CN113826157A - 用于耳戴式播放设备的音频***和信号处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于耳戴式播放设备(HP)的音频***，包括扬声器(SP)、感测从扬声器(SP)输出的声音的误差麦克风(FB_MIC)和声音控制处理器。处理器被配置用于控制和/或监测经由扬声器(SP)的检测信号或检测信号的经滤波版本的播放，记录来自误差麦克风(FB_MIC)的误差信号，并且基于对误差信号处理来确定播放设备(HP)是处于播放设备(HP)被用户佩戴的第一状态，还是处于播放设备(HP)未被用户佩戴的第二状态。

Description

用于耳戴式播放设备的音频***和信号处理方法
背景技术
本公开涉及一种音频***和一种信号处理方法，均用于耳戴式播放设备(例如头戴式耳机)，该耳戴式播放设备包括扬声器和麦克风。
如今，包括入耳式耳机的大量头戴式耳机都配备了噪声消除技术。例如，此类噪声消除技术被称为主动噪声消除或环境噪声消除，二者都缩写为ANC。ANC通常利用记录环境噪声，该环境噪声被处理以生成抗噪声信号，然后该抗噪声信号与有用的音频信号组合以经由头戴式耳机的扬声器播放。ANC也能够用于其他音频设备，如手机或移动电话。
各种ANC方法利用反馈(FB)麦克风、前馈(FF)麦克风或者反馈麦克风和前馈麦克风的组合。
FF和FB ANC是通过基于***的给定声学调谐滤波器来实现的。
混合噪声消除头戴式耳机是众所周知的。例如，麦克风放置在直接声学耦合到耳膜的空间内，通常靠近头戴式耳机驱动器的前部。这被称为反馈(FB)麦克风。第二麦克风，即前馈(FF)麦克风放置在头戴式耳机的外部，使其在声学上与头戴式耳机驱动器解耦。
但是，仍然存在没有ANC的头戴式耳机。有或没有ANC的两种类型的头戴式耳机均可以包含在操作过程中消耗功率的某种处理或其他电子部件。例如，无线头戴式耳机使用可充电电池来为部件供电。
许多头戴式耳机和入耳式耳机具有某种形式的离耳检测功能，即检测头戴式耳机是在耳朵上还是离开耳朵，或者头戴式耳机是否由用户佩戴。由于现在头戴式耳机的趋势是无线化，电池电量和播放时间至关重要，因此需要进行离耳检测以例如当将其从头上取下时通过禁用音乐播放、蓝牙连接和其他功能来避免耗尽电池电量。
例如，这能够通过多种方式来完成，包括光学接近传感器、压力传感器和电容传感器。所有这些都需要仅为此目的在设备中添加额外的传感器，并设计设备以封装该传感器使得其有效工作，这可能会影响美观或增加制造成本。
发明内容
要实现的目的是提供一种用于检测如头戴式耳机、入耳式耳机或移动电话的耳戴式播放设备的佩戴状态的改进构思。
该目的通过独立权利要求的主题实现。在从属权利要求中限定了改进构思的实施例和改进方案。
本公开例如提出了一种通过使用两个麦克风来检测头戴式耳机是否在耳内或耳上的方法，一个麦克风在头戴式耳机的内部，另一个麦克风在头戴式耳机的外部。在传统的混合噪声消除头戴式耳机中，这两个麦克风已经存在，因此本公开在混合噪声消除头戴式耳机中的应用是在不增加额外部件的情况下增加离耳检测。应当注意的是，即使在下文中提及头戴式耳机或入耳式耳机，这也代表任何耳戴式播放设备的一般示例，如头戴式耳机、入耳式耳机或移动电话，例如手机。在头戴式耳机或入耳式耳机的情况下，头戴式耳机或入耳式耳机可以被设计成佩戴时在头戴式耳机或入耳式耳机的主体与用户的头部之间具有可变的声学泄漏。
例如，传统的噪声消除头戴式耳机的特征是驱动器在其前后具有空气空间。前部空间部分地由耳道空间构成。前部空间通常由通风口组成，该通风口由声阻器覆盖。后部空间通常还具有带有声阻器的通风口。通常，前部空间通风口使前部空间和后部空间在声学上耦合。每个通道可以具有两个麦克风，即左麦克风和右麦克风。误差或反馈(FB)麦克风靠近驱动器放置，使得它检测来自驱动器的声音和来自周围环境的声音。前馈(FF)麦克风从单元的后部朝外放置，使其检测环境声音和来自驱动器的可忽略的声音。
通过这种布置，能够进行两种形式的噪声消除，前馈和反馈。这两种***都涉及在麦克风与驱动器之间放置滤波器。本公开的主要用途涉及自适应噪声消除***，由此这些滤波器的特性响应于误差麦克风处的环境噪声水平而改变以补偿泄漏。然而，当从扬声器输出如音乐信号或已知噪声信号的已知信号时，它也能够应用于任何噪声消除头戴式耳机或非噪声消除头戴式耳机。
针对本公开的目的，自适应噪声消除指的是抗噪声信号响应于来自前部空气空间的变化的声学泄漏而实时地改变(即适应)的过程。
当应用于噪声消除头戴式耳机或入耳式耳机时，本公开除其他外消除了对检测头戴式耳机何时戴上或离开耳朵的附加传感器的需要。这节省了头戴式耳机的物料清单(BOM)中的成本，并且能够消除必须放置附加传感器的设计限制。
无线头戴式耳机应该是省电的，并且一个风险是它们能够在将其从头上取下并且没有关机或切换到低功耗模式的情况下无法运行。当设备放入耳朵/放在耳朵上时，还需要入耳-离耳检测来唤醒设备或将设备从低功耗模式中移出，例如移入常规操作模式。
此外，在自适应噪声消除头戴式耳机中，检测入耳式耳机何时戴在耳朵上或离开耳朵允许在离耳时***通过避免自适应ANC滤波器功能来保持稳定性。
通常，自适应噪声消除***会将特定参考点处的噪声降至最低。在头戴式耳机中，这可以是耳道空间、耳膜或最有可能的是FB噪声消除麦克风。如果将头戴式耳机从头上取下，声学情况能够极为不同，这可能会导致自适应算法变得不稳定，或者设置极端的噪声消除参数，使得在将头戴式耳机更换到头上时，在自适应能够继续之前可能会听到大量的噪声增强。当将头戴式耳机从头上取下时，能够使用入耳-离耳检测来暂停自适应***。因此，所公开的用于离耳检测的声学方法有助于避免使用例如可能会增加成本的附加接近传感器。
根据本公开的改进构思可以使用噪声消除头戴式耳机中已经存在的声学部件来检测头戴式耳机何时戴在头上或从头上摘下。
例如，公开了一种用于耳戴式播放设备的音频***，该设备包括扬声器和感测从扬声器输出的声音的误差麦克风。误差麦克风可以是用于FB ANC的反馈麦克风。误差麦克风可以主要感测从扬声器输出的声音，但也会感测来自周围环境的声音。主要感测从扬声器输出的声音可以通过将误差麦克风相对于扬声器分别放置在播放设备内来实现，使得例如取决于实际泄漏情况，环境声音或多或少被记录为副作用。
