降噪耳機及其降噪方法技術

本發明專利技術提供一種降噪耳機及其降噪方法，其中的降噪耳機包括耳塞、設置在耳塞內部的主控芯片、設置在耳塞側壁上的收容腔、收容在收容腔內的傳感器；其中，在耳塞入耳時，傳感器與人耳內側皮膚接觸；傳感器用于拾取人耳內側皮膚的血液信號，并將拾取到的血液信號傳輸至主控芯片；主控芯片用于對血液信號進行解耦還原，獲取與血液信號相對應的語音信號；語音信號通過設備終端還原為聲音信號發出。利用上述發明專利技術能夠在強噪聲環境下確保語音信號的準確傳遞，降噪效果顯著。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及聲學
，更為具體地，涉及一種上行降噪耳機及其上行降噪方法。
技術介紹
目前，具有上行降噪功能的耳機主要采用氣導方案、骨導方案或者氣導與骨導相結合的方案來實現。其中，氣導方案多采用雙麥克風或者多麥克風陣列的方式進行上行降噪，能夠對背景噪聲進行一定程度的一致，從而達到增強語音信號，提高通話質量的目的。而骨導方案或者氣導與骨導相結合的方案，采用可以拾取人體振動的骨導傳聲器進行語音信號的拾取，對周圍環境噪聲的抑制更加有效。但是，在實際應用中，氣導方案的降噪性能和周圍環境的噪聲狀況關系密切。在信噪比較高時，降噪效果較好，隨著信噪比的降低，降噪效果也會降低。例如，當信噪比降至0dB，即語音信號和噪聲信號的能量相當時，有些氣導方案開始崩潰，當信噪比降至-6dB的強噪聲環境，大部分氣導方案都無法正常工作。雖然骨導方案可以在強噪聲環境下工作，但是受限于骨傳導傳聲器的佩戴位置。例如，佩戴位置離嘴或者聲帶越遠，高頻衰減越厲害，音頻帶寬越窄，導致語言清晰度、可懂度降低，甚至無法聽清。另外，骨導方案還要求產品結構件和人體緊密貼合，佩戴舒適度比較差。
技術實現思路
鑒于上述問題，本專利技術的目的是提供一種降噪耳機及其降噪方法，以解決目前耳機采用氣導方案、骨導方案或者氣導與骨導相結合的方案存在的降噪效果不明顯、使用場所受限、用戶體驗差等問題。根據本專利技術的一個方面，提供一種降噪耳機，包括耳塞、設置在耳塞內部的主控芯片、設置在耳塞側壁上的收容腔、收容在收容腔內的傳感器；其中，在耳塞入耳時，傳感器與人耳內側皮膚接觸；傳感器用于拾取人耳內側皮膚的血液信號，并將拾取到的血液信號傳輸至主控芯片；主控芯片用于對血液信號進行解耦還原，獲取與血液信號相對應的語音信號；語音信號通過設備終端還原為聲音信號發出。此外，優選的方案是，還包括補償麥克風；補償麥克風用于拾取原始語音信號，并通過主控芯片去除原始語音信號中的噪聲信號，獲取對應的補償語音信號；補償語音信號對與血液信號相對應的語音信號進行補償和疊加，獲取補償后的語音信號；補償后的語音信號通過設備終端還原為聲音信號發出。此外，優選的方案是，傳感器發射原始光波，并接收人耳內側皮膚反射回的反射光波，根據原始光波和反射光波獲取人耳內側皮膚的血液信號。此外，優選的方案是，對原始光波和反射光波進行對比分析，根據原始光波的損失和波動獲取人耳內側皮膚的血液信號。此外，優選的方案是，血液信號包括表征人耳內側皮膚部位的毛器血管內的血液流量和血液流速的變化的信號。此外，優選的方案是，傳感器為光感傳感器或者激光傳感器。