CN110089129B - 使用听筒麦克风的个人声音设备的头上/头外检测 - Google Patents

Abstract

一种控制个人声音设备的方法，包括响应于设置在个人声音设备的听筒上的麦克风处的声学信号事件生成第一电信号。基于第一电信号和提供给耳机中的扬声器的第二电信号来确定传递函数的特性。并且基于传递函数的特性来确定个人声音设备的操作状态。操作状态包括听筒被定位在用户的耳朵的附近的状态和听筒不在用户的耳朵的附近的第二状态。可以使用的麦克风的示例包括声学降噪电路中的反馈麦克风和前馈麦克风。

Description

使用听筒麦克风的个人声音设备的头上/头外检测

背景技术

本公开涉及个人声音设备的至少一个听筒相对于用户耳朵的定位的确定，根据定位的确定可以控制个人声音设备的操作。

发明内容

在一个方面，控制个人声音设备的方法包括：响应于设置在个人声音设备的听筒上的麦克风处的声学信号事件生成第一电信号，基于第一电信号和提供给听筒中的扬声器的第二电信号来确定传递函数的特性，并且基于传递函数的特性来确定个人声音设备的操作状态。操作状态包括至少一个第一状态，在第一状态下，听筒定位在耳朵附近，以及第二状态，在第二状态下，听筒不在耳朵附近。

示例可以包括以下特征中的一个或多个：

麦克风可以被设置在听筒上的位置处，使得当听筒被定位在用户的耳朵的附近时，麦克风在由听筒和用户的头部或用户的耳朵中的至少一个所形成的声腔中。麦克风可以被设置在听筒上的位置处，使得麦克风声学上耦合到听筒外部的环境。

传递函数的特性可以是在一个或多个预定频率处的传递函数的幅度、在预定频率范围上的功率谱或者在预定频率处的传递函数的相位。预定频率可以是大约1.5kHz。

第二电信号可以包括音调。音调可以小于20Hz。音调可以在从约5Hz至约300Hz的频率范围内。音调可以在从大约300Hz至大约1kHz的频率范围内。音调可以是大约1.5kHz。

第二电信号可以包括音频内容信号。

该方法还可以包括生成第二电信号。

可以针对一对听筒中的每个听筒执行生成第一电信号和确定传递函数的特性的步骤，并且确定个人声音设备的操作状态的步骤还可以包括比较听筒的传递函数的特性。

该方法还可以包括：当确定个人声音设备的操作状态显示操作状态改变时，启动个人声音设备或与个人声音设备通信的设备的操作。启动操作可以包括以下中的至少一种：改变功率状态，改变主动降噪状态，以及改变个人声音设备或与个人声音设备通信的设备的音频输出状态。

听筒可以是入耳式耳机、耳上式耳机或包耳式耳机中的一种。

根据另一方面，个人声音设备包括听筒和控制电路。听筒具有麦克风并且被配置用于附接到用户的头部或用户的耳朵。麦克风被配置为响应于麦克风处的声学信号事件而生成第一电信号。听筒具有被配置为响应于第二电信号生成音频信号的扬声器。控制电路与麦克风通信以接收第一电信号并且与扬声器通信以提供第二电信号。控制电路被配置为基于第一电信号和第二电信号确定传递函数的特性。控制电路还被配置为基于传递函数的特性来确定个人声音设备的操作状态。操作状态包括至少第一状态，在第一状态下，听筒定位在耳朵的附近，以及第二状态，在第二状态下，听筒不在耳朵的附近。

示例可以包括以下特征中的一个或多个：

麦克风可以被设置在听筒上的位置处，使得当听筒被定位在用户的耳朵的附近时，麦克风在由听筒和头部或耳朵中的至少一个形成的声腔中。麦克风可以设置于听筒上的位置处，使得麦克风声学上耦合到听筒外部的环境。

