CN112291661A - 蓝牙耳机 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种蓝牙耳机。本申请在蓝牙耳机中通过存储器存储有音频文件,并设置蓝牙耳机的处理器能够直接调取蓝牙耳机中存储器内的音频文件,从而相应的进行音频播放。本申请通过直接从蓝牙耳机中调取音频文件的方式,能够避免蓝牙耳机在蓝牙无线传输过程中,由于对无损音频文件码率的压缩或数据丢包所造成的音质损失。由此,本申请的蓝牙耳机能够在具备其它蓝牙耳机功能的前提下,避免蓝牙无线传输等过程导致的音质降低,使耳机用户能够体验高品质的音乐享受。

Description

蓝牙耳机
技术领域
本申请涉及电子设备技术领域,具体而言涉及一种蓝牙耳机。
背景技术
在蓝牙耳机发展之前,耳机通常是有线的:耳机通过插头***手机、MP3等设备端的插孔进行使用。播放音频时,设备端首先对数字音源进行解码,然后将音频文件的数字信号转换为模拟电信号,再将模拟电信号通过耳机线传递至耳机端,该模拟信号经放大后由耳机中的扬声器以声信号的形式输出,实现播放。
近年来,蓝牙耳机发展迅速,尤其是TWS(True Wireless Stereo,真无线立体声)耳机的出现,使得用户能够在不受耳机线束缚的前提下,使双耳享受音乐。
但是,现有的蓝牙耳机在进行音频播放时,需要与该蓝牙耳机相配对的设备端首先将数字音源编码为无损音频文件,再通过蓝牙传输的方式将该无损音频文件以数字信号方式无线传输至蓝牙耳机端,这样才能由蓝牙耳机端对该数字信号进行解码,使数字信号转换为模拟电信号,最终通过对模拟电信号进行放大才能够由扬声器播放,以声信号的方式输出相应音频。
上述蓝牙播放过程,一者,播放前的编、解码过程会使得蓝牙耳机的音频存在延迟;再者,如果音源本身的码率过大(例如无损音源),可能会超过蓝牙的传输速率,此时,设备端蓝牙会先将码率降低后再传输,但这样会使得耳机端的音质被降低;三者,设备端与耳机端通过蓝牙进行实时传输,难以避免的会发生数据丢包,会进一步影响音质。因此,现有的基于无线传输的蓝牙耳机通常音质不佳。
发明内容
本申请针对现有技术的不足,提供一种蓝牙耳机,本申请通过直接调取存储其中的音频文件,能够有效提高蓝牙耳机所输出的音质。本申请具体采用如下技术方案。
首先,为实现上述目的,提出一种蓝牙耳机,其包括:处理器;第一存储器,用于存储至少一个第一音频文件;第二存储器,包括存储在其上的计算机指令;其中,所述计算机指令在被所述处理器执行时,所述处理器用于:调取所述至少一个第一音频文件以供所述蓝牙耳机播放相应的音频。
可选的,如上任一所述的蓝牙耳机,其还包括:数据接口;所述蓝牙耳机通过所述数据接口与外部电子设备连接时,所述第一存储器还用于存储所述外部电子设备传输的新的音频文件和/或所述至少一个第一音频文件的音效补丁文件。
可选的,如上任一所述的蓝牙耳机,其中,所述数据接口包括:有线数据接口和无线数据接口。
可选的,如上任一所述的蓝牙耳机,其中,所述蓝牙耳机通过所述无线数据接口接收到所述外部电子设备传输的指令信号时,所述处理器还用于:根据所述指令信号,控制对所述至少一个第一音频文件的调取对象及调取序列;其中,所述指令信号是由所述外部电子设备响应于用户操作而生成的。
可选的,如上任一所述的蓝牙耳机,其还包括:压力传感器;当所述压力传感器获取满足预设次数及预设类型的敲击动作时,所述处理器还用于:切换当前所调取的第一音频文件,以使所述蓝牙耳机播放相应的音频。
可选的,如上任一所述的蓝牙耳机,其还包括:麦克风设备;所述处理器包括:音频录制单元;所述计算机指令在被所述处理器执行时,所述音频录制单元用于:获取所述麦克风设备采集的声音信号;对所述声音信号进行数字化处理,生成第二音频文件;以及将所述第二音频文件存储至所述第二存储器中。
可选的,如上任一所述的蓝牙耳机,其中,所述麦克风设备包括:耳机壳内麦克风和耳机壳外麦克风;其中,所述耳机壳内麦克风用于采集来自所述蓝牙耳机的通话远端的声音信号,所述耳机壳外麦克风用于采集来自所述蓝牙耳机的通话近端的声音信号。
可选的,如上任一所述的蓝牙耳机,其中,所述数字化处理包括:采样、量化、编码。
可选的,如上任一所述的蓝牙耳机,其中,所述处理器还包括:音频转写单元,用于:对所述声音信号进行特征提取、语音识别及转写处理,生成与所述第二音频文件相对应的文本文件。