音频***包括声音控制处理器，该声音控制处理器被配置为：控制和/或监测经由扬声器的检测信号或检测信号的经滤波版本的播放；记录来自误差麦克风的误差信号；以及基于误差信号的处理来确定播放设备是处于播放设备由用户佩戴的第一状态，还是处于播放设备未被用户佩戴的第二状态。
因此，有两个主要进程在音频***中运行。一个用于检测头戴式耳机离开耳朵(第二状态)，一个用于检测头戴式耳机戴在耳朵上(第一状态)。
通过控制和/或监测播放，声音控制处理器因此控制由扬声器输出的信号或至少访问正在输出的信号。
在一些实施方式中，音频***被配置为执行噪声消除。例如，播放设备还包括前馈麦克风，该前馈麦克风主要感测环境声音，并且优选地仅感测由扬声器输出的声音的可忽略部分。声音控制处理器还被配置为：记录来自前馈麦克风的噪声信号，并将噪声信号用作检测信号；利用前馈滤波器对检测信号进行滤波；以及控制经由扬声器的经滤波的检测信号的播放。
为了检测头戴式耳机离开耳朵，可以分析自适应噪声消除算法的所得到的滤波器响应，特别是前馈滤波器的响应，并且如果所得到的滤波器响应满足特定标准，则触发离耳状态。例如如果所得到的滤波器响应在可接受的公差范围内不匹配，则这是决定了入耳情况的预期的声学响应。例如，声音控制处理器被配置为基于误差信号调节前馈滤波器的滤波器响应，并且基于前馈滤波器在至少一个预定频率下的滤波器响应的评估来确定第二状态。例如，声音控制处理器被配置为在前馈滤波器在至少一个预定频率下的滤波器响应超过响应阈值的情况下确定第二状态。
在一些实施方式中，声音控制处理器被配置为通过确定前馈滤波器在预定义频率范围内的滤波器响应的线性回归并且通过评估滤波器梯度和/或滤波器增益来确定第二状态，线性回归至少由滤波器梯度和滤波器增益来定义。例如，声音控制处理器被配置为在以下至少一项适用的情况下确定第二状态：滤波器梯度超过阈值梯度值；滤波器增益超过阈值增益值。
预定义频率范围的下限可以为40Hz到100Hz，并且预定义频率范围的上限可以为100Hz到800Hz。
在非自适应入耳式耳机的情况下，通过监测误差麦克风和FF麦克风的能量比来分析ANC性能。如果ANC性能特别差，则假定头戴式耳机离开耳朵。在这种情况下，语音活动检测器可用于当计算ANC性能值时检查语音是否不存在。例如，声音控制处理器被配置为基于对作为误差信号以及噪声信号或检测信号的函数的噪声消除的性能的评估来确定第二状态。
为了检测头戴式耳机在耳朵上，会监测误差麦克风相对于FF麦克风的相位。这最终利用了驱动器响应由于声学负载的差异在耳朵上时和离开耳朵时的巨大差异。当预先定义区域内的驱动器响应的相位超过设定的阈值时，认为入耳式耳机回到耳朵上。
例如，声音控制处理器被配置为基于对检测信号与误差信号之间的相位差的评估来确定第一状态。在一些这样的实施方式中，声音控制处理器被配置为在检测信号与误差信号之间的相位差在一个或更多个预定义频率下超过相位阈值的情况下确定第一状态。相位差的评估可以在频率域中执行。
将入耳相位监测方法也应用于离耳情况似乎是明智的。然而，在存在语音的情况下，这可能变得不可靠。误差麦克风和FF麦克风处的骨传导语音信号的不平衡可能导致不可靠的相位信息。然而，当离开耳朵时，骨传导语音信号能够忽略不计。
类似地，离耳检测方法不能适用于任何情况下的入耳检测，因为检测依赖于自适应头戴式耳机的自适应运行，并且自适应会因离耳检测而暂停。对于非自适应音频***，也可行的是，监测ANC性能也能够用于入耳检测。因此，例如，声音控制处理器被配置为基于对作为误差信号以及噪声信号或检测信号的函数的噪声消除的性能的评估来确定第一状态。
当触发离耳状态并暂停自适应时，还能够禁用多个其他功能，诸如音乐播放和蓝牙连接。虽然声学部件和噪声消除处理器仍必须运行以检测入耳情况，但这能够在低功耗模式下运行。这种模式能够包括以较低的采样率运行，包括以较低的采样率对麦克风或ADC计时，该采样率可能大大低于人类听力的上限阈值的频率的两倍(即有用的麦克风信息和通过IC的有用信号可能具有比正常使用时可接受的操作低的受限带宽)。例如，麦克风数据的采样率可以降低到8kHz。
当播放音乐时，离耳检测能够变得更加复杂。对于非自适应头戴式耳机，音乐的能量水平可以在从驱动器响应抵消并从误差麦克风移除之后进行计算。ANC近似变为：
Figure BDA0003224568570000061
其中，假设所有值都是能量水平，err是误差信号，Mus是已知音乐信号，DFBM是误差麦克风处的驱动器响应，FF是FF麦克风处的能量。由于这个ANC近似是触发二元状态(入耳/离耳)，因此其计算不准确是可以接受的。
对于播放音乐的自适应头戴式耳机，能够从误差麦克风信号中减去与驱动器响应的近似值卷积的音乐信号。驱动器响应的近似值被自适应。这可能是可以接受的，除非音乐非常响亮。在这种情况下，可以通过将自适应的驱动器响应滤波器与处于离耳极限处的已知驱动器响应进行比较来计算离耳检测(下面更详细地描述)。如果存在误差麦克风，此后续过程也能够用于不具有ANC的头戴式耳机。
在大多数情况下存在的语音的情况下，语音活动检测器可能需要在检测到语音时暂停离耳检测。
例如，音频***还包括用于确定是否利用误差麦克风和/或前馈麦克风记录语音信号的语音活动检测器，其中，声音控制处理器被配置为在确定要记录语音信号的情况下暂停对第一状态和/或第二状态的确定。
在一些实施方式中，声音控制处理器被配置为通过确定误差信号与噪声信号或检测信号之间的能量比来评估噪声消除的性能。例如，声音控制处理器被配置为在经由扬声器来另外播放音乐信号的情况下在确定能量比时考虑音乐信号的能量水平。
在一些实施方式中，至少在确定播放设备的状态期间，前馈滤波器的滤波器响应是恒定的和/或由声音控制处理器保持恒定。这可以提高噪声消除性能评估的准确性。
在一些另外的实施方式中，检测信号为识别信号，其中，声音控制处理器被配置为：控制和/或监测经由扬声器的识别信号的播放；利用可调滤波器对识别信号进行滤波；基于经滤波的识别信号与误差信号之间的差来调节可调滤波器，例如使得可调滤波器近似于扬声器与误差麦克风之间的声学传递函数；以及基于对可调滤波器在至少一个另外的预定频率下的滤波器响应的评估来确定第二状态。
识别信号可以是以下之一或以下之一的组合：音乐信号；有效载荷音频信号；从主要感测环境声音的麦克风记录的噪声信号的经滤波版本。后一种麦克风也可作为FF ANC麦克风提供。