控制电路可以包括数字信号处理器。

麦克风可以是声学降噪电路中的反馈麦克风。

个人声音设备可以包括与控制电路通信的电源，控制电路可以被配置为当确定听筒的操作状态改变时改变个人声音设备的功率状态。

个人声音设备还可以包括与控制电路通信的设备，并且控制电路被配置为响应于确定听筒的操作状态已经改变而控制所述设备的操作。

附图说明

通过参考以下结合附图的描述，可以更好地理解本发明构思的示例的上述和其他优点，在附图中，相同的数字在各图中表示相同结构的元件和特征。附图不一定按比例绘制，而是将重点放在说明特征的原理和具体实施上。

图1是可以根据至少一个听筒的定位确定头上或头外操作状态的个人声音设备的一个示例的框图。

图2A是由相对于用于在声学噪声消除耳机的头上和头外操作状态上的扬声器驱动信号的内麦克风的内信号定义的传递函数的幅度特性的图形化表示。

图2B示出了由相对于用于再声学噪声消除耳机的头上和头外操作状态上的扬声器驱动信号的内麦克风的内信号定义的传递函数的相位特性。

图3A是描绘了由相对于用于单个用户的左耳听筒的扬声器驱动信号的内麦克风的内信号定义的传递函数的相位特性的图形化表示。

图3B是描绘了由相对于用于单个用户的左耳听筒的扬声器驱动信号的内麦克风的内信号定义的传递函数的幅度特性的图形化表示。

图4A是描绘了由相对于用于单个用户的右耳听筒的扬声器驱动信号的内麦克风的内信号定义的传递函数的相位特性的图形化表示。

图4B是描绘了由相对于用于单个用户的右耳听筒的扬声器驱动信号的内麦克风的内信号定义的传递函数的幅度特性的图形化表示。

图5是由相对于用于入耳式声学噪声消除耳机的多个用户的扬声器驱动信号的内麦克风的内信号定义的传递函数的相位特性的图形化表示。

图6A是由相对于用于包耳式耳机的单个用户的一个听筒的扬声器驱动信号的内麦克风的内信号定义的传递函数的幅度特性的图形化表示。

图6B是由相对于用于包耳式耳机的单个用户的一个听筒的扬声器驱动信号的内麦克风的内信号定义的传递函数的相位特性的图形化表示。

图7是控制个人声音设备的方法的一个示例的流程图表示。

图8A示出了关于由左耳听筒的内麦克风生成的内信号的时间的信号电压的多个曲线图。

图8B示出了关于由左耳听筒的内麦克风生成的内信号的时间的信号电压的多个曲线图。

图9A示出了与图8A的测量相关联的用户中的每个用户的内部信号的平均能量的散点图。

图9B示出了与图8B的测量相关联的用户中的每个用户的内部信号的平均能量的散点图。

具体实施方式

日益普遍的是，收听以电子方式提供的音频(例如，来自诸如移动电话、平板电脑、计算机、CD播放器、收音机或MP3播放器之类的音频源的音频)的人，简单寻求在声学上与特定环境中不需要的或可能有害的声音隔离的人，以及进行双向通信的人采用个人声音设备(即，被构造成定位在用户的至少一只耳朵里、耳朵上方或耳朵周围的设备)来执行这些功能。对于那些使用耳机或头戴式耳机形式的个人声音设备来收听以电子方式提供的音频的人来说，常见的是该音频具有至少两个音频通道(例如，具有左声道和右声道的立体声音频)，从而通过独立的听筒在声学上分别地输出到每只耳朵。此外，数字信号处理(DSP)技术的发展使得能够提供各种形式的包括多个音频通道的环绕声的音频。对于那些简单寻求在声学上与不需要的或可能有害的声音隔离的人来说，常见的是使用基于抗噪声声音输出的主动降噪(ANR)技术加上基于声音吸收和/或反射材料的被动降噪(PNR)技术来实现声音隔离。此外，在头戴式受话器、头戴式耳机、听筒、耳塞和无线耳机(也称为“挂耳式耳机”)中将ANR与其他音频功能相结合是很常见的。

