多麦降噪耳机及方法

摘要

本发明公开一种多麦降噪耳机及方法。该耳机的一具体实施方式包括头带和分别连接在头带两端的耳机本体，还包括微处理器和布设于耳机本体的外侧表面的至少三个麦克风；微处理器，根据对各麦克风拾取的声音信号的比对选取离目标音源距离最近的麦克风为主麦克风，根据各麦克风的预设相对位置选取离主麦克风距离最远的麦克风为辅麦克风，将主麦克风拾取的第一声音信号和辅麦克风拾取的第二声音信号作为降噪算法输入，执行降噪算法以实现降噪。该实施方式可在用户非正常佩戴耳机的情况下保证降噪性能。

权利要求

1.一种多麦降噪耳机，包括头带和分别连接在所述头带两端的耳机本体，其特征在于，还包括微处理器和布设于所述耳机本体的外侧表面的至少三个麦克风；

所述微处理器，根据对各麦克风拾取的声音信号的比对选取离目标音源距离最近的麦克风为主麦克风，根据各麦克风的预设相对位置选取离主麦克风距离最远的麦克风为辅麦克风，将主麦克风拾取的第一声音信号和辅麦克风拾取的第二声音信号作为降噪算法输入，执行降噪算法以实现降噪。

2.根据权利要求1所述的多麦降噪耳机，其特征在于，所述至少三个麦克风分别布设于所述耳机本体的外侧表面边缘。

3.根据权利要求2所述的多麦降噪耳机，其特征在于，该多麦降噪耳机包括至少四个麦克风，所述至少四个麦克风周向均布于所述耳机本体的外侧表面边缘。

4.根据权利要求2所述的多麦降噪耳机，其特征在于，所述微处理器，将除主、辅麦克风之外的其他麦克风拾取的声音信号与辅麦克风拾取的第二声音信号依据各麦克风的预设相对位置进行融合比对，以得到主麦克风与目标音源之间连线的延长线上远离主麦克风的耳机本体的外侧表面边缘位置的虚拟拾取的融合声音信号，将第一声音信号和融合声音信号作为降噪算法输入。

5.根据权利要求4所述的多麦降噪耳机，其特征在于，所述辅麦克风附近布设有至少一个其他麦克风。

6.根据权利要求3所述的多麦降噪耳机，其特征在于，所述微处理器，将除主、辅麦克风之外的其他麦克风拾取的声音信号与辅麦克风拾取的第二声音信号依据各麦克风的预设相对位置进行融合比对，以得到主麦克风与目标音源之间连线的延长线上远离主麦克风的耳机本体的外侧表面边缘位置的虚拟拾取的融合声音信号，将第一声音信号和融合声音信号作为降噪算法输入。

7.一种多麦降噪方法，其特征在于，包括：

在耳机本体的外侧表面布设至少三个麦克风；

根据对各麦克风拾取的声音信号的比对选取离目标音源距离最近的麦克风为主麦克风，根据各麦克风的预设相对位置选取离主麦克风距离最远的麦克风为辅麦克风，将主麦克风拾取的第一声音信号和辅麦克风拾取的第二声音信号作为降噪算法输入，执行降噪算法以实现降噪。

8.根据权利要求7所述的多麦降噪方法，其特征在于，所述在耳机本体的外侧表面布设至少三个麦克风进一步包括：在耳机本体的外侧表面边缘布设至少三个麦克风。

9.根据权利要求8所述的多麦降噪方法，其特征在于，所述在耳机本体的外侧表面边缘布设至少三个麦克风进一步包括：在耳机本体的外侧表面边缘周向均布至少四个麦克风。

10.根据权利要求7-9中任一项所述的多麦降噪方法，其特征在于，该方法进一步包括：

将除主、辅麦克风之外的其他麦克风拾取的声音信号与辅麦克风拾取的第二声音信号依据各麦克风的预设相对位置进行融合比对，以得到主麦克风与目标音源之间连线的延长线上远离主麦克风的耳机本体的外侧表面边缘位置的虚拟拾取的融合声音信号，将第一声音信号和融合声音信号作为降噪算法输入。

说明书

多麦降噪耳机及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及耳机降噪领域。更具体地，涉及一种多麦降噪耳机及方法。

