CN111246331A - 一种无线全景声混音耳机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及音频设备领域，公开了一种无线全景声混音耳机，挂颈部的左、右端分别连接有嵌入式设备，左耳塞部、右耳塞部分别与挂颈部左、右端的嵌入式设备通过音频线相连接，音频线上连接有中央麦克风，左耳塞部、右耳塞部均包括位于内侧的喇叭单元、位于外侧的全景声麦克风；嵌入式设备的蓝牙连接单元与智能终端设备的蓝牙连接单元实现音频数据的上行或下行无线传输；本发明通过全景声麦克风、中央麦克风采集的环境声音信号和佩戴者声音信号与智能终端设备上行传输的音乐流信号进行信号处理及立体声混音，在耳机实时监听立体声信号，并提供高品质音频信号无线传输功能。

Description

一种无线全景声混音耳机
技术领域
本发明涉及音频设备领域，特别涉及一种无线全景声混音耳机。
背景技术
随着智能手机、便携式电脑以及各种音乐电子装置等移动终端的不断升级换代，它们已经成为人们生活中不可或缺的电子产品，其中最重要的功能便是通讯和听高品质的音乐，而且越来越多的用户希望可以在进行其他活动的同时听音乐，或者是尽量避免给其他人造成声音干扰，那么用户可以利用耳机听音乐。
目前，现有的蓝牙耳机收听音乐，蓝牙耳机可以与存储音乐的移动终端通过蓝牙进行无线通信，相对于传统的有线耳机方便性稍强，但是现有的蓝牙耳机在两个耳麦之间进行的音频信号的传输仍然是采用有线的方式，例如常见的耳罩式蓝牙耳机。
目前，公告号为CN106209130B的中国发明专利公开了一种无线耳机和利用无线耳机输出音频数据的方法,包括主耳麦和辅耳麦，主耳麦包括音频接收模块用于以无线方式获取音频数据；第一音频处理模块用于从所述音频数据中提取对应主耳麦的第一声道信号，并发送第一声道信号至主耳麦喇叭单元进行播放；以及从音频数据中提取对应辅耳麦的第二声道信号，并基于满足预设条件的载波信号以无线方式将第二声道信号发送至辅耳麦。
上述技术方案可以在同一副耳机的两个耳麦之间利用无线方式传输音频信号，在方便携带同时不影响用户的使用，且避免了繁琐的调整操作，但存在以下缺陷：该耳机的蓝牙连接单元无法向智能终端设备上行高品质音频传输，同时也无法与采集的麦克风信号信号进行实时混音，以及在本地的耳返监听等等，为此，亟需研发一种无线全景声混音耳机。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种无线全景声混音耳机，通过全景声麦克风、中央麦克风采集的环境声音信号和佩戴者声音信号与智能终端设备上行传输的音乐流信号进行信号处理及立体声混音，在耳机实时监听立体声信号，并提供高品质音频信号无线传输功能。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种无线全景声混音耳机，包括左耳塞部、右耳塞部、挂颈部，所述挂颈部的端部连接有嵌入式设备，左耳塞部包括位于内侧的左喇叭单元、位于外侧的左全景声麦克风，右耳塞部包括位于内侧的右喇叭单元、位于外侧的右全景声麦克风，嵌入式设备与左耳塞部或右耳塞部之间的音频线上连接有中央麦克风；所述嵌入式设备包括蓝牙连接单元、信号处理及混音单元、音频模数转换器、音频数模转换器、A2DP解码器、音频编码器，嵌入式设备的蓝牙连接单元与智能终端设备的蓝牙模块之间采用多通道或单通道上行、下行传输音频信号；中央麦克风采集的佩戴者声音信号、左、右全景声麦克风采集的环境声音信号发送至音频模数转换器，佩戴者声音信号、环境声音信号分别经过音频模数转换器模数转换后发送至信号处理及混音单元；智能终端设备上安装的流媒体播放软件向其蓝牙模块传输音乐流信号，智能终端设备的蓝牙模块以A2DP音乐流方式将A2DP音乐流信号发送至嵌入式设备的蓝牙连接单元，蓝牙连接单元接收A2DP音乐流信号并发送至A2DP解码器，经过A2DP解码器解码后的音乐流信号发送至信号处理及混音单元；信号处理及混音单元用于对佩戴者声音信号、环境声音信号和音乐流信号分别进行信号处理及立体混音，混音处理后的立体声混音信号发送至音频编码器和音频数模转换器，立体声混音信号经过音频数模转换器数模转换后发送至左喇叭单元、右喇叭单元，立体声混音信号经过音频编码器编码后发送至蓝牙连接单元，嵌入式设备的蓝牙连接单元向智能终端设备的蓝牙模块上行传输立体声混音信号，蓝牙模块接收的立体声混音信号发送至智能终端设备安装的音频数据接收处理软件进行处理。
