CN116671127A - 具有控制平台的可穿戴音频设备 - Google Patents

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Abstract

本公开的各个方面包括具有用于管理外部设备交互的控制平台的可穿戴音频设备。在一些特定方面，一种可穿戴音频设备包括：附件端口；至少一个处理器；和存储器，该存储器包括多组主动噪声减少(ANR)配置(或更一般地，包括多个配置文件)，该存储器包括能够由该至少一个处理器执行的指令，其中这些指令被配置为：在该可穿戴音频设备通电时选择第一ANR配置(或更一般地，选择第一配置文件)，该第一ANR配置(或第一配置文件)的选择基于连接到附件端口的附件；并且响应于触发事件自动切换到第二ANR配置(或更一般地，切换到第二配置文件)，其中该第二ANR配置(或第二配置文件)不同于该第一ANR配置(或第一配置文件)。

Description

具有控制平台的可穿戴音频设备
优先权声明
本申请要求于2020年11月19日提交的美国专利申请16/953,272号的优先权，该美国专利申请全文以引用方式并入。
技术领域
本公开整体涉及可穿戴音频设备。更具体地，本公开涉及具有控制平台的可穿戴音频设备，该控制平台用于基于例如耦接的附件和/或来自所连接的控制设备的配置命令来调整功能。
背景技术
可穿戴音频设备，例如头戴式耳机，可包括用于实现和/或增强设备功能的模块化部件。在特定形状因数中，可穿戴音频设备被配置为实现与诸如麦克风(例如，悬挂式麦克风)等的外部设备(或附件)的耦接。然而，许多常规的可穿戴音频设备没有被配置为适用于由这些外部设备实现的不同功能。
发明内容
下文提及的所有示例和特征均可以任何技术上可能的方式组合。
本公开的各种具体实施包括具有用于管理外部设备(例如，附件)交互的控制平台的可穿戴音频设备。
在一些特定方面，一种可穿戴音频设备包括：附件端口；至少一个处理器；和存储器，该存储器包括多组主动噪声减少(ANR)配置，该存储器包括能够由至少一个处理器执行的指令，其中这些指令被配置为：在可穿戴音频设备通电时选择第一ANR配置，第一ANR配置的选择基于连接到附件端口的附件；并且响应于触发事件自动切换到第二ANR配置，其中第二ANR配置不同于第一ANR配置。
在其他特定方面，一种可穿戴音频设备包括：用于提供音频输出的驱动器；附件端口；至少一个处理器；和存储器，该存储器包括多组主动噪声减少(ANR)配置，该存储器包括能够由至少一个处理器执行的指令，其中这些指令被配置为：在可穿戴音频设备通电时选择第一ANR配置，第一ANR配置的选择基于连接到附件端口的附件；并且响应于触发事件自动切换到第二ANR配置，其中第二ANR配置不同于第一ANR配置，并且其中触发事件包括检测到驱动器处的过载事件。
具体实施可包括以下特征中的一个特征、或它们的任何组合。
在某些方面，触发事件包括使附件从附件端口断开连接。
在一些具体实施中，触发事件包括将与该附件不同的另一附件连接到附件端口。
在特定情况下，触发事件包括用户对第二ANR配置的选择。
在某些具体实施中，用户对第二ANR配置的选择是使用计算设备应用来执行的。
在特定方面，用户对第二ANR配置的选择是通过操纵机械开关来执行的。
在某些情况下，附件包括电源。
在一些具体实施中，该可穿戴音频设备还包括：另一附件端口，其中来自附件的电力通过可穿戴音频设备传递到另一附件端口，从而为另一附件提供电力。
在特定方面，附件包括被配置为将可穿戴音频设备附接到至少一个其他设备的电缆。
在某些具体实施中，附件包括麦克风。
在一些情况下，附件包括传感器模块，该传感器模块被配置为感测用户生物计量数据、用户运动或环境特性中的至少一者。
在特定方面，附件连接到远离可穿戴音频设备的至少一个传感器。
在某些具体实施中，第二ANR配置是用户可定制的。
在特定情况下，第一ANR配置与在可穿戴音频设备通电之前使用的ANR配置相同。
在一些方面，第一ANR配置和第二ANR配置包括不同的滤波器系数。
在某些情况下，附件包括标识符，并且指令还被配置为：在选择第一ANR配置之前读取附件标识符。
在特定具体实施中，第一ANR配置是第一配置文件的组成部分，并且第二ANR配置是第二配置文件的组成部分，使得选择第一ANR配置包括选择第一配置文件，并且自动切换到第二ANR配置包括自动切换到第二配置文件，其中第一配置文件和第二配置文件在至少一个其他方面不同。
在某些情况下，至少一个其他方面包括以下各项中的至少一者：音频回放配置、麦克风拾音配置、电力管理配置、透听配置或传感器配置。
在一些方面，第二ANR配置包括比第一ANR配置相对更低的ANR性能，并且可穿戴音频设备响应于环境噪声水平超过阈值而自动切换到第二ANR配置。
在特定情况下，使用以下各项中的至少一者来测量环境噪声水平：前馈麦克风信号路径、由反馈ANR电路施加到驱动器的电压或反馈ANR电路的功耗。
在某些具体实施中，可穿戴音频设备是航空可穿戴音频设备，并且附件是被配置为连接到飞机的下行电缆，使得第一ANR配置是基于连接到附件端口的下行电缆来选择的。
在特定方面，可穿戴音频设备是航空可穿戴音频设备，并且存储器包括用于存储航空可穿戴音频设备的单独的操作配置文件的多个存储器芯片。
在一些情况下，单独的操作配置文件包括符合航空操作标准的主要操作配置文件和不符合航空操作标准的次级操作配置文件。
在特定具体实施中，存储器芯片中的至少一个存储器芯片专用于主要操作配置文件并且抑制对主要操作配置文件的更改(例如，写保护及/或防篡改)。在这些方面中的一些方面，附加存储器芯片存储次级操作配置文件并且启用对次级操作配置文件的更改(例如，写启用的)。
在某些情况下，当航空可穿戴音频设备通电时，主要操作配置文件作为默认操作配置文件被加载。
在特定方面，响应于将操作配置文件从符合航空操作标准的配置文件调整到不符合航空操作标准的配置文件的用户命令而提供警告。
在一些具体实施中，存储器芯片将其内容提供到本地软件CODEC以用于在不需要外部计算设备的情况下加载主要操作配置文件。
在一些方面，可穿戴音频设备是具有主要通信功能和次级功能两者的航空可穿戴音频设备，并且其中第二ANR配置与故障安全操作模式一致，该故障安全操作模式禁用次级功能以优先考虑主要通信功能。
在特定情况下，用于自动切换到故障安全操作模式的触发事件包括检测到电源故障、设备故障和/或接收到用户命令的指示标识。
在某些具体实施中，指令在由处理器执行时被配置为监测主要音频和次级音频两者。
在一些情况下，处理器被配置为将次级音频与主要音频分开进行均衡。
在特定方面，主要音频包括内部通信(对讲机)音频和/或无线电通信音频，并且次级音频包括辅助(AUX)音频(例如，AUX输入音频)和/或无线协议(例如，蓝牙、BLE等)音频。
在某些具体实施中，存储器包括多组均衡(EQ)配置。
在特定情况下，多组EQ配置包括用于主要音频的至少一个EQ配置和用于次级音频的至少一个EQ配置。
本公开中所述的两个或更多个特征，包括本发明内容部分中所述的那些，可组合以形成在本文未具体描述的具体实施。
一个或多个具体实施的细节在附图和以下描述中论述。其他特征、对象和优点在说明书、附图和权利要求书中将是显而易见的。
附图说明
图1是根据各种具体实施的音频设备的示意图。
图2是根据各种具体实施的另一音频设备的示意图。
图3是根据各种具体实施的附加的音频设备的示意图。
图4是根据各种具体实施的另一音频设备的示意图。
图5是根据各种具体实施的音频设备和附件的一部分的侧透视图。
图6是根据各种具体实施的包括在音频设备中的电子器件的示意图。
图7是根据各种具体实施的用于音频设备的附件配置的示意图。
图8是根据各种附加具体实施的用于音频设备的附件配置的示意图。
需注意，各种具体实施的附图未必按比例绘制。附图仅旨在示出本公开的典型方面，因此不应视为限制本发明的范围。在附图中，类似的编号表示附图之间类似的元件。
具体实施方式
如本文所指出的，本公开的各个方面总体涉及具有控制平台的可穿戴音频设备，该控制平台用于管理附件(例如，外部设备)连接、噪声减少和/或均衡配置、操作配置文件和操作模式。在特定情况下，可穿戴音频设备被配置为基于附件连接来调整主动噪声减少(ANR)配置。
出于说明的目的，附图中通常标记的部件被认为是基本上等同的部件，并且为了清楚起见，省略了对那些部件的冗余讨论。
本文所公开的各方面和具体实施可适用于多种多样的可穿戴音频设备。在一些情况下，可穿戴音频设备可采用各种形式因数，诸如耳机(无论是贴耳还是离耳)、头戴式耳机、手表、眼镜、音频附件或服饰(例如，音频帽、音频护目镜、音频珠宝)、头盔(例如，用于军事、工业或摩托车应用)、颈部穿戴式扬声器、肩部穿戴式扬声器、身体穿戴式扬声器等。所公开的一些方面可尤其适用于个人(可穿戴)音频设备，诸如全包围耳机、贴耳式耳机、入耳式耳机(也称为耳塞)、音频眼镜或其他头戴式音频设备。
