CN117041851A - 一种用于入耳式或半入耳式耳机的佩戴泄漏检测方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于入耳式或半入耳式耳机的佩戴泄漏检测方法和系统。该方法包括：在不发送测试信号的情况下，利用外部麦克风采集外部环境噪声信号，并利用内部麦克风采集内部环境噪声信号；利用处理单元以及滤波器组件，对外部环境噪声信号和内部环境噪声信号进行第一频率范围内的带通滤波；利用处理单元，基于带通滤波后的内部环境噪声信号与带通滤波后的外部环境噪声信号的能量比值的当前分贝值，来识别当前泄漏模式，其中，多个预设泄漏模式下的内部环境噪声信号和外部环境噪声信号的能量比值的基准分贝值在第一频率范围内的代表间距大于第一预定分贝阈值；利用处理单元以及滤波器组件，根据所识别的当前泄漏模式，适配对应的降噪滤波处理。

Description

一种用于入耳式或半入耳式耳机的佩戴泄漏检测方法和系统

技术领域

本申请属于耳机的佩戴泄漏检测技术领域，尤其涉及一种用于入耳式或半入耳式耳机的佩戴泄漏检测方法和系统。

背景技术

随着社会进步和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；其在机场、地铁、飞机、餐厅等各种嘈杂环境下都能为用户带来舒适的听音享受，因此越来越多地受到市场和客户的广泛认可。然而，对于入耳式，特别是半入耳式耳机，耳机的声场受不同的耳机佩戴方式(例如佩戴松紧程度、佩戴方向)和个体差异性的耳道结构(例如耳道长度、耳道宽窄以及反射作用)影响非常大，也给用户带来了不够理想的使用体验。因此，要获得好的降噪或者听音体验需要实时检测耳机的泄漏状况。

然而，现有的耳机通常没有泄漏检测功能，有些具有泄漏检测功能的耳机受外界环境影响比较大，经常存在检测不准的情况，或者泄漏检测功能复杂度过高，功耗过大。

发明内容

针对上述问题，提出了本申请以解决现有技术存在的上述问题。

本申请的目的在于提供一种用于入耳式或半入耳式耳机的佩戴泄漏检测方法和系统，通过将被动降噪量，也就是基于噪声而不依赖于测试信号的降噪量，例如内部麦克风和外部麦克风收到的环境噪声能量的比值作为佩戴泄漏检测的检测信号，从而不需要额外发送测试信号，也能够对当前的佩戴泄漏情况进行检测，使得泄漏检测系统较为简单，并且降低检测系统的功耗。

根据本申请的第一方案，提供了一种用于入耳式或半入耳式耳机的佩戴泄漏检测方法。所述入耳式或半入耳式耳机包括布置于耳内的内部麦克风、布置于耳外的外部麦克风、处理单元以及滤波器组件。该佩戴泄漏检测方法包括：在不发送测试信号的情况下，利用外部麦克风采集外部环境噪声信号，并利用内部麦克风采集内部环境噪声信号；利用所述处理单元以及滤波器组件，对所述外部环境噪声信号和所述内部环境噪声信号进行第一频率范围内的带通滤波；利用所述处理单元，基于带通滤波后的内部环境噪声信号与带通滤波后的外部环境噪声信号的能量比值的当前分贝值，来识别当前泄漏模式，其中，多个预设泄漏模式下的内部环境噪声信号和外部环境噪声信号的能量比值的基准分贝值在所述第一频率范围内的代表间距大于第一预定分贝阈值；利用所述处理单元以及滤波器组件，根据所识别的当前泄漏模式，适配对应的降噪滤波处理。

根据本申请的第二方案，提供了一种用于入耳式或半入耳式耳机的佩戴泄漏检测系统。该系统包括布置于耳内的内部麦克风、布置于耳外的外部麦克风、处理单元以及滤波器组件。所述内部麦克风配置为在不发送测试信号的情况下，采集内部环境噪声信号。所述外部麦克风配置为在不发送测试信号的情况下，采集外部环境噪声信号。所述滤波器组件配置为对所述外部环境噪声信号和所述内部环境噪声信号进行第一频率范围内的带通滤波。所述处理单元配置为基于带通滤波后的内部环境噪声信号与带通滤波后的外部环境噪声信号的能量比值的当前分贝值，来识别当前泄漏模式。其中，多个预设泄漏模式下的内部环境噪声信号和外部环境噪声信号的能量比值的基准分贝值在所述第一频率范围内的代表间距大于第一预定分贝阈值。所述处理单元还配置为根据所识别的当前泄漏模式，适配对应的降噪滤波参数。所述滤波器组件配置为根据所适配的降噪滤波参数，执行对应的降噪滤波处理。

