CN113597773A

CN113597773A - 自身话音闭塞的补偿

Info

Publication number: CN113597773A
Application number: CN202080022371.3A
Authority: CN
Inventors: Z·陈; B·斯蒂尔; T·I·哈维
Original assignee: Cirrus Logic International Semiconductor Ltd
Current assignee: Cirrus Logic International Semiconductor Ltd
Priority date: 2019-03-18
Filing date: 2020-03-12
Publication date: 2021-11-02
Anticipated expiration: 2040-03-12
Also published as: WO2020188250A1; US20200304936A1; GB202112374D0; GB2595415A; KR20210141585A; US10595151B1; CN113597773B; US11026041B2; GB2595415B

Abstract

一种均衡耳机中的声音的方法，该耳机包括被配置成生成第一音频信号的内部麦克风、被配置成生成第二音频信号的外部麦克风、扬声器以及耦合在该扬声器、该外部麦克风和该内部麦克风之间的一个或多个处理器，该方法包括：当该耳机由用户佩戴时：确定在该外部麦克风处存在声音的情况下该第一音频信号与该第二音频信号之间的第一音频传递函数；以及在扬声器由扬声器输入信号驱动的情况下确定扬声器输入信号与第一音频信号之间的第二音频传递函数；确定该一个或多个处理器的电传递函数；基于该第一音频传递函数、该第二音频传递函数和该电气传递函数来确定闭耳传递函数；以及基于该闭耳传递函数与开耳传递函数之间的比较来均衡该第一音频信号以生成均衡的第一音频信号。

Description

自身话音闭塞的补偿

技术领域

本公开涉及用于补偿耳朵闭塞的方法和设备。

背景技术

许多听力装置，诸如头戴式耳机、助听器和听力保护器，具有紧密密封的耳塞或耳罩，其让耳朵闭塞并将用户与环境噪声隔离。当用户想要收听他们自己的话音(OV)时，诸如当进行电话呼叫或与附近的人交谈而不将装置从他们的耳朵上拿走时，这种隔离具有两个副作用。其中一个副作用是在高频时的被动损失(PL)，这让用户听不清自己的话音。另一个效果是放大了用户自己低频的话音，这使得他们的话音听起来是嗡嗡的。用户自身话音在低频下的放大通常称为闭塞效果(OE)。

OE主要在1kHz以下发生，并取决于用户的耳道结构，听力装置的装配紧密度以及用户发音的音位。例如，对于前开式元音，诸如[i:]，OE通常仅为几分贝(dB)，而对于后闭合元音，诸如[i:]，OE可以超过30dB。

反馈有源噪声消除(ANC)是用于消除耳机噪声以补偿OE的常用方法。反馈ANC使用位于耳膜附近的内部麦克风和头戴式扬声器以形成反馈回路来消除耳膜附近的声音。在美国专利号4,985,925和美国专利号5,267,321中描述了使用反馈ANC来抵消OE，每个专利的内容通过引用整体并入本文。在这些专利中描述的方法需要基于用户的平均OE来预设反馈ANC的所有参数。美国专利号9,020,160(其内容通过引用整体并入本文)描述了更新反馈ANC滤波器的反馈回路变量以考虑用户所表达的现象中的变化。

本说明书中所包含的任何文献、法案、材料、装置、物品等的讨论不应被认为是承认任何或所有这些事项形成现有技术基础的一部分，或者是与本公开相关的领域中的公知常识，因为其存在于所附权利要求中的每一个的优先权日之前。

发明内容

本公开提供了使用新颖的信号分析和处理来恢复用户自己的话音的自然度的方法。

根据本公开的一个方面，提供了一种均衡耳机中的声音的方法，该耳机包括被配置成生成第一音频信号的内部麦克风、被配置成生成第二音频信号的外部麦克风、扬声器以及耦合在该扬声器、该外部麦克风和该内部麦克风之间的一个或多个处理器，该方法包括：当该耳机由用户佩戴时：确定在该外部麦克风处存在声音的情况下该第一音频信号与该第二音频信号之间的第一音频传递函数；以及在扬声器由扬声器输入信号驱动的情况下确定扬声器输入信号与第一音频信号之间的第二音频传递函数；确定该一个或多个处理器的电传递函数；基于该第一音频传递函数、该第二音频传递函数和该电气传递函数来确定闭耳传递函数；以及基于该闭耳传递函数与开耳传递函数之间的比较来均衡该第一音频信号以生成均衡的第一音频信号。

该比较可以是闭耳传递函数与开耳传递函数之间的频域比率。该比较可以是闭耳传递函数和开耳传递函数之间的时域差异。

该开耳传递函数可以是用户的耳入口或鼓膜之间的测量的开耳传递函数。可替代地，开耳传递函数可以是头部模拟器的耳入口和耳骨膜之间的测量的开耳传递函数。或者，该开耳传递函数可以是该一般人群的一部分的平均开耳传递函数。

该方法可以进一步包括a)测量用户的耳入口或鼓膜之间的开耳传递函数；或b)测量头部模拟器的耳入口和耳骨膜之间的开耳传递函数；或者c)基于该一般人群的一部分的平均开耳传递函数来确定该开耳传递函数。

确定第一音频传递函数的步骤可以在扬声器被静音的情况下执行。

确定第二音频传递函数的步骤可以在耳机外部存在极少或没有声音的情况下执行。

确定该电路径传递函数可以包括确定由该一个或多个处理器实现的前馈ANC滤波器的频率响应和/或由该一个或多个处理器实现的反馈ANC滤波器的频率响应。

确定频率响应可以包括确定与一个或多个处理器相关联的增益。

该方法可以进一步包括确定用户的耳入口与鼓膜之间的开耳传递函数包括靠近用户的开耳传递函数。

该方法可以进一步包括将该均衡的第一音频信号输出到该扬声器。

该方法还可以包括：确定在耳机由用户佩戴并且该用户正在说话时第一音频信号与第二音频信号之间的第三音频传递函数；以及基于第三传递函数进一步均衡的第一音频信号。

该方法可以进一步包括，在确定用户正在说话时，将话音均衡的第一音频信号输出到扬声器。

该方法可进一步包括确定该一个或多个处理器正在实现主动噪声消除(ANC)；以及调整该进一步的均衡以考虑实现ANC的该一个或多个处理器。

该方法还可以包括请求用户说出音素平衡的句子或短语。可以在用户说出音素平衡语句时确定第三音频传递函数。

根据本公开的另一方面，提供了一种设备，包括：耳机，包括：内部麦克风，其被配置成生成第一音频信号；外部麦克风，其被配置成产生第二音频信号；扬声器；以及一个或多个处理器，被配置成：当该耳机由用户佩戴时：在该外部麦克风处存在声音的情况下确定该第一音频信号与该第二音频信号之间的第一音频传递函数；以及在扬声器由扬声器输入信号驱动的情况下确定扬声器输入信号与第一音频信号之间的第二音频传递函数；确定该一个或多个处理器的电传递函数；基于该第一音频传递函数、该第二音频传递函数和该电气传递函数来确定闭耳传递函数；以及基于该闭耳传递函数与开耳传递函数之间的比较来均衡该第一音频信号以生成均衡的第一音频信号。

该一个或多个处理器可以进一步被配置成：a)测量用户的耳入口或鼓膜之间的开耳传递函数；或b)测量头部模拟器的耳入口和耳骨膜之间的开耳传递函数；或者c)基于该一般人群的一部分的平均开耳传递函数来确定该开耳传递函数。

