专利名称：：降噪电路及其方法
技术领域：
：本发明各种实施例的方面涉及降噪，具体方面涉及利用安装到用户耳朵的音频设备来降噪。
背景技术：
：多年来，音频扬声器以多种形式用于欣赏音乐或电影、收听广播节目、教学用途和通信。音频扬声器具有很多种形式，范围从广泛应用的扩音器到用在头戴式送受话器(headset)、耳机(earphone)和耳塞(earbud)中的个人扬声器。对于个人收听欣赏，非常不希望存在环境噪声。例如，收听头戴式送受话器、耳机和耳塞中的扬声器的用户可以相对于扬声器生成的声音而听到不期望的环境噪声。当用户希望以相对低的音量级(volumelevel)(在这个音量级，可以听到盖过来自扬声器的声音的环境噪声)来收听时，克服这个问题变得特别有挑战性。虽然已经有多种尝试使用主动降噪来处理噪声，例如，涉及反馈系统、前馈系统和自适应系统的尝试，但是这些方法对于很多应用来说是有限制的。例如，当耳塞的位置发生移动时，泄漏的耳塞型头戴式受话器(leakyearbud-typeheadphone)扬声器可以表现出向耳道的不同噪声泄漏。这些和其它问题向噪声消除和相关设备提出了挑战。
发明内容不同的示例性实施例涉及诸如头戴式送受话器、耳机和耳塞之类的音频设备的噪声消除。根据示例性实施例，耳机设备包括外壳、扬声器、麦克风和降噪电路。外壳具有近端和远端，近端被配置为安装到用户耳朵，远端位于近端的相对侧并且被配置为布置在用户耳朵外部附近(例如，外壳从用户耳道附近的近端延伸到远离用户耳道的远端)。扬声器被配置为基于音频信号生成声音以经由外壳的近端传入用户的耳道。麦克风位于远端，并且被配置为在外壳的近端插入用户耳朵的一部分中的情况下，检测环境噪声和所生成的声音中从用户耳道内部泄漏的部分(例如检测经过(past)和/或通过(through)外壳而泄漏的声音)。降噪电路基于所生成的声音中检测到的泄漏部分来生成正向泄漏传递函数以评估进入用户耳道的噪声，并利用正向泄漏传递函数来处理与检测到的环境噪声相对应的信号以生成噪声消除信号。输出该噪声消除信号，以与音频信号一起用来生成声音，从而消除传入用户耳道的环境噪声的至少一部分。另一示例性实施例涉及一种音频降噪电路，用于减小收听由耳机设备生成的声音的用户可听的环境噪声，耳机设备具有插入用户耳朵中的近端、用于响应于音频信号来生成声音的扬声器、以及耳机设备的远端处的麦克风，耳机设备的远端用于放在用户耳道的外面。所述音频降噪电路包括评估电路，使用所生成的声音中与(如由麦克风检测到的)在耳机设备插入耳朵中的情况下从用户耳道泄漏的部分相对应的信号，来确定用于对进入用户耳道的环境噪声加以表征的正向泄漏传递函数。所述音频降噪电路还包括降噪电路，利用正向泄漏传递函数来处理与麦克风检测到的环境噪声相对应的信号，以生成和输出噪声消除信号，从而消除检测到的环境噪声的至少一部分。根据另一示例性实施例，以如下方式来减小收听耳机设备生成的声音的用户可听的环境噪声。通常，耳机设备具有插入用户耳朵中的近端、用于响应于音频信号来生成声音的扬声器、以及在耳机设备的远端处的麦克风，耳机设备的远端用于放在用户耳道的外面。在评估电路中，当耳机的近端插入耳朵中时，使用所生成的声音中与(如麦克风检测到的)从用户耳道泄漏的部分相对应的信号，来确定正向泄漏传递函数以表征进入用户耳道的环境噪声。在降噪电路中，利用正向泄漏传递函数来处理与(麦克风检测到的)环境噪声相对应的信号，以生成和输出噪声消除信号，从而消除检测到的环境噪声的至少一部分。以上的讨论/概述并非意图描述每个实施例或本发明公开的每种实现。以下的附图和详细描述也是示例性的各种实施例。结合附图，根据下文详细的描述，可以更全面地理解不同示例性实施例，其中图IA示出了根据本发明示例性实施例的降噪电路；图IB示出了根据本发明另一示例性实施例的耳塞型装置；图2示出了根据本发明另一示例性实施例的音频头戴式受话器电路的框图；图3示出了根据本发明另一示例性实施例消除噪声的流程图。