部信号通过无线方式传入所述微控制器，所述微控制器对所述外部信号进行信号处理并控制对应的数字发声芯片产生指向听音位置的两个振幅相同、相位相反的声信号。

可选的，所述第一声孔和所述第二声孔分别设置在扬声器单元和主壳体外侧；所述第二声孔输出的声音绕过耳廓到达听音位置，所述第一声孔以及所述第二声孔输出的声音传输至听音位置的声程差增加，使所述听音位置的音量增加。

可选的，在每侧耳机中设置两个数字发声芯片来产生振幅相同、相位相反的两个声信号；

通过所述微控制器控制两个数字发声芯片产生振幅相同、相位相反且均指向听音位置的声信号。

所述第一声孔以及所述第二声孔为偶极子声源；根据所述第一声孔、所述第二声孔以及所述听音位置，控制所述数字发声芯片中的像素发声阵列辐射声场的波束。

可选的，所述开放式耳机为头戴式耳机，包括头带、第一声腔室与第二声腔室；

所述第一声腔室设置在靠近人耳处，所述第一声腔室中至少设置有第一数字发声芯片以及第一声孔；所述第二声腔室设置在头带内，用于放置第二数字发声芯片并设置有第二声孔；

所述第一声孔以及所述第二声孔位于耳廓两侧，所述第一声孔以及所述第二声孔输出的声音传输至听音位置的声程差增加，增大听音位置音量；

所述第一数字发声芯片以及所述第二数字发声芯片产生的声信号分别沿着对应的声学路径传递至对应的声孔，并从声孔处输出；所述第一声孔以及所述第二声孔之间的间距符合预设要求。

基于同样的思路，本说明书实施例还提供了一种耳机发声设备。所述设备应用于基于数字发声芯片的开放式耳机，所述开放式耳机中至少包括：数字发声芯片、第一声孔以及第二声孔；所述数字发声芯片具有定向特性，如图9所示，可以包括：

通信单元/通信接口，用于获取听音位置、所述第一声孔以及所述第二声孔之间的相对位置；

处理单元/处理器，用于根据所述相对位置确定各个数字发声芯片需调整的相位信息以及幅值信息；

将包含所述相位信息以及所述幅值信息的音频信号分别发送至对应的数字发声芯片；

所述数字发声芯片的各像素单元根据接收到的音频信号生成声脉冲信号；对所述声脉冲信号进行并相互叠加形成具有指向性的声信号；所述声信号通过相应路径到达所述第一声孔以及所述第二声孔，并输出声音；所述第一声孔和所述第二声孔输出的声音大小相等、相位相反。

如图9所示，上述终端设备还可以包括通信线路。通信线路可包括一通路，在上述组件之间传送信息。

可选的，如图9所示，该终端设备还可以包括存储器。存储器用于存储执行本发明方案的计算机执行指令，并由处理器来控制执行。处理器用于执行存储器中存储的计算机执行指令，从而实现本发明实施例提供的方法。

在具体实现中，作为一种实施例，如图9所示，处理器可以包括一个或多个CPU，如图9中的CPU0和CPU1。

在具体实现中，作为一种实施例，如图9所示，终端设备可以包括多个处理器，如图9中的处理器。这些处理器中的每一个可以是一个单核处理器，也可以是一个多核处理器。

基于同样的思路，本说明书实施例还提供了上述实施例对应的计算机存储介质，计算机存储介质中存储有指令，当所述指令被运行时，实现上述实施例中的方法。

上述主要从各个模块之间交互的角度对本发明实施例提供的方案进行了介绍。可以理解的是，各个模块为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件单元。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，本发明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发明的范围。

本发明实施例可以根据上述方法示例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，本发明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。

本说明书中的处理器还可以具有存储器的功能。存储器用于存储执行本发明方案的计算机执行指令，并由处理器来控制执行。处理器用于执行存储器中存储的计算机执行指令，从而实现本发明实施例提供的方法。

存储器可以是只读存储器(read-onlymemory，ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(randomaccessmemory，RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electricallyerasableprogrammableread-onlymemory，EEPROM)、只读光盘(compactdiscread-onlymemory，CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器可以是独立存在，通过通信线路与处理器相连接。存储器也可以和处理器集成在一起。

可选的，本发明实施例中的计算机执行指令也可以称之为应用程序代码，本发明实施例对此不作具体限定。

上述本发明实施例揭示的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(digitalsignal processing，DSP)、ASIC、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机程序或指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序或指令时，全部或部分地执行本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、终端、用户设备或者其它可编程装置。所述计算机程序或指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机程序或指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线或无线方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是集成一个或多个可用介质的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，例如，软盘、硬盘、磁带；也可以是光介质，例如，数字视频光盘(digitalvideodisc，DVD)；还可以是半导体介质，例如，固态硬盘(solidstatedrive，SSD)。

尽管在此结合各实施例对本发明进行了描述，然而，在实施所要求保护的本发明过程中，本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。

尽管结合具体特征及其实施例对本发明进行了描述，显而易见的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本发明的示例性说明，且视为已覆盖本发明范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种耳机发声方法，其特征在于，所述方法应用于基于数字发声芯片的开放式耳机，所述开放式耳机中至少包括：数字发声芯片、第一声孔以及第二声孔；所述数字发声芯片具有定向特性；所述方法包括：

获取听音位置、所述第一声孔以及所述第二声孔之间的相对位置；

根据所述相对位置确定各个数字发声芯片需调整的相位信息以及幅值信息；

将包含所述相位信息以及所述幅值信息的音频信号分别发送至对应的数字发声芯片；

所述数字发声芯片的各像素单元根据接收到的音频信号生成声脉冲信号；对所述声脉冲信号进行并相互叠加形成具有指向性的声信号；所述声信号通过相应路径到达所述第一声孔以及所述第二声孔，并输出声音；所述第一声孔和所述第二声孔输出的声音大小相等、相位相反。