滤波器响应的评估可以与如上所述的自适应前馈滤波器的滤波器响应的评估类似地进行，例如通过评估增益和/或梯度，尤其是在如上所述的预定频率下或指定频率范围内。
例如，声音控制处理器被配置为在可调滤波器在至少一个另外的预定频率下的滤波器响应超过识别响应阈值的情况下确定第二状态。
在一些实施方式中，声音控制处理器被配置为通过确定可调滤波器在另外的预定义的频率范围内的滤波器响应的线性回归并且通过评估识别滤波器梯度和/或识别滤波器增益来确定第二状态，线性回归至少由识别滤波器梯度和识别滤波器增益来定义。例如，声音控制处理器被配置为在以下至少一项适用的情况下确定第二状态：识别滤波器梯度超过识别阈值梯度值；识别滤波器增益超过识别阈值增益值。
与上述实施方式类似，另外的预定义频率范围的下限可以为40Hz到100Hz，并且另外的预定义频率范围的上限可以为100Hz到800Hz。
在一些实施方式中，声音控制处理器被配置为在确定了第二状态的情况下将音频***控制到低功率操作模式，并且在确定了第一状态的情况下将音频***控制到常规操作模式。
在一些实施方式中，仅当播放设备处于第二状态时才确定播放设备是否处于第一状态，并且仅当播放设备处于第一状态时才确定播放设备是否处于第二状态。
音频***可以包括播放设备。例如，声音控制处理器被包括在播放设备的外壳中。
用于检测耳戴式播放设备的佩戴状态的改进构思也可以在用于耳戴式播放设备的信号处理方法中实现，该耳戴式播放设备包括扬声器和误差麦克风，该误差麦克风感测(例如主要感测)从扬声器输出的声音。
例如，该方法包括：控制和/或监测经由扬声器的检测信号或检测信号的经滤波版本的播放；记录来自误差麦克风的误差信号；以及基于对误差信号的处理，确定播放设备是处于播放设备由用户佩戴的第一状态，还是播放设备未被用户佩戴的第二状态。
根据上述音频***的各种实施方式，本方法的另外的实施例对于本领域技术人员来说变得显而易见。
在各种实施例中，头戴式耳机或入耳式耳机或头戴式设备包括：驱动器，其安装在外壳中，由此驱动器的背面可以被后部空气空间包围，并且驱动器的正面可以被前部空气空间包围；前部通风口，其经由声阻器将前部空间声学耦合到周围环境；后部通风口，其将后部空间声学耦合到周围环境；前馈麦克风，其检测周围环境中的声音；误差麦克风，其靠近前驱动器表面放置，并且检测来自周围环境的声音和来自驱动器的声音。例如，来自前馈麦克风的信号被电子滤波以生成来自驱动器的信号，该信号衰减误差麦克风位置处的环境噪声，并且误差麦克风信号能够控制所述电子滤波器的特性，由此电子滤波器的特性被监测并与至少一个预定义的特性进行比较，当超过至少预定义的特性时，进入离耳模式，该离耳模式改变误差信号控制电子滤波器的方式。
当处于离耳模式时，监测两个麦克风之间的相位差，使得当相位差超过预定义的阈值时，则限定入耳状态，并且误差信号像以前一样控制电子滤波器的特性。
头戴式耳机可以被设计成佩戴时耳机主体与头部之间具有声音泄漏。
头戴式耳机可以在驱动器前面的空间与耳道之间形成声学密封。
声学网可以覆盖后部通风口。
在进入离耳模式后，误差麦克风可以停止控制电子滤波器。
在一些实施方式中，误差麦克风信号还通过附加滤波器并且是驱动器的输出以创建附加反馈噪声消除***。
离耳模式可以运行得较慢或消耗较少的电量。
在各种实施例中，头戴式耳机或入耳式耳机或头戴式设备包括：驱动器，其安装在外壳中，由此驱动器的背面被后部空气空间包围，并且驱动器的正面被前部空气空间包围；前部通风口，其可以经由声阻器将前部空间声学耦合到周围环境；后部通风口，其可以将后部空间声学耦合到周围环境；误差麦克风，其靠近前驱动器表面放置，并检测来自周围环境的声音和来自驱动器的声音。
期望的音频信号能够从头戴式耳机驱动器中播放出来，由此通过误差麦克风检测到的信号用于调节与驱动器响应非常相似的电子滤波器，从而电子滤波器的特性被监测并与预定义特性进行比较，当超过预定义特性时，进入离耳模式，该离耳模式改变误差信号控制电子滤波器的方式。
当处于离耳模式时，监测已知信号与误差麦克风之间的相位差，使得当相位差超过预定义的阈值时，则限定入耳状态，并且误差信号像以前一样控制电子滤波器的特性。
期望的音频信号可以是来自FF麦克风的信号的放大的、经滤波的版本。
在上述所有实施例中，ANC能够利用数字和/或模拟滤波器二者来执行。所有音频***也可以包括反馈ANC。各种信号的处理和记录优选在数字域中进行。
附图说明
下面将借助附图更详细地描述该改进构思。在整个附图中，具有相同或相似功能的元件具有相同的附图标记。因此，在以下附图中不必重复对它们的描述。
附图中：
图1示出了头戴式耳机的示意图；
图2示出了通用自适应ANC***的框图；
图3示出了“泄漏”型入耳式耳机的示例表示；
图4示出了用户佩戴的示例头戴式耳机，其具有来自环境声源的多个声音路径；
图5示出了启用ANC的手机的示例表示；
图6示出了播放设备的不同穿戴或泄漏状态的相位图；
图7示出了具有可调节识别滤波器的***的框图；
图8示出了具有可调节识别滤波器的另外的***的框图。
具体实施方式
图1示出了以头戴式耳机HP的形式的启用ANC的播放设备的示意图，在该示例中，该头戴式耳机被设计为耳罩式耳机或环绕式耳机。仅示出了头戴式耳机HP的对应于单个音频通道的部分。然而，根据本公开内容和以下公开内容，立体声耳机的扩展对于本领域技术人员来说将是显而易见的。头戴式耳机HP包括承载扬声器SP、反馈噪声麦克风或误差麦克风FB_MIC和环境噪声麦克风或前馈麦克风FF_MIC的外壳HS。误差麦克风FB_MIC被特别引导或布置成使其记录在扬声器SP上播放的声音和环境噪声两者。优选地，误差麦克风FB_MIC被布置为靠近扬声器，例如靠近扬声器SP的边缘或靠近扬声器的膜，使得扬声器声音可以是用于记录的主要源。环境噪声/前馈麦克风FF_MIC被特别引导或布置成使其主要记录来自头戴式耳机HP外部的环境噪声。尽管如此，扬声器声音的可忽略部分可能会到达麦克风FF_MIC。
根据要执行的ANC的类型，如果仅执行反馈ANC，则可以省略环境噪声麦克风FF_MIC。当用户佩戴头戴式耳机HP时，可以根据改进构思使用误差麦克风FB_MIC以提供作为确定头戴式耳机HP的佩戴状况或泄漏状况的基础的误差信号。