根据各种具体实施描述的可穿戴音频设备可包括存在于一个或多个其它可穿戴电子设备(诸如智能眼镜、智能手表等)中的特征。这些可穿戴音频设备可包括附加硬件部件，诸如一个或多个相机、位置跟踪设备、麦克风等，并且能够进行语音识别、视觉识别和其它智能设备功能。本文所包括的对可穿戴音频设备的描述并非旨在排除此类设备中的这些附加功能。
如本文所指出的，常规的可穿戴音频设备不易适于例如基于附件或其他外部部件附属件的不同用途。另外，常规的可穿戴音频设备没有被配置为基于所附接的附件来应用不同的ANR配置、EQ设置等。甚至另外地，常规的可穿戴音频设备没有被配置为根据一个或多个预定义条件应用不同的操作配置文件或优先考虑通信功能。各种具体实施包括解决常规设备中的上述缺点的可穿戴音频设备和相关系统。本文主要在头戴式耳机(例如，包耳式或入耳式)的上下文中描述可穿戴音频设备，但除非另外明确陈述，否则本公开并非旨在受此限制。
本文所述的可穿戴音频设备可用于各种不同应用，诸如用于航空、航天、军事(例如，用于车辆中和/或用于拆卸应用)、广播、教练(例如，用于体育/田径运动，诸如足球比赛)、游戏、工业(例如，制造、仓库)、建筑、会议、基于车辆的运输服务(例如，卡车或货车递送)、赛车、机车或摩托车、专业音频(例如，录音室制作、音频混合、现场表演)和一般生活方式应用(例如，消费型电子可穿戴音频设备，诸如耳机或耳塞)，以及可基于本公开理解的其他应用。此外，单个可穿戴音频设备(例如，单个耳机)可用于多个不同应用，因为音频设备的控制平台使得能够定制音频设备以优化针对不同应用的适应性。在一些具体实施中，基于连接到音频设备的一个或多个附件自动地发生音频设备控制平台的定制。可以另选地或另外地使用其他触发事件来定制音频设备，诸如基于使用所连接的控制模块(例如，使用内嵌控制模块和/或移动设备应用)的用户输入、环境条件(例如，环境噪声水平)、传感器输入(例如，大气压)或根据本发明将显而易见的其他触发事件。
一些示例性具体实施涉及包括航空头戴式耳机的音频设备。通用航空和商用航空的飞行员均使用航空头戴式耳机。此类头戴式耳机可连接到飞机通信系统，例如以与空中交通管制(ATC)或与其他飞行员通信。头戴式耳机还可用作公共广播系统，例如用于飞行员与飞机上的乘客交谈。飞机通信系统通常包括模拟通信系统，诸如对讲机。在一些情况下，此类对讲机系统可被配置为在特高频(VHF)频带(例如，18MHz至136.975MHz)上进行通信，其中每个信道通过预先指定宽度的频带(例如，欧洲为8.33kHz，其他地方为25kHz)与相邻信道分离。模拟调制技术诸如幅度调制(AM)可用于通信，并且可以单工方式执行会话。在一些情况下，例如，对于跨洋飞行，其他频带，诸如高频(HF)频带，可用于卫星通信。例如，航空头戴式耳机可由，例如，飞行员和空中交通管制员用于彼此通信。即使在航空用例的上下文内，头戴式耳机也可基于所使用的类别或特定飞机来优化。例如，类别可以包括例如螺旋桨飞机、喷气式飞机或直升机，而特定飞机可以包括例如波音737、波音777、空中客车A320或麦克唐纳道格拉斯DC-9。
图1中示出了包括航空头戴式耳机100的可穿戴音频设备10的示例。在特定情况下，头戴式耳机100包括在每一侧上具有至少一个听筒(例如，耳罩)105的框架，该听筒适配在用户的耳朵上、周围或之上。在一些情况下，框架是任选的，使得听筒105被拴系或无线连接到可穿戴音频设备10中的其它部件。耳罩105中的每个耳罩容纳声换能器或扬声器。头戴式耳机100还包括用于连接两个听筒(例如，耳罩)105的头带(例如，过头顶桥接件)110。在各种具体实施中，头戴式耳机100被配置为将至少一个且在一些情况下两个听筒105接近用户的耳朵进行定位。例如，头戴式耳机100(以及本文所述的音频设备10的其它头戴式耳机形式)可被配置为当由用户穿戴时将听筒105接近用户的耳朵进行定位。在某些情况下，此接近包括将听筒105定位在耳朵上或之上(例如，使用耳罩)、在耳朵中(例如，使用耳塞)、搁置在耳朵上(例如，使用耳钩)等。在一些情况下，接近定位导致用户的耳朵的完全、部分或无遮挡。
在一些具体实施中，电子部件(例如，麦克风，诸如悬挂式麦克风)115可物理地连接至耳罩105中的一个耳罩。可使用连接电缆120将头戴式耳机100连接至飞机对讲机系统，该飞机对讲机系统还可包括控制模块125，该控制模块包括用于头戴式耳机100的一个或多个控件。在某些情况下，传输到或来自飞机对讲机系统的模拟信号通过连接电缆120提供的有线连接传输。在其他情况下，或在附加情况下，头戴式耳机100可包括电子器件70，诸如控制芯片和/或电路、电声换能器、麦克风和相关联的模块、诸如电池和/或连接器等的电力部件、诸如电容式触摸接口部件等的接口部件。在特定情况下，电子器件70包括与电声换能器耦接的控制器，其中控制器还被配置为与电子部件连接(例如，当与音频设备10处于锁定位置时)。在各种具体实施中，控制器包括一个或多个处理器，并且被配置为与板载存储器和/或一个或多个远程存储设备通信。
还应当理解，电子器件70可包括附图中未具体示出的其它部件，诸如被配置为与经由一个或多个无线网络(例如，本地WiFi网络、蓝牙连接或射频(RF)连接)连接的一个或多个其它电子设备通信的通信部件(例如，无线收发器(WT))，以及放大和信号处理部件。电子器件70还可包括运动和/或位置跟踪部件，诸如光学跟踪系统、惯性测量单元(IMU)，诸如组合多轴加速计、陀螺仪和/或磁力计的微电子机械系统(MEMS)设备等。
虽然图1的示例例示了包括包耳式耳罩的航空头戴式耳机，但是具有其他形状因数的航空头戴式耳机(包括具有入耳式耳机或贴耳式耳机的那些)也与本文所述的技术相兼容。在涉及入耳式耳机的示例中，可省略过头顶桥接件，并且可通过头戴式耳机或通过单独的结构将悬挂式麦克风附接到用户。而且，如本文档所用的术语头戴式耳机包括可用于航空目的的各种类型的声学设备，包括例如耳机和耳塞。例如，在美国专利申请15/238,259号(2016年8月16日提交的“使用航空头戴式耳机的通信(Communications Using AviationHeadset)”)中公开了附加头戴式耳机特征，该美国专利申请全文以引用方式并入本文。
还应当理解，被描述为连接或耦接到音频设备10或根据具体实施公开的其它系统中的另一部件的任何部件可使用任何常规的硬接线连接和/或附加通信协议进行通信。在一些情况下，通信协议可包括使用无线局域网(LAN)的Wi-Fi协议、诸如IEEE 802.11b/g的通信协议、基于蜂窝网络的协议(例如，第三代、第四代或第五代(3G、4G、5G蜂窝网络)或多个物联网(IoT)协议中的一个物联网协议，诸如：蓝牙、BLE蓝牙、ZigBee(网状LAN)、Z波(亚GHz网状网络)、6LoWPAN(轻量级IP协议)、LTE协议、RFID、超声音频协议等。在各种特定具体实施中，音频设备10中单独收容的部件被配置为使用一个或多个常规无线收发器进行通信。
应当理解，根据各种具体实施的可穿戴音频设备10可采取附加的形状因数。例如，图2示出个人通信头戴式耳机10(例如，航空头戴式耳机)形式的可穿戴音频设备10。参考标号后跟“A”或“B”指示分别对应于音频设备10的右侧或左侧的特征。音频设备10包括具有弓形区段130、右端和左端的头带。右外壳132A和左外壳132B分别位于头带的右端和左端。弓形区段130用作右外壳和左外壳132之间的过头顶桥接件。弹簧带134(例如，弹簧钢)从右外壳132A穿过弓形区段130延伸到左外壳132B。弹簧带134提供夹紧力以便在用户佩戴头带的同时使外壳132朝向彼此(大约沿着穿过佩戴者头部的水平面)移动。右外壳和左外壳132可向上并朝向弓形区段130移动一段距离或可向下并远离该弓形区段移动一段距离，以分别适应较小或较大的头部。
垫(右垫136A或左垫136B，统称136)附接到每个外壳132，并且用于将头戴式耳机10舒适地固定到头部。如本文所用，“垫”意指这样的柔顺构件，其可在施加的压力下压缩和/或变形，并且被配置用于以支撑头带的方式与用户的头部接触。在一些情况下，当音频设备(头戴式耳机)10在头部上时，每个垫136从耳朵上方的其前端延伸到其后端，该后端在头部上更低且在耳朵后方。在某些情况下，垫136各自具有用于接触用户的头部的轮廓表面138。吊杆140从外壳中的一者(例如，如图所示，右外壳132A)的底部附近的可旋转基部142延伸，并且用于定位并支撑附接在另一端处的麦克风144。可通过围绕其基部142旋转来部分地调节吊杆140以将麦克风144放置在相对于用户的嘴部的适当位置。吊杆140可永久性地附连到外壳132A，或可为可拆除的，以使得音频设备10可用于航空用途和非航空用途(例如，音乐回放)两者。用于通信电缆的连接器146从右外壳132A的底部延伸。听筒(例如，耳塞)连接器电缆148从每个外壳132的一端处延伸并且与诸如耳塞或其他类型的入耳式耳机等的听筒150连接。在美国专利10,187,718号中描述了图2中的音频设备10的附加的特征，该美国专利整体以引用方式并入本文。