本发明进一步设置为，所述信号处理及混音单元对佩戴者声音信号的信号处理为混响、均衡、增益或音调调整，信号处理及混音单元对环境声音信号的信号处理为均衡、增益，信号处理及混音单元对音乐流信号的信号处理为人声消除、乐器声消除或均衡。
本发明进一步设置为，所述信号处理及混音单元对佩戴者声音信号、环境声音信号和音乐流信号进行立体声混音的混音关系式为：[OutL,OutR]=[g1L*MicL+g2L*MicC+g3L*MusicL，g1R*MicR+g2R*MicC+g3R*MusicR], 其中MicL、MicR分别是左、右全景声麦克风采集的环境声音信号，MicC是中央麦克风采集的佩戴者声音信号，MusicL、MusicR分别是音乐流信号的左、右音乐声道信号，OutL、OutR分别是输出的立体声混音信号的左、右声道信号，g1L、g2L、g3L、g1R、g2R、g3R均是混音系数，所述环境声音信号、佩戴者声音信号以及音乐流信号的左、右音乐声道信号均为原始信号或处理后的信号。
本发明进一步设置为，所述混音系数g1L、g2L、g3L、g1R、g2R、g3R均大于等于0，小于等于1。
本发明进一步设置为，所述嵌入式设备的蓝牙连接单元与智能终端设备的蓝牙模块之间上行、下行传输音频信号的采样频率大于16khz，且通道数大于等于2。
本发明进一步设置为，所述嵌入式设备的蓝牙连接单元与智能终端设备的蓝牙模块之间基于HFP协议上行、下行传输音频信号，采样频率为16khz或者8khz，且通道数为单通道，实现通话的录音传输功能。
本发明进一步设置为，所述A2DP解码器、音频编码器的编解码方式为全频带立体声编码，编解码方式选自SBC、OPUS、Apt-X或AAC。
本发明进一步设置为，所述智能终端设备为带有蓝牙模块的手机、平板电脑、笔记本电脑、PC、网络机顶盒、电视机以及ios、android、linux、windows、mac智能***；所述中央麦克风、左喇叭单元、右喇叭单元、左全景声麦克风、右全景声麦克风和嵌入式设备通过充电电池供电，充电电池的充电端连接有USB接口或触点接口。
本发明进一步设置为，所述智能终端设备的蓝牙模块与嵌入式设备的蓝牙连接单元之间建立A2DP连接，智能终端设备的流媒体播放软件输出的音乐流信号发送至蓝牙模块，智能终端设备的蓝牙模块向嵌入式设备的蓝牙连接单元下行传输A2DP音乐流信号。
本发明进一步设置为，所述智能终端设备的蓝牙模块与嵌入式设备的蓝牙连接单元之间建立SWISS连接，蓝牙连接单元向智能终端设备的蓝牙模块上行传输立体声混音信号，音频数据接收处理软件接收立体声混音信号后进行数据解码、数据处理、数据呈现或数据互联网传输。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1.本发明通过嵌入式设备的蓝牙连接单元向智能终端设备的蓝牙模块上行传输立体声混音信号，音频数据接收处理软件接收立体声混音信号后进行数据解码、数据处理、数据呈现或数据互联网传输；智能终端设备的流媒体播放软件输出的音乐流信号发送至蓝牙模块，智能终端设备的蓝牙模块向嵌入式设备的蓝牙连接单元下行传输A2DP音乐流信号，通过全景声麦克风、中央麦克风采集的环境声音信号和佩戴者声音信号与智能终端设备上行传输的音乐流信号进行信号处理及立体声混音，在耳机实时监听立体声信号，并提供高品质音频信号无线传输功能。
2.本发明的智能终端设备的蓝牙模块与嵌入式设备的蓝牙连接单元之间建立A2DP连接，智能终端设备的蓝牙模块与嵌入式设备的蓝牙连接单元之间建立SWISS连接，嵌入式设备的蓝牙连接单元与智能终端设备的蓝牙模块之间采用多通道上行、下行传输音频信号，传输的音频信号为通道数大于等于2的立体声信号，且采样频率大于16khz，提供了高品质音频的无线传输。