根据本申请中的用于入耳式或半入耳式耳机的佩戴泄漏检测方法，通过内部麦克风和外部麦克风采集的内部环境噪声和外部环境噪声的能量比值来识别耳机当前的泄漏模式，并执行与该泄漏模式对应的降噪滤波处理，从而以不发送测试信号的方式对当前的佩戴泄漏情况进行检测，实现了通过被动检测来针对不同佩戴姿势对应的不同泄漏模式执行对应的降噪滤波处理。该方法鲁棒性强，且简化了泄漏检测系统，并且降低了泄漏检测系统的功耗。

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示出根据本申请实施例的用于入耳式或半入耳式耳机的佩戴泄漏检测过程所涉及的耳机构造及其作用机制的示意图。

图2示出了根据本申请实施例的用于入耳式或半入耳式耳机的佩戴泄漏检测方法的流程图。

图3示出了根据本申请实施例的多个预设泄漏模式的耳机内外环境噪声能量比值曲线。

图4示出了根据本申请实施例的用于入耳式或半入耳式耳机的佩戴泄漏检测系统的示意图。

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。本文中所描述的各个步骤，如果彼此之间没有前后关系的必要性，则本文中作为示例对其进行描述的次序不应视为限制，本领域技术人员应知道可以对其进行顺序调整，只要不破坏其彼此之间的逻辑性导致整个流程无法实现即可。

请注意，本文中，各种构件可以通过SOC(片上系统)来实现，例如可以利用从ARM公司等购买的各种RISC(精简指令集计算机)处理器IP来作为SOC的处理器来执行对应的功能，可以实现为嵌入式系统。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、各种通信模块、编解码器、缓存器等等。其它的比如天线和扬声器等可以外接到芯片上。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、编解码器等，以便降低功耗和成本。例如，用户也可以利用FPGA(现场可编程门阵列)来实现各种通信模块、编解码器等，可以用于对硬件设计的稳定性进行验证。对于各种通信模块、编解码器等，通常还可以配备缓存器，对处理过程中产生的数据进行暂时存储。

图1示出了根据本公开实施例的用于入耳式或半入耳式耳机的佩戴泄漏检测过程所涉及的耳机构造及其作用机制的示意图。如图1所示，在耳机通过前馈路径和反馈路径来实现佩戴泄漏检测过程。

在一些实施例中，在反馈路径中，内部麦克风在耳机内侧靠近耳道的位置上采集内部环境噪声，因为不发送测试音频信号，所以如果不播放音频信号，则所采集到的内部环境噪声主要包括外部环境噪声传输或者泄露到耳内的噪声，有些情况下也会包含少许的音频回声信号。采集到的内部环境噪声作为反馈麦克风信号并通过增益处理以及第一模数转换器103a的模数转换处理后，被直接传输至反馈滤波器111a进行滤波以实现反馈降噪，有些情况下也经N倍下采样处理后被传输至减法器110与经回声滤波器112处理后的音频信号进行整合。整合后的噪声信号传输至第一带通滤波器111a进行带通滤波，带通滤波后的噪声信号被用于被动降噪量计算和ANC滤波器选择。

在前馈路径中，外部麦克风在耳机外侧采集外部环境噪声，外部麦克风采集到的外部环境噪声主要包括周围环境产生的噪声。在一些实施例中，采集到的外部环境噪声还可以包括少许内部环境噪声漏到周围环境的音频分量，该部分音频分量也可以作为外部环境噪声的一部分。采集到的外部环境噪声作为前馈麦克风信号并通过增益处理以及第二模数转换器103b的模数转换处理后，被直接传输至前馈滤波器111b进行滤波以实现前馈降噪，有些情况下也经N倍下采样处理后被传输至第二带通滤波器104b进行带通滤波。带通滤波后的麦克风信号被用于被动降噪量计算和ANC滤波器选择。