图3示出附加的示例性音频设备10，该附加的示例性音频设备包括音频眼镜210。如图所示，音频眼镜210可包括头带(例如，框架)220，该头带具有镜片区域230和从镜片区域230延伸的一对臂240。与常规眼镜一样，镜片区域230和臂240被设计用于搁置在用户的头部上。镜片区域230可包括一组镜片250，该组镜片可包括处方镜片、非处方镜片和/或滤光镜片，以及用于搁置在用户的鼻部上的桥接件260(该桥接件可包括衬垫)。臂240可包括用于搁置在用户的相应耳朵上的轮廓265。根据特定具体实施，电子器件70和用于控制音频眼镜210的其它部件包括在框架220内(或基本上包括在框架内，使得部件可延伸超过框架的边界)。电子器件70可包括一个或多个电子部件的部分或用于一个或多个电子部件的连接器，如相对于本文的音频设备10所述。在一些情况下，单独或重复的各组电子器件70包含在框架的部分中，例如框架220中的相应臂240中的每个臂中。然而，本文所述的某些部件也能够以单数形式存在。
图4示出另一音频设备10，该音频设备包括包耳式耳机310。耳机310可包括一对听筒(例如，耳罩)320，该对听筒被配置为适配在用户的耳朵之上或用户的耳朵上。头带330横跨在在一对听筒320之间并且被配置为搁置在用户的头部上(例如，横跨头顶或围绕头部)。在一些具体实施中，头带330可包括头部衬垫340。根据特定具体实施，用于控制耳机310的电子器件70和其它部件存储在一个或两个听筒320内。电子器件70可包括一个或多个电子部件的部分或用于一个或多个电子部件的连接器，如相对于本文的音频设备10所述。应当理解，本文所述的多个可穿戴音频设备可利用各种具体实施的特征，并且参考图1至图4示出和描述的可穿戴音频设备10仅仅是例示性的。
图5示出了根据各种具体实施的音频设备10中的听筒400的侧视图。在一些情况下，听筒400包括耳罩，诸如图1和/或图2中的航空头戴式耳机中的耳罩105，或图4中所示的全包围头戴式耳机中的耳罩。在其它情况下，听筒400可表示入耳式听筒或近耳式听筒的部分，该部分被配置为输出音频到用户的耳朵，例如，图3中所示的音频眼镜的臂240中。
在该示例性具体实施中，听筒400包括被配置为接合附件(例如，电子部件)420的附件端口(例如，狭槽)410。在该示例中，附件420包括连接器430，诸如电缆连接器(例如，图1中的电缆连接器120)。然而，附件420可采用能够选择性地接合听筒400的任何形式。例如，在一些情况下，附件420包括：悬挂式麦克风、电池模块、电源连接器、传感器模块、通信模块(例如，无线模块诸如用于启用蓝牙或Wi-Fi，和/或有线模块)、自供电通信模块(例如，自供电蓝牙模块)和/或麦克风模块。虽然在本文的各种附图中示出了一个听筒400，但应当理解，音频设备10中的两个听筒400都可配备有用于容纳一个或多个附件420，例如，用于接合相同类型的附件或不同类型的附件的附件端口410。
在某些示例性具体实施中，附件端口410包括至少一个连接器440以用于选择性地接合(例如，耦接)附件420并且保持附件420与听筒400接触。在某些具体实施中，连接器440包括一个或多个卡扣配合和/或摩擦配合连接器。在特定示例中，卡扣配合连接器和/或摩擦配合连接器中的每个连接器(或“连接器”)440包括在端口410内的至少一个固定突出部450，该至少一个固定突出部的尺寸被设置成在锁定位置中与附件420中的可移动臂460互补。在一些示例中，连接器440包括用于选择性地接合附件420中的一对可移动臂460的多个固定突出部450，例如，图5中示出的一对固定突出部450。在美国专利申请16/930,579号(于2020年7月16日提交的“具有模块化部件附属件的可穿戴音频设备(Wearable AudioDevice with Modular Component Attachment)”)中包括了用于听筒400的示例性附件连接的附加细节，该美国专利申请全文以引用方式并入。
图5中的示例性附件420可包括本文所述的任何数量的电子部件。在一些情况下，听筒400形成围绕用户的耳朵和/或围绕到用户的耳道的入口的声密封。在某些情况下，当在狭槽410中与听筒400连接时，附件420和听筒400被定位成形成围绕用户的耳朵的声密封。即，在各种具体实施中，当附件420与听筒400接合(例如，处于锁定位置)时，它们共同密封听筒腔。在某些具体实施中，诸如在音频设备10包括噪声消除/减少能力的情况下，围绕用户的耳朵的声密封可有助于噪声消除功能。例如，声密封可有助于被动噪声消除或减少(PNC或PNR)，并且在一些情况下，可有助于主动噪声消除或减少(ANC或ANR)。
图6是根据各种具体实施的可穿戴音频设备10中的示例性电子器件70的示意图。如本文所述，在某些具体实施中，电子器件70中的一个或多个部件可位于单独的设备(例如，诸如智能电话、平板计算机、控制模块、电子飞行包等的智能设备)中。另外，由电子器件70中的部件执行的一个或多个功能可在与可穿戴音频设备10分开的设备处执行，或在该单独设备处复制。在各种特定具体实施中，每个听筒400(图5)包括单独的电子器件70。
在任何情况下，返回到图6，电子器件70可以包括用于提供音频输出的至少一个换能器500。电子器件70还可以包括一个或多个传感器510，诸如基于位置的传感器(例如，地理位置传感器)、基于运动的传感器(例如，惯性测量单元或IMU)、光学传感器、一个或多个麦克风(例如，麦克风阵列)等。电子器件70还可以包括一个或多个通信设备520，诸如一个或多个发射器和/或接收器(例如，无线和/或硬线发射器/接收器)。在各种具体实施中，通信设备520被配置用于多种通信协议，例如，蓝牙、BLE、Zigbee等，以及无线电通信和对讲机通信。电子器件70还可以包括用于检测与附件(例如，附件420，图5)的连接(例如，电气和/或通信连接)的附件端口连接器530。示出了至少一个电源540(例如，一个或多个电池、充电设备和/或硬线电源)以及接口550(例如，诸如触摸屏、电容式触摸接口、手势检测接口、语音命令接口等的用户接口)。
换能器500、传感器510、通信设备520、连接器530、电源540和/或接口550可以与控制器560连接，在一些情况下，该控制器包括用于执行本文所述功能的一个或多个处理器(PU)570。在各种具体实施中，处理器570与存储器580耦接。在一些情况下，不同处理器570的功能在不同控制器560(未被示出)中执行。然而，在其他情况下，控制器560可以包括用于执行例如由存储在存储器580中的指令的执行所规定的功能的一个或多个处理器570。
如本文所述，存储器580可包括由M1、M2等指示的多个存储部件(例如，存储器芯片和/或芯片组)，这些存储部件被配置为存储包括配置文件(例如，配置文件1、配置文件2等)的指令。在某些具体实施中，一个或多个配置文件存储在特定存储器中(例如，M1、配置文件1)。在其他具体实施中，给定配置文件存储在多个存储器位置(例如，M2、MX)中，或者多个存储器位置(M2、MX)可以访问同一配置文件。可以经由本文所述的一个或多个接口来查看、选择、定制或以其他方式编辑配置文件。在某些具体实施中，可使用在与可穿戴音频设备10耦接的计算设备上运行的应用(例如，软件应用)来查看、选择、定制或以其他方式编辑配置文件。在特定示例中，在所连接的智能设备上运行的软件应用使得用户能够查看、选择、定制或以其他方式编辑配置文件，例如，如在美国专利申请16/165,055号(于2018年10月19日提交的“会话辅助音频设备个性化(Conversation Assistance Audio DevicePersonalization)”)中所描述的，该美国专利申请全文以引用方式并入。
在某些情况下，配置文件可包括用于噪声消除、透听、均衡(EQ)、传感器配置等的配置。例如，配置文件可包括用于控制音频设备10中的硬件和/或软件部件的操作的一个或多个配置。在某些具体实施中，配置文件包括定义用于以下各项中的至少一者的设置的配置或配置组：
A)默认和/或定制的主动噪声减少(ANR)和/或可控噪声消除(CNC)。例如，配置可以定义前馈和/或反馈滤波器、诸如高/中/低的阈值音量水平等。配置还可以调整针对各种用户可调的ANR水平的设置，诸如为两个或更多个喜好设置分配不同的ANR设置(例如，高/中/低或透明)。此外，可以调整喜好设置的数量，诸如当第一附件连接到音频设备10时仅具有全ANR和透明模式，但是当第二附件连接到音频设备10时具有高、中、低和透明模式喜好。
B)透听(或透明)模式，例如，允许多少环境噪声通过换能器500
播放并且被用户感知。例如，在诸如由飞机飞行员使用音频设备10的航空设置中，或者在诸如由教练或运动队的其他成员使用音频设备10的体育赛事设置中，音频设备10可以允许基于检测到的环境噪声水平来调整环境噪声透听。例如，可以调整透听或透明性能以增加准确性(例如，以试图最佳地模拟环境听起来像什么)、增加可懂度(例如，以仅或主要允许处于语音频带中的声音通过但消除其他频率，诸如来自飞机或其他车辆的低频率)。
