本發(fā)明涉及聲學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地，涉及一種上行降噪耳機及對應(yīng)的耳機上行降噪方法。

背景技術(shù)：

目前，具有上行降噪功能的耳機主要采用氣導(dǎo)方案、骨導(dǎo)方案或者氣導(dǎo)與骨導(dǎo)相結(jié)合的方案來實現(xiàn)。其中，氣導(dǎo)方案多采用雙麥克風(fēng)或者多麥克風(fēng)陣列的方式進行上行降噪，能夠?qū)Ρ尘霸肼曔M行一定程度的一致，從而達到增強語音信號，提高通話質(zhì)量的目的。而骨導(dǎo)方案或者氣導(dǎo)與骨導(dǎo)相結(jié)合的方案，采用可以拾取人體振動的骨導(dǎo)傳聲器進行語音信號的拾取，對周圍環(huán)境噪聲的抑制更加有效。

但是，在實際應(yīng)用中，氣導(dǎo)方案的降噪性能和周圍環(huán)境的噪聲狀況關(guān)系密切。在信噪比較高時，降噪效果較好，隨著信噪比的降低，降噪效果也會降低。例如，當信噪比降至0dB，即語音信號和噪聲信號的能量相當時，有些氣導(dǎo)方案開始崩潰，當信噪比降至-6dB的強噪聲環(huán)境，大部分氣導(dǎo)方案都無法正常工作。

雖然骨導(dǎo)方案可以在強噪聲環(huán)境下工作，但是受限于骨傳導(dǎo)傳聲器的佩戴位置。例如，佩戴位置離嘴或者聲帶越遠，高頻衰減越厲害，音頻帶寬越窄，導(dǎo)致語言清晰度、可懂度降低，甚至無法聽清。另外，骨導(dǎo)方案還要求產(chǎn)品結(jié)構(gòu)件和人體緊密貼合，佩戴舒適度比較差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種上行降噪耳機及耳機上行降噪方法，以解決目前耳機采用氣導(dǎo)方案、骨導(dǎo)方案或者氣導(dǎo)與骨導(dǎo)相結(jié)合的方案存在的降噪效果不明顯、使用場所受限、用戶體驗差等問題。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種上行降噪耳機，包括機身、設(shè)置在機身一端的耳塞、設(shè)置在機身另一端的激光傳感器，以及設(shè)置在機身內(nèi)部的主控芯片；其中，激光傳感器用于拾取面部皮膚產(chǎn)生的振動信號，并將所拾取到的振動信號傳輸至主控芯片；主控芯片用于消除振動信號中摻雜的干擾信號，并對消除干擾信號后的振動信號進行解析還原，獲取與振動信號相對應(yīng)的語音信號；語音信號通過設(shè)備終端還原為聲音發(fā)出。

此外，優(yōu)選的方案是，還包括設(shè)置在機身上的補償麥克風(fēng)；其中，補償麥克風(fēng)用于拾取原始語音信號，并通過主控芯片去除原始語音信號中的噪聲信號，獲取對應(yīng)的補償語音信號；通過補償語音信號對與振動信號相對應(yīng)的語音信號進行補償和疊加，獲取補償后的語音信號；補償后的語音信號通過設(shè)備終端還原為聲音發(fā)出。

此外，優(yōu)選的方案是，主控芯片根據(jù)干擾信號與振動信號的頻段差異，消除振動信號內(nèi)的干擾信號。

此外，優(yōu)選的方案是，主控芯片為DSP芯片。

此外，優(yōu)選的方案是，激光傳感器與面部皮膚之間的距離為0.5cm～1.5cm。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種耳機上行降噪方法，對上述上行降噪耳機進行上行降噪，降噪方法包括：激光傳感器拾取面部皮膚產(chǎn)生的振動信號，并將所拾取到的振動信號傳輸至主控芯片處理；主控芯片消除振動信號中摻雜的干擾信號，并對消除干擾信號后的振動信號進行解析還原，獲取與振動信號相對應(yīng)的語音信號；設(shè)備終端對語音信號進行還原發(fā)聲。

此外，優(yōu)選的方案是，在獲取與振動信號相對應(yīng)的語音信號后，將與振動信號相對應(yīng)的語音信號與補償麥克風(fēng)采獲取的補償語音信號進行互相補償和疊加，獲取補償后的語音信號。

