一种耳机校准方法、装置及系统
文献发布时间:2023-06-19 09:49:27
技术领域
本申请涉及耳机降噪技术领域,具体而言,涉及一种耳机校准方法、装置及系统。
背景技术
目前,主动降噪技术(Active Noise Cancellation,ANC)在耳机中应用广泛,该技术可以降低用户在使用过程中听到的环境噪声大小,以保护用户的听力不受噪声损害,同时使用户有更好的听感体验。其中,ANC的基本原理是:使用耳机中的麦克风获取外界噪声,并利用滤波器电路获取到的噪声信号进行处理,然后通过耳机中的扬声器播出处理过的声信号与噪声进行抵消以达到降噪的效果。
在生产ANC耳机的过程中,需要对耳机的ANC效果进行校准。但是,目前的ANC耳机校准均是基于产线上的测试治具,即使可以保证测试的一致性,但是由于人耳的差异,采用一致的标准进行测试校准反而会导致一些用户佩戴ANC耳机的降噪效果不佳。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种耳机校准方法、装置及系统,用以解决现有的采用一致的标准进行测试校准反而会导致一些用户佩戴ANC耳机的降噪效果不佳的技术问题。
为了实现上述目的,本申请实施例所提供的技术方案如下所示:
第一方面,本申请实施例提供一种耳机校准方法,所述方法包括:获取外置播放器播放的第一标准音频数据以及放置在用户耳道内的探测麦克风采集的第一个性化音频数据;根据所述第一标准音频数据以及所述第一个性化音频数据确定所述用户对应的被动曲线信号;其中,所述被动曲线信号为所述第一标准音频数据以及所述第一个性化音频数据的差值;获取第一频率响应信号以及第二频率响应信号;其中,所述第一频率响应信号为待校准耳机中前馈麦克风对应的频率响应信号,所述第二频率响应信号为所述待校准耳机中耳机喇叭对应的频率响应信号;根据所述被动曲线信号、所述第一频率响应信号及所述第二频率响应信号确定前馈传递函数;其中,所述前馈传递函数为所述待校准耳机对应的前馈降噪滤波器的传递函数;根据所述前馈传递函数对所述前馈降噪滤波器的前馈降噪滤波参数进行校准。在上述方案中,利用放置在用户耳道内的探测麦克风采集该用户个性化的第一个性化音频数据,并基于上述第一个性化音频数据生成用户对应的被动曲线信号,进一步确定用户对应的前馈传递函数以对待校准耳机进行校准。因此,由于针对不同的用户,会采集到不同的第一个性化音频数据,所以可以根据不同用户的人耳差异对耳机进行校准,以保证每个用户均有较好的降噪效果。
在本申请的可选实施例中,所述根据所述前馈传递函数对所述前馈降噪滤波器的前馈降噪滤波参数进行校准,包括:确定所述前馈传递函数的幅度曲线以及相位曲线;利用数字信号处理算法调整所述前馈降噪滤波参数,以使所述前馈降噪滤波器对应曲线的幅度与所述幅度曲线匹配以及所述前馈降噪滤波器对应曲线的相位与所述相位曲线拟合。在上述方案中,可以利用数字信号处理算法调整待校准耳机对应的前馈降噪滤波器对应的前馈降噪滤波参数,以实现对待校准耳机的校准。
在本申请的可选实施例中,所述获取第一频率响应信号,包括:获取所述外置播放器播放的第二标准音频数据以及所述前馈麦克风采集的第二个性化音频数据;根据所述第二标准音频以及所述第二个性化音频数据确定所述第一频率响应信号。在上述方案中,可以通过外置播放器播放标准音频,前馈麦克风采集个性化音频,以得到前馈麦克风对应的第一频率响应信号,从而可以利用第一频率响应信号确定待校准耳机对应的前馈降噪滤波器对应的前馈传递函数,以完成对待校准耳机的个性化校准。
在本申请的可选实施例中,所述获取第二频率响应信号,包括:获取所述耳机喇叭播放的第三标准音频数据以及所述探测麦克风采集的第三个性化音频数据;根据所述第三标准音频以及所述第三个性化音频数据确定所述第二频率响应信号。在上述方案中,可以通过耳机喇叭播放标准音频,探测麦克风采集个性化音频,以得到耳机喇叭对应的第二频率响应信号,从而可以利用第二频率响应信号确定待校准耳机对应的前馈降噪滤波器对应的前馈传递函数,以完成对待校准耳机的个性化校准。
在本申请的可选实施例中,在所述根据所述前馈传递函数对所述前馈降噪滤波器的前馈降噪滤波参数进行校准之后,所述方法还包括:向耳机生产方发送校准后的前馈降噪滤波参数,以使所述耳机生产方利用所述校准后的前馈降噪滤波参数生产个性化耳机。在上述方案中,可以将校准后的前馈降噪滤波器的前馈降噪滤波参数回传给工厂,工厂直接利用校准后的前馈降噪滤波参数生产该用户的个性化耳机,从而可以使用户使用经过个性化校准的耳机。
在本申请的可选实施例中,在所述根据所述前馈传递函数对所述前馈降噪滤波器的前馈降噪滤波参数进行校准之后,所述方法还包括:向所述待校准耳机发送校准后的前馈降噪滤波器参数,以使所述待校准耳机利用所述校准后的前馈降噪滤波器参数替换校准前的前馈降噪滤波器参数。在上述方案中,可以利用校准后的前馈降噪滤波器的前馈降噪滤波参数,替换待校准耳机中校准前的参数,以得到该用户的个性化耳机,从而可以使用户使用经过个性化校准的耳机。
