一种开放式声学装置制造方法及图纸

本说明书公开一种开放式声学装置，其主要包括固定结构、第一麦克风阵列、信号处理器与扬声器。其中，固定结构用于将声学装置固定在用户耳朵附近且不堵塞用户耳道的位置，提升用户的使用舒适度。第一麦克风阵列用于拾取环境噪声，信号处理器可以基于环境噪声以及第一麦克风阵列与用户耳道之间的初级路径传递函数，估计用户耳道处的噪声信号，并基于该噪声信号生成降噪信号；扬声器可以根据降噪信号输出用于消除用户耳道处噪声信号的降噪声波。该开放式声学装置不仅能够不堵塞用户耳部、适于长期佩戴，提升用户的使用舒适度，还可以很好地消除用户耳道处的噪声，具有良好的降噪效果，提高用户的听觉体验。高用户的听觉体验。高用户的听觉体验。

【技术实现步骤摘要】
一种开放式声学装置
优先权信息
[0001]本申请要求于2021年年11月19日递交的中国申请202111399590.6的优先权，其内容以引用的方式被包含于此。


[0002]本说明书涉及声学领域，特别涉及一种开放式声学装置。

技术介绍

[0003]声学装置允许用户在收听音频内容、进行语音通话的同时保证用户交互内容的私密性，且收听时不打扰到周围人群。声学装置通常可以分为入耳式和开放式两大种类。其中，入耳式的声学装置在使用过程中会有结构位于用户耳道内，对用户的耳部造成堵塞，用户长时间佩戴容易产生不适感。而开放式的声学装置可以解决上述问题，开放式的声学装置不会堵塞用户耳部，有利于长期佩戴。但是，开放式声学输出装置中用于采集外部环境噪声的麦克风以及发出降噪声波的扬声器是位于用户耳朵附近(例如，耳廓前侧的面部区域)，与用户耳道具有一定的距离，直接将麦克风拾取的环境噪声当作用户耳道处的噪声而进行的降噪，往往会导致开放式声学输出装置的降噪效果不明显，使用户的听觉体验降低。
[0004]因此，希望提供一种开放式声学装置，可以在开放用户双耳的同时，具有良好的降噪能力，从而提高用户的听觉体验。