经反馈滤波的麦克风信号、经前馈滤波的麦克风信号和待播音频信号105被传输至被传输至加法器109，随后由扬声器107播放。由扬声器107播放。其中，扬声器107播放出的经前馈滤波的麦克风信号和经反馈滤波的麦克风信号与到达耳内的环境噪声产生空中对消以实现降噪。

以上为基于本公开实施例的耳机进行降噪的工作原理，通过分别对前馈路径和反馈路径上的噪声进行滤波，能够实现耳机的降噪功能，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，提供了一种用于入耳式或半入耳式耳机的佩戴泄漏检测方法。入耳式或半入耳式耳机包括布置于耳内的内部麦克风、布置于耳外的外部麦克风、处理单元以及滤波器组件。

这里的内部麦克风、外部麦克风、处理单元以及滤波器组件可以分别为图4中所示的内部麦克风201a、外部麦克风201b、处理单元202以及滤波器组件203，也可以分别为其他的内部麦克风、外部麦克风、处理单元以及滤波器组件。在本申请的实施例中，以内部麦克风201a作为内部麦克风的举例、外部麦克风201b作为外部麦克风的举例、处理单元202作为处理单元的举例、滤波器组件203作为滤波器组件的举例而进行说明。在一些实施例中，滤波器组件可以包括图1中所示的反馈滤波器111a和前馈滤波器111b，还可以包括其他用途的滤波器。

如图2所示，本申请实施例的用于入耳式或半入耳式耳机的佩戴泄漏检测方法的流程包括步骤S101至步骤S104。

在步骤S101中，在不发送测试信号的情况下，利用外部麦克风201b采集外部环境噪声信号，并利用内部麦克风201a采集内部环境噪声信号。本文中的测试信号旨在表示各种为了检测佩戴泄漏所发送的声音信号，例如可以是专用于检测佩戴泄漏所发送的测试音频信号，也可以是普通音频信号但兼用于检测佩戴泄漏。不发送测试信号包括播放普通音频信号但不将其用于检测佩戴泄漏的情况。下面以播放音频信号的情况下的佩戴泄漏检测流程进行示例性说明，但须知不播放音频信号也可以执行对应的佩戴泄漏检测流程，音频信号即便播放，也只使用外部环境噪声信号和内部环境噪声信号来进行佩戴泄漏检测。

具体而言，外部麦克风201b在耳机外侧采集当下的环境噪声。将采集到的当下的环境噪声通过第一模数转换器进行模数转换处理，以获得外部环境噪声信号。外部麦克风201b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如果播放音频信号时，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。

内部麦克风201a在耳机内侧靠近耳道的位置上采集当下的内部环境噪声。将采集到的当下的内部环境噪声通过第二模数转换器进行模数转换处理，以获得内部环境噪声信号。内部环境噪声包括播放音频信号时产生的音频回声信号。

在步骤S102中，利用处理单元202以及滤波器组件203，对外部环境噪声信号和内部环境噪声信号进行第一频率范围内的带通滤波。

具体而言，利用第一带通滤波器对外部环境噪声信号进行第一频率范围内的带通滤波，得到滤波后外部环境噪声信号，并将该信号设为x(t)。利用第二带通滤波器对内部环境噪声信号进行第一频率范围内的带通滤波，得到滤波后内部环境噪声信号，并将该信号设为y(t)。其中，第一频率范围为能够利用采集到的外部环境噪声信号和内部环境噪声信号将后述的多种预设泄漏模式区分开的频率范围。

在步骤S103中，利用处理单元202，基于带通滤波后的内部环境噪声信号与带通滤波后的外部环境噪声信号的能量比值的当前分贝值，来识别当前泄漏模式。

示例性的，通过公式(1)计算滤波后内部环境噪声信号y(t)与滤波后外部环境噪声信号x(t)的能量比值：

其中，ρ(t)表示当前泄漏模式的耳机内外环境噪声能量比值，单位为分贝(dB)；t₁表示计算噪声信号能量的开始时刻；T表示计算的持续时间；表示外部麦克风201b在第一频率范围的频段内的噪声能量；/>表示内部麦克风201a在第一频率范围的频段内的噪声能量。