尽管取得了这些进步，但许多个人声音设备的用户安全性和易用性问题仍未得到解决。更具体地讲，安装在个人声音设备上或以其他方式连接到个人声音设备的控件(例如，电源开关)通常由用户在将个人声音设备定位在一只或两只耳朵里、耳朵上方或耳朵周围或将个人声音设备从耳朵取下时由用户操作，因此其使用总是比较麻烦。控件的麻烦性质通常是因为需要通过使控件的物理尺寸最小化来使这种设备的尺寸和重量最小化。而且，个人声音设备与之交互的其他设备的控件常常相对于个人声音设备和/或用户不方便地定位。此外，无论此类控件是以某种方式由个人声音设备承载还是由个人声音设备与之交互的另一设备承载，普遍存在的现象是，当用户将声音设备定位在一只或两只耳朵里、上方、周围或从耳朵上取下声音设备时，用户会忘记操作这些控件。

通过提供确定个人声音设备的听筒相对于用户耳朵的定位的自动化能力，可以实现安全性和/或易用性的各种增强。听筒在用户耳朵里、上方或周围，或在用户耳朵附近的定位在下文中可以称为“头上(on head)”操作状态。相反，听筒的使其不在用户的耳朵上或者不在用户的耳朵附近的定位在下文中可以称为“头外(off head)”操作状态。

已经开发了确定听筒的操作状态是在头上还是头外的方法。通过分析内信号和/或外信号来确定具有ANR能力的个人声音设备的操作状态的某些方法在例如美国专利8,238,567，“Personal Acoustic Device Position Determination”和美国专利8,699,719、“Personal Acoustic Device Position Determination”以及美国专利申请15/157807“On/off Head Detection Of Personal Acoustic Device”中有所描述，这三个专利的公开内容全文以引用方式并入本文。对操作状态的从头上到头外或者从头外到头上的改变的了解可以适用于不同的目的。例如，可以根据操作状态的改变来启用或禁用个人声音设备的特征。在特别的例子中，在确定个人声音设备的至少一个听筒已经从用户的耳朵取下以变为在头外时，可以减少或终止提供给设备的功率。以这种方式执行的功率控制可导致用于为设备供电的一个或多个电池的充电之间的持续时间更长并且可延长电池寿命。以这种方式执行的功率控制可导致用于为设备供电的一个或多个电池的充电之间的持续时间更长并且可延长电池寿命。可选地，确定一个或多个听筒已经返回到用户的耳朵可以用于恢复或增加提供给设备的功率。

在以下描述的个人声音设备和控制个人声音设备的方法的示例中，使用某些术语来更好地促进对示例的理解。如本文中所使用，耳机意指具有可佩戴在用户的耳朵中或用户的耳朵周围或用户的头部上的至少一个听筒的任何设备。对一个或多个“音调(tone)”进行参考，其中音调指的是基本单个频率信号。音调可以具有带宽超过单个频率的带宽，和/或可以包括小频率范围，小频率范围包括单个频率的值。例如，10Hz音调可以包括具有频率含量在大约10Hz的范围内的信号。

图1是个人声音设备10的一个示例的框图，其具有两个听筒12A和12B，每个听筒被配置为将声音引向用户的一只耳朵。附有“A”或“B”的附图标记表示所标识的特征与听筒12中的特定一个(例如，左听筒12A和右听筒12B)的对应关系。每个听筒12包括壳体14，该壳体限定腔16，至少一个内麦克风(内麦克风)18可以被设置在该腔中。附接到壳体14的耳耦合件20(例如，耳塞胶套或耳垫)围绕通向腔16的开口。通道22通过耳耦合件20形成，并且与通向腔16的开口连通。在一些具体实施中，在通道22中或附近提供基本上声学透明的筛或格栅(未示出)，以遮挡内麦克风18或防止对内麦克风18的损坏。在一些示例中，外麦克风24以允许声音耦合到壳体外部的环境的方式设置在壳体上。在一些具体实施中，内麦克风18是反馈麦克风，并且外麦克风24是前馈麦克风。对于下面描述个人声音设备和控制的个人声音设备的方法的示例，可以存在内麦克风18和外麦克风24中的其一或两者。