在图1的实施例中，声音控制处理器SCP位于头戴式耳机HP内，以用于执行各种信号处理操作，其示例将在以下公开内容中描述。声音控制处理器SCP也可以放置在头戴式耳机HP之外，例如放置在位于移动电话或手机中的外部设备中或者头戴式耳机HP的电线内。
图2示出了通用自适应ANC***的框图。该***包括误差麦克风FB_MIC和前馈麦克风FF_MIC，两者都将它们的输出信号提供给声音控制处理器SCP。用前馈麦克风FF_MIC记录的噪声信号还被提供给前馈滤波器，以用于生成抗噪声信号并经由扬声器SP输出。在误差麦克风FB_MIC处，从扬声器SP输出的声音与环境噪声结合，并被记录为误差信号，该误差信号包括ANC后的环境噪声的剩余部分。声音控制处理器SCP使用该误差信号来调节前馈滤波器的滤波器响应。
图3示出了“泄漏”型入耳式耳机的示例表示，即在周围环境与耳道EC之间存在一些声音泄漏的入耳式耳机。特别地，在周围环境与耳道EC之间存在声音路径，在图中表示为“声学泄漏”。
图4示出了用户佩戴的具有多个声音路径的头戴式耳机HP的示例配置。图4中所示的头戴式耳机HP是启用噪声消除的音频***的任何耳戴式播放设备的示例，并且能够例如包括入耳式耳机或耳塞式耳机、贴耳式耳机或耳罩式耳机。除了头戴式耳机，耳戴式播放设备还可以是移动电话或类似设备。
本示例中的头戴式耳机HP具有扬声器SP、反馈噪声麦克风FB_MIC以及可选的环境噪声麦克风FF_MIC，该环境噪声麦克风例如被设计为前馈噪声消除麦克风。为了更好地概览，此处未示出头戴式耳机HP的内部处理细节。
在图4所示的配置中，存在多个声音路径，其中每个声音路径均能够由各自的声学响应函数或声学传递函数表示。例如，第一声学传递函数DFBM表示在扬声器SP与反馈噪声麦克风FB_MIC之间的声音路径，并且可以被称为驱动器-反馈响应函数。第一声学传递函数DFBM可以包括扬声器SP本身的响应。第二声学传递函数DE表示在头戴式耳机的扬声器SP(可能包括扬声器SP本身的响应)与暴露于扬声器SP的用户的耳膜ED之间的声学路径，并且可以被称为驱动器-耳朵响应函数。第三声学传递函数AE表示在环境声源与耳膜ED之间的穿过用户的耳道EC的声学路径，并且可以被称为环境-耳朵响应函数。第四声学传递函数AFBM表示在环境声源与反馈噪声麦克风FB_MIC之间的声学路径，并且可以被称为环境-反馈响应函数。
如果存在环境噪声麦克风FF_MIC，则第五声学传递函数AFFM表示在环境声源与环境噪声麦克风FF_MIC之间的声学路径，并且可以被称为环境-前馈响应函数。
头戴式耳机HP的响应函数或传递函数，尤其是在麦克风FB_MIC和FF_MIC与扬声器SP之间的响应函数或传递函数，能够与反馈滤波器函数B和前馈滤波器函数F一起使用，所述滤波器函数可以在操作期间被参数化为噪声消除滤波器。
作为耳戴式播放设备的示例的头戴式耳机HP可以被实现为麦克风FB_MIC和FF_MIC二者均处于活动或启用状态，使得能够执行混合ANC，或者可以被实现为FB ANC设备，其中只有反馈噪声麦克风FB_MIC处于活动状态，而环境噪声麦克风FF_MIC不存在或至少未处于活动状态。因此，在下文中，如果使用涉及环境噪声麦克风FF_MIC的信号或声学传递函数，则假定该麦克风存在，否则假定其为可选的。
为了更好地概览，图4中省略了对麦克风信号的任何处理或任何信号传输。然而，对麦克风信号进行处理以执行ANC可以在位于头戴式耳机或其他耳戴式播放设备内的处理器中实现，或者在耳机外部的专用处理单元中实现。处理器或处理单元可以被称为声音控制处理器。如果处理单元被集成到播放设备中，则播放设备本身可以形成启用噪声消除的音频***。如果在外部执行处理，则外部设备或处理器与播放设备一起可以形成启用噪声消除的音频***。例如，可以在如移动电话或移动音频播放器的移动设备中进行处理，头戴式耳机有线或无线地连接到该移动设备。
在各种实施例中，FB或误差麦克风FB_MIC可以位于专用腔体中，例如在ams申请EP17208972.4中详述的。
现在参照图5，呈现了启用噪声消除的音频***的另一个示例。在该示例实施方式中，该***由如移动电话MP的移动设备构成，该移动设备包括播放设备，其具有扬声器SP、反馈或误差麦克风FB_MIC、环境噪声或前馈麦克风FF_MIC以及用于在操作期间执行除其它外的ANC和/或其他信号处理的声音控制处理器SCP。
在另外的未示出的实施方式中，头戴式耳机HP，例如如图1或图4所示的头戴式耳机HP能够连接到移动电话MP，其中，来自麦克风FB_MIC、FF_MIC的信号从头戴式耳机传输到移动电话MP，特别是移动电话的处理器PROC，以用于生成在头戴式耳机的扬声器上播放的音频信号。例如，根据头戴式耳机是否连接到移动电话，通过移动电话内部的部件(即扬声器和麦克风)或通过头戴式耳机的扬声器和麦克风来执行ANC，从而在每种情况下使用不同组滤波器参数。
下面将结合具体用例对改进构思的几种实施方式进行说明。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，针对一种实施方式描述的细节仍然可以应用于其他实施方式中的一个或更多个。
通常，例如使用声音控制处理器SCP来执行以下步骤：
-控制和/或监测经由扬声器SP的检测信号的播放或检测信号的经滤波版本；
-记录来自误差麦克风FB_MIC的误差信号；以及
-基于对误差信号的处理，确定头戴式耳机或其他播放设备HP是处于播放设备HP被用户佩戴的第一状态，还是处于播放设备HP未被用户佩戴的第二状态。
1.具有耳垫的自适应头戴式耳机
在本公开的一个实施例中，存在一种头戴式耳机，其具有直接声耦合到用户的耳道空间的前部空间、面向前部空间的驱动器SP和包围驱动器SP的背面的后部空间。后部空间可以具有带有声阻器的通风口，以允许从驱动器的后部释放一些压力。前部空间也可以具有带有声阻器的通风口，以允许在驱动器的前部释放一些压力。误差麦克风FB_MIC面向驱动器的正面放置，使其检测环境噪声和来自驱动器的正面的信号，并且前馈麦克风FF_MIC面向头戴式耳机的后部放置，使其检测环境噪声，但会检测到来自驱动器SP的可忽略信号。耳垫包围着驱动器的正面，并且构成了前部空间的一部分。
在正常操作中，头戴式耳机被放置在用户的头部上，使得在耳垫与用户头部之间形成完全或部分的密封，从而至少部分地将前部空间声耦合到耳道空间。
