一种音频设备

技术领域

本发明涉及音频采集和播放技术领域，尤其涉及一种音频设备。

背景技术

麦克风这种电子设备因其可采集周围声音信号，并用于实现远程传输、语音识别或扬声广播等功能，目前已被广泛应用人们生产和生活中的各种具体场景和设备中。典型的应用包括：通过手机的麦克风实现语音通话，通过门禁系统的麦克风实现语音识别和门禁控制等。但在许多特定场合下，人们说话的声音反而会给人带来困扰。例如，在会议现场、图书馆或者一些私密场所，需要保持安静的环境，这时使用麦克风进行语音通话是很不方便的。而在一些需要保密的信息也需要防止旁人偷听。另外，如果使用者在比较嘈杂的环境中通话，环境噪声往往影响通话质量，使通话对方听不清使用者的讲话。而且，环境声音被传至通话对方，也使对方容易判断使用者所处的环境，不利于使用者的隐私保护。

但人们日常使用的麦克风设备往往被嵌入各种其它电子设备中，譬如嵌入手机内部、嵌入耳机线缆中的、嵌入无线耳机的耳机中。这种依附于其它电子设备的麦克风无法被单独进行隔音设计。而具有隔音设计的专业麦克风，如录音棚中带吸音罩的麦克风因其需要专门线缆且不便携又无法进入人们的日常生活环境。

另外，人们日常使用的带麦克风的耳机设备中，麦克风通常只具有采集声音信号的功能，即其不参与与外部设备的通信。比如目前市面流行的蓝牙真无线(truewirless,简称TWS)耳机中，通常是一个耳机作为麦克风和另一个耳机的主设备，负责与外部设备，如手机等通信。用作主设备的耳机需要将外部设备发送的音频信号转发给另一个耳机，还需要将两个耳机上的麦克风所采集的声音信号转发给外部设备，这就造成用作主设备的耳机的功耗明显比另一个耳机的功耗大，而且这种转发式的操作也导致上下行通信数据延时大。

因此有必要提供一种性能更优化的具有扬声器和麦克风的音频设备，以解决上述至少一种技术缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种低功耗的音频设备。

为实现上述目的，本发明提供了一种音频设备，包括相互分离设置的耳机组件和麦克风组件，所述耳机组件和所述麦克风组件中分别设置有包含无线通信单元的控制电路；所述耳机组件基于所述无线通信单元，与外部设备建立第一无线通信连接，用于与所述外部设备通信；所述耳机组件和所述麦克风组件基于所述无线通信单元，建立第二无线通信连接；所述耳机组件基于所述第二无线通信连接，将所述第一无线通信连接的链路信息发送至所述麦克风组件；所述麦克风组件基于所述第一无线通信连接的链路信息，建立麦克风监听链路，并基于所述麦克风监听链路，接收外部设备发送给所述耳机组件的通信报文和/或向所述外部设备发送通信报文。

进一步的，所述耳机组件基于所述第二无线通信连接，还可以将外部设备的时钟信息发送给所述麦克风组件，其中，所述耳机组件在发送所述时钟信息的时隙内，获取当前外部设备的时钟信息并发送；

所述麦克风组件识别出所接收的信息为所述耳机组件发送的所述时钟信息后，优先解析，并基于解析获得的时钟信息和预设的固定传输时间偏移量，生成所述麦克风监听链路的时钟。

优选的，所述耳机组件可以包括左扬声器和右扬声器，所述左扬声器和右扬声器采用分体式结构；

所述左扬声器和右扬声器中均设置有包括无线通信单元的控制电路；

所述左扬声器和右扬声器基于所述无线通信单元，建立第三无线通信连接，用于实现左右扬声器之间的无线通信；

所述左扬声器和右扬声器中的一个扬声器，与外部设备建立所述第一无线通信连接，并与所述麦克风组件建立所述第二无线通信连接。

优选的，所述左扬声器和右扬声器中的与外部设备建立所述第一无线通信连接的一个扬声器，基于所述第三无线通信连接，将所述第一无线通信连接的链路信息发送至另一个扬声器；

所述另一个扬声器基于所述第一无线通信连接的链路信息，建立扬声器监听链路，并基于所述扬声器监听链路，接收外部设备发送给所述一个扬声器的通信报文和/或向所述外部设备发送通信报文。

优选的，所述左扬声器和右扬声器中的与外部设备建立所述第一无线通信连接的一个扬声器，基于所述第三无线通信连接，还将外部设备的时钟信息发送给所述另一个扬声器，其中，所述一个扬声器在发送所述时钟信息的时隙内，获取当前外部设备的时钟信息并发送；