每个听筒12包括与内麦克风18和外麦克风24通信的ANR电路26。ANR电路26接收由内麦克风18生成的内信号和由外麦克风24生成的外信号，并且对对应的听筒12执行ANR过程。该过程包括向设置在腔16中的电声换能器(例如扬声器)28提供信号，以产生抗噪声声学信号，该声学信号减少或基本上防止来自听筒12外部的一个或多个声学噪声源的声音被用户听到。

如图所示，控制电路30与每个听筒12的内麦克风18通信，并且接收两个内信号。备选地，控制电路30可以与外麦克风24通信并且接收两个外信号。在另一备选方案中，控制电路30可与内麦克风18和外麦克风24两者通信，且接收两个内信号和两个外信号。在某些示例中，控制电路30包括具有数字信号处理器(DSP)的微控制器或处理器，并且来自两个内麦克风18的内信号和/或来自两个外麦克风24的外信号通过模数转换器转换为数字格式。响应于所接收的内信号和/或外信号，控制电路30可以采取各种动作。例如，可以在确定一个或两个听筒12在头外时，减小提供给个人声音设备10的功率。在另一示例中，响应于确定至少一个耳机在头上而可以将全功率返回给设备10。可以响应于确定听筒12的操作状态的改变已发生而修改或控制个人声音设备10的其它方面。例如，ANR功能可以被启用或禁用，音频回放可以被发起、暂停或恢复，可以改变对佩戴者的通知，并且可以控制与个人声音设备通信的设备。如图所示，控制电路30生成用于控制设备10的电源32的信号。控制电路30和电源32可以位于听筒12中的一个或两个中，或者可以位于与听筒12连通的单独外壳中。

当听筒12定位在头上时，耳耦合件20接合耳朵的部分和/或用户头部的与耳朵相邻的部分，并且通道22定位成面向耳道的入口。因此，腔16和通道22声学耦合到耳道。至少一定程度的声学密封形成在耳耦合件20与耳耦合件20所接合的耳朵部分和/或用户头部之间。这种声学密封将现在声学耦合的腔16、通道22和耳道与在壳体14和用户的头部外部的环境至少部分地声学隔离。这使得壳体14、耳耦合件20以及所述耳朵部分和/或用户头部能够协作以提供一定程度的PNR。因此，从外部声学噪声源发出的声音在到达腔16、通道22和耳道之前被衰减到至少一定程度。由每个扬声器28生成的声音在听筒12的腔16和通道22和用户的耳道内传播，并且可以从壳体14、耳耦合件20和耳道表面反射。该声音可以由内麦克风18感测。因此，内信号响应于由扬声器28生成的声音。

当听筒12从用户的耳朵取下以使变为在头外，并且耳耦合件20不再被用户头部接合时，腔16和通道22都声学耦合到壳体14外部的环境。这允许来自扬声器28的声音传播通过腔16和通道22，并进入外部环境。声音不限于由腔16、通道22和耳道限定的小音量。因此，由内麦克风18的内信号相对于驱动扬声器28的信号定义的传递函数通常对于两个操作状态而不同。特别地，用于头上操作状态的传递函数的幅度特性不同于用于头外操作状态的传递函数的幅度特性。类似地，用于头上操作状态的传递函数的相位特性不同于用于头外操作状态的传递函数的相位特性。

由外麦克风24产生的外信号可以以补充的方式使用。当听筒12被定位在头上时，由于在耳耦合件20和用户的耳朵的部分和/或用户的头部之间形成的声学密封，腔16和通道22至少部分地与外部环境声学隔离。因此，从扬声器28发射的声音在到达外麦克风24之前被衰减。因此，当听筒12处于头上操作状态时，外信号通常基本上对扬声器28产生的声音无响应。

当听筒12从用户的耳朵取下以使变为在头外，并且耳耦合件20因此从用户的头部脱离时，腔16和通道22都声学耦合到壳体14外部的环境。这允许来自扬声器28的声音传播到外部环境中。结果，由外麦克风24的外信号相对于驱动扬声器28的信号定义的传递函数通常对于两个操作状态而不同。更具体地，用于头上操作状态的传递函数的幅度和相位特性不同于用于头外操作状态的传递函数的幅度和相位特性。