前馈麦克风FF_MIC、误差麦克风FB_MIC和驱动器SP连接到充当噪声消除处理器的声音控制处理器SCP。参照图2，由FF麦克风FF_MIC检测到的噪声信号被路由通过FF滤波器，并最终通过头戴式耳机扬声器SP，以产生抗噪声信号，使得在误差麦克风点处并因此在耳膜参考点(DRP)处发生FF噪声消除。噪声信号被用作检测信号。来自误差麦克风FB_MIC的误差信号被路由到声音控制处理器SCP中的自适应引擎，该引擎通过改变FF滤波器的至少一个特性来以某种方式改变从扬声器输出的抗噪声信号，以优化误差麦克风FB_MIC处的噪声消除。
声音控制处理器SCP在至少一个频率下周期性地监测FF滤波器响应，并将其与存储在声音控制处理器SCP的存储器中的一组预定的可接受滤波器响应进行比较。如果判断FF滤波器响应超出可接受的滤波器响应，则触发离耳状态，即第二状态，并且自适应引擎响应于误差麦克风信号来停止改变FF滤波器。例如，FF滤波器被设置为低泄漏设置。
例如，FF滤波器可以部分地表示驱动器响应的低频特性的倒数。可以在三个低频下对所得到的FF滤波器响应进行分析：80Hz、100Hz和130Hz。可以从中选择不同的频率数量和频率范围。例如，预定频率范围的下限可以为40Hz到100Hz，并且预定频率范围的上限可以为100Hz至800Hz。
因此，线性回归可以确定该FF滤波器的梯度和增益。在这个示例中，有一个可接受的滤波器响应作为梯度和增益标量值存储在存储器中，其例如代表了当驱动器几乎离开耳朵时，即在耳垫与头部之间具有高声学泄漏时，该驱动器响应的低频部分的倒数的线性回归。当FF滤波器的线性回归的梯度变得大于可接受的阈值滤波器梯度时，或者如果增益大于可接受的阈值滤波器增益值，则触发离耳状态。
FF滤波器可能与传递函数紧密匹配：
Figure BDA0003224568570000151
其中，AE是环境到耳朵的传递函数，AFFM是环境到FF麦克风的传递函数，并且DE是驱动器到耳朵的传递函数。
当头戴式耳机处于离耳状态，即第二状态时，声音控制处理器SCP停止运行不必要的进程，诸如音乐播放和蓝牙连接，并切换到低功率模式，其可以包括较低速率的计时过程，并且可以包括以较低速率对麦克风ADC进行计时。
在该第二状态中，声音控制处理器SCP监测来自误差麦克风和FF麦克风的信号，并且声音控制处理器SCP计算这两个信号(即检测信号与误差信号)的相位差。
可以通过取两个信号的FFT的参数并对其进行分割，然后当例如来自FFT分割的几个窗口的平均值超过阈值时进行分析，来进行相位计算。
可以通过对每个时域信号进行滤波来进行相位检测，滤波器可以是在至少一个频率下的一个或更多个DFT或Goertzel算法的实现。对这两个经滤波的信号在每个频率下的相位响应进行分割，就能够得到在每个频率下的相位差。例如，能够将这些相位差的平均值与阈值进行比较。
相位检测可以完全发生在时域中。
如果相位差超过阈值，则入耳式耳机返回到入耳状态，即第一状态。FF滤波器复位到已知的稳定状态并重新启用自适应，即来自误差麦克风FB_MIC的误差信号继续对FF滤波器产生影响。
参照图6，示出了显示针对头戴式耳机或播放设备的不同佩戴状态的误差信号与检测信号之间的相位差的信号图。例如，一个相位差信号对应于0mm的泄漏，另一相位差信号对应于28mm的泄漏，并且第三相位差信号对应于泄漏大于可接受的最大泄漏的离耳状态。例如，这些泄漏来自定制的泄漏适应器，并且等同于最小和最大实际声学泄漏。从图中能够看出，在30Hz以上到大约400Hz的频率范围内，离耳状态下的相位差约为180°，而在两种其他佩戴状态下，相位差明显不同，尤其是更低。因此，例如，对提到的频率范围内的相位差的评估，尤其是通过将其与相位阈值进行比较，能够给出播放设备处于或即将进入入耳状态的良好指示。
2.自适应、声学泄露入耳式耳机
另一实施例的特征在于例如如图3所示的具有驱动器、后部空间和前部空间的入耳式耳机。后部空间具有后部通风口，该后部通风口由声阻器进行阻尼。前部空间具有前部通风口，该前部通风口由声阻器进行阻尼。入耳式耳机的物理形状指示了当放入耳朵时，在耳道与入耳式耳机外壳之间通常会出现声学泄漏。这种泄漏可能会根据耳朵的形状以及入耳式耳机在耳朵中的放置方式而变化。FF麦克风FF_MIC放置在入耳式耳机的后部，使其检测环境噪声，但不会检测到来自驱动器的重要信号。误差麦克风FB_MIC被放置在靠近驱动器正面的位置，使其检测驱动器信号和环境噪声信号。
来自FF麦克风的由声音控制处理器SCP控制的噪声信号通过FF滤波器，该FF滤波器经由驱动器SP输出抗噪声信号，使得抗噪声信号与环境噪声的叠加产生至少一些噪音消除。来自误差麦克风FB_MIC的误差信号被传递到信号处理器中并控制FF滤波器，使得抗噪声信号基于在耳道壁与入耳式耳机主体之间的声音泄漏而改变。在本实施例中，在至少一个频率处分析所得到的滤波器响应并将其与代表处于极高泄漏的入耳式耳机的声学响应进行比较。如果所得到的滤波器响应超过该声学响应，则入耳式耳机进入离耳状态。这种离耳状态可能会停止自适应并设置用于中等声学泄漏的滤波器。在这种离耳状态下，来自两个麦克风的信号在至少一个频率处再次被监测，并且当相位差超过预定义的阈值时，入耳式耳机返回到入耳状态，如之前在第1部分中结合图6所描述的。
在有声音的情况下，离耳检测仍然运行。在驱动器播放安静音乐的情况下，离耳检测仍然能够运行。在音乐明显比环境噪声大的情况下，替代的离耳检测度量可以如以下第5部分所述来运行。
在本实施例中，可以根据ams专利申请EP17189001.5布置所得到的FF滤波器。
3.非自适应入耳式耳机
在另一实施例中，如前所述的ANC头戴式耳机不具有适应装置，即其特征在于前馈滤波器的响应具有常数。FF滤波器是固定的。在本实施例中，对ANC性能进行了近似。如果ANC性能明显比预期的要差，则假定播放设备是离耳的。例如，通过将误差麦克风和FF麦克风的能级分开来近似ANC性能。
然后头戴式耳机能够进入离耳状态。通过监测两个麦克风之间的相位差，能够以与自适应头戴式耳机完全相同或至少类似的方式触发入耳状态，如之前例如在第1部分中结合图6所述。
在有声音的情况下，语音活动检测器可以暂停离耳检测算法以避免误报。在有音乐的情况下，可以从误差麦克风FB_MIC处的信号的能级中减去由驱动器响应偏移的音乐的能级。