此外，優(yōu)選的方案是，補償麥克風(fēng)拾取原始語音信號，并通過主控單元去除原始語音信號中的噪聲信號，獲取對應(yīng)的補償語音信號。

此外，優(yōu)選的方案是，在消除振動信號中摻雜的干擾信號的過程中，主控芯片根據(jù)干擾信號與振動信號的頻段差異，消除振動信號內(nèi)的干擾信號。

此外，優(yōu)選的方案是，在將語音信號傳遞至設(shè)備終端后，通過與設(shè)備終端導(dǎo)通的耳機或者設(shè)備終端自帶的喇叭將語音信號還原為聲音發(fā)出。

利用上述根據(jù)本發(fā)明的上行降噪耳機及耳機上行降噪方法，通過激光傳感器準確拾取用戶說話時面部皮膚上的微弱振動信號，通過算法將振動信號還原為語音信號發(fā)出，確保最終得到的語音信號清晰準確，能夠降低語音信號的失真，保證頻寬和信號的可懂度；此外，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單、佩戴舒適，可適用于強噪聲環(huán)境。

為了實現(xiàn)上述以及相關(guān)目的，本發(fā)明的一個或多個方面包括后面將詳細說明并在權(quán)利要求中特別指出的特征。下面的說明以及附圖詳細說明了本發(fā)明的某些示例性方面。然而，這些方面指示的僅僅是可使用本發(fā)明的原理的各種方式中的一些方式。此外，本發(fā)明旨在包括所有這些方面以及它們的等同物。

附圖說明

通過參考以下結(jié)合附圖的說明及權(quán)利要求書的內(nèi)容，并且隨著對本發(fā)明的更全面理解，本發(fā)明的其它目的及結(jié)果將更加明白及易于理解。在附圖中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的上行降噪耳機的原理框圖一；

圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例的上行降噪耳機的原理框圖二；

圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例的耳機上行降噪方法流程圖。

在所有附圖中相同的標號指示相似或相應(yīng)的特征或功能。

具體實施方式

在下面的描述中，出于說明的目的，為了提供對一個或多個實施例的全面理解，闡述了許多具體細節(jié)。然而，很明顯，也可以在沒有這些具體細節(jié)的情況下實現(xiàn)這些實施例。在其它例子中，為了便于描述一個或多個實施例，公知的結(jié)構(gòu)和設(shè)備以方框圖的形式示出。

為克服耳機氣導(dǎo)降噪方案、骨導(dǎo)方案或者氣導(dǎo)與骨導(dǎo)相結(jié)合的方案存在的降噪效果不明顯、使用場所受限、用戶體驗差等問題，本發(fā)明的上行降噪耳機采用激光傳感器代替現(xiàn)有的麥克風(fēng)或者骨導(dǎo)傳聲器，可有效提高耳機上行降噪性能，不僅能夠解決強噪音環(huán)境下普通陣列氣導(dǎo)方案無法正常工作的問題，同時還能解決骨傳導(dǎo)方案中頻寬窄，語音信號失真辨識度低，佩戴舒適度差等問題。

本發(fā)明實施例的上行降噪耳機，包括機身(或者外殼)、設(shè)置在機身一端的耳塞(可以是入耳式耳塞，也可以是非入耳式耳塞)、設(shè)置在機身另一端的激光傳感器，以及設(shè)置在機身內(nèi)部的主控芯片；其中，在用戶通話過程中，面部皮膚會隨著原始聲音信號的產(chǎn)生隨之發(fā)生振動，激光傳感器用于拾取面部皮膚產(chǎn)生的振動信號，并將所拾取到的振動信號傳輸至主控芯片作進一步處理；主控芯片用于消除振動信號中摻雜的干擾信號，并對消除干擾信號后的振動信號進行解析還原，獲取與振動信號相對應(yīng)的語音信號，最終獲取的語音信號通過設(shè)備終端還原為聲音發(fā)出。

當用戶或者消費者使用耳機進行通話時，用戶開始講話發(fā)出原始語音信號，面部皮膚也會隨之發(fā)生振動，而耳機的耳塞位于人耳內(nèi)或耳朵外側(cè)的狀態(tài)基本不會發(fā)生變動，從而確保設(shè)置在機身上的激光傳感器的位置不會發(fā)生變動，即激光傳感器相對于用戶的面部皮膚是相對穩(wěn)定的，能夠確保激光傳感器準確的拾取面部皮膚的振動信號，進而獲取準確的語音信號。

為詳細描述本發(fā)明實施例的上行降噪耳機及耳機上行降噪方法，以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例進行詳細描述。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例一的上行降噪耳機的原理。