所述另一个扬声器识别出所接收的信息为所述一个扬声器发送的所述时钟信息后，优先解析，并基于解析获得的时钟信息和预设的固定传输时间偏移量，生成所述扬声器监听链路的时钟。

进一步的，所述耳机组件和麦克风组件的无线通信单元均可以为基于蓝牙无线通信技术的蓝牙通信单元。

优选的，所述链路信息可以包括外部设备的蓝牙地址、所述耳机组件的逻辑地址或者所述左扬声器和右扬声器中的与外部设备建立所述第一无线通信连接的一个扬声器的逻辑地址、蓝牙链路密钥、加密过程中使用的随机数、自适应跳频表参数、相位差中的一种或多种；

所述时钟信息为蓝牙时钟信息；

所述麦克风组件或所述另一个扬声器，基于所述链路信息产生监听链路的加解密参数、蓝牙跳频表及相位差，并基于所述蓝牙时钟信息产生监听链路的蓝牙时钟。

优选的，所述麦克风组件基于麦克风监听链路，与外部设备建立可保证语音数据的实时传输的SCO或ESCO链路；所述麦克风组件在所述SCO或 ESCO链路上，将采集到的本地音频信号发送给外部设备。

进一步的，所述麦克风组件可以包括麦克风组件本体、以及设置于麦克风组件本体内的麦克风和控制电路，

所述麦克风组件具有可配合人脸形成封闭空间的隔音结构，所述麦克风采集使用者在所述隔音结构的封闭空间中发出的声音信号，生成本地音频信号。

优选的，所述麦克风组件具有可配合人脸形成封闭空间的隔音结构，具体包括：

所述麦克风组件本体为内部具有凹腔的罩体，所述凹腔的开口部具有至少符合人体口腔区域特征的形状，其被覆盖于人的口腔区域时，使凹腔内形成封闭空间；

所述凹腔的开口部设置有隔音件，或者所述凹腔的开口部由隔音材料制成；所述凹腔中设置有隔音层；

所述凹腔中设置的隔音层的表面为波浪形且具有多个凸起；

所述麦克风设置于凹腔内。

进一步的，所述麦克风组件的控制电路中还包括信号处理单元，用于对麦克风所采集的声音信号进行频谱曲线调整，并通过所述麦克风组件的无线通信单元向外发送调整后的声音信号。

本发明提供的技术方案相对于现有技术，耳机组件在与外部设备建立通信连接后，将相应的链路信息等发送给麦克风组件。麦克风组件利用这些链路信息建立与外部设备的通信链路，从而可以直接与外部设备通信，以将采集的声音信号直接发送给外部设备，因此可降低本设备的功耗。

本发明所提供的技术方案还具有其它诸多技术优势，以下将结合具体实施例逐一说明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图。

图1为本发明实施例所提供的音频设备中麦克风组件的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的麦克风组件的立体分解结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的麦克风组件的电路原理示意图；

图4为本发明实施例所提供的音频设备的一种结构示意图；

图5为本发明实施例所提供的音频设备的一种电路原理示意图；

图6为本发明实施例所提供的音频设备的另一种结构示意图；

图7为本发明实施例所提供的音频设备的另一种电路原理示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的示例性的描述。显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本申请实施例提供的音频设备，包括相互分离设置的耳机组件和麦克风组件，

所述耳机组件和所述麦克风组件中分别设置有包含无线通信单元的控制电路；

所述耳机组件基于其无线通信单元，与外部设备建立第一无线通信连接，以与所述外部设备通信；

所述耳机组件和所述麦克风组件基于所述无线通信单元，建立第二无线通信连接；所述耳机组件基于所述第二无线通信连接，将所述第一无线通信连接的链路信息发送至所述麦克风组件；

所述麦克风组件基于所述第一无线通信连接的链路信息，建立麦克风监听(snooping)链路，并基于所述麦克风监听链路，接收外部设备发送给所述耳机组件的通信报文和/或向所述外部设备发送通信报文。

在一种具体实施方式中，所述耳机组件可以仅包含一个扬声器，即单听筒式的耳机。

在另一种具体实施方式中，所述耳机组件可以为包含两个扬声器，为方便描述，本文中用“左扬声器”和“右扬声器”对两个扬声器加以区分。但应当可以理解，在实施时，“左”、“右”并不唯一的限定两个扬声器的位置关系或使用时的状态。

进一步的，两个扬声器可以是头戴一体式结构，也可以是分体式结构。两个扬声器可以由一个共同的控制电路控制，也可以各自分别具有独立的控制电路。两个扬声器的控制电路各自独立时，其控制电路内均包括有通信单元，两个扬声器可以分别通过其通信单元与外部设备实现有线或无线通信，或者两个扬声器之间还可以通过该通信单元实现有线或无线的相互通信。