根據本專利技術的另一方面，提供一種耳機降噪方法，對上述降噪耳機進行降噪，降噪方法包括：傳感器拾取人耳內側皮膚的血液信號，并將拾取到的血液信號傳輸至主控芯片進行處理；主控芯片對血液信號進行解耦還原，獲取與血液信號相對應的語音信號；設備終端對語音信號進行還原發聲。此外，優選的方案是，在獲取與血液信號相對應的語音信號后，將與血液信號相對應的語音信號與補償麥克風獲取的補償語音信號進行互相補償和疊加，獲取補償后的語音信號；設備終端對補償后的語音信號進行還原發聲。此外，優選的方案是，補償麥克風拾取原始語音信號及噪聲信號，并與與血液信號對應的語音信號進行對比分析，提取出原始語音信號中去除噪聲信號后的補償語音信號。此外，優選的方案是，在設備終端對語音信號進行還原發聲的過程中，通過與設備終端導通的耳機或者設備終端自帶的喇叭將語音信號還原為聲音發出。利用上述根據本專利技術的降噪耳機及其降噪方法，通過傳感器準確拾取用戶說話時耳塞內部皮膚內毛細血管的微弱血液信號，通過算法將血液信號還原為語音信號發出，能夠確保用戶最終獲取的語音信號清晰準確，降低語音信號的失真，保證頻寬和信號的可懂度；此外，產品結構簡單、適用于強噪聲環境。為了實現上述以及相關目的，本專利技術的一個或多個方面包括后面將詳細說明的特征。下面的說明以及附圖詳細說明了本專利技術的某些示例性方面。然而，這些方面指示的僅僅是可使用本專利技術的原理的各種方式中的一些方式。此外，本專利技術旨在包括所有這些方面以及它們的等同物。附圖說明通過參考以下結合附圖的說明，并且隨著對本專利技術的更全面理解，本專利技術的其它目的及結果將更加明白及易于理解。在附圖中：圖1為根據本專利技術實施例一的降噪耳機的原理框圖；圖2為根據本專利技術實施例二的降噪耳機的原理框圖；圖3為根據本專利技術實施例的耳機降噪方法流程圖。在所有附圖中相同的標號指示相似或相應的特征或功能。具體實施方式在下面的描述中，出于說明的目的，為了提供對一個或多個實施例的全面理解，闡述了許多具體細節。然而，很明顯，也可以在沒有這些具體細節的情況下實現這些實施例。在其它例子中，為了便于描述一個或多個實施例，公知的結構和設備以方框圖的形式示出。為克服耳機氣導降噪方案、骨導方案或者氣導與骨導相結合的方案存在的降噪效果不明顯、使用場所受限、用戶體驗差等問題，本專利技術的降噪耳機采用傳感器代替現有的麥克風或者骨導傳聲器，可有效提高耳機上行降噪性能，不僅能夠解決強噪音環境下普通陣列氣導方案無法正常工作的問題，同時還能解決骨傳導方案中頻寬窄，語音信號失真辨識度低等問題。本專利技術實施例的降噪耳機，包括耳塞、設置在耳塞內部的主控芯片、設置在耳塞的外殼側壁上的收容腔、收容在收容腔內的傳感器；其中，在佩戴過程中，耳塞進入人耳內部，傳感器與人耳內側皮膚接觸。在用戶通話過程中，用戶毛細血管內部的血流量等信息會隨時發生變化，傳感器用于拾取人耳內側皮膚產生的血液信號，并將所拾取到的血液信號傳輸至主控芯片作進一步處理；主控芯片根據傳感器采集到的血液信號，獲取與血液信號相對應的語音信號，最終獲取的語音信號通過設備終端還原為聲音發出。需要說明的是，設置在外殼側壁上的收容腔可以設置在耳塞內部，在不影響原有腔體的情況下，額外設置一個腔體，傳感器嵌設在腔體內，在佩戴耳機(降噪耳機)時，傳感器能夠與耳朵內側皮膚緊密接觸；另外，收容腔也可以設置在耳塞外部與耳朵接觸的一側，即從耳塞外殼突出的一個腔體，傳感器收容在腔體內，在耳機正常佩戴后，可以與耳朵內側的皮膚緊密接觸。