自动校准入耳式耳机制造技术

本发明专利技术提供了一种用于校准入耳式耳机以改善用户听到的频率响应的方法。所述方法包括：在将所述入耳式耳机放置在用户耳道内时，生成声音信号并且在驱动器处播放所述声音信号；在第一麦克风处接收所反射的声音信号；基于所述所反射的声音信号而生成频率响应；基于所述频率响应而生成用户鼓膜响应；生成第二声音信号；基于所述用户鼓膜响应而修改所述第二声音信号；以及在所述驱动器处播放所述经修改的第二声音信号。的第二声音信号。的第二声音信号。

【技术实现步骤摘要】
自动校准入耳式耳机


[0001]本文件总体上涉及入耳式耳机的自动校准方法以及对应的设备。校准用于改善用户听到的频率响应。

技术介绍

[0002]随着对声音行业中的技术的增加的开发，有可能从耳机内的更小且更复杂的驱动器重现高质量声音。然而，由于用户耳朵的个体特征(诸如耳道内部的特定尺寸和形状以及在用户的耳道中吸收多少声音)，用户将在他们的鼓膜处接收到不同的频率响应。为了针对所有用户实现优化和类似的频率响应，应校准(即，单独地均衡)耳机。耳机传递函数(HpTF)描述了声音如何在其从声音源到鼓膜的路径上被耳朵滤波。通过使用适当的单独的HpTF，可在鼓膜处将HpTF用作滤波器来均衡耳机。因此，在通过所讨论的耳机进行HpTF滤波和回放之后，可在鼓膜处更准确地重现音频信号。常规的耳机非常难以测量HpTF，并且所述任务需要昂贵/专家级的专业设备。
[0003]先前测量HpTF的尝试包括通过在特殊模制的听筒内使用换能器而在用户的耳朵里产生声音扫描，并且使用放置在听筒内的麦克风来记录耳朵的性质。然而，这些尝试未包括准确模型来预测耳道性质以及在单独的用户耳朵与模制的听筒之间的相互作用。此外，先前使用滤波器来均衡耳机的尝试仅针对于在鼓膜处产生平坦的频率响应(即，平谱)。然而，这未考虑到用户个体的头相关传递函数(HrTF)。因此，用户仍然可能会体验到与由耳机生成的频率响应不同的频率响应。
[0004]此外，已知入耳式耳机通过与鼓膜和外部世界产生封闭密封从而挡住大多数环境或背景噪声而向用户提供高质量声音。为了提供对外部世界的进一步沉浸式密封，一些入耳式耳机包括有源噪声消除(ANC)控制系统。然而，当出于安全性或其他原因而需要环境声音时(诸如在建筑工地上或当用户横穿马路时)，挡住环境噪声可能是个问题。用户可暂停音乐并且关闭ANC控制系统，从而提供减少的噪声消除。然而，这仍然通过入耳式耳机的封闭密封而衰减环境噪声。用户将必须移除入耳式耳机来听环境背景噪声。
[0005]虽然有可能使用ANC控制系统来记录环境噪声并且向用户回放这些环境噪声，但先前尝试未考虑到用户耳朵的个体特征。因此，用户不像他/她未戴耳机那样准确地感知到环境声音。
[0006]因此，在所述行业中需要提供一种基于用户耳朵(耳廓和耳道)的个体特征来均衡耳机(例如，噪声消除入耳式耳机)的改进的方法，使得用户听到预期声音(频率响应)，并且将周围收听模式集成到耳机中，以允许用户在不移除耳机的情况下就像他/她未戴耳机那样听到环境背景噪声。
[0007]因此，目的是测量用户耳朵的解剖学并且相应地修改在耳机处产生的声音，使得用户体验预期的重现的声音。此外，目的是提供一种噪声消除入耳式耳机，所述噪声消除入耳式耳机可在耳机处向用户重现并类似地修改环境噪声和背景噪声，使得用户在不移除耳机的情况下就像他/她未戴耳机那样体验到环境噪声和背景噪声。