本文中的有线通信可以为采用计算机系统总线、USB接口、micro USB 接口、miniusb接口、Type-C接口、lightning接口中的一种或多种，亦可为其它已知或未来可采用的可至少传输音频数据的有线传输方式。

本文中的无线通信可以为采用蓝牙技术、WIFI技术、NFC近场通信等已知或未来可采用的无线通信方式。

图1所示为本发明实施例所提供的音频设备中一种麦克风组件100的结构示意图。其中，所述麦克风组件100具有可配合人脸形成封闭空间的隔音结构。

所述麦克风组件100至少包括麦克风组件本体110和设置于麦克风组件本体110内的麦克风及控制电路(图1中未示出)。

所述麦克风组件本体110被设计为内部具有凹腔的罩体，所述麦克风组件本体110的整体形状可以有多种，如球状，柱状、台状、各种卡通形状，或者各种适于手持或佩戴的形状，如手持麦克风状、耳挂式口罩状等。

本文中将所述罩体的至少与人脸口腔区域接触的表面称为人脸接触面 120，所述凹腔内具有适于人的嘴部在其中开合动作并发出声音的空腔。所述罩体的人脸接触面120，或者至少所述凹腔的开口部具有至少符合人体口腔区域特征的形状，其可以为图1所示的马鞍形，亦可为喇叭口形、椭圆形等其它形状。因而所述罩体在使用时，可将罩体的人脸接触面120，或者至少将凹腔的开口部覆盖于人的口腔区域，即可与人脸贴合，并至少将口腔区域包覆。当然，这种包覆方式存在诸多变形，例如，凹腔的开口部与所述罩体的人脸接触面120为一体，或者凹腔的开口部内陷于罩体的人脸接触面120，则此时开口部与人脸的贴合是通过罩体的人脸接触面120完成的；甚至凹腔的开口部还可以被设计成通过其它结构与人脸贴合，如通过导音管、隔音软垫、隔音圈等结构，其效果与前述的凹腔开口部与人脸贴合基本相同或相似，因此本文中均将其称之为“凹腔的开口部被覆盖于人的口腔区域，并与人脸贴合，至少将口腔区域包覆”。这些变形结构也应当在本申请的保护范围之内。

所述凹腔的开口部设置有隔音圈、密封圈等隔音件，或者所述凹腔的开口部由隔音材料制成。

所述凹腔的腔体内亦可采用隔音设计，包括但不限于隔音层、隔音罩、隔音仓、隔音垫等。例如，在腔体内表面上设置有由隔音材料制成的隔音层，或者所述腔体为采用隔音材料制成的隔音仓。

另外，所述罩体亦可由隔音材料制成。

所述隔音圈、隔音仓、隔音层、隔音罩、隔音垫、罩体等均可以采用隔音棉、硅胶等可隔绝声音的隔音材料制成。例如，采用不锈钢或硬质硅胶材料制成隔音仓或罩体，则具有抗压隔音效果；而采用隔音棉、软质硅胶等相对软质的隔音材料制成隔音圈或隔音层，可产生多种形变而适应不同形状的接触面，特别是可增加凹腔的开口部与人脸贴合时的紧密程度，增强隔音效果。

所述麦克风及控制电路均可被设置于所述凹腔的腔体内，所述麦克风与腔体紧密结合，以在所述凹腔的空腔中采集声音信号。

所述凹腔内部还可以设置消音层、消音管、消音仓等各种现有的或未来将有的消音材料、消音构造或消音器件。例如，所述凹腔的内表面覆盖至少一层消音材料，从而可以利用消音材料吸收腔体内的声音，这样可以减少声音在腔体内被多次反射而形成的回声。

作为一种优选实施方式，所述麦克风组件本体或隔音件均可采用环保材料制成，如食用级硅胶、纳米纤维等。

图2为本发明实施例中的麦克风组件100的一种优选实施例方式。如图2 所示，所述麦克风组件本体110中设置有隔音圈210、隔音层230、麦克风240，为便于说明凹腔250的内部构造，图2还采用透视图示意。

其中，所述麦克风组件本体110中自其顶面向内凹陷形成凹腔250，麦克风240被设置于所述凹腔250内。作为一种优选方式，所述麦克风组件240 设置于凹腔的侧壁上。作为另一种优选方式，所述麦克风组件的凹腔250内还设置有至少一个通孔260，气流可自通孔260在凹腔内部和外部流通。

采用隔音材料或消音材料制成的所述隔音层230被设置于凹腔250内。所述隔音层230可以被设计成各种具有隔音效果的形式，如可以是形状与凹腔的腔体匹配的隔音棉，填充凹腔250的腔体内，或者是覆盖于凹腔250腔体内壁上的隔音垫，还可以如图2所示的，隔音层230表面被设计成波浪形且具有多个凸起，因而可以利用其一个个凸起增强隔音效果。