确定该电路径传递函数可以包括确定与该一个或多个处理器相关联的增益。

确定该用户的耳入口与鼓膜之间的开耳传递函数包括靠近该开耳传递函数。

该一个或多个处理器可以进一步被配置成用于在确定该用户不在说话时将该均衡的第一音频信号输出到该扬声器。

该一个或多个处理器可以进一步被配置成用于在该头戴式耳机被该用户佩戴并且该用户正在说话时确定第一音频信号与第二音频信号之间的第三音频传递函数；以及基于该开耳传递函数和该闭耳传递函数之间的差来进一步均衡该均衡的第一音频信号，以生成话音均衡的第一音频信号。

该一个或多个处理器可以进一步被配置成用于在确定该用户正在说话时将该话音均衡的第一音频信号输出到该扬声器。

该一个或多个处理器还可以被配置成确定该一个或多个处理器正在实现主动噪声消除(ANC)；以及调整该进一步的均衡以考虑实现ANC的一个或多个处理器。

该一个或多个处理器还可以被配置成向用户输出说出音素平衡句子或短语的请求，其中在用户说出音素平衡句子时确定第三音频传递函数。

根据本公开的另一方面，提供了一种均衡耳机中的声音的方法，该耳机包括被配置成生成第一音频信号的内部麦克风、被配置成生成第二音频信号的外部麦克风、扬声器以及耦合在该扬声器、该外部麦克风和该内部麦克风之间的一个或多个处理器，该方法包括：确定在该耳机由该用户佩戴并且该用户正在说话时该第一音频信号与该第二音频信号之间的第一音频传递函数；以及基于第一音频传递函数均衡第一音频信号。

该方法可进一步包括确定该一个或多个处理器正在实现主动噪声消除(ANC)；以及调整该均衡以考虑该ANC。

该方法还可以包括请求用户说出音素平衡的句子或短语。然后可以在用户说出音素平衡语句时确定第一音频传递函数。

根据本公开的另一方面，提供了一种设备，包括：耳机，该耳机包括：内部麦克风，其被配置成生成第一音频信号；外部麦克风，其被配置成产生第二音频信号；扬声器；以及一个或多个处理器，被配置成：确定在该耳机由该用户佩戴并且该用户正在说话时第一音频信号与第二音频信号之间的第一音频传递函数；以及基于该开放式耳传递函数与该封闭式耳传递函数之间的差来均衡该第一音频信号以生成均衡的第一音频信号。

该一个或多个处理器可以进一步被配置成：在确定该用户正在说话时将该均衡的第一音频信号输出到该扬声器。

该一个或多个处理器还可以被配置成：确定该一个或多个处理器正在实现主动噪声消除(ANC)；以及调整该均衡以考虑该ANC。

该一个或多个处理器还可以被配置成：请求该用户说出音素平衡句子或短语，其中，在该用户说出该音素平衡句子时确定该第一音频传递函数。

耳机可以包括一个或多个处理器中的一个或多个。

根据本公开的另一方面，提供了一种包括上述设备的电子装置。

在整个说明书中，词语“包括(comprise)”或诸如“包括(comprises)”或“包括(comprising)”的变化形式将被理解为意指包括所陈述的要素、整数或步骤，或要素、整数或步骤的组，但不排除任何其他要素、整数或步骤，或要素、整数或步骤的组。

附图说明

现在将仅参考附图通过非限制性示例来描述本公开的实施例，其中：

图1是围绕和通过使用者头部的声音传导和骨传导路径的示意图；

图2是佩戴耳机的图1所示的用户的头部周围和穿过该头部的声音传导和骨传导路径的示意图；

图3是根据本公开的实施例的耳机的示意图；

图4a是图3所示的耳机的模块的示意图；

图4b是示出图4a所示的模块中存在的电传导路径的框图；

图5是示出用于确定和应用图4a的模块中的EQ以恢复用户鼓膜处的高频衰减的过程的流程图；

图6是图1所示的用户的耳入口和鼓膜之间的声音传导路径的示意图；

图7是佩戴图3的耳机的图2所示的用户的耳入口与鼓膜之间的声音传导路径和电传导路径的示意图；

图8是示出用于确定图6所示的声音传导路径的传递函数的过程的流程图；

图9是示出用于确定图7所示的电传导路径的传递函数的过程的流程图；

图10a图示了图1所示的用户的估计的开耳传递函数；

图10b图示了图4a所示模块的误差麦克风的输出和基准麦克风的输出之间的测量传递函数；

图10c图示了图4a的扬声器的输入和误差麦克风的输出之间的测量传递函数；

图10d图示了图4a所示模块的示例性默认增益；

图10e图示了在图4a所示的模块中应用的用于恢复HF衰减的EQ的示例；

图11a图示了图4a所示模块的从扬声器的输入到基准麦克风的输出的估计泄漏路径传递函数；

图11b图示了用于图4a所示模块的反馈振荡***的开环传递函数；

图12是示出用于确定和应用图4a的模块中的EQ以衰减由于用户耳膜处的闭塞效应引起的低频提升的过程的流程图；

图13是当用户正在说话时，图1所示的用户的耳入口和鼓膜之间的声音传导路径和骨骼传导路径的示意图；

图14是佩戴图3的耳机的图2所示的用户的耳入口与鼓膜之间的声音传导路径、骨骼传导路径和电传导路径的示意图；

图15是比较根据本公开实施例的理论上导出的用于衰减由于闭塞效应引起的低频推进的原始EQ与近似EQ的曲线图；以及

图16是用于基于图2所示的用户的话音活动来动态调整应用于图4a所示的模块中的EQ的过程的流程图。

具体实施方式

图1和2比较地示出了耳闭塞对用户自己的话音的影响。图1示出了用户100没有佩戴耳机的情况。在用户100的嘴和耳之间通过空气存在声传导路径，并且在用户100的头内部在嘴和耳之间存在骨传导路径。图1中的曲线图上的线表示从耳入口到鼓膜的用户100的典型的开耳频率响应。图2示出佩戴耳机102并说话的用户100的闭耳频率响应和开耳频率响应之间的增益。

当用户想要收听他们自己的-声音(OV)时，将用户的100个鼓膜与外部环境隔离具有两个副作用。其中一个副作用是在高频下的被动损失(PL)，其导致在用户耳膜处的相对衰减的高频声音，如图2中的曲线图所示。该衰减使用户听不清自己的话音。让耳朵闭塞的另一个效果是用户100以低频自己的话音的放大，这使得他们的声音听起来是嗡嗡的。该放大也在图2的曲线图中示出。用户自身话音在低频下的放大通常称为闭塞效果(OE)。

本公开的实施例涉及用于a)恢复衰减的高频声音，以及b)衰减由于闭塞效应而引入的低频分量的方法，目的是恢复用户100的话音，使得当佩戴耳机时，他的话音听起来基本上就像他没有佩戴耳机一样。

发明人还认识到，无论耳机200的用户是否在讲话，都会发生由于被动损耗而导致的高频衰减，而低频主杆仅在用户在讲话时发生。因此，在本公开的实施例中，提出了响应于检测到用户正在说话而改变均衡的方法。

考虑到上述情况，用于恢复衰减的高频声音的均衡在这里可以被称为听力增强均衡(HAEQ)。用于恢复由于闭塞效应而引入的声音的低频分量的均衡在这里可以被称为增量听力增大均衡(dHAEQ)。