具体实施例方式虽然本发明可以被修改为各种变体和备选形式，但是已经在附图中通过示例的方式示出了本发明的特定细节，并将对这些特定细节进行详细地描述。但是应该理解，本发明不限于所描述的特定实施例。相反，本发明将涵盖包括权利要求中所限定方面的本发明范围之内的所有修改、等同和替换。认为本发明的方面可应用于与音频扬声器一起使用的多种不同类型的过程、设备和装置，所述音频扬声器例如是头戴式送受话器、耳机、耳塞和其一部分被安装到用户耳朵的其它扬声器设备。虽然本发明不限于此，但是可以使用该上下文，通过对示例的讨论来理解本发明的各个方面。根据示例性实施例，可以使用正向传递函数(forwardtransferfunction)和检测到的环境噪声，来实施噪声消除，以生成反噪声消除信号(invertednoise-cancellationsignal)，其中正向传递函数表示声音向用户耳道的传播。将反向噪声消除信号提供给用户的耳道(例如，通过将反向噪声信号添加到音频信号或白噪声信号中以消除部分或所有的环境噪声)。在各种实施例中，本文所讨论的噪声消除方法可以用于生成特定于具体应用的专用(tailored)正向传递函数，所述具体应用包括特定用户的耳朵的外观(aspect)和向用户提供音频声音的其它特性。因此，不同实施例也涉及以下噪声消除方法所述噪声消除方法包括使用耳塞或耳机设备来确定正向传递函数，其中，耳塞或耳机设备可以不与用户的耳朵紧紧地密封，并且还根据用户耳朵的几何结构以不同方式安装到不同用户的耳朵。根据更具体的示例性实施例，使用位于用户耳道外部(outerportion)附近和/或在用户耳道外面(outside)的麦克风来估计(estimate)正向传递函数或确定正向传递函数。使用麦克风检测来自耳道的泄漏声音，并(例如在处理电路中)对泄漏的声音进行处理以确定正向传递函数。然后使用所确定的函数和检测到的环境噪声来产生反转的噪声消除信号并消除进入用户耳道的噪声的至少一部分，其中，输出反转的噪声消除信号以用于消除噪声，例如，通过例如将反转的噪声消除信号添加到为用户生成声音的音频信号中来消除噪声。例如，可以将与检测到的环境噪声相对应的反转的信号跟正向泄漏传递函数相乘，以生成噪声消除信号。在另一示例性实施例中，针对传入用户耳道的声音，确定正向传递函数，并且使用所述正向传递函数来如下实施噪声消除。利用插入用户耳朵(例如在耳道附近的耳廓间(interconchal)区域中)的扬声器设备来生成声音，检测所生成的声音中从用户耳道泄漏的部分。使用检测到的泄漏声音和用于生成声音的已知音频信号来确定正向传递函数。使用所确定的正向传递函数和检测到的环境噪声来产生反转的噪声消除信号，将该反转的噪声消除信号信号添加到音频信号中以为用户生成声音。所生成的声音具有音频信号的特性和环境噪声消除声音的特性。可以使用多种输入、处理方法和电路来确定正向输入函数。在一些实现中，如上所述，使用检测到的泄漏声音和已知音频信号来确定反向泄漏传递函数，所述反向泄漏传递函数表征了当用户收听音频时从用户耳道泄漏的声音。例如，反向泄漏传递函数可以用于表征插入用户耳朵的耳机或耳塞泄漏的音频声音。然后，基于该反向泄漏传递函数来估计(例如，确定)正向传递函数，所述反向泄漏传递函数也特定于用户耳道和用于生成音频声音的扬声器设备。在不同实施例中，也使用环境的其它特性来确定正向泄漏传递函数。例如，用户可以设置输入参数，例如，与环境条件有关的参数、耳塞大小、噪声消除的增益或水平、扬声器设备的用途(例如，在头盔内部，在户外，在水下)等等。将这些用户输入和检测到的泄漏噪声一起使用来确定正向泄漏传递函数。在其它示例性实施例中，使用动态方法确定对进入用户耳道的声音加以表征的正向泄漏传递函数。