在本申请的可选实施例中,所述校准方法还包括:获取所述耳机喇叭播放第四标准音频时所述待校准耳机中反馈麦克风采集的第四个性化音频数据;根据所述第四个性化音频数据确定第三频率响应信号;其中,所述第三频率响应信号为所述反馈麦克风对应的频率响应信号;根据所述第三频率响应信号确定反馈传递函数;其中,所述反馈传递函数为所述待校准耳机对应的反馈降噪滤波器的传递函数;根据所述反馈传递函数对所述反馈降噪滤波器的反馈降噪滤波参数进行校准。在上述方案中,除了可以对前馈降噪耳机进行校准,还可以对反馈降噪耳机以及混合式耳机进行校准,从而可以针对不同的耳机类型,保证每个用户均有较好的降噪效果。
第二方面,本申请实施例提供一种耳机校准装置,所述装置包括:第一获取模块,用于获取外置播放器播放的第一标准音频数据以及放置在用户耳道内的探测麦克风采集的第一个性化音频数据;第一确定模块,用于根据所述第一标准音频数据以及所述第一个性化音频数据确定所述用户对应的被动曲线信号;其中,所述被动曲线信号为所述第一标准音频数据以及所述第一个性化音频数据的差值;第二获取模块,用于获取第一频率响应信号以及第二频率响应信号;其中,所述第一频率响应信号为待校准耳机中前馈麦克风对应的频率响应信号,所述第二频率响应信号为所述待校准耳机中耳机喇叭对应的频率响应信号;第二确定模块,用于根据所述被动曲线信号、所述第一频率响应信号及所述第二频率响应信号确定前馈传递函数;其中,所述前馈传递函数为所述待校准耳机对应的前馈降噪滤波器的传递函数;第一校准模块,用于根据所述前馈传递函数对所述前馈降噪滤波器的前馈降噪滤波参数进行校准。在上述方案中,利用放置在用户耳道内的探测麦克风采集该用户个性化的第一个性化音频数据,并基于上述第一个性化音频数据生成用户对应的被动曲线信号,进一步确定用户对应的前馈传递函数以对待校准耳机进行校准。因此,由于针对不同的用户,会采集到不同的第一个性化音频数据,所以可以根据不同用户的人耳差异对耳机进行校准,以保证每个用户均有较好的降噪效果。
在本申请的可选实施例中,所述第一校准模块还用于:确定所述前馈传递函数的幅度曲线以及相位曲线;利用数字信号处理算法调整所述前馈降噪滤波参数,以使所述前馈降噪滤波器对应曲线的幅度与所述幅度曲线匹配以及所述前馈降噪滤波器对应曲线的相位与所述相位曲线拟合。在上述方案中,可以利用数字信号处理算法调整待校准耳机对应的前馈降噪滤波器对应的前馈降噪滤波参数,以实现对待校准耳机的校准。
在本申请的可选实施例中,所述第二获取模块还用于:获取所述外置播放器播放的第二标准音频数据以及所述前馈麦克风采集的第二个性化音频数据;根据所述第二标准音频以及所述第二个性化音频数据确定所述第一频率响应信号。在上述方案中,可以通过外置播放器播放标准音频,前馈麦克风采集个性化音频,以得到前馈麦克风对应的第一频率响应信号,从而可以利用第一频率响应信号确定待校准耳机对应的前馈降噪滤波器对应的前馈传递函数,以完成对待校准耳机的个性化校准。
在本申请的可选实施例中,所述第二获取模块还用于:获取所述耳机喇叭播放的第三标准音频数据以及所述探测麦克风采集的第三个性化音频数据;根据所述第三标准音频以及所述第三个性化音频数据确定所述第二频率响应信号。在上述方案中,可以通过耳机喇叭播放标准音频,探测麦克风采集个性化音频,以得到耳机喇叭对应的第二频率响应信号,从而可以利用第二频率响应信号确定待校准耳机对应的前馈降噪滤波器对应的前馈传递函数,以完成对待校准耳机的个性化校准。
在本申请的可选实施例中,所述耳机校准装置还包括:第一发送模块,用于向耳机生产方发送校准后的前馈降噪滤波参数,以使所述耳机生产方利用所述校准后的前馈降噪滤波参数生产个性化耳机。在上述方案中,可以将校准后的前馈降噪滤波器的前馈降噪滤波参数回传给耳机生产方,耳机生产方直接利用校准后的前馈降噪滤波参数生产该用户的个性化耳机,从而可以使用户使用经过个性化校准的耳机。
在本申请的可选实施例中,所述耳机校准装置还包括:第二发送模块,用于向所述待校准耳机发送校准后的前馈降噪滤波器参数,以使所述待校准耳机利用所述校准后的前馈降噪滤波器参数替换校准前的前馈降噪滤波器参数。在上述方案中,可以利用校准后的前馈降噪滤波器的前馈降噪滤波参数,替换待校准耳机中校准前的参数,以得到该用户的个性化耳机,从而可以使用户使用经过个性化校准的耳机。
在本申请的可选实施例中,所述耳机校准装置还包括:第三获取模块,用于获取所述耳机喇叭播放第四标准音频时所述待校准耳机中反馈麦克风采集的第四个性化音频数据;第三确定模块,用于根据所述第四个性化音频数据确定第三频率响应信号;其中,所述第三频率响应信号为所述反馈麦克风对应的频率响应信号;第四确定模块,用于根据所述第三频率响应信号确定反馈传递函数;其中,所述反馈传递函数为所述待校准耳机对应的反馈降噪滤波器的传递函数;第二校准模块,用于根据所述反馈传递函数对所述反馈降噪滤波器的反馈降噪滤波参数进行校准。在上述方案中,除了可以对前馈降噪耳机进行校准,还可以对反馈降噪耳机以及混合式耳机进行校准,从而可以针对不同的耳机类型,保证每个用户均有较好的降噪效果。