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實施例一的上行降噪耳機在使用過程中，首先用戶發(fā)出原始語音信號，同時伴隨面部皮膚產(chǎn)生振動，當振動發(fā)生時，激光傳感器開始工作，并拾取因語音發(fā)聲引起的皮膚振動的振動信息(或者振動信號)，并將拾取到的振動信號傳輸至機身內(nèi)的主控芯片。

然后，主控芯片將激光傳感器輸出的振動信號進行干擾信號的消除，例如，來自自然光中的干擾或者其他物體振動干擾等。對振動信號進行干擾消除后，通過主控芯片對去除干擾信號后的振動信號進行解析，得到所需要的振動信息，再對該振動信息進行分析還原其包含的語音信號，從而獲取最終的語音信號。

最后，將最終獲取到的語音信號傳遞至設(shè)備終端，例如，手機、手環(huán)、pad等，通過與設(shè)備終端連接的耳機或者設(shè)備終端自帶的喇叭進行發(fā)聲。由于激光傳感器的精度較高，能夠準確拾取到微小的振動，從而能夠更加豐富和真實的還原用戶發(fā)出的原始語音信號。

其中，由于干擾信號與振動信號的頻段差異較大，主控芯片可以根據(jù)該頻段差異對振動信號內(nèi)的干擾信號進行消除；此外，也可以采用通過濾波器對干擾信號進行濾波消除等多種方式，關(guān)于干擾信號的處理可以在不脫離本發(fā)明內(nèi)容的基礎(chǔ)上做出各種改進。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例二的上行降噪耳機的原理。

如圖2所示，本發(fā)明實施例二的上行降噪耳機，還包括設(shè)置在機身上的補償麥克風(fēng)；其中，補償麥克風(fēng)用于拾取原始語音信號，并通過主控芯片去除原始語音信號中的噪聲信號，獲取對應(yīng)的補償語音信號；通過補償語音信號對與振動信號相對應(yīng)的語音信號進行補償和疊加，獲取補償后的語音信號，從而最大限度降低語音信號的失真、保證頻寬和信號的可懂度，使最終得到的語音信號更加清晰、準確。

具體地，在本發(fā)明實施例二的上行降噪耳機的使用過程中，首先用戶發(fā)出原始語音信號，同時伴隨面部皮膚振動，當振動發(fā)生時，激光傳感器開始工作，拾取因語音發(fā)聲引起的皮膚振動的振動信息，并將拾取到的振動信號傳輸至機身內(nèi)的主控芯片。

然后，主控芯片將激光傳感器輸出的振動信號進行干擾信號的消除，并對去除干擾后的振動信號進行解析，得到所需要的振動信息，再對該振動信息進行分析還原其包含的語音信號。與此同時，補償麥克風(fēng)也拾取用戶發(fā)出原始語音信號以及環(huán)境中的噪聲信號，將激光傳感器解析還原出的語音信號和補償麥克風(fēng)得到的語音信號進行對比分析，通過激光傳感器得到的語音信號，對比提取出補償麥克風(fēng)中除去噪聲信號后的補償語音信號，然后將該補償語音信號和激光傳感器得到的語音信號進行互相補償和疊加，進一步提高語音信號的真實還原度，降噪效果明顯。

最后，將最終獲取到的經(jīng)過補償后的語音信號傳遞至設(shè)備終端，通過與設(shè)備終端連接的耳機或者設(shè)備終端自帶的喇叭進行發(fā)聲。由于激光傳感器的精度較高，能夠準確拾取到微笑的振動，從而更加豐富和真實的還原用戶發(fā)出的原始語音信號。

在本發(fā)明的一個具體實施方式中，主控芯片可以選用DSP(Digital Signal Process，即數(shù)字信號處理技術(shù))芯片，也可以選用其他具有存儲功能的芯片，相應(yīng)的算法程序可以寫入該主控芯片內(nèi)。

需要說明的是，本發(fā)明的上行降噪耳機可以設(shè)置為藍牙形式，也可以為有線形式。其中，當上行降噪耳機設(shè)置為有線形式時，需要在耳塞部位設(shè)置延伸出的話柄，從而將激光傳感器設(shè)置在話柄的尾部，并確保其與用戶面部相對位置的穩(wěn)定。優(yōu)選的，可將激光傳感器與面部皮膚之間的距離設(shè)置為0.5cm～1.5cm，一方面能夠有效拾取面部皮膚的細微振動信號，另外，確保激光傳感器不與面部皮膚緊密貼合，佩戴更加舒適。