凹腔250的顶面开口部设置有隔音圈210，所述隔音圈210具有符合人体口腔区域特征的形状，被覆盖于口腔部位时可较好的贴合人脸。作为可选方式，还可以设置密封圈220，使隔音圈210与凹腔之间通过密封圈220进一步加强隔音效果。

在使用时，将隔音圈210覆盖于嘴上，此时，隔音圈210和凹腔250形成的封闭空间，不仅适于人嘴在此封闭空间内自由开合，说话或者歌唱，同时，麦克风240采集声波，隔音层230起到隔绝声波传递、吸收多余声波，并消除回声。因此，凹腔250的隔音结构设计，使麦克风组件在被使用时在凹腔的腔体内形成良好的隔绝声音传播的环境，阻断了内部声音向外传播和外部声音向内传播。这将为使用者创造非常纯净且私密性好的发声环境。例如使用者在使用本实施例的麦克风组件与远端通话时，其声音不会或很少泄露出腔体，而不会被其周围的人听到，因此既不干扰他人，也有很好的通话保密性；同时，其所处环境的声音也不会被传播到腔体内部，麦克风120采集到的声音只有使用者发出的语音，那么远端对话方所能听到的声音也非常干净，既使得通话不会被周围环境干扰，也使得远端对话方因无法获知环境声音而不能判断使用者所处环境，保护了使用者的隐私。

如图3所示，所述麦克风组件的控制电路可以包括控制单元、无线通信单元和供电单元。所述麦克风与所述控制电路电性连接。

所述控制单元用于实现所述麦克风组件的中央控制，包括但不限于控制所述麦克风采集外部音频信号，电源管理等。

所述无线通信单元用于所述麦克风组件与外界进行数据交互，包括但不限于将麦克风采集的音频信号向外传输。

在一种具体实施方式中，所述麦克风组件中还可以设置有有线通信接口，以使得麦克风组件可以通过有线通信方式，将所采集的声音信号传输给外部设备或耳机组件。例如，所述麦克风组件可以通过其有线通信接口被单独插接到电脑上，由此可以实现无干扰的高品质电脑录音。图1所述的麦克风组件100即被另外设置有有线通信接口，其中麦克风组件100还包括通过线缆 140与控制电路电性连接的音频输出专用接头130，其具体可以为3.5mm二芯音频输出接头。

所述供电单元用于提供麦克风组件工作时的所需电源，其可以是通过纽扣电池或可充电电池供电的供电电路模组，亦可是通过外部输入电源为本装置供电的供电管理模组，还可以是基于所述麦克风组件中另外设置的有线通信接口自取电的电路模组。

在一种较佳实施例中，所述罩体上还设置有与所述控制电路电性连接的感应单元(图中未示出)，所述感应单元用于检测所述麦克风组件的使用状态，并在检测到麦克风组件被使用时(如检测到凹腔内部光线变暗、凹腔表面温度升高等，则可认为麦克风组件被佩戴并应进入使用状态)，产生第一感应信号，所述控制电路检测到所述第一感应信号时，开启所述麦克风，以使得麦克风进入采集音频信息的工作状态；而在检测到所述麦克风组件被闲置时(如检测到凹腔内部光线变亮、凹腔表面温度降低等，则可认为麦克风组件被摘下并应停止使用)，则产生第二感应信号，控制电路检测到所述第二感应信号时，关闭所述麦克风，以降低功耗，延长麦克风组件的待机时间。

所述感应单元可以采用现有的或未来将有的各种可检测麦克风组件中所接收到的温度变化、光线变化、声波变化、压力变化、位置变化等的感应技术实现，例如，可以被具体实施为红外传感器、压力传感器、振动传感器中的一种或多种，其可以被设置在罩体上的任何合适位置，如凹腔的空腔内、罩内内部等等，具体根据所采用的感应单元类型而定。

考虑到声音信号在封闭空间传播时，受到腔体结构、材质等影响，可能会出现失真、混响等现象，而影响麦克风所采集的声音质量，因此，在另一种较佳实施例中，所述控制电路还可以包括信号处理单元，用于对麦克风所采集的声音信号进行频谱曲线调整，消除混响，获得接近开放环境时的声音信号，所述控制单元控制所述通信单元输出信号单元处理后的声音信号。所述信号处理单元具体可以用于执行包括EQ(Equalizer，均衡)处理、混响消除等各种已知的或未来可采用的音频处理方法。