在一些实施例中，多个预设泄漏模式下的内部环境噪声信号和外部环境噪声信号的能量比值的基准分贝值在第一频率范围内的代表间距大于第一预定分贝阈值。

具体而言，图3示出了根据本申请一实施例中的多个预设泄漏模式的耳机内外环境噪声能量比值曲线。如图3所示，在Y轴方向上，多个预设泄漏模式的耳机内外环境噪声能量比值曲线之间具有一定的间距，该间距与耳机内外环境噪声能量比值同样地通过分贝值来表示。每种泄漏模式表示一种耳机佩戴位置，由耳机佩戴位置的变化从而产生多种泄漏模式。在一些实施例中，代表间距可以是为多个预设泄漏模式的能量比值曲线在第一频率范围内的一组多个间距中最小的间距。在一些实施例中，第一预定分贝阈值确保能够一并且显著地识别各个预设泄漏模式。在第一频率范围内，多个预设泄漏模式的耳机内外环境噪声能量比值的代表间距大于第一预定分贝阈值。在一些实施例中，代表间距也可以是该多个间距中的平均间距等等。

在步骤S104中，利用处理单元202以及滤波器组件203，根据所识别的当前泄漏模式，适配对应的降噪滤波处理。

具体而言，将步骤S103中计算得到的当前泄漏模式的耳机内外环境噪声能量比值ρ(t)与各个预设泄漏模式的耳机内外环境噪声能量比值分别进行比较，选择多个预设泄漏模式中，其耳机内外环境噪声能量比值与ρ(t)一致或相近的预设泄漏模式，并将耳机的当前泄漏模式识别为该预设泄漏模式。然后，向耳机适配与所识别的当前泄漏模式对应的降噪滤波处理并执行。

上述佩戴泄漏检测方法通过利用内部麦克风201a和外部麦克风201b采集的内部环境噪声和外部环境噪声的能量比值来识别耳机当前的泄漏模式，并执行与该泄漏模式对应的降噪滤波处理，实现了不发送测试信号，以被动检测方式对当前的佩戴泄漏情况进行检测，进而识别与当前的佩戴姿势对应的当前泄漏模式，并对当前泄漏模式有针对性地执行降噪滤波处理。该方法鲁棒性强，且简化了泄漏检测系统，并且降低了泄漏检测系统的功耗。

在一些实施例中，第一频率范围为1kHZ到2kHZ之间。如图3所示，在1kHZ到2kHZ的频率范围内，多个预设泄漏模式的耳机内外环境噪声能量比值曲线彼此之间都明显具有一定的距离。因此，在将第一频率范围设置为1kHZ到2kHZ之间的范围的情况下，能够明显地区分开各个预设泄漏模式，从而在对当前泄漏模式进行识别时，也能够更快速地识别出与当前泄漏模式最接近的预设泄漏模式，进而快速且准确地识别出当前泄漏模式。

在一些实施例中，第一频率范围为2kHZ到3kHZ之间，在进行第一频率范围的带通滤波后，处理单元202基于带通滤波后的内部环境噪声信号与带通滤波后的外部环境噪声信号的能量比值的当前分贝值，将各个泄漏模式和出耳模式一并分别识别出来。注意，出耳模式与各个泄漏模式在该第一频率范围内带通滤波后的内部环境噪声信号与带通滤波后的外部环境噪声信号的能量比值的当前分贝值曲线都能保持显著距离而间隔开，没有交叠，从而容易地识别出来。

如图3所示，在2kHZ到3kHZ的频率范围内，除了多个预设泄漏模式的耳机内外环境噪声能量比值曲线之外，还可以明显区分出出耳模式的耳机内外环境噪声能量比值曲线。因此，在将第一频率范围设置为2kHZ到3kHZ之间的范围的情况下，在对当前泄漏模式进行识别时，能够一并对出耳模式进行识别，从而不需要额外设置出耳模式的识别方式，简化了泄漏检测系统，并且降低了泄漏检测系统的功耗。

在一些实施例中，佩戴泄漏检测方法还包括利用配置于入耳式或半入耳式耳机的检测与耳部的接触状况的传感器，来识别出出耳模式。

示例性的，用来识别出耳模式的检测手段为电容传感器或者压电传感器等被动检测传感器。在使用电容传感器识别出耳模式的情况下，当耳机处于出耳模式，也就是未被佩戴在耳部的状态的情况下，电容传感器中上下电极之间的距离为最大距离，从而能够通过测量电容传感器的电容量来识别出耳模式。在使用压电传感器识别出耳模式的情况下，当耳机处于出耳模式时，压电传感器为不带电状态，从而能够通过检测压电传感器的带电状态来识别出耳模式。