第三方面,本申请实施例提供一种耳机校准系统,包括:耳机本体,其包括前馈麦克风以及耳机喇叭;探测麦克风,用于采集用户耳道内的音频数据;校准模组,与所述前馈麦克风、所述耳机喇叭以及所述探测麦克风通信连接,用于执行如第一方面所述的耳机校准方法;外置播放器。
在本申请的可选实施例中,所述耳机本体还包括:反馈麦克风;所述校准模组与所述反馈麦克风通信连接,还用于执行如第一方面所述的耳机校准方法。
第四方面,本申请实施例提供一种电子设备,包括:处理器、存储器和总线;所述处理器和所述存储器通过所述总线完成相互间的通信;所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令,所述处理器调用所述程序指令能够执行如第一方面中的耳机校准方法。
第五方面,本申请实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质,所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,所述计算机指令使所述计算机执行如第一方面中的耳机校准方法。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举本申请实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请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申请的某些实施例,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为本申请实施例提供的一种耳机校准系统的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的一种耳机校准方法的流程图;
图3为本申请实施例提供的另一种耳机校准方法的流程图;
图4为本申请实施例提供的一种耳机校准装置的结构框图;
图5为本申请实施例提供的一种电子设备的结构框图。
图标:10-耳机校准系统;100-耳机本体;101-前馈麦克风;102-耳机喇叭;103-反馈麦克风;200-探测麦克风;300-校准模组。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。
请参照图1,图1为本申请实施例提供的一种耳机校准系统的结构示意图,该耳机校准系统10可以包括:耳机本体100、探测麦克风200以及校准模组300。
在可选的实施方式中,本申请实施例提供的耳机均为ANC耳机,其中,ANC耳机可以有多种类型,包括:前馈式降噪耳机、反馈式降噪耳机以及混合式降噪耳机(图1示出的即为混合式降噪耳机)。下面依次对每种类型的耳机进行简略的介绍。
首先介绍前馈式降噪耳机,此时,耳机本体100包括前馈麦克风101以及耳机喇叭102。其中,耳机喇叭102设置在耳机本体100内部,用于播放音频;前馈麦克风101同样设置在耳机本体100内部,方向朝向耳朵外侧,用于采集外界噪声,再经过耳机本体100内部的前馈降噪滤波器,在该前馈式降噪耳机播放音乐的同时加入和外界噪音反相的声波,从而将外界噪音抵消。
其次介绍反馈式降噪耳机,此时耳机本体100包括反馈麦克风103以及耳机喇叭102。其中,同样的,耳机喇叭102设置在耳机本体100内部,用于播放音频;而反馈麦克风103同样设置在耳机本体100内部,方向朝向耳朵内侧,用于采集用户耳朵腔体内的噪声,再经过耳机本体100内部的反馈降噪滤波器,在该反馈式降噪耳机播放音乐的同时加入和用户耳朵腔体内的噪音反相的声波,从而将用户耳朵腔体内的噪音抵消。
最后介绍混合式降噪耳机,此时耳机本体100包括前馈麦克风101、反馈麦克风103以及耳机喇叭102。其中,前馈麦克风101、反馈麦克风103以及耳机喇叭102的设置方式以及工作原理与在上述实施例中的前馈式降噪耳机以及反馈式降噪耳机中的实现方式类似,此处不再赘述。
可以理解的是,耳机本体100除了可以包括前馈麦克风101、反馈麦克风103以及耳机喇叭102,还包括耳罩、入耳部件、头戴式支架或者数据线等结构,本领域技术人员可以根据实际情况进行合适的选择,本申请实施例对此不作具体的限定。
本申请实施例提供的耳机校准系统10可以实现对上述三种类型耳机进行校准。在校准的过程中,为了使校准后的耳机可以保证每个用户均有较好的降噪效果,耳机校准系统10还可以包括探测麦克风200,用于采集用户耳道内的音频数据。这是由于,不同的用户的耳朵千差百异,探测麦克风200采集的用户耳道内的音频数据为该用户独特的个性化音频数据,基于该个性化的音频数据,便可以实现对耳机的个性化校准。