3.本发明的嵌入式设备的蓝牙连接单元向智能终端设备的蓝牙模块上行传输立体声混音信号，蓝牙模块接收的立体声混音信号发送至智能终端设备安装的音频数据接收处理软件进行处理，音频数据接收处理软件接收后进行数据解码、数据处理、数据呈现或数据互联网传输，从而达到网络娱乐、教育、会议等应用的目的。
附图说明
图1是本发明的整体示意图；
图2是本发明的***原理框图。
附图标记：1、左耳塞部；2、右耳塞部；3、挂颈部；4、嵌入式设备；41、蓝牙连接单元；42、信号处理及混音单元；43、音频模数转换器；44、音频数模转换器；45、A2DP解码器、46、音频编码器；5、音频线；6、左喇叭单元；7、右喇叭单元；8、智能终端设备；81、蓝牙模块；9、中央麦克风；10、左全景声麦克风；11、右全景声麦克风。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1、2所示，本发明公开了一种无线全景声混音耳机，包括左耳塞部1、右耳塞部2、挂颈部3，挂颈部3的端部连接有嵌入式设备4，左耳塞部1包括位于内侧的左喇叭单元6、位于外侧的左全景声麦克风10，右耳塞部2包括位于内侧的右喇叭单元7、位于外侧的右全景声麦克风11，嵌入式设备4与左耳塞部1或右耳塞部2之间的音频线5上连接有中央麦克风9；嵌入式设备4包括蓝牙连接单元41、信号处理及混音单元42、音频模数转换器43、音频数模转换器44、A2DP解码器45、音频编码器46，嵌入式设备4的蓝牙连接单元41与智能终端设备8的蓝牙模块81之间采用多通道上行、下行传输音频信号，嵌入式设备4的蓝牙连接单元41与智能终端设备8的蓝牙模块81之间上行、下行传输音频信号的采样频率大于16khz，且通道数大于等于2；中央麦克风9采集的佩戴者声音信号、左、右全景声麦克风11采集的环境声音信号发送至音频模数转换器43，佩戴者声音信号、环境声音信号分别经过音频模数转换器43模数转换后发送至信号处理及混音单元42；智能终端设备8上安装的流媒体播放软件向其蓝牙模块81传输音乐流信号，智能终端设备8的蓝牙模块81与嵌入式设备4的蓝牙连接单元41之间建立A2DP连接，智能终端设备8的蓝牙模块81以A2DP音乐流方式将A2DP音乐流信号发送至嵌入式设备4的蓝牙连接单元41，蓝牙连接单元41接收A2DP音乐流信号并发送至A2DP解码器45，经过A2DP解码器45解码后的音乐流信号发送至信号处理及混音单元42；信号处理及混音单元42用于对佩戴者声音信号、环境声音信号和音乐流信号分别进行信号处理及立体混音，混音处理后的立体声混音信号发送至音频编码器46和音频数模转换器44，立体声混音信号经过音频数模转换器44数模转换后发送至左喇叭单元6、右喇叭单元7，立体声混音信号经过音频编码器46编码后发送至蓝牙连接单元41，嵌入式设备4的蓝牙连接单元41向智能终端设备8的蓝牙模块81上行传输立体声混音信号，蓝牙模块81接收的立体声混音信号发送至智能终端设备8安装的音频数据接收处理软件进行处理。
信号处理及混音单元42对佩戴者声音信号的信号处理为混响、均衡、增益或音调调整，信号处理及混音单元42对环境声音信号的信号处理为均衡、增益，信号处理及混音单元42对音乐流信号的信号处理为人声消除、乐器声消除或均衡；信号处理及混音单元42对佩戴者声音信号、环境声音信号和音乐流信号进行立体声混音的混音关系式为：[OutL,OutR]=[g1L*MicL+g2L*MicC+g3L*MusicL，g1R*MicR+g2R*MicC+g3R*MusicR], 其中MicL、MicR分别是左、右全景声麦克风10、11采集的环境声音信号，MicC是中央麦克风9采集的佩戴者声音信号，MusicL、MusicR分别是音乐流信号的左、右音乐声道信号，OutL、OutR分别是输出的立体声混音信号的左、右声道信号，g1L、g2L、g3L、g1R、g2R、g3R均是混音系数，混音系数g1L、g2L、g3L、g1R、g2R、g3R均大于等于0，小于等于1；环境声音信号、佩戴者声音信号以及音乐流信号的左、右音乐声道信号均为原始信号或处理后的信号。