本实施例所提供的音频设备，在设计麦克风组件的隔音结构的同时，采用信号处理单元对用户声音信号的频谱曲线调整，不仅具有物理隔音的优势，还可以有效消除声波在狭小且密闭空间中的扭曲、失真以及非正常的混响，而获得接近开放环境中的声音效果，提高声音采集质量。因此本实施例的音频设备相对现有技术，可以提供隔音效果更佳、声音质量更优的用户体验，其可以适用于多种应用场景，使得人们不论是在会议室、课堂、音乐厅、体育场、图书馆、教堂、公交车、高铁、会所、酒吧等场所，亦或在喧嚣的清晨，在寂静的午夜，均可自由说话、歌唱，而不用担心打扰别人，也不用担心通话对方听不清或自己传给对方的声音难听，更不用担心隐私泄露。

图4所示为本发明实施例提供的一种音频设备，具有可分离的耳机和麦克风结构，其中包括相互分离设置的耳机组件400和麦克风组件100。

所述麦克风组件100可以为与图1至图3所示麦克风组件相同或相似的可隔音麦克风组件。如其中麦克风组件100可以不具有线缆140和音频输出专用接头130。显然，所述麦克风组件100亦可为不具有隔音功能的麦克风组件，即不具有如图1或图2所示的隔音结构。如其可以被设计为独立的微型话筒。

所述耳机组件400可以为头戴式耳机、耳挂式耳机或入耳式耳机等，其具有左扬声器410、右扬声器420、连接左右扬声器的连接部430及控制电路 (图中未示出)。

所述连接部430可以被设计为耳机支架、头箍、软带、连接线缆等，其中设置有导线。所述左扬声器410和右扬声器420内分别设置有扬声器单元。所述扬声器单元通过导线与控制电路电性连接。

作为一种可选实施例，所述耳机组件上还可以设置有有线通信接口，用于实现与外部设备或麦克风组件的有线通信。如图4中示例性的显示了有线通信接口为麦克风插座mic in 440，可以用于插接图1所示的麦克风组件100 的音频输出专用接头130。显然，所述有线通信接口还可以采用其它如USB 接口、microUSB接口、lightning接口等有线通信接口实现。

如图5所示，所述耳机组件400的控制电路包括无线通信单元、微处理单元和供电单元。

其中，微处理单元用于实现所述耳机组件400的中央控制，包括但不限于通信控制、数据处理、播放控制等。

所述无线通信单元用于所述耳机组件400与外界进行数据交互，包括但不限于从外部设备接收远端音频信号、从麦克风组件100接收麦克风采集的本地音频信号、向外部设备或麦克风组件100发送通信确认消息或控制指令等。

所述耳机组件400通过无线通信单元基于无线通信协议与外部设备建立第一无线通信连接，以实现与外部设备的通信。由此，所述耳机组件400可以接收来自外部设备的远端音频信号，所述微处理单元用于将所述远端音频信号进行处理后通过左扬声器410和/或右扬声器420的扬声器单元播放。

所述耳机组件400还通过所述无线通信单元基于无线通信协议与所述麦克风组件建立第二无线通信连接，以实现与所述麦克风组件的无线通信。由此，所述耳机组件400可以将所述第一无线通信连接的链路信息发送至所述麦克风组件，和/或，所述耳机组件400可以接收来自所述麦克风组件的本地音频信号。

所述麦克风组件基于所述第一无线通信连接的链路信息，建立麦克风监听链路，并基于所述麦克风监听链路，接收外部设备发送给所述耳机组件的通信报文和/或向所述外部设备发送通信报文。所述通信报文可以包括麦克风组件采集并发送的本地音频信号或其它在通信过程中需要发送的通信数据。

进一步的，所述耳机组件基于所述第二无线通信连接，还将外部设备的时钟信息发送给所述麦克风组件。现有技术的耳机进行无线通信时，通常是将待发送的信息缓存在诸如基于先进先出机制的FIFO缓存器中，再顺序发送。相应的，接收端接收到信息后，也先缓存，再按照接收时间依次处理。这种发送和接收信息的机制在用于发送时钟信息时，会增加延迟，降低时钟信息的实时性。因此，本发明实施例中，所述耳机组件在发送所述时钟信息的时隙内，获取当前外部设备的时钟信息并发送，由此确保耳机组件发送的时钟信息为最新的外部设备的时钟信息。相应的，所述麦克风组件识别出所接收的信息为所述耳机组件发送的所述时钟信息后，优先解析，并基于解析获得的时钟信息和预设的固定传输时间偏移量，生成所述麦克风监听链路的时钟。本文中所述的“优先解析”，可以是将包含时钟信息的数据包的解析优先级设置为较高优先级，甚至是最高优先级，麦克风组件一旦识别出接收到的数据包包含时钟信息后，将优先解析该数据包，而不再将其按照现有技术的缓存和按接收时间的先后顺序解析的机制处理。由此确保所生成的麦克风监听链路的时钟与外部设备的时钟保持同步，使得麦克风监听链路可以作为耳机组件与外部设备之间的通信链路的影子链路，可正常接收到外部设备发送给耳机组件的通信报文，甚至在必要时，代替耳机组件发送报文给耳机组件。