传递函数可以通过测量来确定。例如，在使用内麦克风信号的情况下，对于入耳式声学噪声消除耳机的大约60个用户的样本的头上操作状态和头外操作状态两者的由内麦克风18的内信号相对于驱动扬声器28的信号限定的传递函数的幅度在图2A中示出。图2B示出了对于相同耳机和用户样本的两种操作状态的由内麦克风18的内信号相对于驱动扬声器28的信号限定的传递函数的相位。图2A和2B中的灰色区域分别对应于包括采样用户的传递函数的幅度或相位特性的包络。

在所有示出的频率上，对于头上操作状态的幅度的较宽变化是明显的，并且部分是由于听筒如何靠在每个用户的头部上的变化。在入耳式耳机(如在图2A-2B中)的情况下，这些变化可能是由于不同用户的耳朵的耳尖的不同配合。在耳上式耳机或包耳式耳机的情况下(如在图3A-4B中)，这些变化可能是由于用户之间的物理差异诸如用户的头发和眼镜的佩戴，这可能影响听筒抵靠用户的头部的安放程度。本领域技术人员将认识到，传递函数对于其它型号和类型的听筒通常是不同的，因为内麦克风18相对于扬声器28的位置通常将是不同的。分别在图2A和2B中的绘制线34和36分别示出了用于头外操作状态的传递函数的幅度和相位。与头上操作状态不同，对于所有用户而言，头外操作状态的幅度和相位对于所有用户而言基本相同，并且每个用户的物理特性和适合度通常与头外传递函数不相关。

从图2A可以看出，由听筒的内麦克风感测到的单个频率信号(即，音调)的幅度可以与在向上延伸到大约几百Hz的频率范围中的相同频率处的头外操作状态的传递函数的幅度34进行比较。在该频率范围中，头上幅度与头外幅度34不同。如果内信号的幅度超过头外操作状态的幅度34，则可以做出听筒12在头上的判定。在一个示例中，听筒在头上的判定基于超过预定幅度(在音调频率处的曲线34)以预定差(在一个非限制性示例中为10dB)。相反地，如果音调频率处的内信号的幅度不超过头外操作状态的预定幅度34(或预定幅度和预定差)，那么，确定听筒是头外。

从图2B可以看出，由内麦克风感测到的音调的相位可以与包括大约1.5kHz(由虚线垂直线指示)的频率范围中的相同频率处得头外操作状态的传递函数的相位36进行比较，其中头上相位与头外相位36不同。如果内信号的相位小于头外操作状态的相位36，则可以做出听筒12在头部上的判定。在一个示例中，听筒12在头上的判定基于在音调频率的预定相位36超过相位以预定义的差(在一个非限制性示例中为10度)。相反地，如果音调频率处的内信号的相位不超过用于头外操作状态的预定相位36(和/或预定幅度和预定差)，那么，确定听筒是头外。

图3A和图3B分别示出了描绘由内麦克风18的内信号相对于对于驱动单个用户的左听筒扬声器28的信号限定的传递函数的相位和幅度特性的曲线图。类似地，图4A和图4B分别示出了描绘由内麦克风18的内信号相对于对于驱动同一用户的右耳扬声器28的信号限定的传递函数的相位和幅度特性的曲线图。图3A-3B和4A-4B是使用可获得自Bose公司(Framingham，MA)的

25声学噪声消除(Acoustic Noise

)头戴式耳机来生成的。每个图还包括头外操作状态的对应相位或幅度。可以观察到，用于头上操作状态的左耳和右耳传递函数的特性是类似的。此外，可以容易地看到(类似于如上面参照图2A-2B描述的入耳式耳机的情况)，对于相位和幅度特性，头上与头外操作状态的描绘的特性的差异在宽频带上是显著的。例如，在10Hz处，存在大约40dB的幅度差。因此，可优选的“校准(calibrate)”用于特定用户的耳机以使得能够更准确地确定耳机的操作状态，而不是根据一组用户进行校准。在一个实施方案中，可对于个别用户校准头戴式耳机，并且根据每一特定用户存储确定的头上特性以供该用户后续使用。