动态地生成正向泄漏传递函数，以基于正向泄漏函数的变化的特性(例如，与耳机外壳在用户耳朵中的定位(positioning)相关的特性)来自适应地消除噪声。当检测到变化的环境噪声时，使用动态生成的正向泄漏传递函数来处理与噪声相对应的反转的信号。该方法可以与一个或多个上述实施例或本文讨论的其它实施例一起实现，并且可以适应变化的环境条件。例如，很多扬声器设备被配置为插入用户耳朵，扬声器设备在使用过程中可以移位或移动。诸如热、压强、流体(例如汗水、水)的存在等其它环境条件也可以影响声音传入用户耳道的方式。因此，正向泄漏传递函数可以动态地变化。通过这个方法，可以动态地调节噪声消除来处理环境的变化。可以在多种条件下实现动态主动噪声消除。例如，当用户收听诸如音乐、无线电广播、电视广播或对话之类的音频源时，如上所述，可以通过使用用户收听的音频作为输入并且还使用用户收听的音频来确定泄漏的声音，来估计正向泄漏传递函数。当用户收听的音频中断时，例如当音频暂停或停止时(例如，在不存在用于估计泄漏的采样音频信号的情况下)，可以使用最后已知的用于估计正向泄漏传递函数的泄漏条件(例如，使用先前生成的正向泄漏传递函数)，来使噪声消除暂停、停止或继续。例如，当用户收听音乐时，通常在歌曲之间不产生声音。在这些时间段期间，可以使用先前生成的或最后已知的正向传递函数来执行噪声消除，其中，使用刚刚结束的歌曲来估计所述先前生成的或最后已知的正向传递函数。当音频信号重新开始时，如本文所讨论的，可以使用重新开始的音频信号来生成新的正向泄漏传递函数，以生成新的噪声消除信号。根据其它示例性实施例，使用采样音频源来估计正向泄漏传递函数，以消除进入用户耳道的噪声。例如，采样源可以是测试信号，测试信号被施加到扬声器以生成音频声音并将该音频声音提供给用户耳道，检测所生成的声音中泄漏的部分，并使用所述泄漏的部分来估计正向泄漏传递函数。例如，测试信号可以用于生成用户可听的声音或者生成用户基本上不可听的声音，例如超声、亚声(infrasound)或者在人检测极限附近的声音(例如，在20Hz附近或在20kHz附近)。例如，生成不可听声音可以用在静寂(silent)操作模式中，以在没有任何用于确定正向泄漏传递函数的音频信号的情况下，实施噪声消除。通过生成不可听的声音以及对不可听的声音的泄漏进行检测，可以估计或动态地估计正向传递函数，并且使用所述正向传递函数来消除噪声，而不必将音频提供给用户。在一些实施例中，生成可听的声音包括生成白噪声，所述白噪声从用户耳朵的泄漏是可以被检测到的。如上述不可听的示例一样，基于泄漏的白噪声来估计正向传递函数，并使用所述正向传递函数来生成与检测到的环境噪声相对应的噪声消除信号。其它实施例涉及生成噪声消除信号，以将环境声音/噪声的仅特定方面滤除。例如，当用户想要听到说的话而过滤除诸如机器噪声或引擎噪声之类的其它环境噪声时，可以如上所述使用正向传递函数来生成噪声消除信号，并且特别地避免消除想要听到的声音。这种方法可以包括在与要滤除的噪声相对应的特定频率范围内，对检测到的环境噪声施加正向传递函数，同时避免其他范围，如，语音频率范围(例如300-3400HZ)。其它实施例还包括增强或放大检测到的、想要听见的、本来被耳塞或耳机组件阻碍的环境声音(如，在语音频率范围内的声音)，以帮助传入用户的耳道。如可以根据本文所描述的实施例来实现的，一种滤除环境声音/噪声特定方面的方法包括对不期望的背景噪声进行采样，并使用采样来生成噪声消除信号。例如，可以将噪声消除电路设置为“采样”或配置模式，并且在采样期间使用该噪声消除电路对不期望的噪声进行采样，以确定不期望的噪声的特性(例如，与频率相关的特性)，以对所选的环境背景噪声进行滤波。麦克风用于检测要被滤波的环境噪声的频率特性，降噪电路处理与检测到的环境噪声相对应的信号。