CN113676816A - 一种用于骨传导耳机的回音消除方法、骨传导耳机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于骨传导耳机的回音消除方法，包括以下步骤：在骨传导耳机上以不同位置分别设置主麦克风和辅麦克风；正对主麦克风输入白噪声，获取主麦克风的拾音频率响应曲线SPL10；正对辅麦克风输入白噪声，获取辅麦克风的拾音频率响应曲线SPL20；计算主麦克风和辅麦克风的频率响应差异曲线SPL_NC，SPL_NC＝SPL10‑SPL20；将骨传导耳机人头模型设置，并通过音频发生器输出一固定电平B的扫频信号；获取主麦克风针对扫频信号的频率响应曲线SPL10‑1及辅麦克风针对扫频信号的频率响应曲线SPL20‑1；计算骨传导耳机的回音噪声SPL_NC1，SPL_NC1＝SPL10‑1‑(SPL20‑1+扫频SPL增补1+SPL相补)；计算消音信号SPL_Mic，SPL_Mic＝SPL10‑SPL_NC1。本发明的用于骨传导耳机的回音消除方法、骨传导耳机，通过对骨传导耳机进行回音消除处理，提高通话质量。

Description

一种用于骨传导耳机的回音消除方法、骨传导耳机
技术领域
本发明涉及电子设备技术领域，特别是涉及一种用于骨传导耳机的回音消除方法、骨传导耳机。
背景技术
骨传导是一种声音传导方式，即将声音转化为不同频率的机械振动，通过人的颅骨、骨迷路、内耳淋巴液、螺旋器、听觉中枢来传递声波。
骨传导技术分为骨传导扬声器技术和骨传导麦克风技术：
(1)骨传导扬声器技术用于送话，送话即听取声音。传统的气导扬声器是把电信号转化为声波(振动信号)传至听神经。而骨传导扬声器则是把电信号转化的声波(振动信号)直接通过骨头传至听神经。两者的声波(振动信号)的传递介质不同。
(2)骨传导麦克风技术用于受话，受话即收集声音。气导送话是声波通过空气传至麦克风，而骨传导送话则直接通过骨头传递。两者的声波(振动信号)的传递介质也不同。
为了能实现较好的通话收音效果，骨传导耳机大多将麦克风设置于左/右发生单元附近，即使得麦克风离人嘴距离较近。也就是说，现有的骨传导耳机通常将麦克风与发声单元设置在同一个腔体内。
然而，骨传导耳机所使用的发声单元为动铁单元。与传统的气导耳机采用的动圈单元相比，骨传导使用的动铁单元功率较大。又由于骨传导发声单元的特殊性，发声单元发生时产生的小幅度振动同时会传递到麦克风中，从而导致通话的对方能听到其自己的声音；即，现有的骨传导耳机存在回音噪声，从而影响通话质量。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种用于骨传导耳机的回音消除方法、骨传导耳机，通过对骨传导耳机进行回音消除处理，提高通话质量。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种用于骨传导耳机的回音消除方法，包括以下步骤：
步骤1、在骨传导耳机上以不同位置分别设置主麦克风和辅麦克风；
步骤2、正对主麦克风输入一固定电平A的白噪声，获取主麦克风的拾音频率响应曲线SPL10；
正对辅麦克风输入一固定电平A的白噪声，获取辅麦克风的拾音频率响应曲线SPL20；
步骤3、计算主麦克风和辅麦克风的频率响应差异曲线SPL_NC，SPL_NC＝SPL10-SPL20；
步骤4、将骨传导耳机人头模型设置，并通过音频发生器输出一固定电平B的扫频信号；
步骤5、获取主麦克风针对扫频信号的频率响应曲线SPL10-1及辅麦克风针对扫频信号的频率响应曲线SPL20-1；
步骤6、计算骨传导耳机的回音噪声SPL_NC1，SPL_NC1＝SPL10-1-(SPL20-1+扫频SPL增补1+SPL相补)；
步骤7、计算消音信号SPL_Mic，SPL_Mic＝SPL10-SPL_NC1。
优选地，所述用于骨传导耳机的回音消除方法，还重复n次步骤1～步骤6，且每次重复步骤1～步骤6时调整白噪声的电平及扫频信号的电平，得到回音噪声SPL_NC1、SPL_NC2、SPL_NC3……SPL_NCn；
计算平均回音噪声SPL_ENC：
SPL_ENC＝(SPL_NC1+SPL_NC2+SPL_NC3+……+SPL_NCn)/n；
计算消音信号SPL_Mic：
SPL_Mic＝SPL10-SPL_EN。
优选地，所述用于骨传导耳机的回音消除方法，还包括以下步骤：
将消音信号SPL_Mic输入到骨传导耳机的蓝牙主芯片，蓝牙主芯片将消音信号SPL_Mic传输至移动终端。
优选地，从主麦克风的主放大输出端获取主麦克风的拾音频率响应曲线SPL1。