图3示出了其中可以实现HAEQ和/或dHAEQ的耳机200。将理解，本文描述的方法可以在包括两个麦克风的任何耳机上实现，其中一个麦克风位于耳机外部(例如，参考麦克风)，并且其中一个麦克风被定位成使得当用户佩戴耳机时，麦克风被定位成靠近耳入口(例如，误差麦克风)。定位于接近该耳入口的该麦克风可与扬声器相关联，使得反馈路径存在于该麦克风与该扬声器之间。

图3所示的耳机200包括两个模块202和204。模块202、204可以无线连接或以其他方式连接。每个模块202、204分别包括误差麦克风205、206、参考麦克风208、210和扬声器209、211。参考麦克风208、210可以被定位成从耳道外部和耳机外部拾取环境噪声。误差麦克风205、206在使用中可以朝向耳朵定位，以便感测耳道内的包含相应扬声器209、211的输出的声学声音。提供扬声器209、211主要是为了向用户的耳道递送声音。耳机200可以被配置成用户收听音乐或音频、进行电话呼叫，和/或将话音命令递送到话音识别***，以及其他这样的音频处理功能。耳机200可以被配置成佩戴在耳朵上，在这种情况下，模块202、204可以被配置成佩戴在耳朵上。同样地，模块202、204可以被配置成佩戴在耳道中。

图4a是耳机的第一模块202的***示意图。第二模块204可以以与第一模块202基本相同的方式配置，因此不单独示出或描述。在其他实施例中，耳机200可以仅包括第一模块202。

第一模块202可以包括配置成从误差麦克风205和基准麦克风208接收麦克风信号的数字信号处理器(DSP)212。模块202可以进一步包括存储器214，该存储器可以被提供为单个部件或多个部件。可以提供存储器214用于存储数据和程序指令。模块202还可以包括收发器216以使得模块202能够与诸如第二模块204、智能电话、计算机等的外部装置进行无线通信。在替代实施例中，模块202、204之间的这种通信可以包括有线通信，其中在耳机的左侧和右侧之间提供合适的导线，或者直接地，诸如在架空带内，或者经由中间装置，诸如智能电话。模块202还可以包括被配置成检测用户何时在讲话的话音活动检测器(VAD)218。模块202可以由电池供电并且可以包括其他传感器(未示出)。

图4b是示出误差麦克风205、基准麦克风208和扬声器209之间的第一模块202的示例性电传导路径的框图。下面将更详细地描述图4b所示的第一模块202的导电路径。然而，简单地说，第一模块202可以使用反馈和前馈滤波器来实现有源噪声消除(ANC)，在图4b中分别表示为H_FB(f)和H_W2(f)。另外，第一模块202可以实现听力增强滤波器(或均衡块)，H_HA(f)被配置成恢复用户100的耳机200中由于高频无源损耗衰减和/或低频杆而损失的声音分量。现在将描述根据本公开的各种实施例的H_HA(f)的确定和应用。

图5是用于确定H_HA(f)恢复图3的耳机200中由于无源损耗而衰减的高频声音的过程500的流程图。

在步骤502，可以确定开耳传递函数(即，开耳传递函数(TFOE))。开耳传递函数可以在用户身上测量，例如，由听力学家使用位于耳入口和鼓膜处的麦克风来测量。可替代地，开耳传递函数可以基于一般人群的平均开耳传递函数来估计。可替代地，可以基于在诸如KEMAR(用于声学研究的知识电子人体模型)的头部模拟器上测量的传递函数来估计用户的开耳传递函数。确定开耳传递函数的各种方法在本领域中是已知的，因此在此将不再进一步解释。在基于人口数据等估计开耳传递函数的情况下，可以省略确定开耳传递函数的步骤502，或者可以简单地包括从存储器读取所存储的开耳传递函数。

在步骤504，确定用户的闭耳传递函数。闭耳传递函数可以表示佩戴耳机200的用户100存在的空气传导和电传导路径。

在步骤506，可以基于佩戴耳机200的用户100的开耳传递函数和所确定的闭耳传递函数之间的比较来确定听力增强EQ(HAEQ)。例如，可以基于开耳传递函数和闭耳传递函数之间的比率(在频域中)或者基于开耳传递函数和闭耳传递函数之间的dB谱差来确定HAEQ。该EQ表示当用户佩戴耳机200时与当用户未佩戴耳机200时(即，开耳状态)到达用户100的鼓膜的声音的差异。

在步骤506确定了HAEQ之后，可以在步骤508将HAEQ施加到扬声器209的输入信号，以便恢复由于耳机200中的无源损耗而衰减的高频声音。

确定开耳传递函数

现在将参考图6描述根据本公开的示例性实施例的开耳传递函数的确定，图6示出了开耳***600。下面假设用户100不在说话，因此骨传导路径对在鼓膜处入射的声音没有贡献。

参考图6，在鼓膜处接收的声音信号可以被定义为：

Z_{ED_O}(f)＝Z_EE(f)·H_O(f) (1.1)

其中：

Z_{ED_O}(f):开耳内鼓膜处的声音信号；

Z_EE(f):在耳入口(无论是开耳还是闭耳)处的声音信号；以及

H_O(f):从开耳中的耳入口到鼓膜的开耳传递函数。

如上文所提及，在一些实施例中，可使用一对测量麦克风，第一测量麦克风602和第二测量麦克风604来记录Z_{ED_O}(f)和Z_EE(f)。第一测量麦克风602可以放置在耳入口处，并且第二测量麦克风604可以放置在用户100的耳膜处。优选地，第一麦克风602和第二麦克风604是匹配的，即它们具有相同的特性(包含频率响应和灵敏度)。如上所述，该过程可以具体地在用户身上执行，或者可替换地，来自一般人群的与开耳传递函数有关的数据可以用于近似用户100的开耳传递函数。

来自第一麦克风602和第二麦克风604的所记录的电信号可以被定义为：

X_{ED_O}(f)＝Z_{ED_O}(f)·G_MM1(f) (1.2)

X_EE(f)＝Z_EE(f)·G_MM2(f) (1.3)

其中G_MM1(f)和G_MM2(f)分别是第一测量麦克风602和第二测量麦克风604的频率响应。对于典型的测量麦克风，它们的频率响应是平坦的并且对于10Hz和20kHz之间的频率等于固定因子q_MM(从物理声音信号到电数字信号的转换因子)。X_{ED_O}(f)是开耳中的鼓膜处的第一测量麦克风602的电信号。这可以通过使用KEMAR的耳膜麦克风来使用KEMAR的耳朵来近似。当测量特定用户100的开耳传递函数时，第一测量麦克风602可以是可***耳道直到其接触用户100的鼓膜的探头管麦克风。X_EE(f)是耳入口处的第二测量麦克风604的电信号。

假设第一测量麦克风602和第二测量麦克风604匹配：

因此，H_O(f)可由X_{ED_O}(f)和X_EE(f)估算为：

其中

是所估计的从开耳中的耳入口到鼓膜的开耳传递函数。

确定闭耳传递函数

再次参考图5，现在将参考图7更详细地描述用于在过程500的步骤504确定闭耳传递函数的示例性方法，图7示出了当用户100没有发出任何声音时的闭耳***700。如上所述，这里关于耳机200的单个模块202描述了闭环传递函数的确定。应当理解，如果提供了其它模块204，则可以采用类似的技术来确定其它模块204的闭环传递函数。

在闭耳配置中，即当用户100佩戴耳机时，在误差麦克风205、基准麦克风208和模块202的扬声器209之间存在空气传导路径(如图6的开耳情形中的情况)和电传导路径。如图7中的H_S2(f)所示，在扬声器209和误差麦克风205之间存在附加的空气传导路径。