C)均衡(EQ)，例如，根据诸如音频源的类型的一个或多个参数和/
或基于特定输入源来调整。例如，EQ设置可基于音频源的类型而变化，例如，用于增强基于通信的音频(例如，无线电通信、对讲机)的语音可懂度的第一EQ设置以及用于增强蓝牙音乐回放的音乐清晰度的第二EQ设置。这种示例可基于音频源的输入确定要应用的EQ。例如，如果从到飞机的对讲机连接接收音频，则应用第一EQ设置(例如，以增强语音可懂度)，并且响应于从不同的源(诸如，从蓝牙音频源)接收音频，可以应用第二EQ设置(例如，以增强音乐清晰度和/或针对音频回放的用户偏好)。
D)麦克风设置(例如，用于传感器510中的一个或多个麦克风，或音频设备10中的单独的麦克风。例如，配置文件可以规定麦克风设置，诸如拾音灵敏度、自我语音检测、侧音和/或排斥。
E)传感器配置(例如，用于一个或多个传感器510)。在这些情况下，配置文件可以规定哪些传感器是活动的，哪些传感器是非活动的(例如，IMU、光学传感器、麦克风阵列)，以及在作出处理决策(例如，验证使用具有光学传感器的IMU检测到的移动)
时优先考虑和/或重视哪些传感器输入。
F)风控制。例如，配置文件可以规定(例如，在传感器510中的)
诸如前馈麦克风等的一个或多个麦克风对风环境的灵敏度。
G)过载管理。例如，配置文件可以规定是否基于检测到的环境噪声水平接近或超过指定阈值来调整噪声减少/消除设置(例如，如在美国专利申请16/788,365号(于2020年2月12日提交的“主动噪声减少的计算架构(Computational Architecture for ActiveNoiseReduction)”)中所描述)，该美国专利申请全文以引用方式并入)。
H)舒适属性。例如，配置文件可以规定是否在音频设备10或与控制器560通信的另一设备中激活一个或多个加热和/或冷却元件。I)电力管理设置。例如，配置文件可以规定何时自动将音频设备10
断电及/或减少电力使用以保持电池寿命。
J)基于附件的设置。例如，配置文件可以规定哪些功能和对应的设置应用于与音频设备10连接的附件类型(例如，附件420，图
5)。
K)音频回放设置。例如，配置文件可以规定在特定时间或在特定条件下允许哪些音频回放(例如，允许特定音频内容源，而阻止其他音频内容源)。另外，音频回放设置可以定义音频回放的音量水平，该音量水平可随音频类型而变化(例如，音乐处于比通知或通信低的音量，通知或通信不同于电话呼叫音频)。此外，音频回放设置可以定义音频通知是否可以中断当前音频回放以及哪种类型的音频通知可以中断当前音频回放。
L)用户输入设置。例如，配置文件可以规定硬件控制特征是被启用还是被禁用，并且如果被启用，则硬件控制特征执行什么功能。此类硬件控制特征可以包括一个或多个按钮、开关、滑块、旋钮、操纵杆、定向垫、键盘、小键盘、头戴式检测器(例如，使用接近传感器)、触摸表面(例如，电容式或电阻式)、加速度计、陀螺仪、惯性测量单元、基于ANR引擎的轻击控制和/或用于提供输入的任何其他装置。作为实例，当头戴式耳机处于消费者或生活方式配置文件中时，可以使用该头戴式耳机上的按钮来例如访问虚拟个人助理(VPA)，但是当头戴式耳机进入航空配置文件时(例如，由于将航空附件连接到头戴式耳机或基于用户输入)，同一按钮可自动切换到不同功能，其中不同的功能可以例如在不同的音频优先级模式中进行转换，诸如，使蓝牙音频能够与对讲机音频混合的第一模式，以及启用对讲机传输以暂时使蓝牙静音的第二模式。
应当理解，可以将任何数量的设置、配置文件或配置文件组(例如，“页”)保存在存储器580和/或远程存储器中以供检索。在这些情况下，配置文件组和/或子组可以是特定于用途的、特定于行业的、特定于附件的等。另外，ANR配置可以基于页而在“块”中被预先选择和/或预先分组。在一些情况下，页和块被保存在特定音频设备10上的存储器580中，并且控制器560使得能够在给定块内的ANR配置之间切换，这些ANR配置可基于配置文件而变化。
如本文所指出的，控制器560可被配置为执行主动噪声减少(ANR)和/或可控噪声消除(CNC)功能，以管理音频设备10的用户听到的环境噪声的水平。不再进一步详细描述包括基于在(例如，在传感器510中的)前馈和反馈麦克风处检测到的信号来调整在换能器500处的输出的这些常规过程。噪声减少和/或消除的附加一般描述包括在美国专利申请16/788,365号中，该专利申请的全文先前以引用方式并入。
返回到图6，在某些示例性具体实施中，处理器570被配置为执行来自存储器580的指令，以在音频设备10通电时选择第一ANR配置(例如，配置文件1、配置文件2等)。在特定情况下，处理器570被配置为响应于上电命令(例如，经由接口550)基于连接到附件端口410(图5)的附件420(图5)(例如，如在连接器530处检测到的)选择第一ANR配置。即，响应于上电命令，处理器570被配置为检测经由连接器530连接的附件420的存在和类型。在一些情况下，附件420包括标识符，并且处理器570还被配置为在选择第一ANR配置之前读取附件标识符。在一些具体实施中，处理器570读取多个标识符，诸如来自连接到音频设备的每个端口(例如，图7和图8中的端口410A和端口410B)的每个附件420的标识符，和/或来自连接到单个端口的多个部件的标识符(例如，读取在相同或不同附件420中连接到图7a中的端口410A的控制模块标识符和麦克风标识符两者)。另外，在各种具体实施中，处理器570被配置为响应于触发事件而自动切换到不同于第一ANR配置的第二ANR配置(例如，配置文件2、配置文件3、配置文件X等)。
在某些情况下，第一ANR配置与在音频设备10通电之前使用的ANR配置相同。即，第一ANR配置可以与在音频设备10的最后一次断电之前使用的最后一个ANR配置相同。在各种具体实施中，第二ANR配置是用户可定制的。例如，一个或多个用户可以选择第二ANR配置的特定设置。这些设置可以包括本文所述的任何适用设置，其中特定示例包括前馈和/或反馈滤波器、阈值音量水平、透听等。如本文所指出的，第一ANR配置和第二ANR配置有差别，使得与第二ANR配置相比，第一ANR配置中的至少一个设置是不同的。在一些方面，第一ANR配置和第二ANR配置包括不同的滤波器系数。
如本文所指出的，音频设备10可被配置为与各种附件连接。例如，附件420(图5)可包括电源。在其他情况下，附件420包括被配置为将音频设备10附接到至少一个其他设备(例如，电子飞行包、外部传感器模块等)的电缆(例如，连接器电缆)。在其他具体实施中，附件420包括麦克风或麦克风阵列。在一些具体实施中，附件420包括一个或多个图像捕获设备，诸如相机。在一些具体实施中，附件420包括一个或多个光捕获设备，诸如一个或多个光电检测器、激光雷达传感器或光电设备(例如，用于扫描或发射/接收)。在一些此类具体实施中，一个或多个图像捕获设备可用于头部跟踪目的，诸如用于帮助提供起始/默认/复位位置。在一些具体实施中，附件420包括定位系统，诸如全球定位系统(GPS)、局部定位系统，或室内定位系统。在某些示例中，附件420包括传感器模块，该传感器模块被配置为感测用户生物计量数据(例如，心率、排汗、葡萄糖水平、血氧水平/氧合、温度、眼运动、眨眼率、呼吸率、氧消耗水平等)、用户运动的程度和/或特性(例如，经由IMU型传感器和/或光学传感器所感测的)，和/或环境特性(例如，环境噪声特性、环境光特性、压力特性、湿度、温度、海拔、定向航向、氧水平等)。例如，可以使用一个或多个传感器来确定用户的警觉性/专注度，诸如分析用户运动和/或分析生物计量数据(例如，眨眼率、呼吸率)。这可以被执行以帮助检测用户是否变得疲惫或困倦。作为另一示例，可以使用环境光传感器来控制设备内置照明，诸如确定是否启用或禁用某些照明或是否调暗某些照明。在其他示例中，附件420连接到远离音频设备10的至少一个传感器，例如，诸如压力传感器等的环境传感器，或者诸如心率监视器等的生物计量传感器。在某些情况下，附件420提供到远程传感器的硬线连接。在其他情况下，附件420提供到远程传感器的无线连接(例如，经由发射器/接收器)。需注意，在一些具体实施中，在本文不同地描述的传感器可以被包括在音频设备10中或该音频设备上，使得它们不需要也被包括在所连接的附件中。需进一步注意，在一些具体实施中，在本文不同地描述的传感器中的一个或多个传感器并非由音频设备10携载，而是替代地，一个或多个外部传感器将数据提供到音频设备10以供使用，诸如经由有线或无线连接、移动设备应用、电子飞行包(EFB)或如基于本公开可理解的某一其他合适方式。