可选的,如上任一所述的蓝牙耳机,其中,所述处理器还包括:音频降噪单元,用于对所述声音信号中的环境噪声成分进行消除和/或对所述声音信号中的用户语音成分进行增强。
有益效果
本申请在蓝牙耳机中通过存储器存储有音频文件,并设置蓝牙耳机的处理器能够直接调取蓝牙耳机中存储器内的音频文件,从而相应的进行音频播放。本申请通过直接从蓝牙耳机中调取音频文件的方式,能够避免蓝牙耳机在蓝牙无线传输过程中,由于对无损音频文件码率的压缩或数据丢包所造成的音质损失。由此,本申请的蓝牙耳机能够在具备其它蓝牙耳机功能的前提下,避免蓝牙无线传输等过程导致的音质降低,使耳机用户能够体验高品质的音乐享受。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本申请而了解。
附图说明
附图用来提供对本申请的进一步理解,并且构成说明书的一部分,并与本申请的实施例一起,用于解释本申请,并不构成对本申请的限制。在附图中:
图1是本申请的蓝牙耳机的电路原理框图;
图2是本申请的蓝牙耳机中存储器的原理框图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的和技术方案更加清楚,下面将结合本申请实施例的附图,对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样定义,不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本申请中的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。
本申请中的“内、外”的含义指的是相对于蓝牙耳机外壳而言,由蓝牙耳机的外壳指向其内部电路结构的方向为内,反之为外;而非对本申请的装置机构的特定限定。
本申请中的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
图1为根据本申请的一种蓝牙耳机的电路原理框图。本申请所提供的蓝牙耳机的电路例如可以应用于TWS耳机,其电路结构包括:
充电芯片;
蓄电池,例如锂电池,用于为蓝牙芯片、编解码芯片以及其它外设进行供电。在一些实施例中,电路中还可包括:LDO(Low Dropout Regulator,低压差线性稳压器),用于在蓝牙芯片或编解码芯片的输入电压,即,电池电压,与输出电压之间的差值小于预设阈值时,保证蓝牙芯片或编解码芯片仍能够正常工作;
晶体振荡器,其连接蓝牙芯片,用于为耳机提供时钟信号并确保蓝牙信号能够正常实现无线通讯连接;
蓝牙芯片内部可设置为包括:射频(RF)模块和数据通信接口,其中的数据通信接口可选择为PCM(Pulse Code Modulation,脉冲编码调制)接口。其中,射频模块用于与蓝牙天线连接,通过蓝牙天线发射和接收电磁波实现耳机与配对的外部电子设备之间的无线通信。在一些实施例中,蓝牙芯片还可包括:集成数字信号处理(DSP)、通信处理、控制处理等功能的微处理器(MCU)。此外,蓝牙芯片还可于片外扩展闪存,用以支持技术复杂或高度优化的数字音频处理过程,例如全景声渲染等;
编解码芯片包括有:数据通信接口,例如与上述蓝牙芯片相对应的PCM接口、I/O接口、解码器(Decoder)、编码器(Encoder)、功率放大器(PA,Power Amplifier)等。其中,蓝牙芯片与编解码芯片通过可编程的PCM接口实现数字音频的交互,I2S(Inter-IC Sound)音频总线作为其一种实施方式,可支持单声道PCM数据和双声道/多声道立体声PCM数据。需要说明的是,为使芯片的引脚尽可能少,I2S音频总线可仅使用三根串行总线:提供时分复用(TimeDivision Multiplexing,TDM)功能的数据线(Serial Data)、字段选择线(WordSelection)、时钟信号线(Serial Clock);
编解码芯片的I/O接口可用于编解码芯片与外设,例如,麦克风、扬声器、音量控制器等进行数据交换。其中,麦克风可作为本申请的蓝牙耳机的通话麦克风,采集用户语音获得模拟电信号,通过片上编码器对其进行采样、量化、编码等模数转换处理(A/D),使模拟电信号转换为数字语音信号,并通过编解码芯片的PCM接口,由上行链路的I2S音频总线传输至蓝牙芯片,最终通过蓝牙无线方式发送至远端,实现相应的蓝牙通话功能。