作为一种实施方式,探测麦克风200可以为一个单独的麦克风,当用户需要对耳机进行校准时,可以将探测麦克风200放入耳道内,然后戴上耳机;作为另一种实施方式,探测麦克风200也可以为耳机本体100的一部分,即探测麦克风200可以设置在耳机本体100上(例如:固定在耳机本体100上或者可拆卸的设置在耳机本体100上),当用户需要对耳机进行校准时,可以直接戴上耳机,将探测麦克风200放入耳道内。
此外,耳机校准系统10还可以包括校准模组300,该校准模组300可以与上述实施例中的探测麦克风200通信连接,用于接收探测麦克风200采集的音频数据并根据接收到的音频数据对耳机进行校准。其中,校准模组300执行的具体方法将在后续实施例中进行详细的说明,此处暂不介绍。
可以理解的是,校准模组300还可以与耳机本体100通信连接。
作为一种实施方式,当耳机为前馈式降噪耳机时,校准模组300可以与设置在耳机本体100内部的前馈麦克风101以及耳机喇叭102中的一个或者多个部件连接,用于接收前馈麦克风101采集的音频数据以及接收耳机喇叭102播放的音频数据(或者控制耳机喇叭102播放音频数据)。
作为另一种实施方式,当耳机为反馈式降噪耳机时,校准模组300可以与设置在耳机本体100内部的耳机喇叭102以及反馈麦克风103中的一个或者多个部件连接,用于接收前馈麦克风101采集的音频数据以及接收耳机喇叭102播放的音频数据(或者控制耳机喇叭102播放音频数据)以及接收反馈麦克风103采集的音频数据。
作为又一种实施方式,当耳机为混合式降噪耳机时,校准模组300可以与设置在耳机本体100内部的前馈麦克风101、耳机喇叭102以及反馈麦克风103中的一个或者多个部件连接。
可以理解的是,前馈麦克风101、耳机喇叭102、反馈麦克风103以及探测麦克风200与校准模组300可以采用无线连接的方式进行数据传输,也可以采用有线连接的方式进行数据传输,还可以部分采用无线连接的方式、另一部分采用有线连接的方式进行数据传输,本申请实施例对此不作具体的限定。
其中,在上述实施方式中,校准模组300可以为一个电子设备,例如:笔记本电脑、手机、平板电脑等,工作人员或者用户可以在校准现场基于校准模组300对耳机进行校准。此时,校准模组300可以与探测麦克风200有线连接,还可以与前馈麦克风101、耳机喇叭102或者反馈麦克风103有线连接,直接接收探测麦克风200、前馈麦克风101、耳机喇叭102以及反馈麦克风103发送的音频数据。
当然,在上述实施方式中,校准模组300也可以为云端的服务器,工作人员或者用户可以远程对耳机进行校准。此时,校准模组300可以与探测麦克风200无线连接,还可以与前馈麦克风101、耳机喇叭102或者反馈麦克风103无线连接,探测麦克风200、前馈麦克风101、耳机喇叭102以及反馈麦克风103将音频数据上传至校准模组300中。
进一步的,本申请实施例提供的耳机校准系统10还可以包括外置播放器,用于在校准过程中,播放音频。
在可选的实施方式中,外置播放器有多种实现方式。作为一种实施方式,外置播放器可以为一个单独的扬声器,例如音箱,在校准过程中,可以打开音箱播放音频;作为另一种实施方式,外置播放器可以为校准模组300的一部分,例如:校准模组300为台式电脑时,外置播放器可以为电脑的外置扬声器。在校准过程中,校准模组300可以通过声卡类器件驱动外置播放器播放音频。
进一步的,本申请实施例提供的耳机校准系统10还可以包括传感器,与校准模组300连接,用于采集用户的佩戴数据。
在可选的实施方式中,耳机校准系统10中的传感器可以在用户佩戴上耳机后,向校准模组300发送采集到的用户佩戴数据,以使校准模组300可以判断用户已经戴上了耳机,从而可以自动开始进行耳机校准的过程。
可以理解的是,为了同时对耳机的两侧均进行校准,上述实施例中的部分结构应该同时存在两个,例如:两个前馈麦克风101和两个反馈麦克风103,分别设置在耳机本体100的左右两侧;两个探测麦克风200,分别用于采集用户左右两只耳朵耳道内的音频数据。
基于上述耳机校准系统10,本申请实施例还提供一种耳机校准方法,应用于耳机校准系统10中的校准模组300。下面介绍用于对前馈降噪耳机进行校准的耳机校准方法。
请参照图2,图2为本申请实施例提供的一种耳机校准方法的流程图,该耳机校准方法可以包括如下步骤:
步骤S201:获取外置播放器播放的第一标准音频数据以及放置在用户耳道内的探测麦克风采集的第一个性化音频数据。
步骤S202:根据第一标准音频数据以及第一个性化音频数据确定用户对应的被动曲线信号。
步骤S203:获取第一频率响应信号以及第二频率响应信号。
步骤S204:根据被动曲线信号、第一频率响应信号及第二频率响应信号确定前馈传递函数。
步骤S205:根据前馈传递函数对前馈降噪滤波器的前馈降噪滤波参数进行校准。
在可选的实施方式中,当用户需要对一个待校准耳机进行校准时,可以将待校准耳机戴上,并将探测麦克风放入耳道内,然后外置播放器播放音频(为了便于叙述,命名为第一标准音频数据),此时,放置在用户耳道内的探测麦克风会采集到用户耳道内的音频数据(为了便于叙述,命名为第一个性化音频数据),然后校准模组可以开始执行上述步骤S201-步骤S205。