技术实现思路

[0005]本说明书实施例提供一种开放式声学装置，包括：固定结构，被配置为将所述声学装置固定在用户耳朵附近且不堵塞用户耳道的位置；第一麦克风阵列，被配置为拾取环境噪声；信号处理器，被配置为：基于所述环境噪声确定所述第一麦克风阵列与所述用户耳道之间的初级路径传递函数；基于所述环境噪声和所述初级路径传递函数，估计所述用户耳道处的噪声信号；以及基于所述用户耳道处的噪声信号生成降噪信号；以及扬声器，被配置为根据所述降噪信号输出降噪声波，所述降噪声波用于消除所述用户耳道处的所述噪声信号。
[0006]本说明书提供的开放式声学装置相对于现有技术，具有如下有益效果：(1)第一麦克风阵列能够拾取环境噪声，信号处理器能够根据该拾取的环境噪声以及第一麦克风阵列与用户耳道之间的初级路径传递函数估计用户耳道处的噪声信号并生成对应的降噪信号，扬声器能够根据该降噪信号输出消除用户耳道处噪声的降噪声波；(2)第二麦克风阵列能够拾取环境噪声与降噪声波，信号处理器可以基于第二麦克风阵列拾取的信号对降噪信号进行更新，提升降噪信号的降噪效果；(3)固定结构能够将开放式声学装置固定在用户耳朵附件不堵塞用户耳道的位置，不易使用户产生不适感，适于长期佩戴等。
附图说明
[0007]本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：
[0008]图1是根据本说明书一些实施例所示的开放式声学装置的示例性框架结构图；
[0009]图2是根据本说明书的一些实施例所示的开放式声学装置的降噪原理图；
[0010]图3是根据本说明书的一些实施例所示的信号处理器的示例性结构示意图；
[0011]图4是根据本说明书的一些实施例所示的降噪过程的示例性流程图；
[0012]图5是根据本说明书的一些实施例所示的示例性的开放式声学装置环境噪声的传递示意图；
[0013]图6是根据本说明书的一些实施例所示的确定第一麦克风阵列与用户耳道之间的初级路径传递函数的示例性流程图；
[0014]图7是根据本说明书的一些实施例所示的确定第一麦克风阵列到耳道处的初级路径传递函数的示意图；
[0015]图8是根据本说明书一些实施例所示的第二麦克风阵列参与工作时的示例性流程图；
[0016]图9是根据本说明书一些实施例所示的第二麦克风阵列参与工作时的另一示例性流程图；
[0017]图10是根据本说明书一些实施例所示的估计降噪信号的示例性流程图；
[0018]图11是根据本说明书一些实施例所示的确定整体次级路径传递函数的示例性流程图；
[0019]图12是根据本说明书一些实施例所示的确定第一次级路径传递函数的示例性流程图；
[0020]图13A是根据本说明书一些实施例所示的一种麦克风阵列的分布示意图；
[0021]图13B是根据本说明书一些实施例所示的另一种麦克风阵列的分布示意图；
[0022]图13C是根据本说明书一些实施例所示的又一种麦克风阵列的分布示意图；
[0023]图13D是根据本说明书一些实施例所示的再一种麦克风阵列的分布示意图；
[0024]图14A是根据本说明书一些实施例所示的用户佩戴开放式声学装置时的麦克风阵列的排布示意图；
[0025]图14B是根据本说明书一些实施例所示的用户佩戴开放式声学装置时的另一种麦克风阵列的排布示意图。
具体实施方式
[0026]为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本说明书应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
[0027]开放式声学装置可以包括开放式耳机等声学设备。开放式声学装置可以通过固定
结构(例如，耳挂、头挂、眼镜脚等)将扬声器固定于用户的耳部附件而不会对用户的耳道的位置造成堵塞。当用户使用开放式声学装置时，外界环境噪音也可以被用户听到，这就使得用户的听觉体验较差。例如，在外界环境噪音较大的场所(例如，街道、景区等)，用户在使用开放式声学装置进行音乐播放时，外界环境的噪音会直接进入用户耳道，使得用户听到较大的环境噪音，环境噪音会干扰用户的听音乐体验。又例如，当用户佩戴开放式声学装置进行通话时，麦克风不仅会拾取用户自身的说话声音，也会拾取环境噪音，使得用户通话体验较差。
[0028]基于上述问题，本说明书实施例中描述一种开放式声学装置。在一些实施例中，该声学装置可以包括固定结构、第一麦克风阵列、信号处理器以及扬声器。其中，固定结构被配置为将声学装置固定在用户耳朵附近且不堵塞用户耳道的位置。第一麦克风阵列被配置为拾取环境噪声。在一些实施例中，信号处理器可以被配置为基于环境噪声确定第一麦克风阵列与用户耳道之间的初级路径传递函数。初级路径传递函数是指第一麦克风阵列处的环境噪声传递至用户耳道处的相频响应。进一步地，信号处理器可以基于环境噪声和初级路径传递函数估计用户耳道处的噪声信号，以及基于用户耳道处的噪声信号生成降噪信号。在一些实施例中，扬声器可以被配置为根据降噪信号输出降噪声波，降噪声波可以用于消除用户耳道处的噪声信号。本说明书实施例提供的开放式声学装置中，第一麦克风阵列可以包括多个麦克风，信号处理器通过多个麦克风拾取的环境噪声可以确定噪声源方向，信号处理器根据环境噪声的参数信息(例如，频率)、噪声源方向以及第一麦克风阵列中的麦克风与用户耳道的位置信息确定初级路径传递函数，信号处理器可以基于环境噪声的参数信息(相位信息本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开放式声学装置，包括：固定结构，被配置为将所述声学装置固定在用户耳朵附近且不堵塞用户耳道的位置；第一麦克风阵列，被配置为拾取环境噪声；信号处理器，被配置为：基于所述环境噪声确定所述第一麦克风阵列与所述用户耳道之间的初级路径传递函数；基于所述环境噪声和所述初级路径传递函数，估计所述用户耳道处的噪声信号；以及基于所述用户耳道处的噪声信号生成降噪信号；以及扬声器，被配置为根据所述降噪信号输出降噪声波，所述降噪声波用于消除所述用户耳道处的所述噪声信号。2.根据权利要求1所述的开放式声学装置，其中，在频率为150Hz
‑
2000 Hz的范围内，所述开放式声学装置的降噪深度为5dB
‑
25dB。3.根据权利要求1所述的开放式声学装置，其中，所述基于所述环境噪声确定所述第一麦克风阵列与所述用户耳道之间的初级路径传递函数包括：基于所述环境噪声估计噪声源方向；根据所述环境噪声、所述噪声源方向以及所述第一麦克风阵列与所述用户耳道的位置信息确定所述初级路径传递函数。4.根据权利要求3所述的开放式声学装置，其中，所述第一麦克风阵列与所述用户耳道的位置信息包括所述第一麦克风阵列与所述用户耳道的距离，所述根据所述环境噪声、所述噪声源方向以及所述第一麦克风阵列与所述用户耳道的位置信息确定初级路径传递函数包括：基于所述环境噪声的频率、所述噪声源方向以及所述第一麦克风阵列与所述用户耳道的距离确定所述初级路径传递函数。5.根据权利要求1所述的开放式声学装置，其中，所述声学输出装置包括第二麦克风阵列，所述第二麦克风阵列被配置为拾取环境噪声和所述降噪声波；所述信号处理器被配置为基于所述第二麦克风阵列拾取的环境噪声和所述降噪声波估计第一空间位置的噪声，所述第一空间位置比所述第二麦克风阵列中任一麦克风更加靠近用户耳道...

【专利技术属性】
技术研发人员：张承乾，郑金波，肖乐，廖风云，齐心，
申请(专利权)人：深圳市韶音科技有限公司，
类型：发明
国别省市：