技术实现思路

[0008]为了克服以上详述的问题，专利技术人已经设计出新颖且专利技术性的自动校准设备和技术。
[0009]更具体地，技术方案1提供了根据一个实施方案的校准入耳式耳机的方法。当将入耳式耳机放置在用户耳道内时，入耳式耳机内的集成电路可生成声音信号(例如，对数扫描)并且在驱动器处播放所述声音信号。所述声音信号穿过用户的耳道，反射离开鼓膜并且回到入耳式耳机，其中通过入耳式耳机的第一麦克风接收和记录所反射的声音信号。集成电路可基于所反射的声音信号而生成频率响应，并且进一步基于所述频率响应而生成用户鼓膜响应(例如，通过确定用户耳道的长度并且通过使用二级传输线和鼓膜压力传递函数来估计用户耳道的衰减系数)。入耳式耳机的集成电路可进一步根据音频输入(例如，膝上型计算机、智能电话或类似物)而生成第二声音信号，并且基于用户鼓膜响应来修改所述第二声音信号。此外，入耳式耳机的驱动器可向用户回放经修改的第二声音信号。有利的是，可由入耳式耳机生成经修改的声音(例如，音乐或音频)，使得在用户耳道中衰减的频率得到补偿。因此，用户听到预期声音(频率响应)。
[0010]在一个实施方案中，可由单独(例如，外部)的驱动器生成第三声音信号，其中可在用户耳道的入口处(例如，通过入耳式耳机的第二麦克风和/或通过单独的测试麦克风布置)接收所述第三声音信号。集成电路可基于等同于用户的目标函数的所接收的第三声音信号而生成第二频率响应。此外，集成电路可进一步朝向用户的目标函数来修改第二声音信号。有利的是，入耳式耳机可补偿由于外耳(耳廓)而在耳道里和耳道的入口处损失的声音(频率响应)。此外，入耳式耳机可接收和修改周围(例如，环境和背景)声音以产生改进的有源噪声消除。此外，入耳式耳机可修改所记录的周围声音以通过入耳式耳机向用户回放所述周围声音，从而在不需要移除入耳式耳机的情况下向用户提供透明听力。
[0011]在技术方案11中陈述了一种入耳式耳机。所述入耳式耳机包括具有主体部分和喷嘴部分的壳体，其中所述喷嘴部分包括所述喷嘴部分中的孔。所述壳体还包括驱动器、第一麦克风、与所述第一麦克风相对的第二麦克风以及耦合到所述第一麦克风、所述第二麦克风和驱动器的集成电路。当将入耳式耳机放置在用户耳道内时，所述集成电路能够操作以生成声音信号(例如，对数扫描)并且在驱动器处播放所述声音信号。所述声音信号穿过用户的耳道，反射离开鼓膜并且回到入耳式耳机，其中由入耳式耳机的第一麦克风接收和记录所反射的声音信号。集成电路可基于所反射的声音信号而生成频率响应，并且进一步基于所述频率响应而生成用户鼓膜响应(例如，通过确定用户耳道的长度并且通过使用二级传输线和鼓膜压力传递函数来估计用户耳道的衰减系数)。入耳式耳机的集成电路可进一步根据音频输入(例如，膝上型计算机、智能电话或类似物)而生成第二声音信号，并且基于用户鼓膜响应来修改所述第二声音信号。此外，入耳式耳机的驱动器可向用户回放经修改的第二声音信号。有利的是，可由入耳式耳机生成经修改的声音(例如，音乐或音频)，使得在用户耳道中衰减的频率得到补偿。因此，用户听到预期声音(频率响应)。
[0012]有利的是，本实施方案可自动地并准确地测量用户鼓膜响应和用户目标函数。因此，入耳式耳机可修改声音信号，使得在用户鼓膜处接收的频率响应尽可能近地类似于目标函数，从而向用户提供声音源预期的声音体验。此外，本实施方案允许用户在不移除入耳式耳机的情况下透明地且双耳地听到环境(周围)噪声，同时同等地提供有效的有源噪声消
除，这全部在小封装中实现。
附图说明
[0013]图1是示出了校准入耳式耳机的过程的流程图；
