TW201801543A - 增强從耳機的聽筒傳送的麥克風信號的方法及裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明公開一種增强從耳機的聽筒傳送的麥克風信號的方法及裝置。該方法包括：分別從入耳式麥克風和外部麥克風接收第一信號和第二信號，其中該入耳式麥克風位於該聽筒的相對於用戶的耳道的近側，並且該外部麥克風位於該聽筒的相對於該耳道的遠側；以及使用該第二信號作為參考，從該第一信號中數位濾除耳內雜訊，從而產生去雜訊信號。

Description

增强從耳機的聽筒傳送的麥克風信號的方法及裝置
本發明所揭露之實施例有關於從耳機(headset)發送的麥克風信號，該耳機包括至少一個入耳式麥克風和外部麥克風。
典型的耳機是麥克風與用於雙耳的耳機揚聲器的結合。麥克風通常被封裝在靠近用戶口嘴的管狀結構中以接收用戶的語音信號。當語音信號從用戶嘴裏發出然後穿過空氣進入麥克風時，由於麥克風暴露在外部環境中，信號質量會由於環境雜訊而降低。
一些先進的耳機將麥克風作為聽筒(earpiece)的一部分，以覆蓋或適合用戶的耳朵。聽筒形成一個密封，阻止環境雜訊進入耳朵，並使得麥克風直接從用戶的耳朵結果獲取用戶的語音。由於雜訊幹擾較少，由此產生的麥克風信號提高了信號雜訊比(SNR)，但在某些情况下，環境雜訊可能通過聽筒泄漏到耳朵裏面，而且，由於在語音信號的傳播路徑的頻率失真，語音聽起來低沉甚至難以聽清。
因此，有必要改善由入耳式麥克風傳送的麥克風 信號的聲音質量。
依據本發明的示範性實施例，提出一種增强從耳機的聽筒傳送的麥克風信號的方法及裝置以解決上述問題。
依據本發明的一實施例，提出一種增强從耳機的聽筒傳送的麥克風信號的方法，包括：分別從入耳式麥克風和外部麥克風接收第一信號和第二信號，其中該入耳式麥克風位於該聽筒的相對於用戶的耳道的近側，並且該外部麥克風位於該聽筒的相對於該耳道的遠側；以及使用該第二信號作為參考，從該第一信號中數位濾除耳內雜訊，從而產生去雜訊信號。
依據本發明的另一實施例，提出一種增强從耳機的聽筒傳送的麥克風信號的裝置，包括：入耳式麥克風，位於該聽筒的相對於用戶的耳道的近側，以接收第一信號；外部麥克風，位於該聽筒的相對於該耳道的遠側，以接收第二信號；以及處理單元，包括濾波器，該濾波器使用該第二信號作為參考，從該第一信號中數位地濾除耳內雜訊，從而產生去雜訊信號。
本發明的增强從耳機的聽筒傳送的麥克風信號的方法及裝置，可以改善由入耳式麥克風傳送的麥克風信號的聲音質量。
100‧‧‧設備
110‧‧‧入耳式麥克風
120‧‧‧外部麥克風
125‧‧‧插塞
130‧‧‧揚聲器
150‧‧‧聽筒
160、300、400、600、800‧‧‧處理單元
170‧‧‧耳朵
175‧‧‧耳廓
180‧‧‧連接
111、112‧‧‧耳機組件
165‧‧‧延伸結構
210‧‧‧咽鼓管
310‧‧‧自適應濾波器
320‧‧‧係數計算器
330‧‧‧語音活動檢測器
410、510‧‧‧濾波器
610‧‧‧聲響雜訊消除單元
620‧‧‧數位雜訊消除單元
700、900‧‧‧方法
710、720、910、920、930、940‧‧‧步驟
810‧‧‧雜訊消除器
820‧‧‧頻率成形器
第1A圖為根據一實施例的聽筒的示意圖。
第1B、1C、1D及1E圖為根據另一實施例的說明聽筒組件 不同的配置的示意圖。
第2圖為根據一實施例的在耳朵裏的聽筒的位置的示意圖。
第3圖為根據一實施例的執行數位有源雜訊消除(digital active noise cancellation)的處理單元的示意圖。
第4圖為根據另一實施例的執行數位有源雜訊消除的處理單元的示意圖。
第5圖為根據一實施例的有源雜訊消除的示意圖。
第6圖為根據一實施例的執行數位和聲響(both digital and acoustic)有源雜訊消除的處理單元的示意圖。
第7圖為根據一實施例的提高從耳機的聽筒傳送的麥克風信號的方法的流程圖。
第8圖為根據一實施例的進行有源雜訊消除和頻率成形(frequency shaping)的處理單元的示意圖。