例如，可以使用正向泄漏传递函数来处理与麦克风检测到的背景噪声的频率范围内的环境噪声相对应的信号。通过这种方法，可以减小所选频率范围内的噪声，同时促进其它频率范围内的环境噪声的可听度(audibility)。例如，当其他声音与环境背景噪声一同存在时(例如，可以从音乐或人的说话中生成的声音)，消除一部分或全部背景噪声，而没有消除其它的环境声音。一个这样的方法包括允许在语音频率范围(例如300-3000HZ)内的背景噪声通过，而对其它环境噪声滤波。这种方法可以消除不期望的背景噪声，而允许用户听到期望的环境声音。根据其它示例性实施例，噪声消除电路被配置为生成正向泄漏传递函数，所述正向泄漏传递函数表示进入用户耳道的噪声的(估计)量。噪声消除电路还被配置为使用正向泄漏传递函数和表示环境噪声的音频信号来生成反信号，以消除进入用户耳道的环境噪声。噪声消除信号有效地利用正向泄漏传递函数来估计检测到的将到达用户耳膜的环境噪声的量，并且生成与估计量的反相对应的信号，以消除用户耳道中的噪声。其它示例性实施例涉及诸如扬声器、头戴式送受话器、耳机和耳塞之类的音频设备，所述音频设备包括扬声器，用于根据音频信号生成声音；麦克风，用于检测环境噪声；以及噪声消除电路，使用如上所述的方法来生成噪声消除信号以提供给扬声器。扬声器、麦克风和噪声消除电路被布置为便于针对个人用途而安装音频设备，其中麦克风被布置在用户耳道外部附近或布置在用户耳道外面。在一个实施例中，耳机或耳塞型音频设备包括端部，被配置为插入用户耳朵；以及相对端部，包括在耳道外面或在耳道外部附近的麦克风。噪声消除电路动态地对从用户耳道的音频泄漏进行采样，使用所采样的泄漏来自适应地修改正向传递函数，并相应地调整噪声消除声音的产生，以适应所估计的由于耳机或耳塞的定位而产生的正向泄漏。在一些实现中，耳机包括单个麦克风，所述单个麦克风布置在耳道外面，用于感测经过(past)包括扬声器的耳机或耳塞从用户耳朵内的音频(例如，音乐)泄漏。噪声电路使用该信息来确定针对从用户耳道漏出(escape)的音频的反向音频泄漏传递函数，所述反向音频泄漏传递函数进而被用于估计针对进入用户耳道的噪声的正向泄漏传递函数。单个麦克风也检测环境噪声，噪声消除电路将该环境噪声反转，并利用正向泄漏传递函数来处理(与正向泄漏传递函数相乘)，以生成噪声消除音频信号。耳机将这种得到的信号添加到发送至扬声器的源信号(例如，音乐)，从而减小耳朵中的噪声，而不必将麦克风放在用户耳道中。在更具体的示例性实施例中，如下使用上述单个麦克风。提取(针对检测到的声音的)麦克风信号中与扬声器输入信号相对应的部分，下文中称作mic_Sp。耳塞麦克风信号中不与扬声器输入相对应的部分是噪声信号，下文中称作mic_n。执行自适应例程以将扬声器输入信号与mic_sp对应，该例程的输出是f(s)。在该例程用于多种耳塞位置记录的情况下，该例程是可调整(adaptable)的。另一例程使用f(s)来产生向1/f(s)的近似，并且另一例程向扬声器输入信号添加由以下等式表示的噪声消除分量(_l*mic_n)/f(s)等式A得到的信号包括扬声器输入信号和所添加的等式A中的噪声消除分量，向扬声器提供该得到的信号以生成与扬声器输入信号和消除声音相对应的声音，所述消除声音用于消除进入用户耳道的环境噪声的至少一部分。根据如本文所讨论的各种实施例，诸如耳机、耳塞、头戴式受话器、头戴式送受话器和与实施噪声消除的音频扬声器设备相关的其它部件之类的术语是可以互换使用的。例如，不同的出处(source)通常可互换地使用诸如耳机、耳塞和头戴式受话器之类的术语，以应用于相对相似的设备。在这种上下文中，在本文描述和在附图中示出的实施例可以用于多种设备的实现，所述多种设备可以与所示出的(例如，附图IB中示出的)或所描述的设备不相同。