优选地，从辅麦克风的副放大输出端获取辅麦克风的拾音频率响应曲线SPL2。
优选地，所述“将骨传导耳机人头模型设置，并通过音频发生器输出扫频信号”的步骤具体为：
将骨传导耳机穿戴到人头模型上，并在人头模型的人嘴位置输出扫频信号。
优选地，所述扫频信号为20Hz-4kHz。
本发明还公开一种骨传导耳机，包括：耳机本体以及分别设置在所述耳机本体中的主麦克风、辅麦克风、传输处理模块；
所述传输处理模块包括主放大单元、辅放大单元、处理单元、存储单元及蓝牙通信单元；
所述主放大单元将所述主麦克风获取的音频信号进行放大后传输至所述处理单元；
所述辅放大单元将所述辅麦克风获取的音频信号进行放大后传输至所述处理单元；
所述处理单元根据所述主放大单元输入的音频信号及所述辅放大单元输入的音频信号计算回音噪声，并将回音噪声存储到所述存储单元；
所述处理单元还根据所述主放大单元输入的音频信号及回音噪声计算得到消音信号，并将消音信号传输至所述蓝牙通信单元；
所述蓝牙通信单元将消音信号传输至与其匹配的移动终端。
本发明提供的用于骨传导耳机的回音消除方法、骨传导耳机，通过对骨传导耳机进行回音消除处理，提高通话质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的用于骨传导耳机的回音消除方法的流程图；
图2为本发明的骨传导耳机与移动终端的配合示意图；
图3为图2所示的骨传导耳机的原理框图；
图4为本发明的骨传导耳机的结构示意图(一)；
图5为本发明的骨传导耳机的结构示意图(二)；
图6为本发明的骨传导耳机的局部示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
一种用于骨传导耳机的回音消除方法，包括以下步骤：
步骤1、在骨传导耳机上以不同位置分别设置主麦克风和辅麦克风。通过以不同角度和位置设置主麦克风和辅麦克风，使主麦克风和辅麦克风在接收通话语音时，主麦克风和辅麦克风接收的语音信号存在一定的相位差。
步骤2、正对主麦克风输入一固定电平A的白噪声，获取主麦克风的拾音频率响应曲线SPL10。且，
正对辅麦克风输入一固定电平A的白噪声，获取辅麦克风的拾音频率响应曲线SPL20。
步骤3、计算主麦克风和辅麦克风的频率响应差异曲线SPL_NC，SPL_NC＝SPL10-SPL20。频率响应差异曲线SPL_NC反映了主麦克风和辅麦克风本身结构的差异反映到频率响应上的差异。
步骤4、将骨传导耳机人头模型设置，并通过音频发生器输出一固定电平B的扫频信号。在本实施例中，扫频信号为20Hz-4kHz。
步骤5、获取主麦克风针对扫频信号的频率响应曲线SPL10-1及辅麦克风针对扫频信号的频率响应曲线SPL20-1。从通话时人嘴的位置输出扫频信号，扫频信号的频率宽度包含人说话时的语音频率范围，从而得到通话时人嘴发声时主麦克风及辅麦克风分别对应的频率响应曲线。
步骤6、计算骨传导耳机的回音噪声SPL_NC1，SPL_NC1＝SPL10-1-(SPL20-1+扫频SPL增补1+SPL相补)。通过主麦克风针对扫频信号的频率响应曲线SPL10-1、辅麦克风针对扫频信号的频率响应曲线SPL20-1、扫频SPL增补1及SPL相补计算得到骨传导耳机的回音噪声SPL_NC1。
步骤7、计算消音信号SPL_Mic，SPL_Mic＝SPL10-SPL_NC1。得到骨传导耳机的回音噪声SPL_NC1后，将回音噪声SPL_NC1存储到骨传导耳机的存储单元。在实际通话时，将实时获取的语音信号减去回音噪声SPL_NC1，从而得到消音信号，再将消音信号通过移动终端传输给通话的另一方。
作为优选的实施方式，重复n次步骤1～步骤6，且每次重复步骤1～步骤6时调整白噪声的电平及扫频信号的电平，得到回音噪声SPL_NC1、SPL_NC2、SPL_NC3……SPL_NCn。计算平均回音噪声SPL_ENC：
SPL_ENC＝(SPL_NC1+SPL_NC2+SPL_NC3+……+SPL_NCn)/n。
计算消音信号SPL_Mic：
SPL_Mic＝SPL10-SPL_EN。
得到骨传导耳机的平均回音噪声SPL_ENC后，将平均回音噪声SPL_ENC存储到骨传导耳机的存储单元。在实际通话时，将实时获取的语音信号减去平均回音噪声SPL_ENC，从而得到消音信号，再将消音信号通过移动终端传输给通话的另一方。
在本实施例中，用于骨传导耳机的回音消除方法还包括以下步骤：
将消音信号SPL_Mic输入到骨传导耳机的蓝牙主芯片，蓝牙主芯片将消音信号SPL_Mic传输至移动终端。