4.具有混合ANC的头戴式耳机或入耳式耳机
在本实施例中，头戴式耳机可以如之前的实施例中所述，但除了FF ANC之外还具有FB ANC。对于FB ANC，FB麦克风FB_MIC经由FB滤波器连接到驱动器，该滤波器可以是自适应的，也可以不是自适应的。
先前描述的原因的检测仍然适用于具有混合ANC的此类实施例。
5.通过音乐触发
另一实施例可以以噪声消除为特征或也可以不以噪声消除为特征，但是根据因在入耳式耳机与耳道之间变化的声学泄漏而改变的驱动器SP响应来适配滤波器。该滤波器可用作音乐补偿滤波器的全部或部分，以补偿被反馈噪声消除***衰减的音乐，或者可用于补偿因泄漏而改变的驱动器响应。
参照图7，它示出了该滤波器的布置。在这种情况下，滤波器适于匹配声学的“驱动器到误差麦克风”的传递函数。在本实施例中，头戴式耳机至少具有误差麦克风FB_MIC，其中，不排除前馈麦克风FF_MIC的存在。在此，已知的识别信号WIS(例如音乐信号或其他有效载荷音频信号)作为参考从驱动器SP输出。识别信号WIS也通过自适应滤波器进行滤波。
如前所述，可以通过监测适配的滤波器并对其进行分析来触发离耳情况。特别地，利用适配的可调滤波器，例如通过将增益和/或梯度与相应相关联的阈值进行比较来执行与利用自适应前馈滤波器完成的评估类似的评估。
在这种情况下，可以通过监测在来自误差麦克风FB_MIC的误差信号与驱动扬声器SP的已知识别信号WIS之间的相位差来触发入耳情况。
6.安静的环境噪声和无音乐
在本实施例中，呈现了具有FF和FB麦克风的自适应或非自适应噪声消除入耳式耳机。在这种情况下，环境噪声可能非常安静，使得来自麦克风的任何有用信号部分地被来自麦克风或其他电子装置的电子噪声所掩盖。也就是说，来自麦克风的任何信号都包含很大一部分有用的环境噪声和随机的电子噪声两者。此外，该设备没有播放音乐或仅播放低信号电平的音乐。这种情况例如表示将入耳式耳机戴在耳中，但环境噪声可以忽略不计，并且驱动器没有播放任何有用的声音。
在这种情况下，之前详述的入耳/离耳检测方法将无法可靠运行，因为麦克风无法从环境噪声或音乐播放中检测到可用信号。
在这种情况下，可以使用与以上第5部分中描述的方法类似的方法。例如，通过改变在FF麦克风与驱动器之间的滤波器来生成识别信号WIS，使得在FB麦克风处发生小程度的噪声增强。参照图8，除了改变FF ANC滤波器，专用增强滤波器还能够被应用于FF麦克风FF_MIC的噪声信号以生成识别信号WIS。如上所述，该识别信号WIS能够用于调节可调滤波器以匹配声学的“驱动器到误差麦克风的传递函数”。
通过这个过程，FB麦克风能够检测到来自驱动器的有用信号，但是因为来自FF麦克风的经滤波的噪声信号WIS仍然包含很大一部分安静的环境噪声，所以来自驱动器的信号与安静的环境噪声在很大程度上是相干的，并且因此，与播放来自驱动器的不相关信号相比，用户更加不易察觉。
在这种情况下，用户几乎无法检测到的有用的识别信号WIS是经由驱动器播放的，并且能够像在第5部分中那样使用，其中从驱动器播放已知的识别信号WIS，以检测入耳式耳机是入耳的还是离耳的。
7.移动电话
另一实施例实现了具有FF麦克风FF_MIC和误差麦克风FB_MIC的移动电话，例如如图5所示。当手机放在耳朵上时，外耳腔中存在部分封闭的空气体积，伴有声学泄漏，并且能够进行一些ANC。在这种环境中，ANC通常会有某种形式的适应，因为在每次使用时，声学泄漏很容易发生明显变化。例如，能够根据第1部分或第2部分进行入耳和离耳检测。
在适用的情况下，如前面部分中描述的这些实施例的任何组合都是合理的。例如，自适应入耳式耳机可以使用基于FF滤波器和两个麦克风之间的相位差的离耳检测，但如果环境噪声水平是安静的或者音乐与环境噪声的比率高，则可以切换为通过音乐触发。
在下文中，具体说明了本公开的其他方面。列举了各个方面以便于参考其他方面的特征。
1、一种用于耳戴式播放设备的音频***，所述耳戴式播放设备包括扬声器和感测或主要感测从扬声器输出的声音的误差麦克风，该音频***包括声音控制处理器，所述声音控制处理器被配置为：
-控制和/或监测经由扬声器的检测信号或检测信号的经滤波版本的播放；
-记录来自误差麦克风的误差信号；以及
-基于对误差信号的处理，确定播放设备是处于播放设备被用户佩戴的第一状态，还是处于播放设备未被用户佩戴的第二状态。
2、根据方面1所述的音频***，其中，声音控制处理器被配置为基于对检测信号与误差信号之间的相位差的评估来确定第一状态。
3、根据方面2所述的音频***，其中，声音控制处理器被配置为在检测信号与误差信号之间的相位差在一个或更多个预定义频率下超过相位阈值的情况下确定第一状态。
4、根据方面2或3所述的音频***，其中，在频率域中执行相位差评估。
5、根据方面1至4之一所述的音频***，其被配置为执行噪声消除。
6、根据方面5所述的音频***，其中，播放设备还包括主要感测环境声音的前馈麦克风，并且其中，声音控制处理器还被配置为：
-记录来自前馈麦克风的噪声信号，并将噪声信号用作检测信号；
-利用前馈滤波器对检测信号进行滤波；以及
-控制经由扬声器的经滤波的检测信号的播放。
7、根据方面6所述的音频***，其中，声音控制处理器被配置为基于对作为误差信号以及噪声信号或检测信号的函数的噪声消除的性能的评估来确定第一状态。
8、根据方面6或7所述的音频***，其中，声音控制处理器被配置为基于对作为误差信号以及噪声信号或检测信号的函数的噪声消除的性能的评估来确定第二状态。
9、根据方面7或8所述的音频***，还包括语音活动检测器，该语音活动检测器用于确定是否利用误差麦克风和/或前馈麦克风记录语音信号，其中，声音控制处理器被配置为在确定要记录语音信号的情况下暂停确定第一状态和/或第二状态。
10、根据方面7至9之一所述的音频***，其中，声音控制处理器被配置为通过确定误差信号与噪声信号或检测信号之间的能量比来评估噪声消除的性能。
11、根据方面10所述的音频***，其中，声音控制处理器被配置为在经由扬声器另外播放音乐信号的情况下在确定能量比时考虑音乐信号的能量水平。
12、根据方面7至11之一所述的音频***，其中，至少在确定播放设备的状态期间，前馈滤波器的滤波器响应是恒定的和/或由声音控制处理器保持恒定。