相似地，将耳机、耳塞或其它音频设备安装到或插入用户耳朵一般是指插入用户耳道附近的用户耳朵部分中，以将声音传送到用户耳道中。因此，不同实施例包括将音频设备安装到或插入用户耳朵的通向耳道的部分中或该部分附近。现在转向附图，图IA示出了根据本发明另一示例性实施例的降噪电路100。降噪电路100包括麦克风110、扬声器120和生成降噪信号的音频信号处理电路130。扬声器120被配置为生成与音频信号相对应的声音，并经由例如耳机或耳塞型设备将该声音提供给用户。麦克风110检测由扬声器120生成并从用户耳道中泄漏或反射的音频。麦克风还检测环境噪声，并向音频信号处理电路130提供与环境噪声和泄漏的音频相对应的信号。音频信号处理电路130使用麦克风检测到的泄漏音频来确定针对进入用户耳道的噪声的正向泄漏传递函数。该正向泄漏传递函数表示对进入用户耳道的噪声的表征，受用户佩戴的耳机或耳塞的影响，并且有效地阻止了一些进入耳道的环境噪声。因此，该正向泄漏传递函数使得可以估计用户实际可听的环境噪声的量。通过使用该正向泄漏传递函数和与麦克风110检测到的环境噪声相对应的信号，音频信号处理电路130生成噪声消除信号，并该噪声消除信号提供给扬声器120，扬声器120通过生成声音来作出响应，以消除进入用户耳道的环境噪声。例如，可以将噪声消除信号添加到提供给扬声器120音频信号中以供重放(playback)，或将噪声消除信号添加到提供给音频处理电路的音频信号中，音频处理电路进而生成用于操作扬声器输出。在这种上下文中，扬声器120生成的结果声音包括噪声消除声音，从而减小了用户可听的噪声量，并提高了用户收听由特定源(例如，音乐播放器或诸如收音机或电视之类的广播设备)提供的音频信号的能力。可以按照上述一个或多个实施例的方式来生成这种正向泄漏传递函数，例如，通过产生反向泄漏传递函数的反来生成正向泄漏传递函数，该反向泄漏传递函数是经由在麦克风Iio处检测到的泄漏声音来确定的。在这种方法中，音频信号处理电路130首先基于经由麦克风110而确定的检测到的泄漏噪声来生成反向泄漏传递函数，然后通过反转或其他修改(例如，在简单地反转反向泄漏传递函数不准确的情况下)，根据反向泄漏传递函数来估计正向泄漏传递函数。因此，可以基于多种因素(包括本文所讨论的因素)来确定正向泄漏传递函数。使用一种或多种方法处理在麦克风110处检测到的音频，以确定音频信号中与声音相对应的部分和与环境噪声相对应的部分。在一个实施例中，音频信号处理电路130使用提供给扬声器120的例如与音乐(在合适的情况下添加有噪声消除)相对应的输入音频信号，来相对于环境噪声而分离或识别出从用户耳道泄漏的声音。例如，通过使用提供给扬声器的已知音频信号，可以将组合的噪声/检测到的反向泄漏声音的一部分分离，剩下的检测到的声音主要对应于环境噪声。图IB示出了根据本发明另一示例性实施例的耳塞型设备140，耳塞型设备140包括耳塞外壳内的噪声消除电路。耳塞设备140被配置为安装到用户耳朵150，具有用于插入用户耳朵的耳道152附近的近端142(例如，如虚线设备141所示)。耳塞设备140的远端144保持处于耳朵150外部附近的用户耳道152外面，噪声消除电路146位于耳塞内。耳塞设备140包括扬声器，扬声器被定位成经由近端142向用户耳道152提供音频声音，例如，在近端142和远端144之间的位置。耳塞设备140还包括远端144附近的麦克风，麦克风被配置为检测环境噪声以及由耳塞设备生成并经过耳塞设备近端142从用户耳道152泄漏出的音频。噪声消除电路146被配置为根据本文讨论的一个或多个实施例来操作。特别地，噪声消除电路146使用经由耳塞140的麦克风而检测到的泄漏音频，来确定正向泄漏传递函数。噪声消除电路146还使用泄漏传递函数和经由麦克风而检测到的环境噪声，来生成向耳塞的扬声器提供的噪声消除信号，耳塞的扬声器基于如所示的到来的音频信号和噪声消除声音来生成音频声音。