所述的固定传输时间偏移量可以根据本音频设备与外部设备执行无线通信时的固定传输延迟性能预先设置。

本文中所述无线通信协议可以是标准无线协议，也可以是专用无线协议或私有无线协议。本文所用术语“标准无线协议”是指任何开放或公开可用的无线协议，包括标准机构或组织提供或发布的任何无线协议，如蓝牙技术规范、Wi-Fi等等。本文所用术语“专有无线协议”或“私有无线协议”是指除标准无线协议之外的任何无线通信协议。

本文中所述外部设备可以是手机、电脑、电视、无线音箱、车载音箱、游戏机等各种媒体播放器、手持计算机、游戏设备、电视或音频接收装置。其可以是按独立装置的形式提供的电子设备，如手机、电脑等，亦可是作为嵌入式系统提供的电子设备，如车载音箱、家庭影院等。这些仅是说明性的例子，本发明对此不做具体限定。

再如图5所示，所述左、右扬声器中的扬声器单元用于在所述微处理单元的控制下实现音频信号播放。如同时播放本地音频信号或远端音频信号、同时播放混合后的本地音频信号和远端音频信号、分别播放本地音频信号和远端音频信号等等。

所述耳机组件400和麦克风组件100的供电单元可以是通过纽扣电池或可充电电池供电的供电电路模组，亦可是通过外部输入电源为本装置供电的供电管理模组，还可以是基于有线通信接口自取电的电路模组。二者可以相同，亦可不同。

下面将结合一种典型应用场景详细说明本发明实施例。

如图6所示，在本典型应用场景中，本实施例提供的音频设备可用作具有隔音功能的蓝牙真无线(True wireless，简称TWS)耳机，即，其中左扬声器和右扬声器采用分体式结构。

如图7所示，所述左扬声器和右扬声器中均设置有包括无线通信单元的控制电路。所述左扬声器和右扬声器基于所述无线通信单元，建立第三无线通信连接，用于实现左右扬声器之间的无线通信。所述左扬声器和右扬声器中还设置有扬声器单元，所述控制电路还包括微处理单元和供电单元。其基本功能可参照图5及前述实施例的描述，此处不再赘述。

所述耳机组件与外部设备和麦克风组件通信，具体是所述左扬声器和右扬声器中的一个扬声器，基于其无线通信单元与外部设备建立所述第一无线通信连接，并与所述麦克风组件建立所述第二无线通信连接。

所述左扬声器和右扬声器中的与外部设备建立所述第一无线通信连接的一个扬声器，基于所述第三无线通信连接，将所述第一无线通信连接的链路信息发送至另一个扬声器；所述另一个扬声器基于所述第一无线通信连接的链路信息，建立扬声器监听链路，并基于所述扬声器监听链路，接收外部设备发送给所述一个扬声器的通信报文和/或向所述外部设备发送通信报文。

以下为描述方便，将以左扬声器与外部设备建立所述第一无线通信连接，并与所述麦克风组件建立所述第二无线通信连接。

在本典型应用场景中，所述耳机组件和麦克风组件在开机后与外部设备基于蓝牙无线通信协议组网的过程如下：

(1)所述麦克风组件与左扬声器建立第二无线通信连接，具体的，建立基于蓝牙协议的链路层连接和应用层的A2DP(Advanced Audio Distribution Profile蓝牙音频传输模型规范)连接、HFP(Hands-free Profile免提规范) 连接和AVRCP(Audio/VideoRemoteControl Profile，音频/视频远程控制规范)连接；

(2)右扬声器与左扬声器建立第三无线通信连接，具体的，建立基于蓝牙协议的链路层连接和应用层的A2DP连接、HFP连接和AVRCP连接；

(3)左扬声器与外部设备建立第一无线通信连接，具体的，如果左扬声器中记录了外部设备信息，则建立第一无线通信连接，以连接外部设备，如图6所示的智能手机；如果左扬声器中没有记录外部设备信息，则进入可配对状态，指示灯闪烁，提示外部设备来搜索和配对连接自己；假设左扬声器与外部设备连接成功，建立基于蓝牙协议的链路层连接和应用层的A2DP连接、HFP连接和AVRCP连接；