图5示出了用于使用来自外麦克风24的外信号的情况下的传递函数的相位特性。类似于用于图2A和2B中所示的传递函数的，传递函数由用于入耳式声学噪声消除头戴式耳机的多个用户的相对于驱动扬声器28的信号的外信号来定义。图中的灰色区域对应于包含用于头上操作状态的所有用户的相位特性的包络，并且实线40表示头外操作状态的相位特性。可以看出，对于在从大约4kHz延伸到大于7kHz的频率范围内的两个操作状态，该相位是不同的。

图6A和图6B分别示出了描绘由相对于用于包耳式耳机的一个听筒的单个用户的扬声器驱动信号的限定的外信号的传递函数的幅度和相位特性的曲线图。曲线图50和52与单个用户的头上操作状态相关联。曲线54和56与用户的头外状态相关联。使用上文关于图3A到图4B所描述的

25声学噪声消除头戴式耳机来生成曲线图的测量值。从图中可以看出，在从小于300Hz至近似1kHz并且在更高频率下的其他频率范围内延伸的频率范围上，在头上和头外操作状态上存在差异。此外，存在多个频率范围，在该多个频率范围内存在适合于确定头上或头外操作状态的相位差异。

图7是控制个人声音设备的方法100的示例的流程图表示。方法100包括生成110第一电信号，该第一电信号响应于在设置于个人声音设备的听筒上的麦克风处接收的声学信号。麦克风可以位于听筒上的位置处，使得麦克风在由听筒和用户的头部和/或耳朵形成的声腔内，或者麦克风可以位于听筒上的位置处，使得麦克风声学地耦合到听筒外部的环境。

传递函数基于第一电信号与用于驱动听筒中的扬声器的第二电信号相比而被确定120。传递函数可以是幅度传递函数、相位传递函数或具有幅度特性和相位特性两者的传递函数。可以用多种方式来确定传递函数。例如，可以对于单个频率、多个离散频率和/或一个或多个频率范围来确定传递函数。第二电信号可以包括单个频率(音调)、离散频率的组合、一个或多个频带、或者一个或多个音调和一个或多个频带的组合。在一个示例中，音调可以是次音频音调(即，低于大约20Hz的音调)。在备选示例中，音调可以在从大约200Hz到大约300Hz的频率范围内。在另一示例中，第二电信号可以是可以包括音乐、语音等的音频内容信号。

方法100还包括基于传递函数的特性来确定130个人声音设备的操作状态。作为示例，特性可以是在一个或多个预定频率诸如第二电信号的频率或多个频率处的传递函数的幅度。备选地，传递函数的特性可以是在预定义频率范围上的功率频谱。例如，当第二电信号是音频内容信号时，功率频谱特性可能是有用的。确定功率谱可包括将第一电信号和第二电信号转换成频域并执行附加处理。在另一备选方案中，特性可以是在一个或多个预定频率处的传递函数的相位。在一个非限制性示例中，预定频率可以是大约1.5kHz，对应于图2B中的用户的头上操作状态相对于头外操作状态在该频率处的相位之间的显著分离。

在一个示例中，用于扬声器的第二电信号以规则的间隔被应用于短的持续时间以保持可以由电池提供的电力。例如，如果使用操作状态的确定用于自动地改变个人声音设备的音频输出模式诸如暂停和回放状态或模式，则应用可以在时间上分成几秒钟或更少。或者，如果使用操作状态的确定用于改变个人声音设备的功率状态，那么应用可在时间上分成几分钟或更多。第二电信号应用的持续时间可以变化。例如，如果使用较高的频率音调，则持续时间可以被减小，使得音调中的周期的数量被保留。相反地，可以扩展第二电信号的持续时间以允许减小第二电信号的幅度，而不使信号恶化为噪声。