如上所讨论的，图IA中的降噪电路100可以与多种设备一起使用。在这种上下文中，可以使用多种不同类型的头戴式受话器、耳机、耳塞和相关设备来实现对降噪电路的单一设计，而不必使噪声消除专用于特定的设备，这是因为噪声消除的自适应特性特定于具体应用的泄漏声音。例如，如图IB中所应用的，降噪电路110可以与耳塞140中的电路146相集成。例如，扬声器120可以位于耳塞的近端142的附近，或者在近端144的软部分(用于在耳道152附近插入或安装到耳朵150)与远端144之间的过渡部分中。麦克风110可以位于耳塞140的远端144，以检测环境噪声和从耳道152泄漏的音频。噪声消除电路130还可以被实现图IB所示的电路146。图2示出了根据本发明另一示例性实施例的音频头戴式受话器电路200的框图。音频头戴式受话器电路200包括添加器电路210、扬声器230、传递函数评估(evaluation)电路240和降噪电路250，这些电路中的一些或全部可以彼此集成(例如，作为公共的降噪电路的一部分)。例如，可以用耳塞型装置(如，图IB所示的或本文描述的耳塞型装置)来实现音频头戴式受话器电路200，使用扬声器220将音频提供到用户的耳道中。音频头戴式受话器电路200从本文所描述的音频源接收音频源信号，并且利用用添加器电路210来处理音频信号，该添加器电路210将降噪信号分量(稍后讨论)添加到音频源信号，以向扬声器220提供降噪的修改后的音频信号。扬声器使用该信号来生成提供给用户耳朵的声音。麦克风230检测环境噪声，所述环境噪声中的一些也传入用户的耳朵中，麦克风230还检测从用户耳道的泄漏的音频。这种泄漏的音频包括与添加器电路210处接收到的音频输入信号相对应的音频，并且被提供给传递函数评估电路M0。将检测到的泄漏音频提供给传递函数评估电路Mo，并与提供给扬声器220的音频信号(直接经由音频输入信号，或者降噪的修改后音频信号)一起使用，以生成反向传递函数。在一起提供组合的噪声/泄漏音频信号的情况下，传递函数评估电路240使用提供给扬声器220的音频信号来识别组合的噪声/泄漏音频中如麦克风230处检测到的与泄漏的音频相对应的分量(例如，通过丢弃和/或分离噪声分量以便将来使用)。在传递功能评估电路中对0，该反向传递函数也用于评估(例如，估计)正向传递函数。降噪电路250将正向传递函数和麦克风230检测到的噪声信号一起使用来生成降噪信号，并将降噪信号提供给添加器电路210。例如，可以通过以下操作来获得噪声信号确定麦克风230处检测到的声音的环境噪声分量，并使用该分量和正向泄漏传递函数来生成与泄漏到用户耳道的预期的噪声量相对应的反转的信号。可以作为电路使用提供给扬声器220的音频信号来确定泄漏音频分量的这一操作的一部分，经由传递函数评估电路240来获得噪声信号。例如，麦克风处检测到的与音频信号相对应的声音可以被识别为泄漏音频，而可以信号的剩余部分可以被识别为噪声。因此，可以经由传递函数评估电路240或直接从麦克风230，向降噪电路250提供图2中所示的噪声信号。图3示出了根据本发明另一示例性实施例消除噪声的流程图。在块300，基于来自音频源的输入音频信号，经由用户的耳道向用户提供音频声音，所述音频源例如是音乐播放器、广播接收器(例如，收音机或电视)、移动电话或白噪声生成器。可以使用头戴式受话器、耳机或耳塞(如图IB所示的耳塞)来提供声音。在块310，使用麦克风来检测从用户耳道反射或泄漏的音频声音，所述麦克风可以位于耳道的外部。在块320，还使用麦克风来检测环境噪声。可以同时执行这些检测步骤，根据需要来分离或区分相应的噪声和泄漏音频信号以进行处理，从而识别出检测到的声音中与噪声相对应的部分和与泄漏音频相对应的部分。