在本实施例中，从主麦克风的主放大输出端获取主麦克风的拾音频率响应曲线SPL1。
在本实施例中，从辅麦克风的副放大输出端获取辅麦克风的拾音频率响应曲线SPL2。
在本实施例中，“将骨传导耳机人头模型设置，并通过音频发生器输出扫频信号”的步骤具体为：将骨传导耳机穿戴到人头模型上，并在人头模型的人嘴位置输出扫频信号。
本发明还公开一种骨传导耳机10，包括：耳机本体100以及分别设置在耳机本体中的主麦克风200、辅麦克风300、传输处理模块400。传输处理模块包括：主放大单元410、辅放大单元420、处理单元430、存储单元440及蓝牙通信单元450。主放大单元410将主麦克风200获取的音频信号进行放大后传输至处理单元430。辅放大单元420将辅麦克风300获取的音频信号进行放大后传输至处理单元430。处理单元430根据主放大单元410输入的音频信号及辅放大单元420输入的音频信号计算回音噪声，并将回音噪声存储到存储单元440。处理单元430还根据主放大单元410输入的音频信号及回音噪声计算得到消音信号，并将消音信号传输至蓝牙通信单元450。蓝牙通信单元450将消音信号传输至与其匹配的移动终端500。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种用于骨传导耳机的回音消除方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、在骨传导耳机上以不同位置分别设置主麦克风和辅麦克风；
步骤2、正对主麦克风输入一固定电平A的白噪声，获取主麦克风的拾音频率响应曲线SPL10；
正对辅麦克风输入一固定电平A的白噪声，获取辅麦克风的拾音频率响应曲线SPL20；
步骤3、计算主麦克风和辅麦克风的频率响应差异曲线SPL_NC，SPL_NC＝SPL10-SPL20；
步骤4、将骨传导耳机人头模型设置，并通过音频发生器输出一固定电平B的扫频信号；
步骤5、获取主麦克风针对扫频信号的频率响应曲线SPL10-1及辅麦克风针对扫频信号的频率响应曲线SPL20-1；
步骤6、计算骨传导耳机的回音噪声SPL_NC1，SPL_NC1＝SPL10-1-(SPL20-1+扫频SPL增补1+SPL相补)；
步骤7、计算消音信号SPL_Mic，SPL_Mic＝SPL10-SPL_NC1。
2.根据权利要求1所述的用于骨传导耳机的回音消除方法，其特征在于，
重复n次步骤1～步骤6，且每次重复步骤1～步骤6时调整白噪声的电平及扫频信号的电平，得到回音噪声SPL_NC1、SPL_NC2、SPL_NC3……SPL_NCn；
计算平均回音噪声SPL_ENC：
SPL_ENC＝(SPL_NC1+SPL_NC2+SPL_NC3+……+SPL_NCn)/n；
计算消音信号SPL_Mic：
SPL_Mic＝SPL10-SPL_EN。
3.根据权利要求1或2所述的用于骨传导耳机的回音消除方法，其特征在于，还包括以下步骤：
将消音信号SPL_Mic输入到骨传导耳机的蓝牙主芯片，蓝牙主芯片将消音信号SPL_Mic传输至移动终端。
4.根据权利要求3所述的用于骨传导耳机的回音消除方法，其特征在于，从主麦克风的主放大输出端获取主麦克风的拾音频率响应曲线SPL1。
5.根据权利要求4所述的用于骨传导耳机的回音消除方法，其特征在于，从辅麦克风的副放大输出端获取辅麦克风的拾音频率响应曲线SPL2。
6.根据权利要求1所述的用于骨传导耳机的回音消除方法，其特征在于，所述“将骨传导耳机人头模型设置，并通过音频发生器输出扫频信号”的步骤具体为：
将骨传导耳机穿戴到人头模型上，并在人头模型的人嘴位置输出扫频信号。
7.根据权利要求1所述的用于骨传导耳机的回音消除方法，其特征在于，所述扫频信号为20Hz-4kHz。
8.骨传导耳机，其特征在于，包括：耳机本体以及分别设置在所述耳机本体中的主麦克风、辅麦克风、传输处理模块；
所述传输处理模块包括主放大单元、辅放大单元、处理单元、存储单元及蓝牙通信单元；
所述主放大单元将所述主麦克风获取的音频信号进行放大后传输至所述处理单元；
所述辅放大单元将所述辅麦克风获取的音频信号进行放大后传输至所述处理单元；
所述处理单元根据所述主放大单元输入的音频信号及所述辅放大单元输入的音频信号计算回音噪声，并将回音噪声存储到所述存储单元；
所述处理单元还根据所述主放大单元输入的音频信号及回音噪声计算得到消音信号，并将消音信号传输至所述蓝牙通信单元；
所述蓝牙通信单元将消音信号传输至与其匹配的移动终端。
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