入耳式耳机制造技术

本发明专利技术涉及一种入耳式耳机(10)，该入耳式耳机包括位于解剖学外壳(14)中的适于传播声音的电声换能器(18)、适于接收待再现信号的控制电声换能器(18)的控制单元(20)，该控制单元包括应用于待再现信号的均衡滤波器，该控制单元(20)连接耳机的内部麦克风(30)。该控制单元(20)还包括次声路径的估计装置，以及根据次声路径的估计来定义和连续应用均衡滤波器的装置。该耳机包括外部麦克风(32)。该次声路径的估计装置适于还根据外部麦克风(32)测量的声信号来估计次声路径。信号来估计次声路径。信号来估计次声路径。

【技术实现步骤摘要】
入耳式耳机
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年9月25日提交法国专利局的、申请号为2009767的专利申请的优先权和权益，该专利申请的全部内容通过引用结合在本申请中。


[0003]本专利技术涉及一种入耳式耳机，通常包括位于解剖学外壳中的适于在耳道中传播声音的电声换能器、适于接收待再现信号的电声换能器控制单元，该控制单元包括应用于待再现信号的均衡滤波器，该控制单元连接耳机的内部麦克风，内部麦克风配置成用于测量耳道中的音频信号，该控制单元还包括被定义为换能器和内部麦克风之间的次声路径的连续估计装置，以及根据次声路径的估计来定义和连续应用均衡滤波器的装置。

技术介绍

[0004]入耳式耳机具有解剖学形状，可以插入到耳道中。其限定了基本上封闭在耳机和鼓膜之间的少量空气，这样可以产生低至5Hz的相对低频的声音。然而，鉴于耳朵大小存在很大差异，有时无法在耳机和鼓膜之间获得完全封闭的空间，在耳道和耳机之间会出现泄漏。
[0005]这些泄漏极大地改变了耳机对于低频的频率响应。
[0006]这种现象是已知的，并且已经提出了信号处理方案，从而通过由耳机电声换能器校正待再现信号，可以来补偿这些泄漏。
[0007]例如，该方案如美国专利文献US 9,264,823B2所述。在该文献中，提出处理来自均衡滤波器的信号，该均衡滤波器由文献中英文“Shelving filter”所指的搁架式滤波器构成。这种滤波器的增益随着测量耳道内声波的麦克风的信号而连续变化。滤波器的增益根据电磁换能器产生的信号能量和内部麦克风在不同频率范围内测量的音频信号能量之间的比值来调整。