各组件连接成功后，形成一个蓝牙散射网络(scatternet)，在该散射网络中，外部设备为Master(主)角色，其slave(从)角色为左扬声器；左扬声器为外部设备的Slave角色，同时又是麦克风组件和右扬声器的Master角色；麦克风组件和右扬声器为左扬声器的Slave角色；这样，该散射网络有两个蓝牙微微网组成，分别称为Piconet1和Piconet2；左扬声器同时维护Piconet1和 Piconet2的三条蓝牙连接。本实施例中，所述蓝牙连接建立的标志是AVDTP (Audio/Video Distribution Transport Protocol,音频/视频分发的传输规范)通道处于OPEN状态。

基于该网络架构，本音频设备可与外部设备实现至少三种音频交互场景：

场景一：播放远端音频

(1)用户可以从外部设备、或耳机组件、或麦克风组件上触发播放操作；如在耳机组件或麦克风组件上触发，则该播放操作通过AVRCP协议的信令转发到外部设备；

(2)外部设备的蓝牙协议栈将播放操作上报给安装在外部设备内的音乐播放器应用，音乐播放器应用开始通过流式向外部设备的蓝牙通道发送远端音频信号；同时，外部设备的蓝牙协议栈发送开始播放指令 AVDTP_START_CMD，将AVDTP通道改为流Streaming状态；

(3)左扬声器收到AVDTP_START_CMD指令后，回应确认收到指令 AVDTP_START_RSP；同时，左扬声器将第一无线通信连接的链路信息通过第三无线通信连接的ACL链路发送给右扬声器，该链路信息可以包括外部设备的蓝牙地址、所述左扬声器逻辑地址、蓝牙链路密钥linkey、加密过程中使用的随机数、自适应跳频表参数(AFH map)、相位差(intraslot offset)中的一种或多种；进一步的，左扬声器将外部设备的蓝牙时钟信息(BTclock)通过所述第三无线通信连接的同步链路发送给右扬声器，以保证发送的数据在固定时间间隔到达右扬声器。通常情况下，为实现主从设备同步，左扬声器作为外部设备的slave角色，在建立第一无线通信连接后，即可获得外部设备的蓝牙时钟，并设置自身的本地蓝牙时钟与外部设备的蓝牙时钟同步。因此，左扬声器在发送所述时钟信息的时隙内，可以获取当前接收到的外部设备的蓝牙时钟或者获取本地蓝牙时钟信息，以作为当前外部设备的时钟信息发送；

(4)右扬声器基于上述信息，建立一条扬声器监听链路，该链路将外部设备作为自己的Master设备；右扬声器基于外部设备的蓝牙时钟信息和预设的固定传输时间偏移量，生成扬声器监听链路的蓝牙时钟，并依据第一无线通信连接的链路信息产生加解密参数、蓝牙跳频表、相位差等；扬声器监听链路就可以正常接收到外部设备发送给左扬声器的报文，必要时还可以代替左扬声器发送报文给外部设备，如在左扬声器因电量过低或通信故障无法与外部设备通信时。这样，右扬声器就能在无需左扬声器参与的情况下，正常地接收外部设备的音乐报文，从而达到了左扬声器和右扬声器同步播放外部设备发送的远端音频内容的效果。

在一种优选实施例中，为了弥补丢包导致卡顿的情况，左扬声器和右扬声器还通过所述第三无线通信连接进行交互：在左扬声器丢失音乐报文时，发送请求给右扬声器，右扬声器转发该丢失的报文给左扬声器；反之亦然。

在一种优选实施例中，为了达到更好的同步播放效果，左扬声器和右扬声器通过所述第三无线通信连接进行交互：左扬声器将播放某帧音乐数据的时间点发送给右扬声器；左扬声器和右扬声器通过相同的蓝牙时钟来同步到该时间点进行播放，从而达到很好的同步播放的效果。

场景二：采集和输出本地音频

(1)用户从外部设备、或耳机组件、或麦克风组件上触发本地音频输入操作；或者麦克风组件的感应单元检测到麦克风组件被使用时，则触发本地音频输入操作；

(2)左扬声器将第一无线通信连接的链路信息通过第二无线通信连接的 ACL链路发送给麦克风组件，该链路信息可以包括外部设备的蓝牙地址、所述左扬声器逻辑地址、蓝牙链路密钥linkey、加密过程中使用的随机数、自适应跳频表参数(AFH map)、相位差(intraslot offset)中的一种或多种；进一步的，左扬声器将外部设备的蓝牙时钟信息(BTclock)通过所述第二无线通信连接的同步链路发送给麦克风组件，以保证发送的数据在固定时间间隔到达麦克风组件。