为解决现有技术中由于蓝牙传输音频数据所导致的音质损失的问题,本申请还在蓝牙耳机中通过存储器存储有音频文件,并设置蓝牙耳机的处理器能够直接调取蓝牙耳机中存储器内的音频文件,从而相应的进行音频播放。
为实现该功能,如图2所示,本申请的蓝牙耳机中一般可设置两个存储器。利用其中的第一存储器存储用于播放的至少一个第一音频文件,利用第二存储器存储可执行的计算机指令,以使得本申请的蓝牙耳机的处理器执行该计算机指令时,能够调取各第一音频文件以供蓝牙耳机播放相应的音频。
由此,本申请所提供的蓝牙耳机可通过其内部存储器直接存储音频文件,无需其它设备通过蓝牙向耳机实时发送供播放的音频数据,因而,本申请可以避免无线传输等过程导致的音质损失,使用户能够体验高品质的音乐享受,同时不影响其它蓝牙功能的正常使用。
在一些实施例中,第二存储器例如可设置于上述编解码芯片中。第一存储器,具体可通过闪存(Flash)实现。在一些实现方式下,该闪存可以与上述蓝牙芯片的扩展闪存集成为同一块Flash芯片。处理器根据其具体执行的操作或实现的功能,可以分别设置于编解码芯片或蓝牙芯片中,或者独立地设置于蓝牙耳机内的其它专用芯片中。
由此,本申请的蓝牙耳机可以设置其编解码芯片通过PCM接口直接调用事先烧录在存储音频的闪存中的数字音频文件,然后利用PCM接口所连接的下行链路的I2S音频总线,以流的形式对从闪存中获取的数字音频文件进行传输,通过片上解码器对流文件进行解码等D/A处理,使数字音频文件所对应的数字信号得以转换为模拟电信号,而后通过功率放大器对该模拟信号进行放大后,相应的驱动蓝牙耳机所设置的双耳扬声器实现音乐播放。
为方便蓝牙耳机中的第一存储器管理音频文件,本申请还在蓝牙耳机中设置有数据接口。蓝牙耳机通过数据接口与外部电子设备连接时,第一存储器还可用于存储外部电子设备传输的新的音频文件和/或已存在的第一音频文件(包括事先烧录的以及新传输并存储下来的音频文件)的音效补丁文件。数据接口可通过有线数据接口或无线数据接口等任何方式实现。
也即,除出厂设置预先烧录进音频闪存的音频文件外,本申请的耳机同时可以通过上述的有线或无线数据接口支持对音频闪存中的音频文件进行增加、删除、音效渲染等操作。例如,本申请可在蓝牙耳机外壳设置有线结构,通过有线接口(USB、Lightning等),由外部设备向音频闪存写入新的音频文件和音效补丁文件,以供调用或播放。
本申请的蓝牙耳机产品,其可以实现多种方式的人机交互功能,比如,实现对播放音频进行切换、选择对音频的渲染效果。例如:
①本申请可以在耳机外壳上设置压力传感器,用于接收耳机用户的手势动作。为响应压力传感器的被按压的触发信号,本申请中,处理器例如可被配置为:当检测到用户手指连续敲击耳机壳体两次时切换播放下一曲,当用户手指连续敲击耳机壳体三次时切换播放上一曲。本申请对该种控制的敲击次数和方式不作任何限定,只需按照预先设定的敲击次数及预设类型的敲击动作即可实现对相应操作指令的识别。
②与本申请的耳机蓝牙配对的智能移动设备可安装耳机专属应用程序,该应用程序中展示的音频列表与音频闪存中存储的音频文件相对应,由此,用户可在该应用程序中选择想听的歌曲,或者根据个人喜好设置歌曲的播放列表,此时,设备端能够生成对应的控制指令并通过蓝牙天线将指令信号发送至耳机的蓝牙天线;耳机蓝牙芯片接收到指令信号后,可由上述蓝牙芯片上微处理器控制编解码芯片对闪存中音频文件的调用对象及调用序列。该种控制方式可以实现音频的自由切换和自定义播放。
在一些实施例中,本申请也可通过上述耳机专属应用程序升级耳机固件,从而更新音频闪存中的音频文件。
本申请还可以复用蓝牙耳机本身的输入、输出设备,基于上述处理器实现录音、转写、降噪等功能。蓝牙耳机中的输入设备通常可通过麦克风设备或各类别传感器设备而实现;蓝牙耳机中的输出设备通常可采用相应的扬声器而实现。
麦克风设备包括:耳机壳内麦克风和耳机壳外麦克风;其中,耳机壳内麦克风用于采集来自蓝牙耳机的通话远端的声音信号,耳机壳外麦克风用于采集来自蓝牙耳机的通话近端的声音信号。
在一些实施例中,集成麦克风尤其是麦克风阵列的使用可使得本申请的蓝牙耳机至少能够进一步通过复用麦克风实现录音设备的功能。其实现过程如下:麦克风采集用户语音信号,通过I/O接口输入至编解码芯片,经过处理器中的音频录制单元进行采样、量化、编码等数字化处理步骤后,生成第二音频文件,该第二音频文件可以直接存储在上述的第二存储器中以供蓝牙传输或通过蓝牙耳机的扬声器进行播放。具体而言,上述步骤所存储的第二音频文件可在存储完成后被调用,经D/A转换后由扬声器重放,也可以通过蓝牙无线传输给蓝牙耳机所配对的其它电子设备。