在特定实施例中，不将噪声信号与检测到的声音分离，其中，使用组合的信号，或者基于已知的输入音频信号来使用与泄漏的音频相对应的总体信号的一部分。可以相对于稍后讨论的环境噪声处理步骤，以不同顺序来执行包括确定正向泄漏传递函数在内的以下步骤。还可以组合特定的步骤。在一个实现中，不使用块330，在块340中使用在块310检测到的反射音频声音来确定正向音频泄漏传递函数。在另一实现中，不使用块310和330，在块340与这些步骤无关地生成的正向泄漏传递函数。当使用块330时，块330包括基于来自用户耳道的反射声音或泄漏声音，确定反向音频泄漏传递函数。然后在块340，使用反向音频泄漏传递函数来确定正向音频泄漏传递函数，以表征环境噪声经过用户佩戴的耳机、耳塞或头戴式送受话器型设备向用户耳道的泄漏(传送)。因此，可以使用在块300提供的已知音频声音从用户耳道的泄漏，来评估环境噪声向用户耳道的泄漏。在块350，将与检测到的环境噪声相对应的信号反转以用于消除，在块360，利用正向音频泄漏传递函数来处理反转的信号，以生成噪声消除信号，噪声消除信号专用于(tailoredto)(例如，经过耳塞)泄漏到用户耳道的期望的环境噪声量。在块380，将噪声消除信号添加到来自音频源的输入音频信号，并提供给用户(如在块300—样)。可选地，所示出的过程继续进行动态降噪，动态降噪可以包括对泄漏噪声和环境噪声采样，其中相应的降噪专用于变化的条件，所述变化的条件可以与耳塞移动和环境条件变化等有关。可以不同方式执行在块360对噪声消除信号的生成。例如，可以省略在块350处对环境噪声信号的反转，首先使用正向泄漏传递函数来处理环境噪声信号以估计实际进入用户耳道的噪声量。然后可以如块380中所示将该估计量反转并施加到音频信号。此外，也可以省略在块350处的环境噪声信号的反转，当在块320中处理检测到的噪声时，将正向传递函数自身反转或修改，以生成反转信号。基于以上讨论和解释，本领域技术人员将容易认识到可以对本发明进行各种修改和改变，而不必严格遵照本文示出和描述的示例性实施例和应用。例如，可以使用诸如存储数据、预测数据和使用其它麦克风检测到的反射声音之类的各种特征和输入来确定正向传递函数。可以使用不同类型的头戴式受话器或扬声器装置执行噪声消除，可以基于环境条件或其它，在不同控制方法下实施对施加消除信号的控制。这种修改不背离包括权利要求所阐述的本发明的真实精神和范围。权利要求1.一种耳机设备，包括外壳，具有近端和远端，近端被配置为插入用户耳朵中，远端位于近端的相对侧并且被配置为放置在用户耳朵外部附近；扬声器，被配置和布置为基于音频信号来生成声音以经由外壳的近端传入用户耳道中；麦克风，处于远端，并且被配置为在外壳的近端插入耳朵中的情况下，检测环境噪声，并检测所生成的声音中从用户耳道内部泄漏的部分；以及降噪电路，被配置为基于检测到的所生成的声音中的泄漏部分，生成正向泄漏传递函数以估计进入用户耳道的噪声；利用正向泄漏传递函数来处理与检测到的环境噪声相对应的信号，以生成和输出噪声消除信号，从而消除传入用户耳道中的环境噪声的至少一部分。2.如权利要求1的设备，其中，降噪电路被配置为通过如下操作生成正向泄漏传递函数基于检测到的从耳道泄漏的声音，确定反向泄漏传递函数，以及基于反向泄漏传递函数，生成正向泄漏传递函数。3.如权利要求1的设备，其中，降噪电路被配置为利用正向泄漏传递函数来处理与检测到的环境噪声相对应的信号，以生成噪声消除信号，其中，所述噪声消除信号在用于经由扬声器来生成音频时，生成与以下信号的反相对应的声音与经过外壳的近端并进入用户耳道的环境噪声相对应的信号。4.如权利要求1的设备，其中，降噪电路被配置为将与检测到的环境噪声相对应的信号反转，利用正向泄漏传递函数来处理与检测到的环境噪声相对应的信号，以生成噪声消除信号，其中，通过利用正向泄漏传递函数处理反转的信号来生成噪声消除信号。