方法100可应用于个人声音设备的两个听筒。如果确定只有听筒中的一个改变它的操作状态，则可以改变个人声音设备的一组操作。相反，如果确定两个听筒均已经改变状态，则可以修改一组不同的操作。例如，如果确定仅一个听筒已经从头上操作状态改变为头外操作状态，则可以暂停个人声音设备的音频回放。如果确定听筒改变回到头上操作状态，则可以恢复音频回放。在另一示例中，如果确定两个听筒都已经从头上操作状态改变为头外操作状态，则个人声音设备可以被置于低功率状态以保存电能。相反，如果两个听筒然后被确定为改变为头上操作状态，则个人声音设备可以被改变为正常操作功率模式。

图8A和图8B分别示出了对于由图3A-4B中表征的耳机的左听筒和右听筒的内麦克风18生成的内信号的相对于时间的信号电压的十一个曲线图。扬声器的驱动信号是0.5伏幅度的10Hz音调。每个曲线图对应于具有处于头上状态的耳杯型听筒的唯一用户。每个图还包括表示当被放置成“面向下(face down)”平放在桌子表面上时对耳杯的测量值的虚线曲线图，和对于处于头外状态中的每个听筒的内信号的幅度的实线曲线图。

从两幅图中可以看出，所有用户的在头上状态的内信号的幅度基本上大于在头外状态的内信号的幅度。此外，通过比较这两个曲线图可以看出，对于两个耳杯所确定的信号没有显著差异。

图9A和图9B分别是与图8A和图8B的测量相关联的11个用户中的每一个的内信号的平均能量的散点图。每个散点图还包括具有大约-24dB的平均能量的“OFC”数据点和具有大约-48dB的平均能量的“OFO”数据点。OFC数据点对应于在桌子上平坦放置的听筒，并且OFO数据点对应于处于头外状态的听筒。图9A中存在一个用户数据点和图9B中的两个用户数据点，上述数据点具有的平均能量小于OFC数据点的平均能量。这三个用户数据点指示听筒与用户的头部的较差配合；然而，应注意，这些数据点对应于基本上大于OFO头外数据点的平均能量，而且因此指示方法的适合性，即使在听筒可能相对于用户不正确定位的情况下。

在上述方法中采用的传递函数的特定特性以及内麦克风信号和外麦克风信号或两者是否被使用可以基于耳机的类型。例如，具有包耳式听筒的耳机可以基于用于确定操作状态的传递函数的幅度特性来利用该方法，并且入耳式耳机可以基于传递函数的相位特性来利用该方法。在一些实施方式中，该方法基于传递函数的幅度特性和相位特性两者。此外，该方法可以与用于确定听筒的操作状态或确认由确定操作状态的不同方法作出的确定的一个或多个其它方法组合使用。例如，上述方法可以用于确认从接近传感器(例如，电容传感器)和/或感测听筒是头外的运动传感器(例如，加速度计)做出的确定。

在上述各种示例中，使用反馈(或内部)和/或前馈(或外部)麦克风；然而，应认识到，(一个或多个)麦克风不必是ANR***的一部分，并且可以备选地使用一个或多个独立麦克风。

已描述了多个具体实施。然而，应当理解，前面的描述旨在说明而非限制发明构思的范围，该范围是由权利要求的范围限定。其他示例在以下权利要求的范围内。

Claims (25)