第9圖為根據另一實施例的流程圖提高從耳機的聽筒傳送的麥克風信號的方法的流程圖。
在下面的描述中，闡述了許多具體細節。然而，應當理解的是，可以在沒有這些具體細節的情况下實施本發明的實施例。在其他情况下，為了不使本說明書的理解變得模糊，沒有詳細地示出公知的電路，結構和技術。然而，本領域技術人員應當理解，可以在沒有這些具體細節的情况下實施本發明。具有所包含的描述的本領域技術人員將能够實現適當的功能而無需過多的實驗。
本發明的實施例提高了由耳機的入耳式麥克風產生和發送的麥克風信號的質量和清晰度(intelligibility)。耳機包括聽筒中的至少一對麥克風，其適合於用戶的耳朵。耳機可以經由有綫或無綫連接，連接到設備，例如計算機、通信和/或多媒體設備。可操作處理單元，通過處理從至少兩個麥克風接收的信號，來降低雜訊並提高信號質量。在一個實施例中，處理單元執行數位有源雜訊消除。在替代實施例中，除了數位有源雜訊消除之外，處理單元還執行聲響有源雜訊消除。在另一個實施例中，除了數位和/或聲響有源雜訊消除之外，處理單元執行頻率成形。
第1A圖為根據一實施例的與設備100通信的聽筒150的示意圖。聽筒150可以根據已知的通信協議通過有綫或無綫連接180連接到設備100。設備100可以是計算機、智慧電話、游戲站、音頻系統、多媒體系統或其他固定的、便携式的、或可穿戴式的電子設備。在一個實施例中，聽筒150是用戶佩戴的耳機組件的一部分。耳機組件可以包括用戶的兩個耳朵的兩個聽筒150。兩個聽筒150可以是分離的聽筒，或者可以通過連接器連接以定位在使用者的頭部的上方，下方，後面或其他周圍。
聽筒150至少包括一對麥克風。該對麥克風包括位於聽筒150的近側(proximal side)的入耳式麥克風110和位於聽筒150的遠側(distal side)的外部麥克風120，其中“近”和“遠”是相對於用戶的耳道來說的。在第1A圖的實施例中，聽筒150右側所示的粗實曲綫表示聽筒150的近側。使用時，入 耳式麥克風110位於用戶的耳朵170的耳道附近，例如在耳道內或耳道的頂端，並且外部麥克風120位於耳道外部並指向遠離耳朵170的方向。在一個實施例中，當使用時，整個聽筒150包括入耳式麥克風110和外部麥克風120均位於耳朵170的耳廓175內。
在一個實施例中，聽筒150可以通過在近側的部分或完全插入用戶耳道的插塞125(如圖中虛綫所示的空心軸)來貼附(attach)到耳朵170。在另一個實施例中，聽筒150上沒有插塞125，聽筒150的近側可能位於耳道的頂端，聽筒150可通過延伸結構貼附在耳朵170上，該延伸結構至少部分地繞耳朵170、或至少部分地圍繞頭部、或其它貼附方式。應當理解的是，上面列出的例子僅用於說明目的，貼附方式可能存在許多變形。
在一個實施例中，聽筒150包括處理單元160，以增强接收的麥克風信號。在另一實施例中，設備100包括處理單元160，用於增强接收的麥克風信號。在又一個實施例中，該處理單元160可能部分位於聽筒150中，部分位於設備100中。
在另一個實施例中，該處理單元160可能全部或部分位於聽筒150之外的耳機組件中。在一個實施例中，處理單元160可以部分位於耳機組件中並且部分位於設備100中。第1B圖為耳機組件111，其包括通過有綫或無綫連接的兩個聽筒150，以及第1C圖為耳機組件112，其包括具有延伸結構165的至少一個聽筒150，該延伸結構165部分地繞耳朵。例如，在第1B圖中，處理單元160可連接到延伸至一個聽筒150的綫；在第 1C圖中，處理單元160可以連接到延伸結構165。應當理解的是，上面列出的例子僅用於說明，並且處理單元160的位置可以存在許多變化。
第2圖為根據一實施例的在耳朵裏的聽筒150的位置的示意圖。如第2圖所示，入耳式麥克風110接收第一信號，該第一信號包括通過用戶的咽鼓管210傳播的用戶的語音信號以及從耳朵外部泄漏到耳道內的外部雜訊。外部麥克風120接收第二信號，該第二信號是外部雜訊，如環境雜訊。外部雜訊也可能包括用戶的自雜訊(self-noise)，這是從用戶的口傳出的聲音，經過空氣傳播，再返回到用戶的耳朵。自雜訊可能會被雜訊、回聲和混響扭曲，並可能成為雜訊源。處理單元160不僅降低了環境雜訊，而且還降低了自雜訊。降低自雜訊可以提高語音質量和清晰度。