2.根据权利要求1所述的一种耳机发声方法，其特征在于，所述开放式耳机包括声腔及支撑结构；

所述数字发声芯片、所述第一声孔以及所述第二声孔设置在所述声腔中；所述支撑结构用于在用户佩戴时将换能器悬挂于用户耳部附近，所述声腔中还设置有隔板、声腔前室以及声腔后室；所述数字发声芯片具有定向特性；

通过改变所述隔板、所述第一声孔与所述第二声孔的位置，使所述第一声孔和所述第二声孔输出的声音大小相等、相位相反。

3.根据权利要求2所述的一种耳机发声方法，其特征在于，听音位置位于所述第一声孔以及所述第二声孔的连线上，且所述听音位置位于所述第一声孔以及所述第二声孔同侧；

所述第一声孔以及所述第二声孔为偶极子声源，用于增大所述开放式耳机近场的听音音量并减少远场漏音，所述第一声孔以及所述第二声孔之间的间距符合预设要求。

4.根据权利要求1所述的一种耳机发声方法，其特征在于，所述开放式耳机包括：

主壳体以及扬声器单元；

所述主壳体内设置为中空以便形成声学路径或放置导音管；所述第二声孔设置在所述主壳体上，实现所述第一声孔和所述第二声孔输出的声音大小相等、相位相反；

所述第一声孔以及所述数字发声芯片设置在所述扬声器单元中，所述第一声孔以及所述数字发声芯片之间进行声学连接；

所述主壳体或扬声器单元内还设置有微控制器，与所述数字发声芯片通过无线或有线方式建立电连接以控制发声；

所述声信号分别沿着对应的声学路径传递至对应的声孔，并从对应的声孔处输出；

外部信号通过无线方式传入所述微控制器，所述微控制器对所述外部信号进行信号处理并控制对应的数字发声芯片产生指向听音位置的两个振幅相同、相位相反的声信号。

5.根据权利要求4所述的一种耳机发声方法，其特征在于，所述第一声孔和所述第二声孔分别设置在扬声器单元和主壳体外侧；所述第二声孔输出的声音绕过耳廓到达听音位置，所述第一声孔以及所述第二声孔输出的声音传输至听音位置的声程差增加，使所述听音位置的音量增加。

6.根据权利要求4所述的一种耳机发声方法，其特征在于，在每侧耳机中设置两个数字发声芯片来产生振幅相同、相位相反的两个声信号；

通过所述微控制器控制两个数字发声芯片产生振幅相同、相位相反且均指向听音位置的声信号；

所述第一声孔以及所述第二声孔为偶极子声源；根据所述第一声孔、所述第二声孔以及所述听音位置，控制所述数字发声芯片中的像素发声阵列辐射声场的波束。

7.根据权利要求1所述的一种耳机发声方法，其特征在于，所述开放式耳机为头戴式耳机，包括头带、第一声腔室与第二声腔室；

所述第一声腔室设置在靠近人耳处，所述第一声腔室中至少设置有第一数字发声芯片以及第一声孔；所述第二声腔室设置在头带内，用于放置第二数字发声芯片并设置有第二声孔；

所述第一声孔以及所述第二声孔位于耳廓两侧，所述第一声孔以及所述第二声孔输出的声音传输至听音位置的声程差增加，增大听音位置音量；

所述第一数字发声芯片以及所述第二数字发声芯片产生的声信号分别沿着对应的声学路径传递至对应的声孔，并从声孔处输出；所述第一声孔以及所述第二声孔之间的间距符合预设要求。

8.一种耳机发声装置，其特征在于，所述装置应用于基于数字发声芯片的开放式耳机，所述开放式耳机中至少包括：数字发声芯片、第一声孔以及第二声孔；所述数字发声芯片具有定向特性；装置包括：

位置信息获取模块，用于获取听音位置、所述第一声孔以及所述第二声孔之间的相对位置；

相位幅值调整信息确定模块，用于根据所述相对位置确定各个数字发声芯片需调整的相位信息以及幅值信息；

音频信号发送模块，用于将包含所述相位信息以及所述幅值信息的音频信号分别发送至对应的数字发声芯片；

声脉冲信号生成模块，用于所述数字发声芯片的各像素单元根据接收到的音频信号生成声脉冲信号；对所述声脉冲信号进行并相互叠加形成具有指向性的声信号；所述声信号通过相应路径到达所述第一声孔以及所述第二声孔，并输出声音；所述第一声孔和所述第二声孔输出的声音大小相等、相位相反。

9.一种耳机发声设备，其特征在于，所述设备应用于基于数字发声芯片的开放式耳机，所述开放式耳机中至少包括：数字发声芯片、第一声孔以及第二声孔；所述数字发声芯片具有定向特性；设备包括：

通信单元/通信接口，用于获取听音位置、所述第一声孔以及所述第二声孔之间的相对位置；

处理单元/处理器，用于根据所述相对位置确定各个数字发声芯片需调整的相位信息以及幅值信息；

将包含所述相位信息以及所述幅值信息的音频信号分别发送至对应的数字发声芯片；

所述数字发声芯片的各像素单元根据接收到的音频信号生成声脉冲信号；对所述声脉冲信号进行并相互叠加形成具有指向性的声信号；所述声信号通过相应路径到达所述第一声孔以及所述第二声孔，并输出声音；所述第一声孔和所述第二声孔输出的声音大小相等、相位相反。

10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中存储有指令，当所述指令被运行时，实现权利要求1～7任一项所述的一种耳机发声方法。