现有的待校准耳机对应的前馈降噪滤波器对应的传递函数(为了便于叙述,命名为前馈传递函数)可以表示为:
g(ff)=f
其中,g(ff)指前馈传递函数,f
被动曲线信号为出厂时,工厂使用测试治具对前馈降噪滤波器进行降噪过程中,测试得到的被动信号。该信号针对固定的测试治具是一致的信号,但是与人耳实际佩戴得到的结果差异较大。
第一频率响应信号治具测试得到的结果与个人佩戴得到的结果接近。作为一种实施方式,第一频率响应信号可以采用如下步骤确定:
第一步,获取外置播放器播放的第二标准音频数据以及前馈麦克风采集的第二个性化音频数据。
第二步,根据第二标准音频以及第二个性化音频数据确定第一频率响应信号。
其中,在确定第一频率响应信号时,外置播放器播放标准音频(为了便于叙述,命名为第二标准音频数据),耳机喇叭不播放音频,前馈麦克风采集个性化音频(为了便于叙述,命名为第二个性化音频数据),则第一频率响应信号为第二标准音频以及所述第二个性化音频数据的差值。
类似的,第二频率响应信号治具测试得到的结果与个人佩戴得到的结果接近。作为一种实施方式,第二频率响应信号可以采用如下步骤确定:
第一步,获取耳机喇叭播放的第三标准音频数据以及探测麦克风采集的第三个性化音频数据。
第二步,根据第三标准音频以及第三个性化音频数据确定第二频率响应信号。
其中,在确定第二频率响应信号时,耳机喇叭播放标准音频(为了便于叙述,命名为第三标准音频数据),探测麦克风采集个性化音频(为了便于叙述,命名为第三个性化音频数据),则第三频率响应信号为第三标准音频数据与第三个性化音频数据的差值。
可以理解的是,两个音频数据的差值指将两个音频数据对应的曲线进行减法运算。
需要说明的是,本申请实施例提供的第一标准音频数据、第二标准音频数据以及第三标准音频数据可以为相同的音频数据,也可以为不同的音频数据,本申请实施例对此不作具体的限定,本领域技术人员可以根据实际情况进行合适的调整。
基于上述前馈传递函数,可以看出,由于被动曲线信号针对测试治具测试与人耳实际佩戴测试得到的结果差异较大,且校准的过程需要基于前馈传递函数对前馈降噪滤波器的前馈降噪滤波参数进行校准,因此,可以通过将前馈降噪滤波器对应的传递函数中的被动曲线信号替换为用户个性化的被动函数,以实现个性化校准。
在步骤S201中,校准模组获取外置播放器播放的第一标准音频数据的方式有多种,例如:接收外置播放器发送的第一标准音频数据;或者,控制外置播放器播放第一标准音频数据等;而校准模组获取探测麦克风采集的第一个性化音频数据也可以有多种方式,例如:采用无线通信的方式接收探测麦克风采集的第一个性化音频数据;或者,采用有线通信的方式接收探测麦克风采集的第一个性化音频数据等。本申请实施例对此均不作具体的限定,本领域技术人员可以根据实际情况进行合适的调整。
在步骤S202中,校准模组可以基于获取到的第一标准音频数据以及第一个性化音频数据确定该用户对应被动曲线信号,其中,被动曲线信号为第一标准音频数据以及第一个性化音频数据的差值。可以理解的是,该被动曲线信号为该用户的个性化被动曲线信号,与测试治具测试得到的被动曲线信号不同,不同的用户的被动曲线信号也不同。
在步骤S203,由于针对第一频率响应信号以及第二频率响应信号,治具测试得到的结果与个人佩戴测试得到的结果接近,因此校准模组获取第一频率响应信号以及第二频率响应信号的方式也有多种。例如:校准模组可以采用上述实施例中确定第一频率响应信号以及第二频率响应信号的方式,在对待校准耳机进行校准的过程中确定得到;或者,第一频率响应信号以及第二频率响应信号可以在出厂时便已经确定且存储在了待校准耳机中,校准模组可以直接接收待校准耳机发送的第一频率响应信号以及第二频率响应信号;或者,第一频率响应信号以及第二频率响应信号还可以在出厂时便已经确定且存储在了云端或者校准模组本地中,校准模组可以直接读取云端或者本地的第一频率响应信号以及第二频率响应信号等。本申请实施例对此不作具体的限定。
在步骤S204中,基于上述公式,以及确定的被动曲线信号、第一频率响应信号及第二频率响应信号,即可以确定该用户对应的前馈传递函数,并执行步骤S205中根据前馈传递函数对前馈降噪滤波器的前馈降噪滤波参数进行校准的步骤。
作为一种实施方式,上述步骤S205可以包括如下步骤:
第一步,确定前馈传递函数的幅度曲线以及相位曲线。
第二步,利用数字信号处理算法调整前馈降噪滤波参数,以使前馈降噪滤波器对应曲线的幅度与幅度曲线匹配以及前馈降噪滤波器对应曲线的相位与相位曲线拟合。
在本申请实施中,利用放置在用户耳道内的探测麦克风采集该用户个性化的第一个性化音频数据,并基于上述第一个性化音频数据生成用户对应的被动曲线信号,进一步确定用户对应的前馈传递函数以对待校准耳机进行校准。因此,由于针对不同的用户,会采集到不同的第一个性化音频数据,所以可以根据不同用户的人耳差异对耳机进行校准,以保证每个用户均有较好的降噪效果。
下面介绍用于对反馈降噪耳机进行校准的耳机校准方法。