示例性的，还可以使用传递函数来识别出耳模式。耳机的扬声器发送出耳模式的测试信号，通过回声滤波器确定耳机的扬声器到内部麦克风201a的当下传递函数，在当下传递函数被识别为出耳模式传递函数时，识别耳机为出耳模式。

通过使用上述用于识别出耳模式的检测手段，在将第一频率范围设置为1kHZ到2kHZ之间的范围的情况下，也能够将各个泄漏模式和出耳模式一并分别识别出来，拓宽了一并识别泄漏模式和出耳模式的频率范围，提高了第一频率范围设置的自由度。

在一些实施例中，佩戴泄漏检测方法还包括：预先设置第一频率范围，使得出耳模式与各个预设泄漏模式下的内部环境噪声信号和外部环境噪声信号的能量比值的基准分贝值在第一频率范围内的代表间距大于第二预定分贝阈值。在一些实施例中，第二预定分贝阈值确保能够一并且显著地识别泄漏模式和出耳模式。

在一些实施例中，各个预设泄漏模式的耳机内外环境噪声能量比值曲线之间的代表间距为最大代表间距，或者第一频率范围的分贝值峰值附近的中段的间距。如图3所示，在1kHZ到2kHZ的频率范围内，分贝值峰值附近的中段的频率范围为1.5kHZ至1.7kHZ。在该情况下，各个预设泄漏模式的耳机内外环境噪声能量比值曲线之间的代表间距为在1.5kHZ至1.7kHZ的频率范围内的彼此之间的间距。

在一些实施例中，滤波器组件203包括多个具有不同滤波系数的ANC(ActiveNoise Cancellation：主动降噪)滤波器。处理单元202根据所识别的当前泄漏模式，从多个具有不同滤波系数的ANC滤波器中选择对应的ANC滤波器以进行降噪滤波处理。

具体而言，滤波器组件203中包含的多个ANC滤波器的滤波系数对应于每个预设泄漏模式的滤波系数。在使用ANC滤波器进行降噪处理时，针对当前泄漏模式下的滤波后外部环境噪声信号x(t)和滤波后内部环境噪声信号y(t)，分别从多个具有不同滤波系数的ANC滤波器中选择相对应的ANC滤波器进行降噪滤波处理，并将进行降噪滤波处理之后的噪声信号转换为音频信号并由扬声器播放，从而对内部环境噪声以及到达耳内的外部环境噪声产生空中对消以实现降噪。通过对ANC滤波器进行选择，使得能够更有针对性地对当前泄漏模式进行降噪，从而获得得到更好的降噪效果。

在一些实施例中，佩戴泄漏检测方法还包括：预先检测多个预设泄漏模式下的内部环境噪声信号和外部环境噪声信号在带通滤波后的能量比值的基准分贝值；在对当前泄漏模式进行识别时，选择当前分贝值最接近的基准分贝值对应的至少一个预设泄漏模式，并对所选择的至少一个预设泄漏模式对应的滤波参数进行加权来得到适配滤波参数，以执行对应的降噪滤波处理。

具体而言，在当前泄漏模式的耳机内外环境噪声能量比值ρ(t)不等于任意一个预设泄漏模式的耳机内外环境噪声能量比值的情况下，选择与当前泄漏模式的耳机内外环境噪声能量比值ρ(t)的差值最小的至少一个预设泄漏模式，并对所选择的至少一个预设泄漏模式对应的滤波参数进行加权来得到适配于当前泄漏模式的滤波参数，以执行对应于当前泄漏模式的降噪滤波处理。