13、根据方面6所述的音频***，其中，声音控制处理器被配置为：
-基于误差信号来调节前馈滤波器的滤波器响应；以及
-基于对前馈滤波器在至少一个预定频率下的滤波器响应的评估来确定第二状态。
14、根据方面13所述的音频***，其中，声音控制处理器被配置为在前馈滤波器在至少一个预定频率下的滤波器响应超过响应阈值的情况下确定第二状态。
15、根据方面13或14所述的音频***，其中，声音控制处理器被配置为通过确定前馈滤波器在预定义频率范围内的滤波器响应的线性回归并且通过评估滤波器梯度和/或滤波器增益来确定第二状态，该线性回归至少通过滤波器梯度和滤波器增益来定义。
16、根据方面15所述的音频***，其中，声音控制处理器被配置为在以下至少一项适用的情况下确定所述第二状态：
-滤波器梯度超过阈值梯度值；
-滤波器增益超过阈值增益值。
17、根据方面15或16所述的音频***，其中，预定频率范围的下限为40Hz到100Hz，并且预定频率范围的上限为100Hz到800Hz。
18、根据方面6至17之一所述的音频***，其中，前馈麦克风仅感测从扬声器输出的声音的可忽略部分。
19、根据方面1至18之一所述的音频***，其中，检测信号是识别信号，并且其中，声音控制处理器被配置为：
-控制和/或监测经由扬声器的识别信号的播放；
-利用可调滤波器对识别信号进行滤波；
-基于经滤波的识别信号与误差信号之间的差来调节可调滤波器，特别是使得可调滤波器近似于扬声器与误差麦克风之间的声学传递函数；以及
-基于对可调滤波器在至少一个另外的预定频率下的滤波器响应的评估来确定第二状态。
20、根据方面19所述的音频***，其中，识别信号是以下之一或以下之一的组合：
-音乐信号；
-有效载荷音频信号；
-从主要感测环境声音的麦克风记录的噪声信号的经滤波版本。
21、根据方面19或20所述的音频***，其中，所述声音控制处理器被配置为在可调滤波器在至少一个另外的预定频率下的滤波器响应超过识别响应阈值的情况下确定所述第二状态。
22、根据方面19至21之一所述的音频***，其中，所述声音控制处理器被配置为通过确定可调滤波器在另外的预定义的频率范围内的滤波器响应的线性回归并且通过评估识别滤波器梯度和/或识别滤波器增益来确定第二状态，该线性回归至少由识别滤波器梯度和识别滤波器增益来定义。
23、根据方面22所述的音频***，其中，声音控制处理器被配置为在以下至少一项适用的情况下确定第二状态：
-识别滤波器梯度超过识别阈值梯度值；
-识别滤波器增益超过识别阈值增益值。
24、根据方面22或23所述的音频***，其中，另外的预定义的频率范围的下限为40Hz到100Hz，并且另外的预定义的频率范围的上限为100Hz到800Hz。
25、根据前述方面之一所述的音频***，其中，所述声音控制处理器被配置为在确定了第二状态的情况下将音频***控制到低功率操作模式，并且在确定了第一状态的情况下将音频***控制到常规操作模式。
26、根据前述方面之一所述的音频***，其中，声音控制处理器被配置为仅当播放设备处于第二状态时确定播放设备是否处于第一状态，并且仅当播放设备处于第一状态时确定播放设备是否处于第二状态。
27、根据前述方面之一所述的音频***，包括播放设备。
28、根据前述方面所述的音频***，其中，声音控制处理器被包括在播放设备的外壳中。
29、根据前述方面之一所述的音频***，其中，所述播放设备是头戴式耳机或入耳式耳机。
30、根据方面29所述的音频***，其中，头戴式耳机或入耳式耳机被设计成佩戴时在头戴式耳机或入耳式耳机的主体与用户的头部之间具有可变的声学泄漏。
31、根据方面1至27之一所述的音频***，其中，播放设备是移动手机。
32、一种用于耳戴式播放设备的信号处理方法，该耳戴式播放设备包括扬声器和感测或主要感测从扬声器输出的声音的误差麦克风，该方法包括：
-控制和/或监测经由扬声器的检测信号或检测信号的经滤波版本的播放；
-记录来自误差麦克风的误差信号；以及
-基于对误差信号的处理，确定播放设备是处于播放设备被用户佩戴的第一状态，还是处于播放设备未被用户佩戴的第二状态。
33、根据方面32所述的方法，其中，基于对检测信号与误差信号之间的相位差的评估来确定第一状态。
34、根据方面33所述的方法，其中，如果检测信号与误差信号之间的相位差在一个或更多个预定频率下超过相位阈值，则确定第一状态。
35、根据方面33或34所述的方法，其中，在频率域中执行相位差评估。
36、根据方面32至35之一所述的方法，还包括执行噪声消除。
37、根据方面36所述的方法，其中，播放设备还包括主要感测环境声音的前馈麦克风，并且其中，该方法还包括：
-记录来自前馈麦克风的噪声信号，并将噪声信号用作检测信号；
-用前馈滤波器对检测信号进行滤波；以及
-控制经由扬声器的经滤波的检测信号的播放。
38、根据方面37所述的方法，还包括：
-基于对作为误差信号以及噪声信号或检测信号的函数的噪声消除的性能的评估来确定第一状态和/或第二状态。
39、根据方面37所述的方法，还包括：
-基于误差信号调节前馈滤波器的滤波器响应；以及
-基于对前馈滤波器在至少一个预定频率下的滤波器响应的评估来确定第二状态。
40、根据方面32至39之一所述的方法，其中，检测信号是识别信号，该方法还包括：
-控制和/或监测经由扬声器的识别信号的播放；
-利用可调滤波器对识别信号进行滤波；
-基于经滤波的识别信号与误差信号之间的差来调节可调滤波器，特别是使得可调滤波器近似于扬声器与误差麦克风之间的声学传递函数；以及
-基于对可调滤波器在至少一个另外的预定频率下的滤波器响应的评估来确定第二状态。
附图标记说明
HP 头戴式耳机
SP 扬声器
FB_MIC 误差或反馈麦克风
FF_MIC 前馈麦克风
EC 耳道
ED 耳膜
F 前馈滤波器函数
DFBM 驱动器到反馈的响应函数
DE 驱动器到耳朵的响应函数
AE 环境到耳朵的响应函数
AFBM 环境到反馈的响应函数
AFFM 环境到前馈的响应函数
ECM 耳道麦克风
MP 移动电话

Claims (21)

1.一种用于耳戴式播放设备(HP)的音频***，所述耳戴式播放设备包括扬声器(SP)、主要感测环境声音的前馈麦克风(FF_MIC)和感测从所述扬声器(SP)输出的声音的误差麦克风(FB_MIC)，所述音频***被配置为执行噪声消除并包括声音控制处理器，所述声音控制处理器被配置为：