请参照图3,图3为本申请实施例提供的另一种耳机校准方法的流程图,该耳机校准方法可以包括如下步骤:
步骤S301:获取耳机喇叭播放第四标准音频时待校准耳机中反馈麦克风采集的第四个性化音频数据。
步骤S302:根据第四个性化音频数据确定第三频率响应信号。
步骤S303:根据第三频率响应信号确定反馈传递函数。
步骤S304:根据反馈传递函数对反馈降噪滤波器的反馈降噪滤波参数进行校准。
在可选的实施方式中,现有的待校准耳机对应的反馈降噪滤波器对应的传递函数(为了便于叙述,命名为反馈传递函数)可以表示为:
g(fb)=-f
其中,g(fb)指反馈传递函数,f
上述步骤S301-步骤S302为确定第三频率响应信号的方式,耳机喇叭播放的标准音频(为了便于叙述,命名为第四标准音频),同时,校准模组获取待校准耳机中反馈麦克风采集的个性化音频数据(为了便于叙述,命名为第四个性化音频数据)。
同样的,校准模组获取第四个性化音频数据的方式也有多种,例如:采用无线通信的方式接收反馈麦克风采集的第四个性化音频数据;或者,采用有线通信的方式接收反馈麦克风采集的第四个性化音频数据等。由于治具测试得到的第三频率响应信号与个人佩戴得到的第三频率响应信号接近,校准模组获取第四个性化音频数据的方式还可以为:接收待校准耳机发送的第三频率响应信号;或者,直接读取云端或者本地的第三频率响应信号等。本申请实施例对此均不作具体的限定,本领域技术人员可以根据实际情况进行合适的调整。
在步骤S303中,基于上述公式,可以直接对第三频率响应信号取反,便可以得到反馈传递函数。
在步骤S304中,根据反馈传递函数对反馈降噪滤波器的反馈降噪滤波参数进行校准的实现方式,与上述实施例中,根据前馈传递函数对前馈降噪滤波器的前馈降噪滤波参数进行校准的实现方式类似,此处不再赘述。
在上述方案中,除了可以对前馈降噪耳机进行校准,还可以对反馈降噪耳机以及混合式耳机进行校准,从而可以针对不同的耳机类型,保证每个用户均有较好的降噪效果。
下面介绍用于对混合式降噪耳机进行校准的耳机校准方法。
由于在混合式降噪耳机中,既存在前馈麦克风,又存在反馈麦克风,因此,可以同时利用步骤S201-步骤S205对前馈麦克风进行校准,以及利用步骤S301-步骤S304对反馈麦克风进行校准,此处不再对具体的实施方式进行详细的介绍。
需要说明的是,由于对前馈麦克风进行校准的过程中,治具测试得到的被动曲线信号与个人佩戴得到的被动曲线信号差异较大,因此,为了保证校准的个性化,需要执行步骤S201-步骤S205。而由于对反馈麦克风进行校准的过程中,治具测试得到的第三频率响应信号与个人佩戴得到的第三频率响应信号接近,因此,步骤S301-步骤S304可以选择执行,也可以选择不执行。
进一步的,在执行完成步骤S205或者步骤S304之后,可以基于校准后的前馈降噪滤波参数或者反馈降噪滤波参数,对耳机进行调整。其中,调整的方式有两种:
第一种,将校准后的前馈降噪滤波参数或者反馈降噪滤波参数回传给耳机生产方,耳机生产方直接用校准后的前馈降噪滤波参数或者反馈降噪滤波参数生产耳机。此时,本申请实施例提供的耳机校准方法还可以包括如下步骤:
向耳机生产方发送校准后的前馈降噪滤波参数,以使耳机生产方利用校准后的前馈降噪滤波参数生产个性化耳机。
在可选的实施方式中,用户可以在购买耳机时,确定自己个性化的前馈降噪滤波参数,然后,校准模组可以直接将上述前馈降噪滤波参数发送给耳机生产方,耳机生产方直接利用校准后的参数生产耳机,然后将该耳机交给用户,则该耳机为针对该用户的个性化耳机。
在本申请实施例中,可以将校准后的前馈降噪滤波器的前馈降噪滤波参数回传给耳机生产方,耳机生产方直接利用校准后的前馈降噪滤波参数生产该用户的个性化耳机,从而可以使用户使用经过个性化校准的耳机。
第二种,利用校准后的前馈降噪滤波参数或者反馈降噪滤波参数,替换待校准耳机中校准前的前馈降噪滤波参数或者反馈降噪滤波参数。此时,本申请实施例提供的耳机校准方法还可以包括如下步骤:
向待校准耳机发送校准后的前馈降噪滤波器参数,以使待校准耳机利用校准后的前馈降噪滤波器参数替换校准前的前馈降噪滤波器参数。
在可选的实施方式中,由于用户想要现场拿到耳机(此时,耳机中存储的是出厂时的标准参数)或者用户想要对自己已有的耳机进行再次校准(此时,耳机存储是之前校准后的参数),因此,用户在现场确定自己个性化的前馈降噪滤波参数后,校准模组可以直接将上述前馈降噪滤波参数发送给待校准耳机,待校准耳机利用校准后的前馈降噪滤波器参数替换校准前的前馈降噪滤波器参数。
在本申请实施例中,可以利用校准后的前馈降噪滤波器的前馈降噪滤波参数,替换待校准耳机中校准前的参数,以得到该用户的个性化耳机,从而可以使用户使用经过个性化校准的耳机。