聽筒150通過連接180將來自麥克風110和120的麥克風信號(也稱為上行信號)提供給設備100。聽筒150還包括一個揚聲器130，其產生從設備100傳送到聽筒150的揚聲器信號(也被稱為下行信號)。
第1D圖和第1E圖為根據本發明的替代實施例的聽筒150的其他變化的示意圖。例如，在第1D圖和第1E圖中的聽筒150的形狀與第1B圖和第1C圖中的是水平相反的。也可能存在其他的耳機形狀的變化。關於麥克風和揚聲器組件的設置位置，入耳式麥克風110可以設置在近側(由粗實綫表示)的任何地方，外部麥克風120可以設置在遠側(這是聽筒150面向外側的一側)的任何地方，以及揚聲器130可設置在聽筒150的任 何位置，並且相對於麥克風110和120的任何相對位置。為了簡潔起見，第1D圖及第1E圖省略了除110、120和130的其他組成部分。應當理解的是，上面列出的例子僅用於說明，並且可以存在許多變化。
在一些實施例中，聽筒150可以包括多個入耳式麥克風110和/或多個外部麥克風120。例如，多個入耳式麥克風110可以形成波束成形相位陣列(beamforming phased array)，它利用來自不同的入耳式麥克風110的方向資訊來增强接收信號的質量。具體來說，入耳式麥克風110的波束成形相位陣列可以構建性地組合(constructively combine)每個入耳式麥克風110的各個信號，以增强給定方向上的接收信號的信號雜訊比(SNR)，並將每個入耳式麥克風110的各個信號相互破壞地組合(destructively combine)以减少在其他方向上的幹擾。類似地，在一實施例中，聽筒150包括多個外部麥克風120，每個外部麥克風120的各個信號可以在一些方向上破壞性地組合，以减少某些雜訊或幹擾源的影響。在一些實施例中，多個入耳式麥克風110和/或多個外部麥克風120可以以綫性、2D或3D圖案來布置，以增强信號質量。
第3圖為根據一實施例的執行數位有源雜訊消除的處理單元300的示意圖。處理單元300是如第1A圖、第1B圖和第1C圖中的處理單元160的一個例子。處理單元300接收和處理來自麥克風110和120的信號，以產生去雜訊信號(de-noised signal)作為輸出。處理單元300包括信號處理電路，信號處理電路可以設置在聽筒150中、在包括聽筒150的耳機組件中、或 在設備100中。或者，信號處理電路的一部分可以設置在聽筒150中或者在耳機組件中，並且信號處理電路的另一部分可以設置在設備100中。處理單元300可以包括硬體、軟體、韌體或其組合。
在第3圖所示的實施例中，處理單元300包括自適應濾波器310，其使用從外部麥克風120接收的信號作為參考，以去除從入耳式麥克風110接收的信號中的雜訊。自適應濾波器310可以是最小均方(Least Mean Squares，LMS)濾波器、標準化最小均方濾波器或任何其它自適應濾波器。處理單元300還包括係數計算器(coefficient calculator)320，該係數計算器320基於從外部麥克風120和入耳式麥克風110接收的信號來計算並更新自適應濾波器310的一組濾波器係數。該組濾波器係數定義自適應濾波器310的傳遞函數(transfer function)。
在一個實施例中，係數計算器320僅在來自用戶的語音信號不存在時才計算濾波器係數；也就是說，當從入耳式麥克風110接收到的信號僅包含耳內雜訊而沒有語音信號時。耳內雜訊是通過聽筒150的密封件泄漏到用戶的耳道中的外部雜訊。係數計算器320可以耦接到語音活動檢測器(voice activity detector，VAD)330，語音活動檢測器330檢測用戶的語音信號的存在。語音活動檢測器330的輸入可以是直接來自入耳式麥克風110、或來自處理單元300的輸出的去雜訊信號。