與上述上行降噪耳機相對應(yīng)，本發(fā)明還提供一種耳機上行降噪方法，對上述上行降噪耳機進行上行降噪。具體地，圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的耳機上行降噪方法流程。

如圖3所示，本發(fā)明實施例的耳機上行降噪方法，包括如下步驟：

S310：激光傳感器拾取面部皮膚產(chǎn)生的振動信號，并將所拾取到的振動信號傳輸至主控芯片處理。

其中，用戶發(fā)出原始語音信號，同時伴隨面部皮膚振動，當振動發(fā)生時，激光傳感器開始工作，拾取因語音發(fā)聲引起的皮膚振動的振動信息，并將拾取到的振動信號傳輸至機身內(nèi)的主控芯片。

由于，激光傳感器相對于用戶的面部皮膚是相對穩(wěn)定的，能夠確保激光傳感器準確的拾取面部皮膚的振動信號，進而獲取準確的語音信號。

S320：主控芯片消除振動信號中摻雜的干擾信號，并對消除干擾信號后的振動信號進行解析還原，獲取與振動信號相對應(yīng)的語音信號。

其中，在消除振動信號中摻雜的干擾信號的過程中，主控芯片可以根據(jù)干擾信號(例如，來自自然光中的干擾或者其他物體振動等干擾)與振動信號的頻段差異，消除振動信號內(nèi)的干擾信號。此外，也可以采用通過濾波器對干擾信號進行濾波消除等多種方式。

S330：設(shè)備終端對語音信號進行還原發(fā)聲。

其中，將最終獲取到的語音信號傳遞至設(shè)備終端，例如，手機、手環(huán)、pad等，通過與設(shè)備終端連接的耳機或者設(shè)備終端自帶的喇叭進行發(fā)聲。

在本發(fā)明的一個具體實施方式中，在獲取與振動信號相對應(yīng)的語音信號后，將與振動信號相對應(yīng)的語音信號與補償麥克風(fēng)采獲取的補償語音信號進行互相補償和疊加，獲取補償后的語音信號。

具體地，補償麥克風(fēng)設(shè)置在上行降噪耳機的機身上，在通話過程中，補償麥克風(fēng)拾取用戶發(fā)出原始語音信號以及環(huán)境中的噪聲信號，將激光傳感器解析還原出的語音信號和補償麥克風(fēng)得到的語音信號進行對比分析，通過激光傳感器得到的語音信號，對比提取出補償麥克風(fēng)中除去噪聲信號后的補償語音信號，然后，將該補償語音信號和激光傳感器得到的語音信號進行互相補償和疊加，確保語音信號的真實還原，提高耳機的降噪效果。

其中，補償麥克風(fēng)拾取到的原始語音信號，可以通過主控單元去除該原始語音信號中的噪聲信號，進而獲取對應(yīng)的補償語音信號，補償語音信號與根據(jù)激光傳感器獲取到的語音信號進行相互補償和疊加，提高上行降噪耳機的通話質(zhì)量和降噪能力。

其中，有關(guān)耳機上行降噪方法的具體實施例與對應(yīng)的上行降噪耳機的裝置實施例相類似，相關(guān)之處可相互借鑒，此處不再一一贅述。

本發(fā)明采用的激光傳感器也可以替換為具有較高精度的加速度傳感器或者位移傳感器等，具體可根據(jù)產(chǎn)品要求及其使用環(huán)境進行選取。

利用上述實施方式可以看出，本發(fā)明實施例的上行降噪耳機及耳機上行降噪方法，采用精度較高的激光傳感器，準確拾取面部皮膚的微小振動信號，由于面部皮膚的振動信號和語音信號具有高度相關(guān)性，可以通過振動信號準確還原出語音信號，該語音信號的拾取方式，不受周圍環(huán)境噪聲的影響，可以在高噪聲環(huán)境下正常工作，結(jié)構(gòu)簡單、降噪效果明顯、獲取的語音信號更加清晰、精準。

如上參照附圖以示例的方式描述根據(jù)本發(fā)明的上行降噪耳機及耳機上行降噪方法。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，對于上述本發(fā)明所提出的上行降噪耳機及耳機上行降噪方法，還可以在不脫離本發(fā)明內(nèi)容的基礎(chǔ)上做出各種改進。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當由所附的權(quán)利要求書的內(nèi)容確定。