背景技术

[0002] 现有的耳机，特别是头戴式耳机，一般都具有上行降噪功能，上行降噪功能主要是当用户利用耳机进行通话时，尽量将本地的环境噪声消除，保证语音信号尽量清晰地传递到对端，以保证通话质量。

[0003] 目前耳机的上行降噪主要通过设置单麦克风或者双麦克风，配合降噪算法来实现。其中，双麦克风配合降噪算法的大致原理如下：双麦克风中靠近目标音源—用户嘴部的作为主麦克风，距用户嘴部较远的作为辅麦克风，由于主、辅麦克风之间存在一定的距离但距离不会太远，且用户嘴部距主、辅麦克风的距离远小于周围环境中的噪声源距主、辅麦克风的距离，因此，可认为主、辅麦克风拾取的声音信号中的周围环境的噪声信号不会存在差异，而当用户以如图1所示的正常佩戴方式佩戴耳机时，主、辅麦克风拾取的声音信号中的语音信号会存在幅度差、时间差和相位差，将主、辅麦克风拾取的声音信号作为降噪算法输入，执行降噪算法，分析主、辅麦克风拾取的声音信号的波形，利用主、辅麦克风拾取的声音信号中的语音信号存在的幅度差、时间差或相位差(通常为利用时间差或相位差)将语音信号与噪声信号，进而对噪声信号进行消除。

[0004] 双麦克风配合降噪算法的降噪性能很大程度上取决于主、辅麦克风布设的位置。具体而言，一方面是主、辅麦克风之间的距离较远，通常不能小于20mm。另一方面是主麦克风与辅麦克风之间连线和主麦克风与用户嘴部之间连线的夹角应足够小，理想情况是该夹角为零，即辅麦克风、主麦克风和目标音源三者的连线成一条直线。总之，主、辅麦克风之间的距离大，上述夹角小，则降噪性能好。

[0005] 关于主麦克风与辅麦克风之间连线和主麦克风与用户嘴部之间连线的夹角，耳机的设计都是在用户以如图1所示的正常佩戴方式佩戴时，辅麦克风、主麦克风和目标音源三者的连线成一条直线。但是，由于过久佩戴耳机会引起疲劳、不舒服的感觉等原因，用户常常会以如图2所示的非正常佩戴方式佩戴耳机，此时，主麦克风与辅麦克风之间连线和主麦克风与用户嘴部之间连线的夹角会增大，降噪性能下降。另外，为解决佩戴舒适性和不同人群头部特性的问题，在耳机本体与头带结合的位置通常会设置转轴等转动机构，使耳机本体能够在一定的角度内旋转和倾斜，便于耳机在佩戴时能够尽量与用户头部贴合，这也会形成主麦克风与辅麦克风之间连线和主麦克风与用户嘴部之间连线的夹角会增大，降噪性能下降，这种转动耳机本体的情况，也可以视为非正常佩戴方式，只是这种情况下主麦克风与辅麦克风之间连线和主麦克风与用户嘴部之间连线的夹角增大的幅度有限，与图2所示的非正常佩戴方式相比，对降噪性能的影响相对较小。

[0006] 因此，需要提供一种可保证降噪性能，特别是可在用户非正常佩戴耳机的情况下保证降噪性能的多麦降噪耳机及方法。

发明内容

[0007] 本发明的目的在于提供一种可保证降噪性能，特别是可在用户非正常佩戴耳机的情况下保证降噪性能的多麦降噪耳机及方法。

[0008] 为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

[0009] 本发明第一方面提供了一种多麦降噪耳机，包括头带和分别连接在所述头带两端的耳机本体，还包括微处理器和布设于所述耳机本体的外侧表面的至少三个麦克风；

[0010] 所述微处理器，根据对各麦克风拾取的声音信号的比对选取离目标音源距离最近的麦克风为主麦克风，根据各麦克风的预设相对位置选取离主麦克风距离最远的麦克风为辅麦克风，将主麦克风拾取的第一声音信号和辅麦克风拾取的第二声音信号作为降噪算法输入，执行降噪算法以实现降噪。