第4圖為根據另一實施例的執行數位有源雜訊消除的處理單元400的示意圖。處理單元400是第1A圖、第1B圖和第1C圖中的處理單元160的另一示例。處理單元400接收並處 理來自麥克風110和120的信號以產生去雜訊信號作為輸出。處理單元400包括信號處理電路，信號處理電路可設置在聽筒150中、在包括聽筒150的耳機組件中、或在設備100中。或者，信號處理電路的一部分可以設置在聽筒150中或耳機組件中，並且信號處理電路的另一部分可以設置在設備100中。處理單元400可以包括硬體、軟體、韌體或其組合。
在第4圖所示的實施例中，處理單元400包括具有離綫校準的(offline calibrated)固定濾波器係數的濾波器410；例如，通過聽筒150的製造。濾波器係數被校準以去除從入耳式麥克風110接收的信號中的雜訊，其中雜訊是來自泄漏到用戶耳朵內的外部雜訊。當典型用戶(例如，具有典型的耳朵結構)以典型的方式佩戴聽筒150時，可以基於雜訊測量來執行離綫校準。具有固定濾波器係數的濾波器410可以在典型的環境中表現良好。對於具有非典型耳朵結構或以非典型風格佩戴聽筒150的用戶，可以使用如第3圖所示的自適應濾波器310。
第5圖為根據一實施例的可以在聽筒150中使用的聲響有源雜訊消除的示意圖。聲響有源雜訊消除通過產生抗雜訊(anti-noise)來降低耳內雜訊。抗雜訊是從揚聲器130傳送到用戶的耳道的聲波，以在耳道中產生安靜的區域。在一個實施例中，抗雜訊可以由濾波器510(例如，LMS濾波器、濾波器-X LMS濾波器或其他類型的自適應濾波器)來產生。濾波器510將從外部麥克風120接收的外部雜訊和一殘留雜訊作為輸入。殘留雜訊是在組合抗雜訊和耳內雜訊之後從入耳式麥克 風110傳送的雜訊量。殘留雜訊反饋到過濾器510以使濾波器510適應其係數。在替代實施例中，如第4圖所示，由於類似的原因，濾波器510可以具有固定的係數。具有固定係數的濾波器510可以使用來自外部麥克風120的外部雜訊作為輸入來產生抗雜訊；殘留雜訊既不計算也不使用。
如前該，聽筒150可以包括多個入耳式麥克風110和/或多個外部麥克風120以提高SNR。此外，在一些實施例中，聽筒150可以包括以綫性、2D或3D圖案布置的多個揚聲器130，以增强傳送到用戶耳朵的抗雜訊的質量。利用多個揚聲器130，可以提高靜音區域和雜訊衰减水平。
在一個實施例中，聲響有源雜訊消除可以與數位有源雜訊消除組合使用。如結合第3圖和第4圖該的數位有源雜訊消除，可减少由麥克風110和120接收和發送的信號中的雜訊。通過對由麥克風110和120獲取的(picked up)雜訊信號進行數位信號處理來執行雜訊去除(noise removal)；佩戴聽筒150的用戶感覺到的噪音水平(即用戶的耳道中的噪音)並沒有减少。然而，當數位處理後的信號被發送到與用戶進行對話的另一用戶時，該另一用戶感知的信號質量得到改善。相比之下，聲響有源雜訊消除通過在用戶的耳朵中創建一個安靜的區域，來减少用戶感覺到的雜訊水平。因此，由麥克風110和120獲取的信號質量得到改善。當聲響有源雜訊消除與數位有源雜訊消除組合使用時，通過聲響有源雜訊消除在用戶耳道中的雜訊降低(noise reduction)，减少了需要由數位有源雜訊消除來去除的雜訊量。因此，聲響和數位手段的組合可以進一步改 善所得到的信號質量。
第6圖為根據一實施例的執行數位和聲響有源雜訊消除的處理單元600的示意圖。處理單元600是第1A圖、1B和1C中的處理單元160的另一示例。處理單元600接收並處理來自麥克風110和120的信號，以產生去雜訊信號作為輸出。處理單元600包括信號處理電路，信號處理電路可以設置在聽筒150中、在包括聽筒150的耳機組件中、或在設備100中。或者，信號處理電路的一部分可以設置在聽筒150中或耳機組件中，並且信號處理電路的另一部分可以設置在設備100中。處理單元600可以包括硬體、軟體、韌體或其組合。
在第6圖所示的實施例中，處理單元600包括聲響雜訊消除單元610(例如，第5圖的濾波器510)和數位雜訊消除單元620(例如，第3圖的處理單元300或第4圖的處理單元400)。如前該，聲響雜訊消除單元610的輸出是抗雜訊，其與從入耳式麥克風110接收的信號組合後，與來自外部麥克風的外部雜訊一起饋入數位雜訊消除單元620，數位雜訊消除單元620的輸出是去雜訊信號。