在一些实施例中，佩戴泄漏检测方法还包括执行VAD语音检测，且在检测到讲话的情况下，利用处理单元202锁定降噪滤波处理的滤波参数。

具体而言，在佩戴者讲话的时候，语音信号会进入内部麦克风201a，此时需要有语音检测功能。在本申请的实施例中使用话音激活检测(Voice activity detection，VAD)来进行语音检测。在通过VAD检测到佩戴者讲话的情况下，利用处理单元202锁定降噪滤波处理的滤波参数，以防止系统将语音信号误判为外部环境噪声信号，进而对滤波参数进行调整。在锁定的情况下，既可以停止执行对耳机进行泄漏检测，也可以继续对耳机执行泄漏检测但不使用检测结果来指导降噪滤波处理，也就是沿用被锁定的滤波参数继续进行降噪滤波处理，从而在佩戴者讲话等复杂的外部环境下，仍能够正常对耳机进行滤波处理。

在一些实施例中，佩戴泄漏检测方法还包括：在播放音乐时，基于各个泄漏模式与均衡滤波器的配置参数的对应关系，来以对应的配置参数执行均衡滤波，以便对低频区间进行补偿。

示例性的，ANC滤波器和均衡滤波器均适用于低频补偿。在播放音乐时，通过使内部麦克风201a采集的音频信号经过一个具有与当前泄漏模式相对应的配置参数的ANC滤波器或均衡滤波器，以对各种不同频率的电信号进行幅度、相位上的调节来补偿各种因素所导致的低频区间的声场的缺陷，从而能够在各个泄漏状况下良好地对低频区间进行补偿以均衡声场，进而提升耳机的音质以提升用户的听音体验。

在一些实施例中，佩戴泄漏检测方法还包括：在播放音乐时，对内部麦克风201a采集的音频信号执行回声消除，使用回声消除后的音频信号作为佩戴泄漏检测方法使用的内部环境噪声信号。

在播放音乐时，音频回声信号会进入内部麦克风201a，也就是说，内部麦克风201a对内部环境噪声进行采集而获得的音频数据中包括音频回声信号。此时需要对内部麦克风201a的音频数据进行回声消除。音频回声信号为要被传输至扬声器播放的待播音频信号的回声信号。

示例性的，使用前置反馈来执行回声消除。ANC滤波器和均衡滤波器均可以作为回声滤波器112并适用于回声消除。具体而言，回到图1所示，将待播音频信号105传输至回声滤波器112，回声滤波器112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112滤波的待播音频信号105被送入减法器110。减法器110整合经数模转换处理和N倍下采样处理后的反馈麦克风信号以及经回声滤波器112处理后的音频信号，这样从内部麦克风采集的反馈麦克风信号中去除音频回声信号的影响。减法器110随后将整合后的噪声信号传输至第一带通滤波器104a，用于计算当前泄漏模式的耳机内外环境噪声能量比值ρ(t)，以识别当前泄漏模式并选择与当前泄漏模式对应的ANC滤波器(或其系数配置)以进行降噪滤波处理。

本申请的各个实施例中的泄漏检测流程在对内部麦克风201a采集的音频信号执行回声消除的情况下执行，也就是说，使用回声消除后的音频信号作为内部环境噪声信号，来执行当前泄漏模式的识别，以实现滤波降噪。

在本申请的一些实施例中，提供了一种用于入耳式或半入耳式耳机的佩戴泄漏检测系统200。如图4所示，系统200包括布置于耳内的内部麦克风201a、布置于耳外的外部麦克风201b、处理单元202以及滤波器组件203。内部麦克风201a配置为在不发送测试信号的情况下，采集内部环境噪声信号。外部麦克风201b配置为在不发送测试信号的情况下，采集外部环境噪声信号。滤波器组件203配置为对外部环境噪声信号和内部环境噪声信号进行第一频率范围内的带通滤波。处理单元202配置为基于带通滤波后的内部环境噪声信号与带通滤波后的外部环境噪声信号的能量比值的当前分贝值，来识别当前泄漏模式。其中，多个预设泄漏模式下的内部环境噪声信号和外部环境噪声信号的能量比值的基准分贝值在第一频率范围内的代表间距大于第一预定分贝阈值；根据所识别的当前泄漏模式，适配对应的降噪滤波参数。滤波器组件203还配置为根据所适配的降噪滤波参数，执行对应的降噪滤波处理。

处理单元202可以配置为执行根据本申请各个实施例的佩戴泄漏检测方法。本申请各个实施例中的处理单元202可以利用一个或多个处理器、一个或多个可编程电路、一个或多个专用电路或其组合来实现。例如，当所述处理单元202实现为处理器时，该处理器可以是微型处理单元(MPU)、SOC(片上系统)、DSP(数字处理)中的任何一种或组合。可编程电路是例如现场可编程门阵列(FPGA)，但是不限于此。专用电路是例如专用集成电路(ASIC)，但是不限于此。