[0011] 优选地，所述至少三个麦克风分别布设于所述耳机本体的外侧表面边缘。

[0012] 优选地，该多麦降噪耳机包括至少四个麦克风，所述至少四个麦克风周向均布于所述耳机本体的外侧表面边缘。

[0013] 优选地，所述微处理器，将除主、辅麦克风之外的其他麦克风拾取的声音信号与辅麦克风拾取的第二声音信号依据各麦克风的预设相对位置进行融合比对，以得到主麦克风与目标音源之间连线的延长线上远离主麦克风的耳机本体的外侧表面边缘位置的虚拟拾取的融合声音信号，将第一声音信号和融合声音信号作为降噪算法输入。

[0014] 优选地，所述辅麦克风附近布设有至少一个其他麦克风。

[0015] 本发明第二方面提供了一种多麦降噪方法，包括：

[0016] 在耳机本体的外侧表面布设至少三个麦克风；

[0017] 根据对各麦克风拾取的声音信号的比对选取离目标音源距离最近的麦克风为主麦克风，根据各麦克风的预设相对位置选取离主麦克风距离最远的麦克风为辅麦克风，将主麦克风拾取的第一声音信号和辅麦克风拾取的第二声音信号作为降噪算法输入，执行降噪算法以实现降噪。

[0018] 优选地，所述在耳机本体的外侧表面布设至少三个麦克风进一步包括：在耳机本体的外侧表面边缘布设至少三个麦克风。

[0019] 优选地，所述在耳机本体的外侧表面边缘布设至少三个麦克风进一步包括：在耳机本体的外侧表面边缘周向均布至少四个麦克风。

[0020] 优选地，该方法进一步包括：

[0021] 将除主、辅麦克风之外的其他麦克风拾取的声音信号与辅麦克风拾取的第二声音信号依据各麦克风的预设相对位置进行融合比对，以得到主麦克风与目标音源之间连线的延长线上远离主麦克风的耳机本体的外侧表面边缘位置的虚拟拾取的融合声音信号，将第一声音信号和融合声音信号作为降噪算法输入。

[0022] 本发明的有益效果如下：

[0023] 本发明所述技术方案可保证降噪性能，特别是可在用户非正常佩戴耳机的情况下保证降噪性能。

附图说明

[0024] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明；

[0025] 图1示出用户以正常佩戴方式佩戴耳机的示意图。

[0026] 图2示出用户以非正常佩戴方式佩戴耳机的示意图。

[0027] 图3示出用户以非正常佩戴方式佩戴本发明实施例提供的多麦降噪耳机的示意图。

[0028] 图4示出用户以正常佩戴方式佩戴本实施例的可选的实现方式中多麦降噪耳机的示意图。

[0029] 图5示出用户以非正常佩戴方式佩戴本实施例的可选的实现方式中多麦降噪耳机的示意图。

[0030] 图6示出用户以正常佩戴方式佩戴本实施例的另一可选的实现方式中多麦降噪耳机的示意图。

[0031] 图7示出本发明实施例提供的微处理器的结构示意图。

具体实施方式

[0032] 为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

[0033] 如图3所示，本发明的一个实施例提供了一种多麦降噪耳机，包括头带10和分别连接在头带10两端的耳机本体20，还包括微处理器和布设于耳机本体的外侧表面的至少三个麦克风30，其中，耳机本体的外侧表面为远离用户的表面；

[0034] 微处理器，根据对各麦克风30拾取的声音信号的比对选取离目标音源距离最近的麦克风30为主麦克风，根据各麦克风30的预设相对位置选取离主麦克风距离最远的麦克风30为辅麦克风，将主麦克风拾取的第一声音信号和辅麦克风拾取的第二声音信号作为降噪算法输入，执行降噪算法以实现降噪。

[0035] 其中，麦克风30拾取的声音信号包括目标音源发出的目标声音信号和周围环境中的噪声源产生的噪声信号，对各麦克风30拾取的声音信号的比对可依据声音信号的波形的幅度差、时间差和相位差中的一种或几种进行比对。降噪算法可采用延迟-累加法(传统波束法)、自适应波束法和基于后置自适应滤波的麦克风阵列法等多种算法，本实施例对此不做限定。