第7圖為根據一實施例的提高從耳機的聽筒傳送的麥克風信號的方法700的流程圖。在一個實施例中，方法700由諸如第1A圖、第1B圖、第1C圖、第3圖、第4圖、第6圖和第8圖的處理單元之類的處理電路執行。處理電路可以設置在聽筒中、設置在與聽筒進行通信的設備中、或部分地設置在聽筒中並且部分地設置在設備中。方法700開始於處理電路分別從入耳式麥克風和外部麥克風接收第一信號和第二信號(步驟 710)。入耳式麥克風設置在聽筒上的相對於用戶的耳道的近側，並且外部麥克風設置於相對於耳道的聽筒的遠側。處理電路使用第二信號作為參考，從第一信號中數位濾除耳內雜訊，從而產生去雜訊信號(步驟720)。還可以執行進一步的信號增强，例如聲響有源雜訊消除和頻率成形。
第8圖為根據一實施例的進行有源雜訊消除和頻率成形的處理單元800的示意圖。處理單元800是第1A圖、第1B圖和第1C圖中的處理單元160的另一示例。處理單元800接收並處理來自麥克風110和120的信號以產生增强信號作為輸出。處理單元800包括信號處理電路，信號處理電路可以設置在聽筒150中、設置在在包括聽筒150的耳機組件中、或設置在設備100中。或者，信號處理電路的一部分可以設置在聽筒150中或耳機組件中，並且信號處理電路的另一部分可以設置在設備100中。處理單元800可以包括硬體、軟體、韌體或其組合。
在一個實施例中，處理單元800包括雜訊消除器810和頻率成形器820。雜訊消除器810可以執行數位有源雜訊消除、聲響有源雜訊消除或兩者的組合，如第3圖-第6圖。頻率成形器820通過成形去雜訊信號的頻率，進一步提高從雜訊消除器810輸出的去雜訊信號的信號質量。
在一些實施例中，當通過咽鼓管傳播時，用戶的聲音的高頻帶(例如，高於2KHz)可能會降級、失真或甚至丟失。如此一來，由入耳式麥克風110接收的語音信號可能聽起來不舒服，並且在一些情况下可能是不清晰的。在一個實施例中，頻率成形器820使用預定的濾波器或其他信號處理裝置 來放大去雜訊信號的高頻帶的能量，以便提高語音質量和清晰度。在另一個實施例中，頻率成形器820將從外部麥克風120接收的信號的高頻帶和去雜訊信號進行組合，以補償去雜訊信號的高頻失真。頻率成形器820可以將來自雜訊消除器810的去雜訊信號和來自外部麥克風120的信號作為輸入，並產生增强信號作為輸出。
第9圖為根據另一實施例的流程圖提高從耳機的聽筒傳送的麥克風信號的方法900的流程圖。在一個實施例中，方法900由諸如第1A圖、第1B圖、第1C圖和第8圖的處理單元的處理電路執行。處理電路可以設置在聽筒中、設置在與聽筒通信的設備中、或者部分地設置在耳機中並且部分地設置在設備中。方法900開始於處理電路分別從入耳式麥克風和外部麥克風接收第一信號和第二信號(步驟910)。處理電路通過聲響有源雜訊消除在用戶的耳朵內創建一個安靜的區域(步驟920)。處理電路然後通過數位有源雜訊消除產生去雜訊信號(步驟930)。處理電路通過補償高頻失真來進一步成形去雜訊信號的頻率(步驟940)。
應當理解的是，第1A圖、第1B圖和第1C圖的處理單元160可以執行步驟910-940中的一些或全部。例如，處理單元160可以僅執行數位有源雜訊消除。處理單元160可替代地執行聲響有源雜訊消除和數位有源雜訊消除的結合。在另一個實施例中，處理單元160可以與頻率成形一起執行數位和/或聲響有源雜訊消除。
已經參考第1A圖-第1E圖、第2圖-第6圖和第8圖的 示例性實施例描述了第7圖和第9圖的流程圖的操作。然而，應當理解，第7圖和第9圖中的流程圖的操作可以通過除了第1A圖-第1E圖、第2圖-第6圖和第8圖討論的那些之外的本發明的實施例來執行，並且第1A圖-第1E圖、第2圖-第6圖和第8圖討論的實施例還可以執行不同於參考流程圖討論的那些操作。雖然第7圖和第9圖的流程圖展示了本發明的某些實施例執行的特定操作順序，但是應當理解，這種順序是示例性的(例如，替代實施例可以以不同的順序執行操作，組合某些操作，重叠某些操作等)。