在一些情况下，音频设备10还包括另一附件端口，例如两个或更多个附件端口，诸如图5中所示的附件端口410。在某些情况下，附加附件端口位于音频设备10的不同区段中(例如，位于不同的听筒400中)，或者位于与第一附件端口410相同的区段中(例如，位于相同的听筒400中)。图6示出了与附加端口410A耦接的附加连接器530A，该附加连接器实现了与附加附件(例如，类似于附件420)的连接。根据一些具体实施，第一附件420包括电源或到电源的连接，并且来自第一附件420的电力通过音频设备10传递到另一附件端口以向另一附件420A(作为任选的附件以虚线示出)提供电力。在这些情况下，第一附件420可以为音频设备10和/或附加附件420A提供电力。例如，可以使用单轨电源(例如，使用从1.8V到5V的任何电压)，从而为可以使用的电源提供灵活性。这种单轨电源具体实施允许电力从一个附件端口传递到至少一个其他附件端口，以向连接到音频设备10的至少一个其他附件端口的一个或多个其他附件供电。另外，单轨电源的使用可以消除对连接到音频设备10的控制模块的需要，诸如用于各种头戴式耳机应用的控制模块。这对于包括但不限于航空、广播和军事的用例是值得注意的，因为那些领域中的头戴式耳机的控制模块当前包括连接到头戴式耳机以向该头戴式耳机提供电力和/或管理到该头戴式耳机的电力的外部控制模块(示例包括均由Bose公司销售的A20和ProFlight航空头戴式耳机)。因此，在至少一些具体实施中，由于音频设备10包括能够接收许多不同电源的内部控制平台，从而消除了对外部控制模块的需要。此类电源可以包括支持不同电池类型和/或电压的一个或多个电池组、到通用串行总线(USB)端口的电缆连接和/或到车辆的电缆连接，仅举几个示例。在某些具体实施中，第一附件420是用于音频设备10的主电源(或到主电源的连接)，例如，使得除非与第一附件420连接，否则该音频设备不会被供电。例如，第一附件420可包括到飞机控制模块中的飞机电力系统和/或电池的下行电缆连接。在其他情况下，第一附件420(或与音频设备10连接的其他附件420)包括诸如电池等的电源，该电源可以是或可以不是可再充电的。在另外的情况下，音频设备10可包括其自己的电源(例如，诸如电源540)，该电源可包括可以是或可以不是可再充电的电池。在某些具体实施中，在电源540包括包含在音频设备10中的板载电池的情况下，电源540可以通过来自附件420的电力进行补充(在适用的情况下)，和/或可以通过从附件420接收的电力再充电。
图7描绘了根据各种具体实施的音频设备10的变型形式的四个非限制性示例，重点在于用于连接附件420的端口410。在一些具体实施中，音频设备10包括用于与多个附件420耦接的一个或多个端口410(例如，两个不同的端口)。在示例(a)中，音频设备10被示为在第一端口410A处耦接到包括对讲机系统(ICS)连接器的第一附件420A。在某些情况下，ICS连接器还包括用于向音频设备10提供电力的电源/连接器。然而，在其他情况下，音频设备10被配置为在另一端口(例如，第二端口410B)处与外部电源连接。在某些情况下，第一附件420A可以与第二附件420B交换，在一些情况下，诸如在示例(a)中所描绘的情况下，该第二附件包括电池电源连接器。示例(a)还描绘了ICS连接器(第一附件420A)未与悬挂式麦克风连接的场景。示例(b)示出了在第一端口410A处与电池电源连接器(第二附件420B)耦接，并且另外在第二端口410B处与包括麦克风(或麦克风阵列)的另一附件(例如，第三附件420C)耦接的音频设备10。在一些情况下，如本文所述，电池电源连接器420B通过音频设备10在第二端口410B处向麦克风或麦克风阵列420C供电。与示例(a)一样，不同的附件(例如，ICS连接器420A)可以在不同的使用场景中与第一端口410A耦接。应当理解，这些不同的附件还可被配置为与第二端口410B和/或附接端口(未示出)耦接。示例(c)示出了在端口410A处连同悬挂式麦克风420D一起与ICS连接器(第一附件420A)耦接的音频设备10。在该示例中，第二端口410B不与附件耦接。与示例(a)和示例(b)一样，不同的附件(例如，电池电源连接器420B)可以在不同的使用场景中与第一端口410A耦接。在这些使用场景中的某些场景中，悬挂式麦克风420D可以连同附件420A、420B一起与第一端口410A保持耦接。示例(d)示出了在端口410A处连同悬挂式麦克风420D一起与组合的电池和通信模块420E耦接的音频设备10。在该示例中，传感器模块420F也与第二端口410B耦接。在这些情况下，如本文所述，组合的电池和通信模块420E可以通过音频设备10为传感器模块420F供电。在其他情况下，传感器模块420F包括电池或以其他方式从音频设备10上的电池汲取电力。应当理解，图7中所描绘的附件420仅是根据各种具体实施的可与音频设备10耦接的许多附件中的一些附件。另外，附件420的任何技术上可行的组合可以与音频设备10中的不同端口410耦接以实现期望的功能。例如，一个或多个不同类型的麦克风(例如，悬挂式麦克风、单个麦克风、麦克风阵列等)可耦接到音频设备10中的不同端口410，以增强语音拾取和/或通信功能。
图8描绘了根据各种具体实施的音频设备10的变型形式(e)至(h)的四个非限制性附加示例，重点在于用于连接附件420的端口410。如关于图7所指出的，在一些具体实施中，音频设备10包括用于与多个附件420(诸如无线附件)耦接的一个或多个端口410(例如，两个不同的端口)。在这些情况下，附件420可包括电池组420G(例如，在变型形式(e)至(h)中)、传感器模块420H(例如，在变型形式(h)中)、麦克风模块(例如，用于语音拾取的一个或多个麦克风)420I(例如，在变型形式(f)中)，以及接口连接器(例如，具有诸如按钮或电容式触摸接口等的一个或多个控制特征)420J(例如，在变型形式(g)中)。在一些情况下，附件420可包括这些部件中的一个或多个部件(例如，电池组、传感器模块、麦克风模块和/或接口连接器)。在某些示例中，单个附件420可以包括电池组、运动/位置传感器(例如，IMU)、麦克风阵列和用于实现音频设备10的无线独立功能的接口连接器。需注意，虽然音频设备10在本文中主要被描述为具有两个附件端口，但是本公开并非旨在受此限制。因此，在一些具体实施中，音频设备10包括仅一个附件端口、三个附件端口、四个附件端口或任何数量的附件端口。此外，在一些具体实施中，音频设备10不具有任何附件端口，但仍包括本文所述的特征中的一个或多个特征。
如本文所述，处理器570可被配置为响应于多种触发事件来切换ANR配置。例如，在某些情况下，触发事件包括使附件420(图5)从附件端口410(图5)断开连接。在这些情况下，响应于检测到附件420不再与连接器530耦接(在附件端口410处)，处理器570从第一ANR配置自动(即，没有附加的触发事件或条件)切换到第二ANR配置。这些情况可适用于附件420不充当用于可穿戴音频设备10的唯一电源或至少主电源的场景。即，在某些情况下，诸如在特定于航空的用途中，使附件420断开连接移除了用于可穿戴音频设备10的主电源。在那些情况下，处理器570可被配置为禁用ANR功能(其固有地需要电力)，和/或使可穿戴音频设备10断电而不是切换ANR配置。在其他情况下，诸如在可穿戴音频设备10处可获得足够电力以支持ANR功能而无需附件420(例如，电源540(图6)为板载电池，或附加电源540与可穿戴音频设备10耦接)的情况下，处理器570被配置为响应于检测到附件420的解耦而从第一ANR配置自动切换到第二ANR配置。
在另外的具体实施中，触发事件包括例如在同一连接器530(图6)处将另一(不同的)附件420A连接到附件端口410(图5)。在附加具体实施中，触发事件包括将另一(不同)附件420A连接到音频设备10中的附加附件端口410(例如，在音频设备10的不同区段中的连接器530A处)。在某些情况下，处理器570被配置为响应于检测到与另一附件420的连接而切换ANR配置。在这些示例中，处理器570被配置为响应于检测到附件连接(例如，经由连接器530)而切换到附加ANR配置(例如，第二配置、第三配置、第四配置等配置)，例如，在先前连接的附件420已断开连接(例如，经由连接器530)之后或在音频设备10的不同区段中的不同附件端口410处。
在特定情况下，在上电后，处理器570基于此时连接的第一附件420来选择第一ANR配置，响应于检测到第一附件420断开连接而切换到第二ANR配置，以及响应于检测到第二不同附件420被连接(例如，经由连接器530)而切换到第三ANR配置。这些情况可特别适用于第一附件420不是音频设备10的唯一电源(例如，下行电缆、电池连接器等)的情况。例如，在音频设备10具有足够的板载电力(诸如电池电力)和/或与另一电源耦接(例如，在附加连接器处)的情况下，则第一附件420断开连接和用附加附件420进行替换可触发多达三个ANR配置之间的转变。如本文所指出的，在各种具体实施中，附件420还可以单独地用作电源或除了其他功能之外用作电源。例如，蓝牙、BLE或其他无线通信附件可包括支持其自己的无线通信功能和/或向控制器560提供备用电力的电池模块。
在其他特定情况下，在上电后，处理器基于此时连接的第一附件420来选择第一ANR配置，在第一附件420断开连接之后维持第一ANR配置，并且响应于检测到第二不同附件被连接(例如，经由连接器540)而切换到第二ANR配置。即，在各种具体实施中，使附件断开连接和/或连接附件(例如，附件420)可以充当用于调整ANR配置的触发事件。