如图2所示，A2DP解码器45、音频编码器46的编解码方式为全频带立体声编码，编解码方式选自SBC、OPUS、Apt-X或AAC。智能终端设备8为带有蓝牙模块81的手机、平板电脑、笔记本电脑、PC、网络机顶盒、电视机以及ios、android、linux、windows、mac智能***；中央麦克风9、左喇叭单元6、右喇叭单元7、左全景声麦克风10、右全景声麦克风11和嵌入式设备4通过充电电池供电，充电电池的充电端连接有USB接口或触点接口。
智能终端设备8的蓝牙模块81与嵌入式设备4的蓝牙连接单元41之间建立SWISS连接，蓝牙连接单元41向智能终端设备8的蓝牙模块81上行传输立体声混音信号，音频数据接收处理软件接收立体声混音信号后进行数据解码、数据处理、数据呈现或数据互联网传输。
另外，本实施例的耳机也支持传统的话音场景，嵌入式设备4的蓝牙连接单元41与智能终端设备8的蓝牙模块81之间基于HFP协议上行、下行传输音频信号，采样频率为16khz或者8khz，且通道数为单通道，实现通话的录音传输功能。
本实施例的工作原理为：
中央麦克风9采集佩戴者声音信号，左、右全景声麦克风11采集的环境声音信号，嵌入式设备4的蓝牙连接单元41从智能终端设备8的蓝牙模块81下行传输A2DP音乐流信号，信号处理及混音单元42对佩戴者声音信号、环境声音信号和音乐流信号分别进行信号处理及立体混音，信号处理及混音单元42对佩戴者声音信号的信号处理为混响、均衡、增益或音调调整，信号处理及混音单元42对环境声音信号的信号处理为均衡、增益，信号处理及混音单元42对音乐流信号的信号处理为人声消除、乐器声消除或均衡；信号处理及混音单元42对佩戴者声音信号、环境声音信号和音乐流信号进行立体声混音的混音关系式：[OutL,OutR]=[g1L*MicL+g2L*MicC+g3L*MusicL，g1R*MicR+g2R*MicC+g3R*MusicR]，混音处理后的立体声混音信号发送至音频编码器46和音频数模转换器44，经过音频数模转换器44数模转换后的立体声混音信号发送至左喇叭单元6、右喇叭单元7，实现本地实时播放立体声混音信号；经过音频编码器46编码后的立体声混音信号发送至蓝牙连接单元41，嵌入式设备4的蓝牙连接单元41向智能终端设备8的蓝牙模块81上行传输立体声混音信号，蓝牙模块81接收的立体声混音信号发送至智能终端设备8安装的音频数据接收处理软件进行处理，音频数据接收处理软件接收后进行数据解码、数据处理、数据呈现或数据互联网传输，从而达到网络娱乐、教育、会议等应用的目的。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无线全景声混音耳机，包括左耳塞部(1)、右耳塞部(2)、挂颈部(3)，其特征是：所述挂颈部(3)的端部连接有嵌入式设备(4)，左耳塞部(1)包括位于内侧的左喇叭单元(6)、位于外侧的左全景声麦克风(10)，右耳塞部(2)包括位于内侧的右喇叭单元(7)、位于外侧的右全景声麦克风(11)，嵌入式设备(4)与左耳塞部(1)或右耳塞部(2)之间的音频线(5)上连接有中央麦克风(9)；所述嵌入式设备(4)包括蓝牙连接单元(41)、信号处理及混音单元(42)、音频模数转换器(43)、音频数模转换器(44)、A2DP解码器(45)、音频编码器(46)，嵌入式设备(4)的蓝牙连接单元(41)与智能终端设备(8)的蓝牙模块(81)之间采用多通道或单通道上行、下行传输音频信号；中央麦克风(9)采集的佩戴者声音信号、左、右全景声麦克风(11)采集的环境声音信号发送至音频模数转换器(43)，佩戴者声音信号、环境声音信号分别经过音频模数转换器(43)模数转换后发送至信号处理及混音单元(42)；智能终端设备(8)上安装的流媒体播放软件向其蓝牙模块(81)传输音乐流信号，智能终端设备(8)的蓝牙模块(81)以A2DP音乐流方式将A2DP音乐流信号发送至嵌入式设备(4)的蓝牙连接单元(41)，蓝牙连接单元(41)接收A2DP音乐流信号并发送至A2DP解码器(45)，经过A2DP解码器(45)解码后的音乐流信号发送至信号处理及混音单元(42)；信号处理及混音单元(42)用于对佩戴者声音信号、环境声音信号和音乐流信号分别进行信号处理及立体混音，混音处理后的立体声混音信号发送至音频编码器(46)和音频数模转换器(44)，立体声混音信号经过音频数模转换器(44)数模转换后发送至左喇叭单元(6)、右喇叭单元(7)，立体声混音信号经过音频编码器(46)编码后发送至蓝牙连接单元(41)，嵌入式设备(4)的蓝牙连接单元(41)向智能终端设备(8)的蓝牙模块(81)上行传输立体声混音信号，蓝牙模块(81)接收的立体声混音信号发送至智能终端设备(8)安装的音频数据接收处理软件进行处理。