本領域的技術人員將容易地觀察到，在不脫離本發明的精神和範圍內，可以對裝置和方法進行多種修改和變動。因此，本發明的範圍應以權利要求的範圍為准。
700‧‧‧方法
710、720‧‧‧步驟

Claims (10)

  1. 一種增强從耳機的聽筒傳送的麥克風信號的方法，包括：分別從入耳式麥克風和外部麥克風接收第一信號和第二信號，其中該入耳式麥克風位於該聽筒的相對於用戶的耳道的近側，並且該外部麥克風位於該聽筒的相對於該耳道的遠側；以及使用該第二信號作為參考，從該第一信號中數位濾除耳內雜訊，從而產生去雜訊信號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該數位濾除還包括：檢測該第一信號中的語音活動；以及當該語音活動不存在時，計算和更新自適應濾波器的係數。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該數位濾除還包括：使用一組預先校準的濾波器係數，數位濾除該耳內雜訊。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中還包括：基於接收該第二信號作為輸入的第二濾波器的輸出，通過該聽筒中的一個或多個揚聲器，在該耳道中產生聲響信號以作為抗雜訊。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中該第二濾波器的輸入還包括殘留雜訊信號，該殘留雜訊信號是組合該抗雜訊和該耳內雜訊的結果。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中還包括：通過組合從包括一個或多個入耳式麥克風和一個或多個外 部麥克風的多個麥克風接收的多個信號，來數位濾除該耳內雜訊。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中還包括：增加該去雜訊信號的高頻帶中的能量，或者組合該第二信號的高頻帶和該去雜訊信號；其中該高頻帶高於頻率閾值。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中還包括：通過至少部分地在該聽筒中或者在包括該聽筒的耳機組件中執行操作，或者通過至少部分地在與該聽筒通信的設備中執行操作，來增强該麥克風信號。
  9. 一種增强從耳機的聽筒傳送的麥克風信號的裝置，包括：入耳式麥克風，位於該聽筒的相對於用戶的耳道的近側，以接收第一信號；外部麥克風，位於該聽筒的相對於該耳道的遠側，以接收第二信號；以及處理單元，包括濾波器，該濾波器使用該第二信號作為參考，從該第一信號中數位地濾除耳內雜訊，從而產生去雜訊信號。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之裝置，其中還包括：接收第二信號作為輸入的第二濾波器；以及該聽筒中的一個或多個揚聲器，可基於該第二濾波器的輸出在該耳道中產生聲響信號以作為抗雜訊。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108174320B (zh) * 2018-01-29 2019-11-29 广东思派康电子科技有限公司 一种自适应耳道主动降噪耳机及自适应耳道主动降噪方法
US10511915B2 (en) * 2018-02-08 2019-12-17 Facebook Technologies, Llc Listening device for mitigating variations between environmental sounds and internal sounds caused by the listening device blocking an ear canal of a user
CN108429950A (zh) * 2018-03-22 2018-08-21 恒玄科技（上海）有限公司 低功耗的高效降噪耳机及降噪系统