在另外的特定情况下，在使附件(例如，第一附件420)从第一附件端口410断开连接之后，用户可以选择在一段时间内不将附加附件420耦接到第一附件端口410，而是以其他方式继续使用音频设备10。在这些情况下，处理器570可被配置为响应于第一附件420的断开连接而从第一ANR配置切换到第二ANR配置，并且在该时段保持在第二ANR配置中。在这些情况中的某些情况下，音频设备10可以用于不同的目的，和/或具有不同ANR配置的益处。与航空相关的一个特定示例是“放空”，其中使用音频设备10作为航空头戴式耳机的飞行员可以使诸如下行电缆或EFB连接器等的第一附件420断开连接，以便在航空环境之外使用音频设备10，例如，步行通过机场时，或者作为另一航班上的乘客旅行时。在这些情况下，使第一附件420断开连接可以触发处理器570从第一ANR配置(例如，具有针对对讲机通信定制的窄音频频谱的符合航空的配置)切换到第二ANR配置(例如，音乐或具有较宽音频频谱的配置，诸如录音棚配置)。在这些情况中的某些情况下，处理器570被配置为在第一附件420断开连接之后切换到电池或次级电力，并且在特定情况下，处理器570切换到需要较少电力的ANR配置以便节省电池电力。
在其他情况下，例如，在第一附件420是音频设备10的主电源(例如，下行电缆、电池连接器等)的情况下，使第一附件420断开连接触发处理器570使音频设备10断电，如本文所述。在更进一步的情况下，音频设备10可以包括多于一个控制器560和相关联的处理器570，该相关联的处理器实现了基于耦接到不同端口410的附件对ANR配置的调整。
在另外的具体实施中，诸如在多个附件420耦接到端口410的情况下，控制器560被配置为基于优先级来选择和/或调整ANR配置。例如，优先级可以由先进先出(FIFO)方案、最后连接方案或附件分级结构方案来规定(例如，针对规定的ANR配置，特定类型的附件优先于不同类型的附件)。
在另外的具体实施中，触发事件包括用户对第二ANR配置的选择。例如，处理器570可被配置为基于用户命令(例如，经由接口550和/或传感器510，图6)从第一ANR配置切换到第二ANR配置。在这些情况下，用户可基于对一个或多个方便的命令(例如，触摸命令、基于手势的命令、语音命令等)的偏好而在ANR配置之间有效地切换。在特定示例中，音频设备10包括用于修改ANR配置的机械开关。在这些示例中的某些示例中，机械开关包括至少两个位置，其中处理器570被配置为响应于机械开关的操纵而在ANR配置之间切换(例如，从第一ANR配置切换到第二ANR配置，或者从第二ANR配置切换到第三ANR配置)。
在特定示例中，用户可经由计算设备应用，例如，经由与音频设备10连接的智能设备，选择一个或多个ANR配置(连同来自配置文件以及在配置文件自身之间的一个或多个其他设置)。在这些情况下，音频设备10可与诸如智能电话、平板计算机、控制模块、电子飞行包等的智能设备耦接，并且可被配置为处理在计算设备应用中(诸如在智能设备处的接口处)作出的用户命令。在另外的具体实施中，音频设备10处的接口550可包括触摸接口、按钮、开关或用于在ANR配置之间进行选择或切换的其他物理接口。在某些具体实施中，接口550可包括诸如二位开关或三位开关等的机械开关，该机械开关使得用户能够命令处理器570在配置文件、ANR配置和/或其他设置之间进行切换。在一些示例中，接口550包括使得用户能够在至少两个ANR配置之间进行切换的机械开关。例如，该机械开关使得能够在一个特定于用途的ANR配置(例如，特定于航空的ANR配置)与另一特定于用途的ANR配置(例如，特定于广播的ANR配置或特定于音乐回放的ANR配置)之间进行切换。
如本文所指出的，ANR配置可以是定义用于音频设备10的一个或多个设置(例如，本文所述的设置(A)至(L)中的一个或多个设置)的配置文件(例如，配置文件1、配置文件2等)的一部分。在特定具体实施中，第一ANR配置是第一配置文件(例如，配置文件1)的组成部分，并且第二ANR配置是第二配置文件(例如，配置文件2)的组成部分。在这些情况下，选择第一ANR配置包括选择第一配置文件(例如，配置文件1)，并且自动切换到第二ANR配置包括自动切换到第二配置文件(例如，配置文件2)。根据一些具体实施，配置文件的不同之处不仅仅在于ANR配置。例如，如本文所指出的，配置文件可包括ANR设置、透听设置、均衡(EQ)设置、麦克风设置、过载管理设置、电力管理设置等。在某些具体实施中，第一配置文件(例如，配置文件1)具有第一ANR配置(例如，设置组(A))和第一附加设置配置(例如，设置组(B)中的透听、设置组(C)中的EQ、设置组(G)中的过载管理、设置组(I)中的电力管理和/或设置组(K)中的音频设置)。在这些具体实施中，第二配置文件(例如，配置文件2)具有第二ANR配置(例如，设置组(A))和不同于第一附加设置配置的第二附加设置配置(例如，设置组(B)中的透听、设置组(C)中的EQ、设置组(G)中的过载管理、设置组(I)中的电力管理和/或设置组(K)中的音频设置)。例如，配置文件1可具有第一ANR配置以及第一附加设置配置，该第一ANR配置包括用于处理环境噪声的第一组滤波器系数，该第一附加设置配置包括用于音频设备10的操作的第一电力管理设置。在这些情况下，第一电力管理设置定义了在音频设备10的外部电力断开连接或者电池电力下降到阈值水平以下的情况下的第一电力节约程序。配置文件2具有第二不同ANR配置以及第二附加设置配置，该第二不同ANR配置包括用于处理环境噪声的第二组滤波器系数，该第二附加设置配置包括用于音频设备10的操作的第二电力管理设置。在这些情况下，第二电力管理设置定义了在音频设备10的外部电力断开连接或者电池电力下降到阈值水平以下的情况下的第二电力节约程序。例如，第二电力管理设置可比第一电力管理设置更快地切换到低功率模式以便为多个功能节省电力。相反，第一电力管理设置可以在标准电力模式中保持更长时间以启用更具响应性的ANR功能(即，更高的ANR性能)。
在特定示例中，ANR配置可以在ANR性能(例如，有效地减少由用户听到的环境噪声的能力)方面有差别。在某些情况下，处理器570被配置为在ANR配置之间进行切换以管理换能器(驱动器)500处的过载事件或以其他方式防止这些过载事件。例如，第二ANR配置可包括比第一ANR配置相对更低的ANR性能。在这些情况下，响应于检测到超过阈值的环境噪声水平，处理器570可被配置为从第一ANR配置切换到第二ANR配置，例如以避免换能器500处的过载事件。例如，如本文所指出的，处理器570可包括一个或多个ANR部件，诸如用于根据ANR配置管理噪声减少和/或消除的ANR电路。然而，由于ANR功能与电力输出有关，所以ANR部件可能不适合完全排除所有环境噪声。例如，ANR部件(例如，ANR电路)可能无法完全排除突然的、响亮的环境噪声而不使换能器500过载。因此，可期望管理对这些突然的、响亮的噪声的ANR响应。在某些具体实施中，处理器570被配置为使用前馈麦克风信号路径(例如，来自麦克风)和/或到换能器500的反馈回路的功耗来测量环境噪声水平，以避免ANR响应使驱动器500过载。在一些情况下，处理器570连续地监测前馈麦克风信号路径和/或反馈回路的功耗以便在过载事件之前有效地切换ANR配置。过载事件可以例如通过长时间的噪声尖峰(例如，大于约50毫秒)来定义，并且通常通过混乱的音频输出和/或“削波”声音来对用户进行声学表征。如本文所指出的，处理器570可被配置为响应于检测到过载事件而在ANR配置之间进行切换。例如，处理器570可被配置为响应于检测到环境噪声水平超过阈值(在一些情况下，持续定义的一段时间)而从第一ANR配置自动切换到第二ANR配置。在某些情况下，第二ANR配置提供基于分贝的阶跃函数以管理环境噪声水平的按比例递增的增加(例如，1分贝至8分贝(dB)步长)，以便管理环境噪声的增加。在一些情况下，步长可以是约2dB至4dB，其中特定示例为约3dB。过载管理在多种场景中可以是有益的，例如在航空和/或军事应用(例如，驾驶飞机、直升机、军用车辆等)中，以及在其他专业使用场景中，诸如在体育赛事和/或娱乐活动场景中。在各种具体实施中，处理器570被配置为在检测到过载事件已经过去(例如，环境噪声水平已下降到阈值以下(在一些情况下，持续定义的一段时间))之后切换回到第一ANR配置。在另外的具体实施中，处理器570被配置为切换到用于管理过载事件的多个附加(例如，第二、第三等)ANR配置中的一个或多个附加ANR配置，例如，通过切换到具有渐进的基于分贝的阶跃函数的ANR配置，如本文所指出的。