请参照图4,图4为本申请实施例提供的一种耳机校准装置的结构框图,该耳机校准装置400可以包括:第一获取模块401,用于获取外置播放器播放的第一标准音频数据以及放置在用户耳道内的探测麦克风采集的第一个性化音频数据;第一确定模块402,用于根据所述第一标准音频数据以及所述第一个性化音频数据确定所述用户对应的被动曲线信号;其中,所述被动曲线信号为所述第一标准音频数据以及所述第一个性化音频数据的差值;第二获取模块403,用于获取第一频率响应信号以及第二频率响应信号;其中,所述第一频率响应信号为待校准耳机中前馈麦克风对应的频率响应信号,所述第二频率响应信号为所述待校准耳机中耳机喇叭对应的频率响应信号;第二确定模块404,用于根据所述被动曲线信号、所述第一频率响应信号及所述第二频率响应信号确定前馈传递函数;其中,所述前馈传递函数为所述待校准耳机对应的前馈降噪滤波器的传递函数;第一校准模块405,用于根据所述前馈传递函数对所述前馈降噪滤波器的前馈降噪滤波参数进行校准。
在本申请实施例中,利用放置在用户耳道内的探测麦克风采集该用户个性化的第一个性化音频数据,并基于上述第一个性化音频数据生成用户对应的被动曲线信号,进一步确定用户对应的前馈传递函数以对待校准耳机进行校准。因此,由于针对不同的用户,会采集到不同的第一个性化音频数据,所以可以根据不同用户的人耳差异对耳机进行校准,以保证每个用户均有较好的降噪效果。
进一步的,所述第一校准模块405还用于:确定所述前馈传递函数的幅度曲线以及相位曲线;利用数字信号处理算法调整所述前馈降噪滤波参数,以使所述前馈降噪滤波器对应曲线的幅度与所述幅度曲线匹配以及所述前馈降噪滤波器对应曲线的相位与所述相位曲线拟合。
在本申请实施例中,可以利用数字信号处理算法调整待校准耳机对应的前馈降噪滤波器对应的前馈降噪滤波参数,以实现对待校准耳机的校准。
进一步的,所述第二获取模块403还用于:获取所述外置播放器播放的第二标准音频数据以及所述前馈麦克风采集的第二个性化音频数据;根据所述第二标准音频以及所述第二个性化音频数据确定所述第一频率响应信号。
在本申请实施例中,可以通过外置播放器播放标准音频,前馈麦克风采集个性化音频,以得到前馈麦克风对应的第一频率响应信号,从而可以利用第一频率响应信号确定待校准耳机对应的前馈降噪滤波器对应的前馈传递函数,以完成对待校准耳机的个性化校准。
进一步的,所述第二获取模块403还用于:获取所述耳机喇叭播放的第三标准音频数据以及所述探测麦克风采集的第三个性化音频数据;根据所述第三标准音频以及所述第三个性化音频数据确定所述第二频率响应信号。
在本申请实施例中,可以通过耳机喇叭播放标准音频,探测麦克风采集个性化音频,以得到耳机喇叭对应的第二频率响应信号,从而可以利用第二频率响应信号确定待校准耳机对应的前馈降噪滤波器对应的前馈传递函数,以完成对待校准耳机的个性化校准。
进一步的,所述耳机校准装置400还包括:第一发送模块,用于向耳机生产方发送校准后的前馈降噪滤波参数,以使所述耳机生产方利用所述校准后的前馈降噪滤波参数生产个性化耳机。
在本申请实施例中,可以将校准后的前馈降噪滤波器的前馈降噪滤波参数回传给耳机生产方,耳机生产方直接利用校准后的前馈降噪滤波参数生产该用户的个性化耳机,从而可以使用户使用经过个性化校准的耳机。
进一步的,所述耳机校准装置400还包括:第二发送模块,用于向所述待校准耳机发送校准后的前馈降噪滤波器参数,以使所述待校准耳机利用所述校准后的前馈降噪滤波器参数替换校准前的前馈降噪滤波器参数。
在本申请实施例中,可以利用校准后的前馈降噪滤波器的前馈降噪滤波参数,替换待校准耳机中校准前的参数,以得到该用户的个性化耳机,从而可以使用户使用经过个性化校准的耳机。
进一步的,所述耳机校准装置400还包括:第三获取模块,用于获取所述耳机喇叭播放第四标准音频时所述待校准耳机中反馈麦克风采集的第四个性化音频数据;第三确定模块,用于根据所述第四个性化音频数据确定第三频率响应信号;其中,所述第三频率响应信号为所述反馈麦克风对应的频率响应信号;第四确定模块,用于根据所述第三频率响应信号确定反馈传递函数;其中,所述反馈传递函数为所述待校准耳机对应的反馈降噪滤波器的传递函数;第二校准模块,用于根据所述反馈传递函数对所述反馈降噪滤波器的反馈降噪滤波参数进行校准。
在本申请实施例中,除了可以对前馈降噪耳机进行校准,还可以对反馈降噪耳机以及混合式耳机进行校准,从而可以针对不同的耳机类型,保证每个用户均有较好的降噪效果。
请参照图5,图5为本申请实施例提供的一种电子设备的结构框图,该电子设备500包括:至少一个处理器501,至少一个通信接口502,至少一个存储器503和至少一个通信总线504。其中,通信总线504用于实现这些组件直接的连接通信,通信接口502用于与其他节点设备进行信令或数据的通信,存储器503存储有处理器501可执行的机器可读指令。当电子设备500运行时,处理器501与存储器503之间通过通信总线504通信,机器可读指令被处理器501调用时执行上述耳机校准方法。