-记录来自所述前馈麦克风(FF_MIC)的噪声信号，并将所述噪声信号用作检测信号；
-利用前馈滤波器对所述检测信号进行滤波；
-控制经由所述扬声器(SP)的经滤波的检测信号的播放；
-记录来自所述误差麦克风(FB_MIC)的误差信号；以及
-基于对所述误差信号的处理来确定所述播放设备(HP)是处于所述播放设备(HP)由用户佩戴的第一状态，还是处于所述播放设备(HP)未被用户佩戴的第二状态。
2.根据权利要求1所述的音频***，其中，所述声音控制处理器被配置为基于对作为所述误差信号和所述检测信号的函数的噪声消除的性能的评估来确定所述第一状态和/或所述第二状态。
3.根据权利要求1或2所述的音频***，其中，所述声音控制处理器被配置为基于对作为所述误差信号以及所述噪声信号或所述检测信号的函数的噪声消除的性能的评估来确定所述第二状态。
4.根据权利要求2或3所述的音频***，还包括语音活动检测器，所述语音活动检测器用于确定是否利用所述误差麦克风(FB_MIC)和/或所述前馈麦克风(FF_MIC)记录语音信号，其中，所述声音控制处理器被配置为在确定要记录所述语音信号的情况下暂停对所述第一状态和/或所述第二状态的确定。
5.根据权利要求2至4之一所述的音频***，其中，所述声音控制处理器被配置为通过确定所述误差信号与所述噪声信号或所述检测信号之间的能量比来评估所述噪声消除的性能。
6.根据权利要求5所述的音频***，其中，所述声音控制处理器被配置为在经由所述扬声器(SP)另外播放音乐信号的情况下在确定所述能量比时考虑所述音乐信号的能量水平。
7.根据权利要求2至6之一所述的音频***，其中，至少在确定所述播放设备的状态期间，所述前馈滤波器的滤波器响应是恒定的以及/或者由所述声音控制处理器保持恒定。
8.根据权利要求1所述的音频***，其中，所述声音控制处理器被配置为：
-基于所述误差信号来调节所述前馈滤波器的滤波器响应；以及
-基于对所述前馈滤波器在至少一个预定频率下的滤波器响应的评估来确定第二状态。
9.根据权利要求8所述的音频***，其中，所述声音控制处理器被配置为在所述前馈滤波器在所述至少一个预定频率下的滤波器响应超过响应阈值的情况下确定所述第二状态。
10.根据权利要求8或9所述的音频***，其中，所述声音控制处理器被配置为通过确定所述前馈滤波器在预定频率范围内的滤波器响应的线性回归并且通过评估滤波器梯度和/或滤波器增益来确定所述第二状态，所述线性回归至少由所述滤波器梯度和所述滤波器增益来定义。
11.根据权利要求10所述的音频***，其中，所述声音控制处理器被配置为在以下至少之一适用的情况下确定所述第二状态：
-所述滤波器梯度超过阈值梯度值；
-所述滤波器增益超过阈值增益值。
12.一种用于耳戴式播放设备(HP)的音频***，所述耳戴式播放设备包括扬声器(SP)和感测从所述扬声器(SP)输出的声音的误差麦克风(FB_MIC)，所述音频***包括声音控制处理器，所述声音控制处理器被配置为：
-控制和/或监测经由所述扬声器(SP)的检测信号或所述检测信号的经滤波版本的播放；
-记录来自所述误差麦克风(FB_MIC)的误差信号；以及
-基于对所述误差信号的处理来确定所述播放设备(HP)是处于所述播放设备(HP)由用户佩戴的第一状态，还是处于所述播放设备(HP)未被用户佩戴的第二状态。
13.根据权利要求1至12之一所述的音频***，其中，所述声音控制处理器被配置为基于对所述检测信号与所述误差信号之间的相位差的评估来确定所述第一状态。
14.根据权利要求13所述的音频***，其中，所述声音控制处理器被配置为在所述检测信号与所述误差信号之间的相位差在一个或更多个预定义频率下超过相位阈值的情况下确定所述第一状态。
15.根据权利要求1至14之一所述的音频***，其中，所述检测信号为识别信号，并且其中，所述声音控制处理器被配置为：
-控制和/或监测经由所述扬声器(SP)的所述识别信号的播放；
-利用可调滤波器对所述识别信号进行滤波；
-基于经滤波的识别信号与误差信号之间的差来调节所述可调滤波器，特别是使得所述可调滤波器近似于所述扬声器(SP)与所述误差麦克风(FB_MIC)之间的声学传递函数；以及
-基于对所述可调滤波器在至少一个另外的预定频率下的滤波器响应的评估来确定所述第二状态。
16.根据权利要求15所述的音频***，其中，所述识别信号是以下之一或以下之一的组合：
-音乐信号；
-有效载荷音频信号；
-从主要感测环境声音的麦克风(FF_MIC)记录的噪声信号的滤波版本。
17.根据权利要求15或16之一所述的音频***，其中，所述声音控制处理器被配置为通过确定所述可调滤波器在另外的预定义的频率范围内的滤波器响应的线性回归并且通过评估识别滤波器梯度和/或识别滤波器增益来确定所述第二状态，所述线性回归至少由所述识别滤波器梯度和所述识别滤波器增益来定义。
18.根据前述权利要求之一所述的音频***，其中，所述声音控制处理器被配置为在确定了所述第二状态的情况下将所述音频***控制到低功率操作模式，并且在确定了所述第一状态的情况下将则所述音频***控制到常规操作模式。
19.根据前述权利要求之一所述的音频***，其中，所述声音控制处理器被配置为仅当所述播放设备(HP)处于所述第二状态下时确定所述播放设备(HP)是否处于所述第一状态，并且仅当所述播放设备(HP)处于所述第一状态下时确定所述播放设备(HP)是否处于所述第二状态。
20.根据前述权利要求之一所述的音频***，其中，所述播放设备是头戴式耳机或入耳式耳机或移动电话。
21.一种用于耳戴式播放设备(HP)的信号处理方法，所述耳戴式播放设备包括扬声器(SP)和感测从所述扬声器(SP)输出的声音的误差麦克风(FB_MIC)，所述方法包括：
-控制和/或监测经由所述扬声器(SP)的检测信号或所述检测信号的经滤波版本的播放；
-记录来自所述误差麦克风(FB_MIC)的误差信号；以及
-基于对所述误差信号的处理来确定所述播放设备(HP)是处于所述播放设备(HP)由用户佩戴的第一状态，还是处于所述播放设备(HP)未被用户佩戴的第二状态。
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