[0036] 如图3所示，本实施例提供的多麦降噪耳机中麦克风30的具体数量为三个。微处理器未在图中示出，其可设于耳机本体20中，也可设于头带10中。另外，目前市场上也有一种只在头带10的一端连接一个耳机本体20的头戴式耳机，本实施例对此不做限定，本领域技术人员可根据实际需要进行选择。本领域技术人员可以理解的是，如果头带10两端分别连接有耳机本体20，则可根据需要同时对两个耳机本体20进行降噪处理或只需要对一个耳机本体20进行降噪处理的不同需求，分别可采用在两个耳机本体20的外侧表面分别布设三个麦克风30，或只在两个耳机本体20其中之一的外侧表面布设三个麦克风30的方式。

[0037] 本实施例提供的多麦降噪耳机，布设至少三个麦克风30，且采用上述选取离目标音源距离最近的麦克风30为主麦克风，根据各麦克风30的预设相对位置选取离主麦克风距离最远的麦克风30为辅麦克风的方式。相比于现有的双麦克风，可以在用户非正常佩戴的情况下，使得主麦克风与辅麦克风之间连线和主麦克风与目标音源(例如用户嘴部)之间连线的夹角减小，或者说将辅麦克风近似布设在用于拾取目标音源发出的目标声音信号的主麦克风和目标音源之间连线的延长线上(最理想的情况是辅麦克风、主麦克风和目标音源三者的连线成一条直线)，微处理器执行降噪算法时依据的主、辅麦克风拾取的两个声音信号与降噪算法的理论角度更契合，降噪性能更好。本实施例提供的多麦降噪耳机适用于各种环境，特别是噪音较大的环境，例如酒吧、农贸市场、机械加工厂等。

[0038] 在本实施例的一些可选的实现方式中，至少三个麦克风30分别布设于耳机本体20的外侧表面边缘。采用此实现方式，可保证主、辅麦克风之间的距离尽可能远，微处理器执行降噪算法时依据的主、辅麦克风拾取的两个声音信号与降噪算法的理论距离更契合，降噪性能更好。

[0039] 在本实施例的一些可选的实现方式中，如图4和图5共同所示，该多麦降噪耳机包括至少四个麦克风30，至少四个麦克风30周向均布于耳机本体20的外侧表面边缘。本实现方式中麦克风30的具体数量为四个。采用此实现方式，周向均布更利于在用户非正常佩戴的情况下，使得主、辅麦克风之间连线与主麦克风、目标音源之间连线的夹角减小，另外，由于耳机主体的外侧表面通常为大致方形或大致圆形，因此，如果布设三个麦克风30则三个麦克风30在边缘周向均布无法实现在用户正常佩戴的情况下使得主、辅麦克风之间连线与主麦克风、目标音源之间连线的夹角为零，因此本实现方式中布设至少四个麦克风30。可以理解的是，各麦克风30也可呈直线或L型布于耳机本体20的外侧表面边缘。

[0040] 在本实施例的一些可选的实现方式中，微处理器，将除主、辅麦克风之外的其他麦克风拾取的声音信号与辅麦克风拾取的第二声音信号依据各麦克风30的预设相对位置进行融合比对，以得到主麦克风与目标音源之间连线的延长线上远离主麦克风的耳机本体20的外侧表面边缘位置的虚拟拾取的融合声音信号，将第一声音信号和融合声音信号作为降噪算法输入。采用此实现方式，可在用户非正常佩戴的情况下，主、辅麦克风之间连线与主麦克风、目标音源之间连线的夹角无法近似为零时，依据各麦克风30固定不变的预设相对位置通过将其他麦克风拾取的声音信号与辅麦克风拾取的第二声音信号进行融合比对，以得到主麦克风与目标音源之间连线的延长线上远离主麦克风的耳机本体20的外侧表面边缘位置的虚拟拾取的融合声音信号，利用第一声音信号和融合声音信号作为降噪算法输入执行降噪算法，提升降噪性能。具体可为比对各麦克风30拾取的声音信号中的目标音源发出的目标声音信号的幅度差、时间差或相位差，融合得到的幅度差、时间差或相位差(通常利用时间差或相位差)结合各麦克风30的预设相对位置(由固定不变的预设相对位置带来的固定不变的相对距离和固定不变的相邻麦克风30连线的夹角)进行分析，得到主麦克风与目标音源之间连线的延长线、耳机本体20的外侧表面上各位置的估算声音信号波形等信息，从而估算得到主麦克风与目标音源之间连线的延长线上远离主麦克风的耳机本体20的外侧表面边缘位置的虚拟拾取的融合声音信号(或者称为该位置的估算声音信号)，利用第一声音信号和融合声音信号作为降噪算法输入执行降噪算法，提升降噪性能。需要说明的是，该实现方式更适于在转动耳机本体20，主麦克风与辅麦克风之间连线和主麦克风与用户嘴部之间连线的夹角增大的幅度有限的情况下，提升降噪性能。