注意，图7所示的模块202的电气配置仅作为示例提供，并且本领域已知的不同电气配置落入本公开的范围内。

在闭耳的情形中的鼓膜处的声音信号可以被定义为：

Z_{ED_C}(f)＝Z_EM(f)·H_C2(f) (1.6)

其中：

Z_EM(f):在闭耳的误差麦克风205位置处的声音信号；以及

H_C2(f):声音信号从误差麦克风205的位置到闭耳的鼓膜的传递函数。当误差麦克风205靠近鼓膜时，存在H_C2(f)≈1。

误差麦克风205处的声音信号Z_EM(f)可以被定义为：

其中：

声音信号在闭耳的误差麦克风205的位置处由空气传导路径贡献的分量；

由导电路径贡献的在闭耳的误差麦克风205的位置处的声音信号的分量(考虑到扬声器209和误差麦克风205之间的声耦合)。

本公开的实施例旨在通过首先估计由于空气传导而存在的声音信号的分量

其次估计由于模块202的电特性(即，输出到扬声器209的经处理的电信号)而在误差麦克风205处存在的贡献

来估计在误差麦克风205处存在的声音信号Z_EM(f)。本发明人已经认识到，不仅空气传导部件取决于耳机200在用户100上的配合，而且电传导路径部件

取决于耳机200在用户100上的配合以及用户100的耳道的几何形状。

确定

在闭耳状态下(在用户100佩戴耳机200的情况下)从耳入口到鼓膜的声学传递函数可以被定义为：

H_C(f)＝H_P(f)·H_C2(f) (1.8)

其中是从耳入口到误差麦克风205的声音信号的传递函数，其对应于由耳机200引起的声音的被动损失，并且是误差麦克风205和鼓膜之间的传递函数。

可以通过假设误差麦克风205非常接近耳膜使得H_C2(f)≈1和因此的H_C(f)≈H_P(f)非常接近耳膜来简化上面的等式(1.8)。

考虑到上述情况并且假设基准麦克风208基本上位于耳入口处，当用户100佩戴耳机200时，可以通过将在基准麦克风208处接收到的声音信号与在现场误差麦克风205处接收到的声音信号进行比较来估计声学路径传递函数H_C(f)。参照图8，在步骤802，耳机被静音以确保电传导路径对到达误差麦克风205的声音信号没有贡献。在耳机200外部存在声音的情况下，在步骤804，可以捕获由误差麦克风205产生的电信号。误差麦克风处的声音信号

可以被定义为：

由误差麦克风205捕获的电信号

可以被定义为：

其中G_EM(f)是误差麦克风205的频率响应，其通常是平坦的并且对于MEMS麦克风在100Hz和8kHz之间的频率等于固定因子q_EM(从物理声音信号到电数字信号的转换因子)。

在步骤806，可以捕获由参考麦克风208生成的电信号X_RM(f)。耳入口声音信号Z_EE(f)可以由参考麦克风208记录为：

X_RM(f)＝Z_EE(f)·G_RM(f) (1.11)

其中G_RM(f)是参考麦克风208的频率响应，其通常是平坦的并且对于MEMS麦克风在100Hz和8kHz之间的频率等于固定因子q_EM(从物理声音信号到电数字信号的转换因子)。

假设基准麦克风208和误差麦克风205的频率响应匹配，则：

这样，在步骤808，可以基于从误差麦克风205和参考麦克风208捕获的电信号X_EM(f)、X_RM(f)来确定从耳入口到闭耳中的耳膜的用户特定声学传递函数H_C(f)，如下面定义的。

确定

发明人已经认识到，在知道参考麦克风208、误差麦克风205和扬声器209之间的处理的电特性的情况下，可以通过比较扬声器209处的声音输出和误差麦克风205处接收的相同声音来确定由于电传导路径而导致的鼓膜与耳入口之间的传递函数。

图9是用于确定由导电路径(考虑扬声器209和误差麦克风205之间的声耦合)贡献的在近耳中的误差麦克风205的位置处的声音信号的分量

的过程900的流程图。

在步骤902，将信号输出到扬声器209，优选地将任何外部声音静音，使得在误差麦克风205处不存在由于耳入口和鼓膜之间的闭合的耳声传导路径而引起的外部声音贡献。扬声器输入信号X_SI(f)由模块202内的处理电子器件产生。

在外部声音被静音的情况下，由扬声器209对误差麦克风205处的声音信号

的贡献可以被定义为：

其中H_S2(f)是从扬声器209的输出处的位置到误差麦克风205的位置的声音信号的传递函数，并且G_SK(f)是扬声器209的频率响应，并且X_SI(f)是扬声器输入信号。

因此，从误差麦克风205输出的电信号可以被定义为：

其中G_EM(f)是误差麦克风205的频率响应。

可以基于扬声器输入X_SI(f)信号和扬声器209的频率响应来估计头戴式扬声器位置处的声音信号。扬声器209处的输入信号与误差麦克风205输出信号之间的传递函数可以被定义为：

从上述等式中，由于G_SK(f)和G_EM(f)是固定的，因此对于不同的耳道几何形状和不同的耳机配合，

将与H_S2(f)成正比。

扬声器输入信号X_SI(f)由模块202实现的后端处理定义。因此，在步骤906，可以确定用于产生扬声器输入信号的模块202的电特性。在头戴式耳机200仅噪声隔离(即，没有主动噪声消除(ANC))的一些实施例中，扬声器输入信号可以基本上不受模块202中的处理的影响。然而，在一些实施例中，耳机200可以实现主动噪声消除。在这种情况下，由于扬声器输入信号的均衡，扬声器输入信号X_SI(f)将受到前馈和反馈滤波器以及听力增强的影响。在这种情况下，扬声器输入信号X_SI(f)可以被定义为：

X_SI(f)＝X_RM(f)H_HA(f)-X_RM(f)H_W1(f)-X_CE(f)H_FB(f) (1.16)

其中：

H_HA(f)：如本文所述使用听力增强滤波器来实现HAEQ(以及下面的dHAEQ)；

H_W1(f)：前馈(FF)ANC数字滤波器；

H_FB(f)：反馈(FB)ANC数字滤波器；

X_PB(f):回放信号(音乐、内部产生的噪声等)；以及

X_CE(f):校正后的误差信号作为FBANC滤波器的输入。

因此，在步骤908，基于所确定的模块200的电特性以及扬声器到误差麦克风205的声耦合，确定误差麦克风205信号、基准麦克风208信号和扬声器输入信号之间的传递函数。

注意，如果耳机没有实现ANC，则将不存在反馈或前馈滤波，使得X_SI(f)＝X_RM(f)H_HA(f)。

当HA被使能时，回放X_PB(f)通常将被静音，使得用户可以从耳机的外部听到恢复到其耳膜的声音。假定在启用HA功能时回放被静音并且等于零，则等式(1.17)变为：

将声音传导路径与电传导路径组合

空气传导和电传导组件可按如下方式组合：

所以：

当ANC完美时，等式(1.20)可以简化为：

这意味着在耳膜处的外部声音的空气传导贡献已经被完全消除并且仅剩下(在扬声器209处的)电传导贡献。

当ANC被静音时，等式(1.20)可以简化为：

注意，当

和

具有相似幅度但不同相位时，它们的求和将产生梳状滤波效应。为了减小梳状滤波器效应，优选地确保将电传导路径与空气传导路径之间的延迟最小化。

因此，在此描述的方法可以用于导出EQ，该EQ考虑了耳机入口与耳膜之间的空气传导路径(使用参考误差麦克风比率，耳机模块202内的电传导路径，以及扬声器209与误差麦克风209之间的空气传导路径)。由于两个空气传导路径都取决于耳机配合和耳道几何形状，因此本实施例提供了用于现场确定耳机200的用户100的定制EQ的技术。