技术实现思路

[0008]该方案只能部分地补偿入耳式耳机在低频范围内的泄漏问题。
[0009]本专利技术的目的是提出一种可以更好地校正音频信号的方案，以考虑到入耳式耳机和耳道之间的泄漏。
[0010]为此，本专利技术的目的在于提供一种上述类型的入耳式耳机，其特征在于该入耳式耳机包括配置成用于测量耳道以外的声信号的外部麦克风，并且次声路径估计装置适于还根据外部麦克风测量的耳道以外的声信号来估计次声路径。
[0011]根据具体实施方式，该入耳式耳机包括以下一项或多项特征：
[0012]‑
控制单元包括根据适于耳机的衰减模型来校正由耳道以外的外部麦克风测量的声信号的装置；
[0013]‑
该入耳式耳机包括当入耳式耳机和耳道之间的泄漏水平高于预定阈值时，忽略
外部麦克风测量的耳道以外的声信号的装置；
[0014]‑
定义和应用装置适于根据次声路径的估计来定义滤波器的增益、截止频率和品质因数，并连续应用于均衡滤波器；
[0015]‑
次声路径连续估计装置包括次声路径传递函数模型；
[0016]‑
估计装置包括调节回路，以运行应用于模型的优化算法；
[0017]‑
次声路径连续估计装置包括基于中频范围内的频率信号能量计算由低频范围内的频率信号能量商数构成的能量因数的计算装置；
[0018]‑
滤波器定义装置包括计算滤波器的增益、截止频率和品质因数的计算装置，该计算是通过应用根据能量因数预定义的函数来完成的；
[0019]‑
该入耳式耳机包括置信度得分建立装置，该置信度得分根据施加到换能器的待再现均衡音频信号，以及应用了由模型提供的次声路径估计的待再现音频信号与内部麦克风测量的信号之间的误差定义；该入耳式耳机还包括置信度得分低于预定阈值时的滤波器增益、截止频率和品质因数的停止和变化装置。
附图说明
[0020]通过下文中仅作为示例给出的描述，并结合附图，将能够更好地理解本专利技术，其中：
[0021]图1为单耳佩戴的入耳式耳机的示意图；
[0022]图2为入耳式耳机的功能示意图；
[0023]图3为入耳式耳机的声处理流程图；
[0024]图4、图5、图6为分别示出了滤波器的增益、截止频率和品质因数随能量因数而变化的曲线。
具体实施方式
[0025]在图1中用虚线示出了人脸8的一部分。入耳式耳机10嵌入到耳朵的耳道(附图标记12)内。实际上，用户拥有一对彼此对称的耳机并将其佩戴在双耳中。在此仅描述一个。
[0026]众所周知，入耳式耳机10包括解剖学外壳14，其形状略微呈圆台形，适于尽可能紧密地插入到耳道12中。
[0027]该圆台部分的末端形成作为声音出口的开口16，面对该开口设置有电声换能器18，电声换能器连接控制单元20以进行激励。
[0028]该耳机包括待再现音频信号的接收装置22，该音频信号来自播送装置，例如移动电话24。移动电话与入耳式耳机的接收装置22之间的通信是通过例如蓝牙来提供的。
[0029]控制单元20还包括适于提供下文所述信息处理的计算器26和放大换能器18的激励信号的放大装置28。放大装置28的输出端连接换能器18。
[0030]计算器26还包括第一内部麦克风30，该第一内部麦克风设置在置于耳道12中的外壳的外表面。该麦克风适于测量耳道中的声波，更确切是指作用于耳膜的声波。
[0031]同样地，耳道12处的外壳14外表面上包括外部麦克风32，该外部麦克风也连接计算器26并且适于测量耳腔以外对应于环境噪声的声信号。
[0032]在图2中，示出了电声换能器18和内部麦克风30。次声路径50被定义为在其之间，
并且英语中通常称为“secondary path”。次声路径是指由换能器18发出并由鼓膜接收的声流并且实际上是由麦克风30测量的，该测量被设定为代表鼓膜上的测量。主声路径是指鼓膜接收到耳机外部的声流，对应于环境噪声。
[0033]在该图中，接收装置22的输出端连接均衡滤波器52，具有在计算器26中获得的可变参数。例如，滤波器是Shelving滤波器或者法语中称为搁架式滤波器。作为改型，均衡滤波器52是无限脉冲响应式(IIR)或有限脉冲响应式(FIR)滤波器、级联滤波器或任何其他滤波器。
[0034]用于这种均衡的待再现信号的滤波器52的输出端通过数/模转换器54连接放大装置28。
[0035]耳机还包括在计算器26中实现的连续估计次声路径50的连续估计装置60，该估计装置与用于定义和连续应用均衡滤波器52的参数的定义和连续应用装置62关联。
[0036]更确切地，估计装置60包括次声路径50的传递函数模型70。该模型70的输入端接收来自均衡滤波器52的待再现均衡信号。
[0037]在减法器72中，从复合信号中，尤其是来自内部麦克风30的复合信号中，减去模型70的输出信号。
[0038]内部麦克风30输出端的模拟信号被路由到模/数转换器86中，模/数转换器的输出端通过插入减法器88连接减法器72的输入端。减法器88的负输入端依次通过模/数转换器89和对耳机结构建模的无源衰减建模模块90连接外部麦克风32。由控制单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种入耳式耳机(10)，所述入耳式耳机包括：位于解剖学外壳(14)中的适于在耳道(12)中传播声音的电声换能器(18)；适于接收待再现信号的控制所述电声换能器(18)的控制单元(20)，所述控制单元包括应用于待再现信号的均衡滤波器(52)，所述控制单元(20)连接所述耳机的内部麦克风(30)，所述内部麦克风配置成用于测量耳道(12)中的音频信号，所述控制单元(20)还包括连续估计在所述电声换能器(18)和内部麦克风(30)之间定义的次声路径(50)的连续估计装置(60)、以及根据所述次声路径(50)的估计来定义和连续应用所述均衡滤波器(52)的装置(62)，其特征在于，所述耳机包括配置成用于测量耳道(12)以外的声信号的外部麦克风(32)，并且所述次声路径的估计装置(60)适于还根据所述外部麦克风(32)测量的耳道(12)以外的声信号来估计所述次声路径(50)。2.根据权利要求1所述的入耳式耳机(10)，其特征在于，所述控制单元(20)包括根据适于所述耳机的衰减模型(90)来校正由耳道(12)以外的所述外部麦克风(32)测量的声信号的装置(90)。3.根据上述权利要求中任一项所述的入耳式耳机(10)，其特征在于，所述入耳式耳机包括当所述入耳式耳机(10)和耳道(12)之间的泄漏水平高于预定阈值时，忽略所述外部麦克风(32)测量的耳道(12)以外的声信号的装置(92)。4.根据上述权利要求中任一项所述的入耳式耳机(10)，其特征在于，定义和应用装置(62)适于根据所述次声路径(...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄顾翠玉，阿图尔，
申请(专利权)人：帝瓦雷公司，
类型：发明
国别省市：