在一些实施例中，滤波器组件203独立于处理单元202，或者至少部分由处理单元202执行计算机指令来实现降噪滤波处理。

在一些实施例中，滤波器组件203包括多个具有不同滤波系数的ANC滤波器，滤波器组件203配置为根据所识别的当前泄漏模式，从多个具有不同滤波系数的ANC滤波器中选择对应的ANC滤波器以进行降噪滤波处理。

在一些实施例中，滤波器组件203包括均衡滤波器。均衡滤波器配置为在播放音乐时，基于各个泄漏模式与均衡滤波器的配置参数的对应关系，来以对应的配置参数执行均衡滤波，以便对低频区间进行补偿。

在一些实施例中，滤波器组件203包括可调的带通滤波器，带通滤波器的通带可由处理单元202进行调节。或者，还可以由处理单元202执行计算机指令来实现第一频率范围内的带通滤波。

具体而言，对外部环境噪声信号和内部环境噪声信号进行的带通滤波处理既可以通过硬件方式来实现，也可以通过软件方式来实现。示例性的，在通过硬件方式实现带通滤波处理的情况下，由处理单元202将滤波器组件203包括的可调的带通滤波器的通带调节为第一频率范围，并使用调节了通带的带通滤波器对外部环境噪声信号和内部环境噪声信号进行带通滤波，来实现对外部环境噪声信号和内部环境噪声信号进行的带通滤波处理。在通过软件方式实现带通滤波处理的情况下，由处理单元202执行上述通过可调的带通滤波器进行的带通滤波处理，以实现对外部环境噪声信号和内部环境噪声信号进行的带通滤波处理。

上述佩戴泄漏检测系统利用内部麦克风201a和外部麦克风201b采集的内部环境噪声和外部环境噪声的能量比值来识别耳机当前的泄漏模式，并对与当前的佩戴姿势对应的当前泄漏模式有针对性地执行降噪滤波处理。该系统结构简单且鲁棒性强，而且由于是被动检测方式，不用主动发送测试信号，因而降低了系统功耗。

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公开的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反，本发明的主题可以少于特定的公开的实施例的全部特征。从而，以下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。

Claims (16)

1.一种用于入耳式或半入耳式耳机的佩戴泄漏检测方法，所述入耳式或半入耳式耳机包括布置于耳内的内部麦克风、布置于耳外的外部麦克风、处理单元以及滤波器组件，其特征在于，包括：

在不发送测试信号的情况下，利用外部麦克风采集外部环境噪声信号，并利用内部麦克风采集内部环境噪声信号；

利用所述处理单元以及滤波器组件，对所述外部环境噪声信号和所述内部环境噪声信号进行第一频率范围内的带通滤波；

利用所述处理单元，基于带通滤波后的内部环境噪声信号与带通滤波后的外部环境噪声信号的能量比值的当前分贝值，来识别当前泄漏模式，其中，多个预设泄漏模式下的内部环境噪声信号和外部环境噪声信号的能量比值的基准分贝值在所述第一频率范围内的代表间距大于第一预定分贝阈值；

利用所述处理单元以及滤波器组件，根据所识别的当前泄漏模式，适配对应的降噪滤波处理。

2.根据权利要求1所述的佩戴泄漏检测方法，其特征在于，所述第一频率范围为1kHZ到2kHZ之间。

3.根据权利要求1所述的佩戴泄漏检测方法，其特征在于，所述第一频率范围为2kHZ到3kHZ之间，在进行所述第一频率范围的带通滤波后，所述处理单元基于所述带通滤波后的内部环境噪声信号与带通滤波后的外部环境噪声信号的能量比值的当前分贝值，将各个泄漏模式和出耳模式一并分别识别出来。

4.根据权利要求1或2所述的佩戴泄漏检测方法，其特征在于，还包括：利用配置于所述入耳式或半入耳式耳机的检测与耳部的接触状况的传感器，来识别出出耳模式。

5.根据权利要求3所述的佩戴泄漏检测方法，其特征在于，还包括：预先设置所述第一频率范围，使得所述出耳模式与所述各个预设泄漏模式下的内部环境噪声信号和外部环境噪声信号的能量比值的基准分贝值在所述第一频率范围内的代表间距大于第二预定分贝阈值。