在航空用例中，例如在飞机、直升机和/或军用车辆中，过载管理可以是特别有益的。来自压缩机、推进器、引擎等的噪声可导致过载事件，处理器570被配置为根据本文所述的方法管理这些过载事件。在某些情况下，本文所述的配置文件可以专用于一个或多个使用场景，并且可以具有针对那些场景的过载管理设置。例如，在音频设备10是航空音频设备的情况下，处理器570可被配置为基于附件420是否连接到音频设备10和/或哪个附件420连接到音频设备而在过载管理设置之间进行切换。在这些示例中，音频设备10被配置为当与包括下行电缆或到飞机或军用车辆的另一直接连接的附件420连接时应用具有第一过载管理设置的配置文件，并且当与不同的附件420连接或以其他方式从下行电缆或到飞机或军用车辆的其他直接连接断开连接时应用具有第二过载管理设置的不同配置文件。在另外的示例中，具有过载管理设置的配置文件可以被分配给飞行阶段或使用阶段。例如，配置文件(和对应的过载管理设置)被分配给飞行的起飞阶段和/或着陆阶段。在其他示例中，配置文件被分配给其他飞行阶段，诸如上升、滑行、下降(连同起飞和/或着陆一起，或者除起飞和/或着陆之外)。在各种具体实施中，这些阶段或事件可由音频设备10和/或诸如电子飞行包等的另一所连接的设备中的一个或多个传感器510(图6)自动检测(例如，基于海拔读数)。如本文所述，在一些情况下，过载管理可包括(例如，跨一系列配置文件)渐进地切换ANR配置。另外，如本文所述，处理器570被配置为(例如，当噪声尖峰超过阈值(例如，25毫秒(ms)、50ms、75ms、100ms、150ms或200ms)时)基于从传感器510检测到的环境噪声来调整ANR配置以便防止过载。这些方法可有助于在低于由被动噪声消除所缓解的频率范围的频率范围内(例如，低于1千赫兹(kHz))的ANR。例如，这些ANR配置可有助于在低于1kHz并且在特定情况下低于250Hz(例如，在70Hz至250Hz之间)的频率处的噪声减少。
在特定示例中，本文所述的音频设备10包括航空可穿戴音频设备，诸如在图1和图2中的示例中描绘的那些。在某些情况下，当与常规音频设备相比时，音频设备10可以提供特定的航空相关的益处。例如，在附件420是被配置为连接到飞机的下行电缆的情况下，音频设备10实现了基于识别下行电缆对ANR配置的选择。在某些情况下，处理器570被配置为基于对下行电缆的检测(例如经由连接器530(图6))来选择第一ANR配置。
在另外的航空相关情况下，可穿戴(航空)音频设备10被配置为针对特定需求和/或益处管理操作配置文件。例如，如图6所描绘，航空音频设备10可以包括具有多个存储器芯片M1、M2等的存储器580。在特定情况下，存储器芯片M1、M2等被配置为存储用于音频设备10的单独的操作配置文件。即，至少两个不同的存储器芯片(例如，M1和M2)存储用于音频设备10的单独的操作配置文件。在一些情况下，单独的操作配置文件包括符合航空操作标准的主要操作配置文件和不符合航空操作标准的次级操作配置文件。例如，主要操作配置文件可以符合地方、地区或州/国家航空管理局的要求，例如，以确保维持紧急通信能力，或者可以接收某些警报。在这些示例中，一个或多个存储器芯片(例如，M1)专用于主要操作配置文件(例如，配置文件1)，并且抑制对主要操作配置文件(配置文件1)的更改。在一些此类示例中，M1是音频设备10中的持久性存储器，并且是写保护的或者是以其他方式防篡改的，使得存储器芯片保持专用于配置文件1。持久性存储器(M1)是非易失性的，在于它在没有电源的情况下也能保持其内容。在这些情况下，一个或多个附加存储器芯片(例如，M2、M3等)存储附加操作配置文件(例如，M2存储配置文件2和/或配置文件X)。附加存储器芯片(例如，M2、M3等)可以是写保护的或者是以其他方式防篡改的，然而，在一些具体实施中，附加存储器芯片启用次级操作配置文件(例如，配置文件2和/或配置文件X)的更改。在另外的具体实施中，附加操作配置文件可以存储在远程存储器中，诸如存储在与音频设备10物理分离的计算设备(例如，智能设备、EFB、服务器等)中。在某些示例中，诸如在主要操作配置文件被设计成符合航空操作标准的情况下，控制器560被配置为响应于接收到从主要操作配置文件切换到不符合航空操作标准的不同操作配置文件的命令而向用户提供警告或其他通知。
在主要操作配置文件被设计成符合航空操作标准的另外示例中，处理器570可被配置为当音频设备10通电时始终循环通过主要操作配置文件(P1)。在这些情况下，音频设备10第一次通电时，加载P1。然后，用户可以根据她的偏好调整和/或定制操作配置文件，并且在各种具体实施中，可以将该调整的或定制的操作配置文件保存为默认或优选配置文件。然而，即使在这些情况下，处理器570也可被配置为在后续启动时循环通过主要操作配置文件(P1)。即，尽管用户可以选择另一操作配置文件(例如，在用户偏好中，或者通过用户配置文件命令)，但是音频设备10仍被配置为在其他操作配置文件由于任何原因而无法加载的情况下默认为符合航空操作标准的配置文件。例如，如果用户已经定义了存储在次级存储器(M2)中的优选配置文件(配置文件2)，但是该次级存储器(M2)由于任何原因而无法加载该配置文件(配置文件2)，则处理器570已经在上电时发起(从M1)加载配置文件1，这意味着音频设备10保持符合航空操作标准。在这些情况下，如果随后检索的配置文件(例如，P2)无法加载，则处理器570恢复到最后加载的配置文件(例如，P1)。
在另外的示例中，诸如在M1专用于配置文件1并且是写保护的(或者是以其他方式防篡改的)的情况下，主要操作配置文件(配置文件1)在音频设备10通电时作为默认操作配置文件被加载。在一些此类情况下，响应于音频设备10的上电，配置文件1(存储在专用位置M1处)作为默认操作配置文件被加载，而不管连接到音频设备10的附件420如何。在一些具体实施中，存储器芯片(M1)具有软件CODEC，或以其他方式将数据提供给本地CODEC以用于加载主要操作配置文件(配置文件1)而不需要计算设备。即，处理器570不需要从外部软件CODEC拉取指令以便加载配置文件1。另外，由于存储器芯片(M1)存储主要操作配置文件，所以在附件420或所连接的计算设备处的失灵或电力故障的情况下，主要操作配置文件总是可访问的。这些场景在航空用例中可以是特别有益的，例如，以确保符合航空操作标准和/或指南，诸如由航空组织(例如，联邦航空管理局(FAA))定义的那些标准和/或指南。在各种具体实施中，该主要操作配置文件(配置文件1)满足技术标准规范(TSO)指南和/或要求。
在一个示例性场景中，在执行断电命令(例如，由用户经由接口550或经由自动断电事件)之前，处理器570发起当前配置文件(包括ANR配置)在持久性存储器(M1)中的存储。在该情况下，在下一次音频设备10通电时，处理器570加载第一ANR配置(并且如果适用，加载来自第一配置文件的其他设置)，并且然后检查切换到第二ANR配置的触发事件，包括检查持久性存储器(M1)以获得此类配置。在某些情况下，如果处理器570确定最后存储的配置文件(包括最后存储的ANR配置)不同于第一ANR配置，则处理器570从第一ANR配置切换到最后存储的ANR配置(来自持久性存储器M1)。在这些情况下，如果在切换到最后存储的ANR配置之后检测到并启用了附加触发事件，则处理器570加载不同于最后存储的ANR配置的附加ANR配置。
在音频设备10主要用作航空头戴式耳机的示例中，第一ANR配置和最后存储的ANR配置可以是相同的，即，适合航空的ANR配置，诸如符合航空条例和/或航空标准的配置。在各种具体实施中，从持久性存储器(M1)检索最后存储的ANR配置是作为ANR电路的自启动而无条件地并且不使用任何微处理器来执行的。如本文所指出的，电源是ANR电路的先决条件，使得音频设备10在没有足够电力的情况下不能运行ANR配置，并且响应于通电而执行ANR电路的自启动。
在附加的具体实施中，配置文件的副本(包括ANR配置)存储在允许用户修改(例如，定制)某些设置的一个或多个次级存储器位置中。例如，用户可从配置文件定制特定设置，诸如单个耳罩的音频灵敏度(例如，以解决一只耳朵中的部分听力损失)。由于某些配置文件(例如，配置文件1)存储在持久性存储器(M1)中，所以这些配置文件可以是写保护的。然而，在这些附加具体实施中，配置文件副本可以是写启用的，例如，存储于诸如M2、M3等的存储器或不位于音频设备10处的另一存储器中。在某些情况下，可根据本文所述的各种触发事件来加载这些副本。
在各种附加具体实施中，操作统计信息存储在持久性存储器(M1)中。在特定具体实施中，持久性存储器(M1)被配置为存储操作统计信息，诸如运行时间和/或配置文件特性。在各种具体实施中，处理器570被配置为从持久性存储器拉取操作统计信息以触发提醒，例如，提供针对服务、软件更新等的提醒。将操作统计信息存储在持久性存储器中可以确保以及时的方式做出此类提醒。
应当理解，虽然一个或多个配置文件被描述为特定于航空的和/或符合航空操作标准，但是这些配置文件可包括子配置文件或配置文件设置组。在示例性具体实施中，出于特定航空目的(例如，商业航空、私人航空、飞机、直升机、军事航空等)定义不同的子配置文件。在特定情况下，控制器560被配置为基于检测在特定类型的飞机中的用途(例如，与商业飞机中的EFB相比，通过与军用直升机中的EFB的下行电缆连接)而切换到特定ANR配置，或者更广泛地，切换到特定配置文件。