1.一种控制个人声音设备的方法，包括：

响应于设置在所述个人声音设备的听筒上的麦克风处的声学信号事件，生成第一电信号；

基于所述第一电信号和提供给所述听筒中的扬声器的第二电信号，确定传递函数的特性，其中所述传递函数的所述特性是在预定频率处的所述传递函数的相位；以及

基于所述传递函数的所述特性，确定所述个人声音设备的操作状态，所述操作状态包括至少第一状态和第二状态，在所述第一状态下，所述听筒定位在用户的耳朵的附近，在所述第二状态下，所述听筒不在所述耳朵的附近。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述麦克风被设置在所述听筒上的位置处，使得当所述听筒被定位在所述用户的所述耳朵的附近时，所述麦克风在由所述听筒、以及用户的头部或所述用户的所述耳朵中的至少一个所形成的声腔中。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述麦克风被设置在所述听筒上的位置处，使得所述麦克风声学上被耦合到所述听筒外部的环境。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于在一个或多个预定频率处的所述传递函数的幅度，来确定所述个人声音设备的操作状态。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于在预定频率范围之上的功率谱，来确定所述个人声音设备的操作状态。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述预定频率是1.5kHz。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二电信号包括音调。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述音调小于20Hz。

9.根据权利要求7所述的方法，其中所述音调在从5Hz至300Hz的频率范围内。

10.根据权利要求7所述的方法，其中所述音调在从300Hz至1kHz的频率范围内。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二电信号包括在1.5kHz处的音调。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二电信号包括音频内容信号。

13.根据权利要求1所述的方法，还包括：生成所述第二电信号。

14.根据权利要求1所述的方法，其中针对一对听筒中的每个听筒执行生成所述第一电信号和确定所述传递函数的所述特性的步骤，并且其中确定所述个人声音设备的所述操作状态的步骤还包括：比较所述听筒的所述传递函数的所述特性。

15.根据权利要求1所述的方法，还包括：当确定所述个人声音设备的所述操作状态指示所述操作状态中的改变时，启动所述个人声音设备或与所述个人声音设备通信的设备的操作。

16.权利要求15所述的方法，其中启动所述操作包括以下中的至少一项：改变功率状态，改变主动降噪状态，以及改变所述个人声音设备或与所述个人声音设备通信的设备的音频输出状态。

17.权利要求1所述的方法，其中所述听筒是入耳式耳机、耳上式耳机或包耳式耳机中的一个。

18.一种个人声音设备，包括：

听筒，具有麦克风，并且被配置用于附接到用户的头部或所述用户的耳朵，所述麦克风被配置为响应于麦克风处的声学信号事件而生成第一电信号，所述听筒具有被配置为响应于第二电信号生成音频信号的扬声器；以及

控制电路，与所述麦克风通信以接收所述第一电信号，并且与所述扬声器通信以用于提供所述第二电信号，所述控制电路被配置为：

基于所述第一电信号和所述第二电信号，确定传递函数的特性，其中所述传递函数的所述特性是在预定频率处的所述传递函数的相位；以及

基于所述传递函数的所述特性，确定所述个人声音设备的操作状态，所述操作状态包括至少第一状态和第二状态，在所述第一状态下，所述听筒定位在所述耳朵的附近，在所述第二状态下，所述听筒不在所述耳朵的附近。

19.根据权利要求18所述的个人声音设备，其中所述麦克风被设置在所述听筒上的位置处，使得当所述听筒被定位在所述用户的耳朵的附近时，所述麦克风在由所述听筒、以及所述头部或所述耳朵中的至少一个形成的声腔中。

20.根据权利要求18所述的个人声音设备，其中所述麦克风被设置在所述听筒上的位置处，使得所述麦克风声学上被耦合到所述听筒外部的环境。

21.根据权利要求18所述的个人声音设备，其中所述控制电路包括数字信号处理器。

22.根据权利要求18所述的个人声音设备，其中所述麦克风是声学降噪电路中的反馈麦克风。

23.根据权利要求18所述的个人声音设备，还包括与所述控制电路通信的电源，并且其中所述控制电路还被配置为当所述听筒的所述操作状态被确定为已经改变时改变所述个人声音设备的功率状态。

24.权利要求18所述的个人声音设备，还包括与所述控制电路通信的设备，并且其中所述控制电路被配置为响应于确定所述听筒的所述操作状态被确定已经改变而控制所述设备的操作。

25.根据权利要求18所述的个人声音设备，其中还基于所述传递函数的第二特性，确定所述个人声音设备的操作状态，其中所述传递函数的所述第二特性是在一个或多个预定频率处的所述传递函数的幅度。

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