(3)麦克风组件基于上述信息，建立一条麦克风监听链路，该链路将外部设备作为自己的Master设备；麦克风组件基于外部设备的蓝牙时钟信息和预设的固定传输时间偏移量，生成麦克风监听链路的蓝牙时钟，并依据第一无线通信连接的链路信息产生加解密参数、蓝牙跳频表、相位差；这样，麦克风组件就可以正常接收到外部设备发送给左扬声器的报文或向外部设备发送报文了。

(4)麦克风组件基于麦克风监听链路，发送请求建立ESCO(Extended SynchronousConnection-Oriented，扩展的面向连接的同步逻辑传输)或SCO (SynchronousConnection-Oriented，面向连接的同步逻辑传输)同步链路的消息ESCO_LINK_REQ给外部设备；基于麦克风监听链路，外部设备与麦克风组件之间建立可保证语音数据的实时传输的SCO或ESCO链路；在该链路上，麦克风组件将采集到的本地音频信号发送给外部设备，完成无需左扬声器的转发而实现语音采集上传功能。

在一种优选实施例中，所述麦克风组件基于所述第二无线通信连接，发送ESCO_LINK_REQ消息给左扬声器；基于所述第二无线通信连接，左扬声器与麦克风之间建立SCO或ESCO链路；在该链路上，麦克风将发送给外部设备的本地音频信号拷贝一份发送给左扬声器，这样左扬声器就能将用户自己的语音播放给用户收听，解决本发明实施例中具有隔音功能的麦克风在采集时屏蔽了语音导致用户无法正常监听自身声音的问题。

场景三、双向语音通话

(1)用户从外部设备、或耳机组件、或麦克风组件上触发双向语音通话操作；

(2)左扬声器将该通话操作通过HFP协议的信令转发到外部设备；

(3)外部设备的蓝牙协议栈建立双向语音通话应用(比如电话应用、直播应用等)的蓝牙双向语音通道；

(4)左扬声器将所述第一无线通信连接的链路信息通过蓝牙连接3的 ACL链路发送给右扬声器，并将将外部设备的蓝牙时钟信息(BT clock)通过所述第三无线通信连接的同步链路发送给右扬声器；

右扬声器基于上述信息，建立一条扬声器监听链路，该链路将外部设备作为自己的Master设备；右扬声器基于外部设备的蓝牙时钟信息和预设的固定传输时间偏移量，生成扬声器监听链路的蓝牙时钟，并依据外部设备的链路信息产生加解密参数、蓝牙跳频表、相位差等。

此过程与前述场景一的相关内容相同，此处不再赘述。

(5)左扬声器将所述第一无线通信连接的链路信息通过第二无线通信连接的ACL链路发送给麦克风组件，并将外部设备的蓝牙时钟信息(BT clock)通过第二无线通信连接的同步链路发送给麦克风组件；麦克风组件基于上述信息，建立一条麦克风监听链路，该链路将外部设备作为自己的Master设备；麦克风基于外部设备的蓝牙时钟信息和预设的固定传输时间偏移量，生成麦克风监听链路的蓝牙时钟，并依据第一无线通信连接的链路信息产生加解密参数、蓝牙跳频表、相位差等；

此过程与前述场景二的相关内容相同，此处不再赘述。

(6)左扬声器基于第一无线通信连接，发送ESCO_LINK_REQ消息给外部设备；基于第一无线通信连接外部设备与左扬声器之间建立SCO或ESCO链路；外部设备的双向蓝牙语音通道与该SCO或ESCO链路联通；在该SCO 或ESCO链路上，外部设备的语音数据下行传输给左扬声器播放；因为扬声器监听链路是第一无线通信连接的影子链路，右扬声器也同时正常接收该 SCO或ESCO链路上的语音数据并正常播放；这样就达到了左右扬声器同时播放的效果；因为麦克风监听链路是第一无线通信连接的影子链路，麦克风组件也能正常在该SCO或ESCO链路上上行传输语音到外部设备；

(7)麦克风组件基于第二无线通信连接，发送ESCO_LINK_REQ消息给左扬声器；基于第二无线通信连接，左扬声器与麦克风之间建立SCO或ESCO 链路；在该链路上，麦克风组件将发送给外部设备的本地音频信号拷贝一份发送给左扬声器，这样左扬声器就能将用户自己的声音播放给用户收听。

由此，在本场景中，右扬声器和麦克风组件均可以通过所建立的监听链路直接与外部设备通信，相对于现有技术，本发明实施例所提供的音频设备对外部设备的兼容性无特殊要求，方案适应性良好；上下行延时低，与外部设备直接连接的设备延时相同；并且节省了传统方案中语音数据报文需要左扬声器上下行转发的操作，节省了功耗。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。