例如,本申请实施例的处理器501通过通信总线504从存储器503读取计算机程序并执行该计算机程序可以实现如下方法:步骤S201:获取外置播放器播放的第一标准音频数据以及放置在用户耳道内的探测麦克风采集的第一个性化音频数据。步骤S202:根据第一标准音频数据以及第一个性化音频数据确定用户对应的被动曲线信号。步骤S203:获取第一频率响应信号以及第二频率响应信号。步骤S204:根据被动曲线信号、第一频率响应信号及第二频率响应信号确定前馈传递函数。步骤S205:根据前馈传递函数对前馈降噪滤波器的前馈降噪滤波参数进行校准。在一些示例中,处理器501还可以对反馈降噪耳机进行校准,也就是说,可以执行如下步骤:步骤S301:获取耳机喇叭播放第四标准音频时待校准耳机中反馈麦克风采集的第四个性化音频数据。步骤S302:根据第四个性化音频数据确定第三频率响应信号。步骤S303:根据第三频率响应信号确定反馈传递函数。步骤S304:根据反馈传递函数对反馈降噪滤波器的反馈降噪滤波参数进行校准。
处理器501可以是一种集成电路芯片,具有信号处理能力。上述处理器501可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、网络处理器(NetworkProcessor,NP)等;还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。其可以实现或者执行本申请实施例中公开的各种方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器503可以包括但不限于随机存取存储器(Random Access Memory,RAM),只读存储器(Read Only Memory,ROM),可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory,PROM),可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory,EPROM),电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory,EEPROM)等。
可以理解,图5所示的结构仅为示意,电子设备500还可包括比图5中所示更多或者更少的组件,或者具有与图5所示不同的配置。图5中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。于本申请实施例中,电子设备500可以是,但不限于台式机、笔记本电脑、智能手机、智能穿戴设备、车载设备等实体设备,还可以是虚拟机等虚拟设备。另外,电子设备500也不一定是单台设备,还可以是多台设备的组合,例如服务器集群,等等。
本申请实施例还提供一种计算机程序产品,包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序,计算机程序包括程序指令,当程序指令被计算机执行时,计算机能够执行上述实施例中耳机校准方法的步骤,例如包括:获取外置播放器播放的第一标准音频数据以及放置在用户耳道内的探测麦克风采集的第一个性化音频数据;根据所述第一标准音频数据以及所述第一个性化音频数据确定所述用户对应的被动曲线信号;其中,所述被动曲线信号为所述第一标准音频数据以及所述第一个性化音频数据的差值;获取第一频率响应信号以及第二频率响应信号;其中,所述第一频率响应信号为待校准耳机中前馈麦克风对应的频率响应信号,所述第二频率响应信号为所述待校准耳机中耳机喇叭对应的频率响应信号;根据所述被动曲线信号、所述第一频率响应信号及所述第二频率响应信号确定前馈传递函数;其中,所述前馈传递函数为所述待校准耳机对应的前馈降噪滤波器的传递函数;根据所述前馈传递函数对所述前馈降噪滤波器的前馈降噪滤波参数进行校准。
在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露装置和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,又例如,多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
另外,作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
再者,在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个模块单独存在,也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
在本文中,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。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请的保护范围,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
- 耳机产测校准方法、设备、耳机测试系统及存储介质
- 一种无线耳机降噪校准方法、装置及耳机盒和存储介质