2.根据权利要求1所述的一种无线全景声混音耳机，其特征是：所述信号处理及混音单元(42)对佩戴者声音信号的信号处理为混响、均衡、增益或音调调整，信号处理及混音单元(42)对环境声音信号的信号处理为均衡、增益，信号处理及混音单元(42)对音乐流信号的信号处理为人声消除、乐器声消除或均衡。
3.根据权利要求2所述的一种无线全景声混音耳机，其特征是：所述信号处理及混音单元(42)对佩戴者声音信号、环境声音信号和音乐流信号进行立体声混音的混音关系式为：[OutL,OutR]=[g1L*MicL+g2L*MicC+g3L*MusicL，g1R*MicR+g2R*MicC+g3R*MusicR], 其中MicL、MicR分别是左、右全景声麦克风(10)、（11）采集的环境声音信号，MicC是中央麦克风(9)采集的佩戴者声音信号，MusicL、MusicR分别是音乐流信号的左、右音乐声道信号，OutL、OutR分别是输出的立体声混音信号的左、右声道信号，g1L、g2L、g3L、g1R、g2R、g3R均是混音系数，所述环境声音信号、佩戴者声音信号以及音乐流信号的左、右音乐声道信号均为原始信号或处理后的信号。
4.根据权利要求3所述的一种无线全景声混音耳机，其特征是：所述混音系数g1L、g2L、g3L、g1R、g2R、g3R均大于等于0，小于等于1。
5.根据权利要求1所述的一种无线全景声混音耳机，其特征是：所述嵌入式设备(4)的蓝牙连接单元(41)与智能终端设备(8)的蓝牙模块(81)之间上行、下行传输音频信号的采样频率大于16khz，且通道数大于等于2。
6.根据权利要求1所述的一种无线全景声混音耳机，其特征是：所述嵌入式设备（4）的蓝牙连接单元（41）与智能终端设备（8）的蓝牙模块（81）之间基于HFP协议上行、下行传输音频信号，采样频率为16khz或者8khz，且通道数为单通道，实现通话的录音传输功能。
7.根据权利要求1所述的一种无线全景声混音耳机，其特征是：所述A2DP解码器(45)、音频编码器(46)的编解码方式为全频带立体声编码，编解码方式选自SBC、OPUS、Apt-X或AAC。
8.根据权利要求1所述的一种无线全景声混音耳机，其特征是：所述智能终端设备(8)为带有蓝牙模块(81)的手机、平板电脑、笔记本电脑、PC、网络机顶盒、电视机以及ios、android、linux、windows、mac智能***；所述中央麦克风(9)、左喇叭单元(6)、右喇叭单元(7)、左全景声麦克风(10)、右全景声麦克风(11)和嵌入式设备(4)通过充电电池供电，充电电池的充电端连接有USB接口或触点接口。
9.根据权利要求1～8任一项所述的一种无线全景声混音耳机，其特征是：所述智能终端设备(8)的蓝牙模块(81)与嵌入式设备(4)的蓝牙连接单元(41)之间建立A2DP连接，智能终端设备(8)的流媒体播放软件输出的音乐流信号发送至蓝牙模块(81)，智能终端设备(8)的蓝牙模块(81)向嵌入式设备(4)的蓝牙连接单元(41)下行传输A2DP音乐流信号。
10.根据权利要求1～8任一项所述的一种无线全景声混音耳机，其特征是：所述智能终端设备(8)的蓝牙模块(81)与嵌入式设备(4)的蓝牙连接单元(41)之间建立SWISS连接，蓝牙连接单元(41)向智能终端设备(8)的蓝牙模块(81)上行传输立体声混音信号，音频数据接收处理软件接收立体声混音信号后进行数据解码、数据处理、数据呈现或数据互联网传输。
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