[0014]图2示出了在入耳式耳机的第一麦克风处记录的四个人的示例性频率响应；
[0015]图3示出了用以补偿至第一麦克风的连接管道的麦克风均衡器函数；
[0016]图4示出了由与声学耦合器耦合的入耳式耳机的第一麦克风记录的频率响应；
[0017]图5示出了由与声学耦合器耦合的入耳式耳机中的第一麦克风使用二级传输线计算记录的频率响应；
[0018]图6示出了在声学耦合器的仿真鼓膜处测得的入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于校准入耳式耳机的方法，所述方法包括：在将所述入耳式耳机放置在用户耳道内时，由集成电路生成声音信号并且在驱动器处播放所述声音信号(102)；在第一麦克风处接收在第一麦克风处的所反射的声音信号(104)；由所述集成电路基于所述所反射的声音信号而生成频率响应(106)；由所述集成电路基于所述频率响应而生成所述用户鼓膜响应(108)；由所述集成电路生成第二声音信号(110)；由所述集成电路基于所述用户鼓膜响应而修改所述第二声音信号(112)；以及在所述驱动器处播放所述经修改的第二声音信号(114)。2.如权利要求1所述的方法，其中由所述集成电路生成的所述第一声音信号是对数扫描。3.如以上权利要求中任一项所述的方法，其中由所述集成电路生成所述用户鼓膜响应还包括：根据所测得的频率响应的第一最小值来确定用户耳道的长度；以及估计所述用户耳道的衰减系数。4.如以上权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括将麦克风均衡器应用于所述第一麦克风，其中所述第一麦克风耦合到喷嘴，并且所述麦克风均衡器是基于以下两者之间的比较：由附接到所述喷嘴的第一麦克风接收的频率响应；和由不具有所述所附接的喷嘴的第一麦克风直接接收的频率响应。5.如以上权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括：由与所述入耳式耳机分开的驱动器生成第三声音信号；在所述用户耳道的入口处接收所述第三声音信号并且将所述第三声音信号存储在所述入耳式耳机的所述集成电路中；由所述集成电路基于所述所接收的第三声音信号而生成第二频率响应，所述第二频率响应对应于用户目标函数；并且其中由所述集成电路基于所述用户鼓膜响应而修改所述第二声音信号还包括：由所述集成电路朝向所述用户目标函数来修改所述第二声音信号。6.如权利要求5所述的方法，其中：在所述入耳式耳机的第二麦克风处接收所述第三声音信号，其中所述第二麦克风与所述第一麦克风相对地放置并且置于所述入耳式耳机的外部上；或在耦合到所述入耳式耳机的测试麦克风布置处接收所述第三声音信号。7.如权利要求5所述的方法，其中：在所述入耳式耳机的第二麦克风处接收所述第三声音信号，其中所述第二麦克风与所述第一麦克风相对地放置并且置于所述入耳式耳机的外部上；由与所述入耳式耳机分开的所述驱动器生成与所述第三声音信号相同的第四声音信号，由耦合到所述入耳式耳机的测试麦克风布置在用户耳朵的入口处接收所述第四声音信号，并且基于所述所接收的第四声音信号而生成第三频率响应；以及进一步基于在所述第三频率响应与所述第四频率响应之间的差异而确定所述用户目
标函数。8.如权利要求5至7中任一项所述的方法，所述方法还包括：将所述入耳式耳机置于周围收听模式下，所述周围收听模式包括：由所述第二麦克风接收周围声音，将所述周围声音存储在所述集成电路中，基于所述用户鼓膜响应、所...

【专利技术属性】
技术研发人员：U霍巴赫，K阿米尼霍伊，
申请(专利权)人：哈曼国际工业有限公司，
类型：发明
国别省市：