HAEQ的推导

参考图5所示的过程500的步骤506，为了将耳膜处的声音恢复到闭耳配置中的开耳状态，目的是导出H_HA(f)(即HAEQ)，以便使闭耳中的耳膜Z_{ED_C}(f)处的声音信号等于开耳中的声音信号Z_{ED_O}(f)。所以，存在：

所以：

假设误差麦克风靠近鼓膜，存在H_C2(f)≈1。假设基准麦克风205和误差麦克风208具有相似的特性，

这样，等式(1.24)可以简化为：

如果ANC运行良好，

则等式(1.25)可进一步简化为：

因此，当ANC有效地工作时，基准麦克风208和误差麦克风205匹配，并且误差麦克风205靠近用户100的鼓膜，H_HA(f)将仅由

和

来决定。

因此，确定将用户的耳膜处的声音信号Z_{ED_C}(f)恢复到开耳状态的HAEQ。

注意，可以将在扬声器输入处施加的频率响应H_HA(f)进一步分解成默认固定电频率响应H_HAEE(f)和可调频率响应(或均衡器)H_HAEQ(f)：

H_HA(f)＝H_HAEE(f)·H_HAEQ(f) (1.28)

其中H_HAEE(f)是当所有滤波器(如均衡器，噪声消除等)被禁用时从H_HA(f)的输入到输出的默认传递函数，并且H_HAEQ(f)是用于恢复用户100的鼓膜处的开耳状况的均衡。然后，

上面的等式(1.29)示出了在用户100佩戴头戴式装置200的情况下测量

和H_HAEE(f)(即，原位测量)以及知道来自头戴式装置200的反馈滤波器H_W1(f)和H_FB(f)的当前值之后，可以直接计算H_HAEQ(f)。

本发明人还认识到，当忽略相位时，EQ的效果基本上不受影响。这样，上述等式(1.29)可以简化如下。

注意，H_HA(f)优选地设计为恢复/补偿但不消除鼓膜处的声音信号。因此|H_HAEQ(f)|应该优选不是负的。在等式(1.30)中，

总是大于或等于

(无论ANC是接通还是断开)，因此|H_HAEQ(f)|总是正的。

图10a至10e。图10a图示了用户100的估计的开耳传递函数。图10b图示了根据上述过程800的第一模块202的误差麦克风205的输出和基准麦克风208的输出之间的测量传递函数。图10c图示了根据上述过程900在扬声器209的输入和误差麦克风205的输出之间测量的传递函数。图10d图示了耳机200的默认传递函数或增益H_HAEE(f)。

除了在等式(1.30)中提及的传递函数之外，可以考虑两个另外的传递函数。第一可考虑误差麦克风205与参考麦克风208之间的泄漏路径

第二种方法可以通过在反馈颤动期间估计模块的开环传递函数来考虑反馈颤动的可能性。

当考虑以上引用的路径时：

所以，

其中，

是当外部声音被静音、ANC被禁用，并且回放信号被输出到扬声器209时的泄漏路径的估计。

是反馈振荡***的开环传递函数；该传递函数应小于1以避免反馈抖动的产生。

图11a和11b分别示出了反馈振荡***的估计的泄漏路径传递函数

和开环传递函数。可以看出，示例性***中的泄漏较小，并且反馈振荡***的开环传递函数远小于1。因此，导出的HAEQ不应引起反馈抖动。然而，在一些频率下的开环传递函数接近1的***中，应在那些频率下减小HAEQ以避免反馈抖动。

应用HAEQ

最后，返回参考图5，在过程500的步骤508，可以将HAEQ应用于扬声器输入信号以恢复对耳机200的用户100的开耳声。

为自己的话音导出dHAEQ

如上所述，用诸如在此描述的耳机200的耳机让耳朵闭塞的效果是放大用户100自己的低频话音，这使得他们的话音对他们来说是嗡嗡的。这种放大是由于用户的话音通过他们的头部的骨骼和肌肉传输，即所谓的骨骼传导路径。dHAEQ的确定可以以与以上参考图5所示的用于确定HAEQ的过程500所描述的类似的方式来进行。然而，除了声传导路径和电传导路径之外，必须考虑骨传导路径。

在解决由于骨传导引起的自身话音的低频放大中增加的复杂性是骨传导随着用户100正在说话的现象而变化，因为嘴中的谐振位置针对正在说话的不同现象而变化。这意味着骨传导路径是时变的。

图12是用于确定由于自身话音闭塞而衰减用户200的耳膜处的自身话音提升的过程1200的流程图。

在步骤1202，可以确定用户的开耳传递函数(即，用户的开耳传递函数(TFOE))。可以以与以上参考图5描述的相同的方式来测量、估计或以其他方式确定用户的开耳传递函数。

在步骤1204，确定用户的闭耳传递函数。闭耳传递函数可以表示佩戴耳机200和说话的用户100存在的空气传导、骨传导和电传导路径。

在步骤1206，可以基于佩戴耳机200的用户100的开耳传递函数和所确定的闭耳传递函数之间的比较来确定听力增强EQI。例如，可以基于开耳传递函数和闭耳传递函数之间的比率(在频域中)或者基于开耳传递函数和闭耳传递函数之间的dB谱差来确定EQ。该EQ表示当用户正在说话时和当用户未佩戴耳机200时(即，开耳状态)，当用户佩戴耳机200时到达用户100的鼓膜的声音的差异。

在步骤1206确定了dHAEQ之后，可以在步骤1208将dHAEQ应用于扬声器209的输入信号，以便衰减由于自身话音闭塞而到达耳膜的低频声音。

确定开耳传递函数

现在将参考图13描述根据本公开的示例性实施例的开耳传递函数的确定，图6示出了开耳***1300。下面假设用户100正在说话，因此骨传导路径有助于在鼓膜处入射的声音。

参考图13，例如，可以使用三个测量麦克风来表征开放式耳***1300，在此将这三个测量麦克风称为第一测量麦克风1302、第二测量麦克风1304和第三测量麦克风1306。第一测量麦克风1302可以以与上述类似的方式放置在鼓膜处。第二麦克风1304可以放置在耳入口处，并且第三麦克风1306可以放置在用户的嘴部处或附近。第三麦克风1306的位置在下文中称为口点。

可以假设用户的嘴和耳入口之间的声音传导(AC)路径是近似时间不变的。因此，在耳入口处的声音信号可以被定义为：

Z_EE(f)＝Z_MP(f)H_A(f) (2.1)

其中Z_EE(f)是在耳入口处的声音信号，Z_MP(f)是在口点处的自身话音的声音信号，并且H_A(f)是在用户100说话时在口点和耳入口处之间的AC路径的传递函数。

可以使用第二测量麦克风1304和第三测量麦克风1306(一个在用户100的口点而另一个在耳入口处)来估计H_A(f)，给出：

其中X_EE(f)和X_MP(f)表示分别表示Z_EE(f)和Z_MP(f)的麦克风1304和1304处的电输出信号。

AC和BC贡献

和

在鼓膜处可以被定义为：

其中：

在开耳中的耳膜处贡献于声音信号的自身话音的AC分量；

H_{B_O}(f,k)：从嘴到耳膜的BC通路为自身话音的传递函数；k是传递函数的时变指数；该传递函数通常根据用户100说出的现象而改变。

在开耳中，BC话音成分有助于鼓膜上的声音信号。

通过AC路径的反向然后通过开耳中的BC路径从耳入口到鼓膜的自身话音的传递函数可以被定义为：

所以，等式(2.4)变为：

AC和BC对耳膜处的声音的贡献的总和于是可以被定义为：

当Z_{ED_O}(f,k)和Z_EE(f)由第一测量麦克风1302和第二测量麦克风1304记录为X_{ED_O}(f,k)和X_EE(f)，并且H_O(f)已经如上述等式(1.4)估计时，可以将H_{AB_O}(f,k)估计为：