6.根据权利要求1-3中任何一项所述的佩戴泄漏检测方法，其特征在于，所述代表间距为最大代表间距，或者第一频率范围的分贝值峰值附近的中段的间距。

7.根据权利要求1-3中任何一项所述的佩戴泄漏检测方法，其特征在于，所述滤波器组件包括多个具有不同滤波系数的ANC滤波器，所述处理单元根据所识别的当前泄漏模式，从所述多个具有不同滤波系数的ANC滤波器中选择对应的ANC滤波器以进行降噪滤波处理。

8.根据权利要求1-3中任何一项所述的佩戴泄漏检测方法，其特征在于，还包括：预先检测所述多个预设泄漏模式下的内部环境噪声信号和外部环境噪声信号在所述带通滤波后的能量比值的基准分贝值；在对所述当前泄漏模式进行识别时，选择当前分贝值最接近的基准分贝值对应的至少一个预设泄漏模式，并对所选择的至少一个预设泄漏模式对应的滤波参数进行加权来得到适配滤波参数，以执行对应的降噪滤波处理。

9.根据权利要求1-3中任何一项所述的佩戴泄漏检测方法，其特征在于，还包括：执行VAD语音检测，且在检测到讲话的情况下，利用所述处理单元锁定降噪滤波处理的滤波参数。

10.根据权利要求1-3中任何一项所述的佩戴泄漏检测方法，其特征在于，还包括：在播放音乐时，基于各个泄漏模式与均衡滤波器的配置参数的对应关系，来以对应的配置参数执行均衡滤波，以便对低频区间进行补偿。

11.根据权利要求1-3中任何一项所述的佩戴泄漏检测方法，其特征在于，还包括：在播放音乐时，对所述内部麦克风采集的音频信号执行回声消除，使用回声消除后的音频信号作为所述佩戴泄漏检测方法使用的内部环境噪声信号。

12.一种用于入耳式或半入耳式耳机的佩戴泄漏检测系统，包括布置于耳内的内部麦克风、布置于耳外的外部麦克风、处理单元以及滤波器组件，其特征在于，

所述内部麦克风配置为：在不发送测试信号的情况下，采集内部环境噪声信号；

所述外部麦克风配置为：在不发送测试信号的情况下，采集外部环境噪声信号；

所述滤波器组件配置为：对所述外部环境噪声信号和所述内部环境噪声信号进行第一频率范围内的带通滤波，

所述处理单元配置为：基于带通滤波后的内部环境噪声信号与带通滤波后的外部环境噪声信号的能量比值的当前分贝值，来识别当前泄漏模式，其中，多个预设泄漏模式下的内部环境噪声信号和外部环境噪声信号的能量比值的基准分贝值在所述第一频率范围内的代表间距大于第一预定分贝阈值；根据所识别的当前泄漏模式，适配对应的降噪滤波参数；

所述滤波器组件还配置为：根据所适配的降噪滤波参数，执行对应的降噪滤波处理。

13.根据权利要求12所述的佩戴泄漏检测系统，其特征在于，所述滤波器组件独立于所述处理单元，或者至少部分由所述处理单元执行计算机指令来实现所述降噪滤波处理。

14.根据权利要求12所述的佩戴泄漏检测系统，其特征在于，滤波器组件包括多个具有不同滤波系数的ANC滤波器，所述滤波器组件配置为：根据所识别的当前泄漏模式，从所述多个具有不同滤波系数的ANC滤波器中选择对应的ANC滤波器以进行降噪滤波处理。

15.根据权利要求12所述的佩戴泄漏检测系统，其特征在于，滤波器组件包括均衡滤波器，所述均衡滤波器配置为：在播放音乐时，基于各个泄漏模式与均衡滤波器的配置参数的对应关系，来以对应的配置参数执行均衡滤波，以便对低频区间进行补偿。

16.根据权利要求12所述的佩戴泄漏检测系统，其特征在于，滤波器组件包括可调的带通滤波器，所述带通滤波器的通带可由所述处理单元进行调节；或，

由所述处理单元执行计算机指令来实现所述第一频率范围内的带通滤波。