在一些具体实施中，接口550允许用户禁用持久性存储器功能和/或其他触发事件，例如，使用机械开关或本文所述的其他接口功能。在某些示例中，响应于用户致动接口550(例如，将机械开关从第一位置翻转到第二位置和/或第三位置)，处理器570不针对ANR配置检查持久性存储器(M1)。在各种具体实施中，可使用密钥或其他受控访问设备禁用持久性存储器(M1)，例如，在持久性存储器(M1)中发生故障的情况下。在某些情况下，用户可使用机械开关结合密匙或其他受控访问设备来禁用持久性存储器。
在另外的航空相关示例中，(航空)音频设备10具有主要通信功能和次级功能两者。例如，主要通信功能可包括无线电和/或对讲机功能以及麦克风功能，而次级功能可包括音频回放(例如，音乐)、噪声减少(例如，ANR)、过载管理等。在某些情况下，处理器570被配置为响应于检测到如本文所述的触发事件而从第一ANR配置切换到第二ANR配置。在一些情况下，第二ANR配置与故障安全操作模式一致，该故障安全操作模式禁用次级功能以优先考虑主要通信功能。在这些示例中，禁用诸如音频回放和/或过载管理等的次级功能以便优先考虑主要通信(例如，无线电、对讲机等)。在特定情况下，用于自动切换到故障安全操作模式的触发事件包括检测到电源故障、设备故障和/或接收到用户命令的指示标识。例如，当外部电源或电池电源被中断或以其他方式以低水平运行时，处理器570被配置为切换到故障安全操作模式。在另外的情况下，用户可以提供切换到故障安全操作模式的命令(例如，经由接口550，图6)。在另外的情况下，处理器570被配置为检测音频设备10和/或所连接的设备(诸如电子飞行包、下行电缆等)中的故障，并且切换到故障安全操作模式。
在可包括航空相关应用的某些附加具体实施中，处理器570还可被配置为监测不同的音频以供在换能器500(图6)处输出(例如，回放)，并且在一些情况下，以不同的方式处理此类音频。在某些情况下，处理器570被配置为监测主要音频和次级音频两者，并且将次级音频与主要音频分开进行均衡。例如，主要音频可包括对讲机音频和/或无线电通信音频，并且次级音频可以包括辅助(AUX)音频(例如，AUX输入音频)和/或无线协议(例如，蓝牙、BLE等)音频。在这些示例中的一些示例中，存储器(例如，配置文件)包括多组EQ配置。例如，EQ配置的这些组可包括用于主要音频的至少一个EQ配置和用于次级音频的至少一个EQ配置。
在另外的具体实施中，控制器560被配置为基于用户定义的设置来加载预先选择的或以其他方式优先考虑的配置文件(包括对应的ANR配置)。在某些具体实施中，控制器560被配置为在可穿戴音频设备10通电之后依次切换ANR配置。例如，控制器560可被配置为响应于本文所述的触发事件而从第一ANR配置切换到第二ANR配置。另外，在这些示例中，控制器560被配置为在从第一ANR配置切换到第二ANR配置之后依次(例如，在数秒内)从第二ANR配置切换到不同的ANR配置(例如，第一ANR配置或第三ANR配置)。在这些情况下，不同的ANR配置可以是控制器560检测为优选的(例如，在用户偏好中预定义的)，或者基于(例如，由传感器510指示的)一个或多个环境条件确定为适当的配置文件的一部分。在这些示例的某些示例中，控制器560被配置为在到达优选的和/或适当的配置文件之前依次切换或“循环”通过多个配置文件。在各种具体实施中，配置文件(包括ANR配置)之间的切换在数秒(或更少)内执行，并且可能不被用户注意到。
与常规音频设备相比，根据各种具体实施的音频设备10提供多个有益效果。例如，根据各种具体实施的音频设备10实现了模块化附件交互，并且被配置为基于所附接的附件来调整设备设置。另外，在一些情况下，这些音频设备10被配置为用于多个场景和/或行业，例如，从消费者的随意使用到飞行员、军事人员、体育教练或娱乐专业人员的专业使用。音频设备10被配置为基于所附接的附件来应用不同的ANR配置、EQ设置等。音频设备10还可以基于所连接的附件和/或其他条件来调整操作配置文件和/或通信优先级。相对于常规音频设备，根据各种具体实施示出和描述的音频设备10可增强用户体验以及改善性能。
在各种具体实施中，被描述为彼此“耦接”的部件可沿一个或多个接口接合。在一些具体实施中，这些接口可包括不同部件之间的结合部，并且在其他情况下，这些接口可包括实心和/或一体形成的互连件。即，在一些情况下，可同时形成彼此“耦接”的部件以限定单个连续构件。然而，在其他具体实施中，这些耦接部件可形成为单独的构件，并且随后通过已知工艺(例如，焊接、紧固、超声焊接、粘结)接合。在各种具体实施中，被描述为“耦接”的附件(例如，电子部件)可以经由常规的硬线和/或无线装置链接，使得这些附件可以彼此传送数据。另外，给定部件内的子部件可被认为是经由常规路径链接的，这可能不一定被示出。
本文中未具体描述的其他实施方案也在以下权利要求书的范围内。本文所述的不同实施方式的元件可组合以形成上文未具体阐述的其他实施方案。可从本文所述的结构去除一些元件而不会不利地影响它们的操作。此外，可将各种独立的元件组合到一个或多个单独的元件中以执行本文所述的功能。

Claims (21)

1.一种可穿戴音频设备，包括：
附件端口；
至少一个处理器；和
存储器，所述存储器包括多组主动噪声减少ANR配置，所述存储器包括能够由所述至少一个处理器执行的指令，其中所述指令被配置为：
在所述可穿戴音频设备通电时选择第一ANR配置，所述第一ANR配置的所述选择基于连接到所述附件端口的附件，以及响应于触发事件自动切换到第二ANR配置，其中所述第二ANR配置不同于所述第一ANR配置。
2.根据权利要求1所述的可穿戴音频设备，其中所述触发事件包括将所述附件从所述附件端口断开连接。
3.根据权利要求1所述的可穿戴音频设备，其中所述触发事件包括将与所述附件不同的另一附件连接到所述附件端口。
4.根据权利要求1所述的可穿戴音频设备，其中所述触发事件包括用户对所述第二ANR配置的选择。
5.根据权利要求4所述的可穿戴音频设备，其中使用计算设备应用来执行所述用户对所述第二ANR配置的所述选择。
6.根据权利要求4所述的可穿戴音频设备，其中所述用户对所述第二ANR配置的所述选择是通过操纵机械开关来执行的。
7.根据权利要求1所述的可穿戴音频设备，其中所述附件包括电源。
8.根据权利要求7所述的可穿戴音频设备，还包括另一附件端口，其中来自所述附件的电力通过所述可穿戴音频设备传递到所述另一附件端口以向另一附件提供电力。
9.根据权利要求1所述的可穿戴音频设备，其中所述附件包括被配置为将所述可穿戴音频设备附接到至少一个其他设备的电缆。
10.根据权利要求1所述的可穿戴音频设备，其中所述附件包括麦克风。
11.根据权利要求1所述的可穿戴音频设备，其中所述附件包括传感器模块，所述传感器模块被配置为感测用户生物计量数据、用户运动或环境特性中的至少一者。
12.根据权利要求1所述的可穿戴音频设备，其中所述附件连接到远离所述可穿戴音频设备的至少一个传感器。
13.根据权利要求1所述的可穿戴音频设备，其中所述第二ANR配置是用户可定制的。
14.根据权利要求1所述的可穿戴音频设备，其中所述第一ANR配置与在所述可穿戴音频设备通电之前使用的ANR配置相同。
15.根据权利要求1所述的可穿戴音频设备，其中所述第一ANR配置和所述第二ANR配置包括不同的滤波器系数。
16.根据权利要求1所述的可穿戴音频设备，其中所述附件包括标识符，并且所述指令还被配置为在选择所述第一ANR配置之前读取所述附件标识符。
17.根据权利要求1所述的可穿戴音频设备，其中所述第一ANR配置是第一配置文件的组成部分，并且所述第二ANR配置是第二配置文件的组成部分，使得选择所述第一ANR配置包括选择所述第一配置文件，并且自动切换到所述第二ANR配置包括自动切换到所述第二配置文件，其中所述第一配置文件和所述第二配置文件在至少一个其他方面不同。
18.根据权利要求17所述的可穿戴音频设备，其中所述至少一个其他方面包括以下各项中的至少一者：音频回放配置、麦克风拾音配置、电力管理配置、透听配置或传感器配置。
19.根据权利要求1所述的可穿戴音频设备，其中所述第二ANR配置包括比所述第一ANR配置相对更低的ANR性能，并且所述可穿戴音频设备响应于环境噪声水平超过阈值而自动切换到所述第二ANR配置。
20.根据权利要求19所述的可穿戴音频设备，其中使用以下各项中的至少一者来测量所述环境噪声水平：前馈麦克风信号路径、由反馈ANR电路施加到驱动器的电压或所述反馈ANR电路的功耗。
21.根据权利要求1所述的可穿戴音频设备，其中所述可穿戴音频设备是航空可穿戴音频设备，并且所述附件是被配置为连接到飞机的下行电缆，使得所述第一ANR配置是基于连接到所述附件端口的所述下行电缆来选择的。
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