需要说明的是,若蓝牙耳机同时设置有耳机壳内麦克风和耳机壳外麦克风,则可在耳机通话过程中分别对通话对方及耳机用户进行录音。
作为录音设备,在一些实施例中,本申请的蓝牙耳机还可进一步的通过处理器中的音频转写单元,基于NLP(Natural Language Processing,自然语言处理)算法,对麦克风采集到的语音信号进行特征提取、语音识别,从而进行听写或转写。该音频转写单元例如可以通过AI芯片实现。
其中,听写一般为实时的,通常针对时长较短(例如60s以内)的语音信号进行听写;转写可以为实时的,也可以为非实时的,可用于处理对大段录制的语音信号(例如数小时)的转写。听写或转写后能够生成对应语音信号的文本文件,该文本文件可以同样被存储在上述的第二存储器中,以便后期进一步通过蓝牙将文本文件无线传输给与蓝牙耳机相配对的其它电子设备,并显示在上述耳机应用程序的相应界面中。
由于蓝牙耳机的使用环境中普遍存在噪声,为提高通话质量,提高上述转写的准确度,本申请还可以进一步的在处理器中设置有音频降噪单元,用于对声音信号中的环境噪声成分进行消除和/或对声音信号中的用户语音成分进行增强。该音频降噪单元例如可以通过环境降噪芯片实现。
环境降噪实质是对耳机用户或者其他耳机近端用户的语音信号进行降噪,单麦克风方案可采用采集信号与估计噪声信号频谱相减的降噪算法,使用户语音能够从混有环境噪声的采集信号中被恢复出来,从而上行提供给通话对方并被本地录音;对于采用麦克风阵列的蓝牙耳机,其可采用基于波束形成的降噪算法获得高信噪比的目标声信号。
以上仅为本申请的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些均属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种蓝牙耳机,其特征在于,包括:
处理器;
第一存储器,用于存储至少一个第一音频文件;
第二存储器,包括存储在其上的计算机指令;
其中,所述计算机指令在被所述处理器执行时,所述处理器用于:调取所述至少一个第一音频文件以供所述蓝牙耳机播放相应的音频。
2.如权利要求1所述的蓝牙耳机,其特征在于,还包括:数据接口;所述蓝牙耳机通过所述数据接口与外部电子设备连接时,所述第一存储器还用于存储所述外部电子设备传输的新的音频文件和/或所述至少一个第一音频文件的音效补丁文件。
3.如权利要求2所述的蓝牙耳机,其特征在于,所述数据接口包括:有线数据接口和无线数据接口。
4.如权利要求3所述的蓝牙耳机,其特征在于,所述蓝牙耳机通过所述无线数据接口接收到所述外部电子设备传输的指令信号时,所述处理器还用于:根据所述指令信号,控制对所述至少一个第一音频文件的调取对象及调取序列;其中,所述指令信号是由所述外部电子设备响应于用户操作而生成的。
5.如权利要求1-4中任一项所述的蓝牙耳机,其特征在于,还包括:压力传感器;当所述压力传感器获取满足预设次数及预设类型的敲击动作时,所述处理器还用于:切换当前所调取的第一音频文件,以使所述蓝牙耳机播放相应的音频。
6.如权利要求1所述的蓝牙耳机,其特征在于,还包括:麦克风设备;所述处理器包括:音频录制单元;所述计算机指令在被所述处理器执行时,所述音频录制单元用于:获取所述麦克风设备采集的声音信号;对所述声音信号进行数字化处理,生成第二音频文件;以及将所述第二音频文件存储至所述第二存储器中。
7.如权利要求6所述的蓝牙耳机,其特征在于,所述麦克风设备包括:耳机壳内麦克风和耳机壳外麦克风;其中,所述耳机壳内麦克风用于采集来自所述蓝牙耳机的通话远端的声音信号,所述耳机壳外麦克风用于采集来自所述蓝牙耳机的通话近端的声音信号。
8.如权利要求6所述的蓝牙耳机,其特征在于,所述数字化处理包括:采样、量化、编码。
9.如权利要求6所述的蓝牙耳机,其特征在于,所述处理器还包括:音频转写单元,用于:对所述声音信号进行特征提取、语音识别及转写处理,生成与所述第二音频文件相对应的文本文件。
10.如权利要求6-9中任一项所述的蓝牙耳机,其特征在于,所述处理器还包括:音频降噪单元,用于对所述声音信号中的环境噪声成分进行消除和/或对所述声音信号中的用户语音成分进行增强。
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