当用户100正在说话时，鼓膜处的声音信号与耳入口处的声音信号之间的比率可以被定义为：

我们还可以将用户自己的话音在耳膜处的AC和BC贡献之间的比率R_{Z_ED_O}(f,k)定义为：

R_{Z_ED_O}(f,k)的不同音素已经由先前的研究者针对一般人群进行了测量和估计。在Reinfeldt，S.、

P.、

B.、&Stenfelt、S.(2010)的“在音素发声期间的听力人员自己的话音-通过空气和骨传导的传输”中描述了示例性实验测量和估计的细节。美国声学学会杂志，128(2)，751-762，其内容通过引用整体并入本文。

确定自身话音闭耳传递函数

再次参看图12，现在将描述用于在过程1200的步骤1204处确定闭耳传递函数的示例性方法。如上所述，这里关于耳机200的单个模块202描述了对自身话音闭环传递函数的确定。应当理解，如果提供了其它模块204，则可以采用类似的技术来确定其它模块204的闭环传递函数。如上所述，还应当注意，图14所示的模块202的电气配置仅作为示例提供，并且本领域已知的不同电气配置落入本公开的范围内。

如图14中的H_S2(f)所示，在扬声器209和误差麦克风205之间存在附加的空气传导路径。

在自身的话音闭耳配置中，即当用户100佩戴耳机200并说话时，除了也存在于图13的开耳情形中的空气传导和骨传导路径之外，在模块202的误差麦克风205、基准麦克风208和扬声器209之间存在电传导路径。

对自身话音的AC和EC路径贡献的分析与以上参考图5至7描述的那些相同。用于自身话音的附加骨传导(BC)分量可以被添加到由等式(1.21)提供的AC分量，以提供用于解释自身话音的更新的等式(1.21)：

其中H_{AB_C1}(f,k)是自身话音从耳入口通过AC路径的逆(即耳入口到嘴点)然后通过闭耳的BC路径到误差麦克风205的位置的传递函数；k是传递函数的时变指数，其可以随着用户发出的不同音素而改变，不同的表现形式导致不同的声音和嘴巴形状。

H_{AB_C1}(f,k)可以被定义为：

其中H_{B_C1}(f,k)是从嘴到误差麦克风205的位置的BC路径对于自己的话音的传递函数；k是传递函数的时变索引，其可以随着用户发出的不同音素而改变；在小于约1kHz的频率下，由于闭塞效应，H_{B_C1}(f,k)通常比H_{B_O}(f,k)大得多。

当扬声器209的输出被静音时，等式(2.11)变为：

因此可以将H_{AB_C1}(f,k)估计为：

假设模块202中的ANC运行良好，则等式(2.12)可以简化为：

这意味着用户100自身话音的AC和BC贡献都在鼓膜处被完全消除，并且仅留下EC贡献。

当ANC被静音时，等式(2.12)可以简化为：

由于闭塞效应，对于低于1kHz的频率，H_{AB_C1}(f,k)比等式(2.16)中的

和

大得多。

用于自身话音的dHAEQ的导出

参考图12所示的过程1200的步骤1206，为了在闭耳配置中将耳膜处的声音恢复到开耳状态，目的是导出H_HA(f)，以便使在闭耳中的耳膜Z_{ED_C}(f)处的声音信号等于在开耳中的Z_{ED_O}(f)。

存在：

所以：

假设误差麦克风205位于接近鼓膜的位置，H_C2(f)≈1.则假定误差麦克风205和基准麦克风208基本上匹配，

因此，等式(2.18)可以简化为：

如先前参考等式(1.25)所讨论的，H_HA(f)对于外部声音(即，不是来自用户的话音的外部声音)总是正的。然而，在一些情况下，由等式(2.19)计算的用于自己话音的H_HA(f)可以是负的。这是因为H_{AB_C1}(f,k)可以比H_{AB_O}(f,k)大30dB。即使当耳机100中ANC接通时，H_{AB_C1}(f,k)上的衰减

通常小于30dB。

等式(2.19)可以进一步重写为产生与以上等式(1.25)相同的一个项和定义为以下的另一个项：

其中用于外声的H_HAforOS(f):H_HA(f)，如等式(1.25)中所述。

等式(2.20)中的乘积项可以被定义为：

从等式(2.21)我们可以看出，当没有自己的话音时，H_dHAEQ(f,k)变为1，H_HA(f,k)将要变为H_HAforOS(f)。因此，H_dHAEQ(f,k)表示考虑用户的耳膜处的自己的话音低频提升所需的附加均衡。由于闭塞效应主要发生在低频处，因此H_dHAEQ(f,k)可以仅在低于低频阈值的频率处施加。在一些实施例中，H_dHAEQ(f,k)可以在低于2000Hz，或低于1500Hz，或低于1000Hz或低于500Hz的频率下施加。

当ANC运行良好时，等式(2.21)可以简化为：

R_{X_ED_O}(f,k)(如等式(2.9)中所定义的)是误差麦克风205的输出(即，在鼓膜处的麦克风记录)与参考麦克风的输出(即，大约在开耳中的自身话音的耳入口处)之间的比率。

当ANC执行得足以消除AC路径而不是BC路径时(这是最可能的情况)，等式(2.21)可以简化为：

当ANC和HA打开并且H_HA(f,k)设置为H_HAforOS(f,k)时，存在：

我们可以定义：

所以，等式(2.23)可以重写为：

H_dHAEQ(f,k)≈R_{X_ED_O}(f,k)-R_{X_EM_ANConHAon}(f,k)+1 (2.26)

注意，在等式(2.26)中R_{X_ED_O}(f,k)和R_{X_EM_ANConHAon}(f,k)总是大于1。此外，对于不同的音素，R_{X_ED_O}(f,k)和R_{X_EM_ANConHAon}(f,k)都是时变的。由于在用户100佩戴耳机200的情况下，R_{X_ED_O}(f,k)需要被记录在开耳中，而R_{X_EM_ANConHAon}(f,k)需要被记录在闭耳中，因此难以同时在原处记录两者。因此，在一些实施例中，为了近似R_{X_ED_O}(f,k)和R_{X_EM_ANConHAon}(f,k)，在校准期间，可以要求用户100在佩戴耳机200的同时并且在启用ANC和HA的情况下读取处于开耳和闭耳配置的句子，优选为音素-平衡句子。然后可以在音素平衡句子上确定该比率

和

的平均值。

因此，H_dHAEQ(f,k)可以固定为：

还注意，HA块被设计成补偿但不抵消鼓膜处的声音信号，所以

应限于大于零，例如至少0.01，如下所示：

本发明人还发现，下面的等式提供了H_dHAEQ(f,k)和

的良好近似：

换言之，

可以近似为当ANC和HA接通时基准麦克风的电输出与误差麦克风处的电输出之间的比率。

图15提供了使用公式(2.28)计算的各种R_{X_ED_O}(f,k)值的

与使用公式(2.30)计算的

的比较。

可以看出，等式(2.30)近似所提供的等式(2.28)R_{X_ED_O}(f,k)是已知的。等式(2.30)的近似意味着不必测量开耳函数R_{X_ED_O}(f,k)；对于使用等式(2.28)的近似的