CN108810702A (zh) * 2018-06-27 2018-11-13 会听声学科技（北京）有限公司 一种主动降噪耳机、设计系统及设计方法
WO2020141999A1 (en) * 2018-12-31 2020-07-09 Vulcand (Private) Limited Breath monitoring devices, systems and methods
CN113038318B (zh) * 2019-12-25 2022-06-07 荣耀终端有限公司 一种语音信号处理方法及装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6647368B2 (en) * 2001-03-30 2003-11-11 Think-A-Move, Ltd. Sensor pair for detecting changes within a human ear and producing a signal corresponding to thought, movement, biological function and/or speech
US20090012786A1 (en) * 2007-07-06 2009-01-08 Texas Instruments Incorporated Adaptive Noise Cancellation
WO2009042635A1 (en) * 2007-09-24 2009-04-02 Sound Innovations Inc. In-ear digital electronic noise cancelling and communication device
US9202455B2 (en) * 2008-11-24 2015-12-01 Qualcomm Incorporated Systems, methods, apparatus, and computer program products for enhanced active noise cancellation
JP5691618B2 (ja) * 2010-02-24 2015-04-01 ヤマハ株式会社 イヤホンマイク
US9050212B2 (en) * 2012-11-02 2015-06-09 Bose Corporation Binaural telepresence
US8798283B2 (en) * 2012-11-02 2014-08-05 Bose Corporation Providing ambient naturalness in ANR headphones
US9607602B2 (en) * 2013-09-06 2017-03-28 Apple Inc. ANC system with SPL-controlled output
US10548516B2 (en) * 2014-06-19 2020-02-04 Eers Global Technologies Inc. Method and device for continuous in-ear hearing health monitoring on a human being
US9578412B2 (en) * 2014-06-27 2017-02-21 Apple Inc. Mass loaded earbud with vent chamber
US20160165361A1 (en) * 2014-12-05 2016-06-09 Knowles Electronics, Llc Apparatus and method for digital signal processing with microphones
US9830930B2 (en) * 2015-12-30 2017-11-28 Knowles Electronics, Llc Voice-enhanced awareness mode

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