[0041] 在本实施例的一些可选的实现方式中，如图6所示，辅麦克风附近布设有至少一个其他麦克风。采用此实现方式，估算得到的虚拟拾取的融合声音信号更精确。

[0042] 本发明的另一个实施例提供了一种多麦降噪方法，包括：

[0043] 在耳机本体的外侧表面布设至少三个麦克风；

[0044] 根据对各麦克风拾取的声音信号的比对选取离目标音源距离最近的麦克风为主麦克风，根据各麦克风的预设相对位置选取离主麦克风距离最远的麦克风为辅麦克风，将主麦克风拾取的第一声音信号和辅麦克风拾取的第二声音信号作为降噪算法输入，执行降噪算法以实现降噪。

[0045] 在本实施例的一些可选的实现方式中，在耳机本体的外侧表面布设至少三个麦克风进一步包括：在耳机本体的外侧表面边缘布设至少三个麦克风。

[0046] 在本实施例的一些可选的实现方式中，在耳机本体的外侧表面边缘布设至少三个麦克风进一步包括：在耳机本体的外侧表面边缘周向均布至少四个麦克风。

[0047] 在本实施例的一些可选的实现方式中，本实施例提供的多麦降噪方法进一步包括：

[0048] 将除主、辅麦克风之外的其他麦克风拾取的声音信号与辅麦克风拾取的第二声音信号依据各麦克风的预设相对位置进行融合比对，以得到主麦克风与目标音源之间连线的延长线上远离主麦克风的耳机本体的外侧表面边缘位置的虚拟拾取的融合声音信号，将第一声音信号和融合声音信号作为降噪算法输入。

[0049] 需要说明的是，本实施例提供的多麦降噪方法与前述实施例提供的多麦降噪耳机的原理及工作流程相似，相关之处可以参照上述说明，在此不再赘述。

[0050] 如图7所示，适于用来实现本实施例提供的微处理器的计算机系统，包括中央处理单元(CPU)，其可以根据存储在只读存储器(ROM)中的程序或者从存储部分加载到随机访问存储器(RAM)中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM中，还存储有计算机系统操作所需的各种程序和数据。CPU、ROM以及RAM通过总线被此相连。输入/输入(I/O)接口也连接至总线。

[0051] 以下部件连接至I/O接口:包括键盘、鼠标等的输入部分；包括诸如液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分；包括硬盘等的存储部分；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分。通信部分经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器也根据需要连接至I/O接口。可拆卸介质，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分。

[0052] 特别地，根据本实施例，上文流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本实施例包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在计算机可读介质上的计算机程序，上述计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质被安装。

[0053] 附图中的流程图和示意图，图示了本实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或示意图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，上述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，示意图和/或流程图中的每个方框、以及示意和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

[0054] 作为另一方面，本实施例还提供了一种非易失性计算机存储介质，该非易失性计算机存储介质可以是上述实施例中上述装置中所包含的非易失性计算机存储介质，也可以是单独存在，未装配入终端中的非易失性计算机存储介质。上述非易失性计算机存储介质存储有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个设备执行时，使得上述设备：

[0055] 根据对各麦克风拾取的声音信号的比对选取离目标音源距离最近的麦克风为主麦克风，根据各麦克风的预设相对位置选取离主麦克风距离最远的麦克风为辅麦克风，将主麦克风拾取的第一声音信号和辅麦克风拾取的第二声音信号作为降噪算法输入，执行降噪算法以实现降噪。

[0056] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0057] 还需要说明的是，在本发明的描述中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

[0058] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于本领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。