的推导，仅需要

用于闭耳函数。

dHAEQ的应用

最后，返回参考图12，在过程1200的步骤1208，当用户正在说话时，dHAEQ可以被应用(与用于恢复HF衰减的HAEQ组合)到扬声器输入信号以恢复对耳机200的用户100的开耳声。

如上所述，无论使用H_dHAEQ(f,k)、

还是其近似，该均衡仅在用户说话时才需要。因此，优选地，耳机200可以被配置成确定用户100何时在讲话，使得由HA块应用的总EQ，即，H_HA(f)或H_HA(f,k)，可以在H_HAEQ(f)(即，用于恢复由于无源损耗而引起的HF衰减的EQ)与H_HAEQ(f)+H_dHAEQ(f)(即，用于恢复HF衰减的EQ与用于去除由于闭塞效果而引起的LF鸣叫的EQ的组合)之间切换。为此，话音活动检测器(VAD)218可以被配置成向模块202提供话音活动的确定(例如，标志或概率)，使得dHAEQ可以被接通和关断。

图16是可以由用于控制HA块的第一模块202/耳机200实现的过程1600的流程图，H_HA(f)。

在步骤1602处，可以如以上参考图5所描述的来确定HAEQ。

在步骤1604，可以如上面参考图12描述的那样确定dHAEQ。

在步骤1606，DSP 212可以被配置成基于从VAD 218接收的输出来确定用户100是否在说话。

如果确定用户100不在说话，则过程1600继续到步骤1608，并且DSP 212实现HA块H_HA以仅包含H_HAEQ，以便恢复由于闭耳状态中的被动损失而损失的衰减的高频声音。然后，该过程继续到步骤1606，其中，重复确定用户100是否正在说话。

然而，如果确定用户100正在说话，则过程1600继续到步骤1610，并且DSP 212实现HA块H_HA以包含H_HAEQ和H_dHAEQ，以便在用户正在说话时既恢复由于闭耳状态中的被动损失而引起的衰减后的高频声音损失，又抑制由于闭塞效果而引起的低频提升。

注意，由于仅在低频(例如，低于大约1kHz)发生闭塞效果，所以dHAEQ优选地仅应用于需要它的频率，以便最小化输出到扬声器209的信号中的失真。

注意，尽管考虑到高频衰减和低频增强(由于骨传导)可能是优选的，但是本公开的实施例不限于此。例如，在一些实施例中，耳机200可以被配置成实现HA块，以便均衡高频衰减而不是低频(闭塞效应)增强。同样地，在一些实施例中，耳机200可以被配置成实现HA块，以便均衡低频(闭塞效应)提升而不是高频衰减。

本文描述的实施例可以在电子、便携式和/或电池供电的主机装置中实现，诸如智能电话、音频播放器、移动或蜂窝电话、手持机。可在此类主机装置内提供的一个或多个集成电路上实现实施例。可替换地，实施例可以在可配置成向单个人提供音频回放的个人音频装置中实现，诸如智能电话、移动或蜂窝电话、头戴式耳机、耳机等。

同样，实施例可以在这种个人音频装置内提供的一个或多个集成电路上实现。在又一替代方案中，可在主机装置与个人音频装置的组合中实现实施例。例如，实施例可以在个人音频装置内提供的一个或多个集成电路以及主机装置内提供的一个或多个集成电路中实现。

得益于本公开内容的本领域普通技术人员应当理解，在此描述的，特别是结合附图描述的各种操作可以由其它电路或其它硬件组件来实现。可以改变执行给定方法的每个操作的顺序，并且可以添加、重新排序、组合、省略、修改等这里示出的***的各种元件。本公开旨在涵盖所有此类修改和改变，并且因此，以上描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

类似地，尽管本发明参考特定实施例，但可在不脱离本发明的范围和覆盖范围的情况下对那些实施例进行某些修改和改变。此外，本文关于具体实施例描述的任何益处、优点或问题的解决方案不旨在被解释为关键的、必需的或必要的特征或要素。

得益于本公开，另外的实施例和实现方式对于本领域的普通技术人员将是显而易见的，并且这样的实施例应当被认为包括在本文中。此外，本领域的普通技术人员将认识到，可以应用各种等效技术来代替所讨论的实施例，或者与所讨论的实施例结合，并且所有这样的等效物应当被认为被本公开所涵盖。

本领域技术人员将认识到，上述装置和方法的一些方面，例如发现和配置方法可以实现为处理器控制代码，例如在非易失性载体介质(例如磁盘、CD或DVD)ROM、编程存储器(诸如只读存储器(固件))上，或在数据载体(诸如光或电信号载体)上。对于许多应用，本公开的实施例将在DSP(数字信号处理器)、ASIC(专用集成电路)或FPGA(现场可编程门阵列)上实现。因此，代码可以包括传统的程序代码或微代码，或者例如用于建立或控制ASIC或FPGA的代码。该代码还可以包括用于动态配置可重配置设备(诸如可重编程逻辑门阵列)的代码。类似地，该代码可以包括用于诸如Verilog TM或VHDL(超高速集成电路硬件描述语言)的硬件描述语言的代码。如本领域技术人员将理解的，代码可以分布在相互通信的多个耦合组件之间。在适当的情况下，还可以使用在场(重)可编程模拟阵列或类似装置上运行的代码来实现这些实施例，以便配置模拟硬件。

注意，如这里所使用的，术语模块将用于指功能单元或块，其可以至少部分地由诸如自定义电路的专用硬件组件来实现和/或至少部分地由一个或多个软件处理器或在适当的通用处理器等上运行的适当代码来实现。模块本身可包括其它模块或功能单元。模块可以由多个组件或者子模块提供，这些组件或者子模块不需要被共同定位并且可以被提供在不同的集成电路上和/或在不同的处理器上运行。

应注意，上述实施例说明而非限制本发明，且所属领域的技术人员将能够在不脱离所附权利要求书或实施例的范围的情况下设计许多替代实施例。词语“包括”不排除除了在权利要求或实施例中列出的元件或步骤之外的元件或步骤的存在，“一”或“一个”不排除多个，并且单个特征或其他单元可以实现在权利要求或实施例中列举的几个单元的功能。权利要求或实施例中的任何附图标记或标记不应被解释为限制它们的范围。

虽然已经详细描述了本公开和某些代表性优点，但是应当理解，在不脱离由所附权利要求或实施例限定的本公开的精神和范围的情况下，可以在本文中做出各种改变、替换和变更。此外，本公开的范围不旨在限于当前存在的或以后开发的过程、机器、制造、物质组成、部件、方法或步骤的特定实施例，这些特定实施例可以利用与本文中的对应实施例基本上相同的功能或实现基本上相同的结果。因此，所附权利要求或实施例意图在它们的范围内包含这样的过程、机器、制造、物质组成、部件、方法或步骤。

Claims

1.一种均衡耳机中的声音的方法，所述耳机包括被配置成生成第一音频信号的内部麦克风、被配置成生成第二音频信号的外部麦克风、扬声器，以及耦合在所述扬声器、所述外部麦克风和所述内部麦克风之间的一个或多个处理器，所述方法包括：