當用戶或者消費者使用耳機進行通話時，用戶開始講話發出原始語音信號，人耳附近皮膚的毛細血管內的血液狀態也會隨之發生變化，通過傳感器與人耳內側皮膚直接接觸，獲取與語音信號對應變化的血液信息，進而根據血液信息解耦還原出語音信號，能夠達到高質量的上行降噪，降噪效果不受周圍環境的影響。為詳細描述本專利技術實施例的降噪耳機及其降噪方法，以下將結合附圖對本專利技術的具體實施例進行詳細描述。圖1示出了根據本專利技術實施例一的降噪耳機的工作原理。如圖1所述，本專利技術實施例一降噪耳機在使用過程中，首先用戶聲帶振動發出原始語音信號，聲帶的振動通過骨傳導傳遞至人耳，帶動人耳部位皮膚的毛細血管發生相應變化，即血液信息(或血液信號，下同)變化；然后，傳感器與人耳緊密接觸，拾取因語音發聲引起的血液信息的變化，并將拾取到的血液信息傳遞至耳機內的主控芯片。然后，主控芯片根據語音信號與血液信號之間的關系，對傳感器發送的血液信號進行解耦還原，獲取與血液信號相對應的語音信號，并對還原得到的語音信號進行傳輸。最后，語音信號傳輸至對應的設備終端，通過設備終端形成聲音信號發出，從而達到通話的目的。換言之，主控本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種降噪耳機，其特征在于，包括耳塞、設置在所述耳塞內部的主控芯片、設置在所述耳塞側壁上的收容腔、收容在所述收容腔內的傳感器；其中，在所述耳塞入耳時，所述傳感器與人耳內側皮膚接觸；所述傳感器用于拾取所述人耳內側皮膚的血液信號，并將拾取到的血液信號傳輸至所述主控芯片；所述主控芯片用于對所述血液信號進行解耦還原，獲取與所述血液信號相對應的語音信號；所述語音信號通過設備終端還原為聲音信號發出。

【技術特征摘要】
1.一種降噪耳機，其特征在于，包括耳塞、設置在所述耳塞內部的主控芯片、設置在所述耳塞側壁上的收容腔、收容在所述收容腔內的傳感器；其中，在所述耳塞入耳時，所述傳感器與人耳內側皮膚接觸；所述傳感器用于拾取所述人耳內側皮膚的血液信號，并將拾取到的血液信號傳輸至所述主控芯片；所述主控芯片用于對所述血液信號進行解耦還原，獲取與所述血液信號相對應的語音信號；所述語音信號通過設備終端還原為聲音信號發出。2.如權利要求1所述的降噪耳機，其特征在于，還包括補償麥克風；所述補償麥克風用于拾取原始語音信號，并通過所述主控芯片去除所述原始語音信號中的噪聲信號，獲取對應的補償語音信號；所述補償語音信號對與所述血液信號相對應的語音信號進行補償和疊加，獲取補償后的語音信號；所述補償后的語音信號通過設備終端還原為聲音信號發出。3.如權利要求1所述的降噪耳機，其特征在于，所述傳感器發射原始光波，并接收所述人耳內側皮膚反射回的反射光波，根據所述原始光波和所述反射光波獲取所述人耳內側皮膚的血液信號。4.如權利要求3所述的降噪耳機，其特征在于，對所述原始光波和所述反射光波進行對比分析，根據所述原始光波的損失和波動獲取所述人耳內側皮膚的血液信號。5.如權利要求1所述的降噪耳機，其特征在于...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙燕鵬，徐敏龍，
申請(專利權)人：歌爾股份有限公司，
類型：發明
國別省市：山東;37