当用户佩戴所述耳机时：

在所述外部麦克风处存在声音的情况下确定所述第一音频信号与所述第二音频信号之间的第一音频传递函数；以及

确定扬声器输入信号与所述第一音频信号之间的第二音频传递函数，所述扬声器由所述扬声器输入信号驱动；

确定所述一个或多个处理器的电传递函数；

基于所述第一音频传递函数、所述第二音频传递函数和所述电传递函数确定闭耳传递函数；以及

基于所述闭耳传递函数和开耳传递函数之间的比较来均衡所述第一音频信号，以生成均衡的第一音频信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述比较是所述闭耳传递函数和所述开耳传递函数之间的频域比率，或者其中，所述比较是所述闭耳传递函数和所述开耳传递函数之间的时域差异。

3.根据权利要求1所述的方法，其中：

a)所述开耳传递函数是在所述用户的耳入口或鼓膜之间测量的开耳传递函数；或

b)所述开耳传递函数是在头部模拟器的耳入口和耳骨膜之间测量的开耳传递函数；或

c)所述开耳传递函数是所述一般人群的一部分的平均开耳传递函数。

4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

a)测量所述用户的耳入口或鼓膜之间的开耳传递函数；或

b)测量头部模拟器的耳入口与耳骨膜之间的所述开耳传递函数；或

c)基于所述一般人群的一部分的平均开耳传递函数来确定所述开耳传递函数。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，确定所述第一音频传递函数的所述步骤是在所述扬声器被静音的情况下执行的。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，确定所述第二音频传递函数的所述步骤是在所述耳机外部存在极少或没有声音的情况下执行的。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，确定所述电路径传递函数包括确定由所述一个或多个处理器实现的前馈ANC滤波器的频率响应和/或由所述一个或多个处理器实现的反馈ANC滤波器的频率响应。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，确定所述电路径传递函数包括确定与所述一个或多个处理器相关联的增益。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，确定所述用户的耳入口与鼓膜之间的开耳传递函数包括靠近所述用户的开耳传递函数。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括：

将所述均衡的第一音频信号输出至所述扬声器。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括：

当所述用户佩戴耳机且所述用户正在说话时，确定所述第一音频信号和所述第二音频信号之间的第三音频传递函数；以及

基于所述第三传递函数进一步均衡所述均衡的第一音频信号。

12.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：

在确定所述用户正在说话时，将话音均衡的第一音频信号输出到所述扬声器。

13.根据权利要求11或12所述的方法，进一步包括：

确定所述一个或多个处理器正在实现主动噪声消除(ANC)；以及

调整所述进一步的均衡以考虑实现ANC的所述一个或多个处理器。

14.根据权利要求11-13中任一项所述的方法，进一步包括：

请求所述用户说出音素平衡的句子或短语；

其中，在所述用户说出所述音素平衡语句时确定所述第三音频传递函数。

15.一种设备，包括：

头戴式耳机，包括：

内部麦克风，被配置成生成第一音频信号；

外部麦克风，被配置成生成第二音频信号；扬声器；以及

一个或多个处理器，被配置成：

当用户佩戴所述耳机时：

在所述外部麦克风处存在声音的情况下确定所述第一音频信号与所述第二音频信号之间的第一音频传递函数；

确定所述一个或多个处理器的电传递函数；

16.根据权利要求15所述设备，其中，所述比较是所述闭耳传递函数和所述开耳传递函数之间的频域比率，或者其中，所述比较是所述闭耳传递函数和所述开耳传递函数之间的时域差异。

17.根据权利要求15或16所述的设备，其中：

18.根据权利要求15或16所述的设备，其中，所述一个或多个处理器被进一步配置成：

a)测量所述用户的耳入口或鼓膜之间的开耳传递函数；或

19.根据权利要求15至18中任一项所述的设备，其中，确定所述第一音频传递函数的所述步骤是在所述扬声器被静音的情况下执行的。

20.根据权利要求15至19中任一项所述的设备，其中，确定所述第二音频传递函数的所述步骤是在所述耳机外部存在极少或没有声音的情况下执行的。

21.根据权利要求15至20中任一项所述的设备，其中，确定所述电路径传递函数包括确定与所述一个或多个处理器相关联的增益。

22.根据权利要求15至21中任一项所述的设备，其中，确定所述电路径传递函数包括确定与所述一个或多个处理器相关联的增益。

23.根据权利要求15至22中任一项所述的设备，其中，确定所述电路径传递函数包括确定与所述一个或多个处理器相关联的增益。

24.根据权利要求15至23中任一项所述的设备，其中，确定所述用户的耳入口与鼓膜之间的开耳传递函数包括靠近所述用户的开耳传递函数。

25.根据权利要求14至24中任一项所述的设备，其中，所述一个或多个处理器被进一步配置成：

在确定所述用户没有说话时，将均衡的第一音频信号输出到所述扬声器。

26.根据权利要求14至25中任一项所述的设备，其中，所述一个或多个处理器被进一步配置成：

进一步基于所述开耳传递函数和所述闭耳传递函数之间的差来均衡所述均衡的第一音频信号，以生成话音均衡的第一音频信号。

27.根据权利要求26所述的设备，其中，所述一个或多个处理器还被配置成：在确定所述用户正在说话时，将所述话音均衡的第一音频信号输出到所述扬声器。

28.根据权利要求26或27所述的设备，其中，所述一个或多个处理器被进一步配置成：

29.根据权利要求26至28中任一项所述的设备，其中，所述一个或多个处理器被进一步配置成：

向所述用户输出说出音素平衡的句子或短语的请求；

30.一种均衡耳机中的声音的方法，所述耳机包括被配置成生成第一音频信号的内部麦克风、被配置成生成第二音频信号的外部麦克风、扬声器，以及耦合在所述扬声器、所述外部麦克风和所述内部麦克风之间的一个或多个处理器，所述方法包括：当所述用户佩戴耳机且所述用户正在说话时，确定所述第一音频信号与所述第二音频信号之间的第一音频传递函数；以及基于所述第一音频传递函数均衡所述第一音频信号。

31.根据权利要求30所述的方法，进一步包括：

32.根据权利要求30或31所述的方法，进一步包括：

调整所述均衡以考虑所述ANC。

33.根据权利要求30至33中任一项所述的方法，进一步包括：

请求所述用户说出音素平衡的句子或短语；

其中，在所述用户说出音素平衡语句时确定所述第一音频传递函数。

34.一种设备，包括：

头戴式耳机，包括：

内部麦克风，被配置成生成第一音频信号；

外部麦克风，被配置成生成第二音频信号；|

扬声器；以及

一个或多个处理器，被配置成：

当所述用户佩戴耳机且所述用户正在说话时，确定所述第一音频信号与所述第二音频信号之间的第一音频传递函数；以及

基于所述开耳传递函数和所述闭耳传递函数之间的差来均衡所述第一音频信号，以生成均衡的第一音频信号。

35.根据权利要求34所述的设备，其中，所述一个或多个处理器被配置成：

在确定所述用户正在说话时，向所述扬声器输出均衡的第一音频信号。

36.根据权利要求34或35所述的设备，其中，所述一个或多个处理器被配置成用于：

调整所述均衡以考虑所述ANC。

37.根据权利要求34至36中任一项所述的设备，其中，所述一个或多个处理器被配置成用于：

请求所述用户说出音素平衡的句子或短语；

38.根据权利要求1至14和34至37中任一项所述的设备，其中，所述耳机包括所述一个或多个处理器中的一个或多个。

39.一种电子装置，包括根据权利要求1至14以及34至37中任一项所述的设备。

40.一种存储指令的非暂时性计算机可读存储介质，所述指令在由计算机执行时使所述计算机执行根据权利要求1至14和30至33中任一项所述的方法。