5.如权利要求1的设备，其中，降噪电路被配置为将与检测到的环境噪声相对应的信号反转，利用正向泄漏传递函数来处理与检测到的环境噪声相对应的信号，以生成噪声消除信号，其中，通过将反转的信号与正向泄漏传递函数相乘来生成噪声消除信号；以及输出处理后的反转的信号，以通过将噪声消除信号添加到音频信号，来与音频信号一起使用。6.如权利要求1的设备，其中，降噪电路被配置为动态地生成正向泄漏函数，以基于正向泄漏函数的变化特性，自适应地消除噪声，其中，正向泄漏函数的变化特性与外壳在用户耳朵中的定位有关，以及当检测到变化的环境噪声时，使用最新动态生成的正向泄漏函数来处理与噪声相对应的反转的信号，并输出变化的已处理反转的信号，以生成可变的声音，从而消除传入用户耳朵中的环境噪声的至少一部分。7.如权利要求1的设备，其中，降噪电路被配置为接收和使用音频信号，以将来自麦克风的信号分离为与泄漏自用户耳道内部的所生成的声音相对应的信号和与环境噪声相对应的信号，其中，与泄漏自用户耳道内部的所生成的声音相对应的信号和与环境噪声相对应的信号分别用于生成正向泄漏传递函数和生成噪声消除信号。8.如权利要求1的设备，其中，降噪电路被配置为通过如下操作，基于所生成的声音中检测到的泄漏部分，来生成正向泄漏传递函数以估计进入用户耳道的噪声基于所生成的声音中检测到的泄漏部分，生成反向泄漏传递函数，以表征来自外壳近端的从用户耳道泄漏的声音，以及使用反向泄漏传递函数生成与环境噪声向用户耳道的泄漏相对应的正向泄漏传递函数。9.如权利要求1的设备，其中，降噪电路被配置为通过以下操作来响应音频信号的中断在音频已中断之后，使用先前生成的正向泄漏传递函数来处理与麦克风检测的环境噪声相对应的信号，以生成噪声消除信号；以及通过以下操作来响应音频信号的重新开始在音频信号已重新开始之后，在使用重新开始的音频信号而生成的声音中，利用检测到的从耳朵内部泄漏的部分来生成新的正向泄漏传递函数，并使用所述新的正向泄漏传递函数来处理与麦克风检测到的环境噪声相对应的信号，以生成噪声消除信号。10.如权利要求1的设备，其中，外壳被配置为将麦克风固定在用户耳朵外部的位置，其中外壳的远端插入用户耳朵的一部分中。11.如权利要求1的设备，其中，耳机设备被配置为工作在配置模式下，以通过操作麦克风检测要被滤波的环境噪声的频率特性，来对所选的环境背景噪声滤波；以及降噪电路被配置为通过以下方式来利用正向泄漏传递函数处理与检测到的环境噪声相对应的信号在配置模式下的麦克风所检测到的所选环境背景噪声的频率范围内，处理与检测到的环境噪声相对应的信号，其中，在减小所述频率范围内的噪声的同时，促进其它频率范围内的环境声音的可听度。12.如权利要求1的设备，其中，耳机设备被配置为通过以下方式在静寂模式工作生成音频信号，作为人耳基本上不可听的信号；基于不可听的信号，使用扬声器来生成声音；使用麦克风来检测所生成的不可听声音中从耳道泄漏的部分；在降噪电路中，基于所生成的不可听声音中检测到的泄漏部分，生成正向泄漏传递函数。13.如权利要求1的设备，其中，耳机设备被配置为通过以下方式在白噪声模式工作生成音频信号，作为用于生成白噪声的信号；基于所生成的音频信号，使用扬声器来生成白噪声；使用麦克风来检测所生成的白噪声中从耳道泄漏的部分；在降噪电路中，基于白噪声中检测到的泄漏部分，生成正向泄漏传递函数。14.一种音频降噪电路，用于减小收听由耳机设备生成的声音的用户可听的环境噪声，耳机设备具有插入用户耳朵中的近端、用于响应于音频信号来生成声音的扬声器、以及耳机设备的远端处的麦克风，耳机设备的远端位于用户耳道的外面，所述音频降噪电路包括评估电路，被配置为使用所生成的声音中与麦克风检测到的在耳机的近端插入耳朵中的情况下从用户耳道泄漏的部分相对应的信号，来确定用于对进入用户耳道的环境噪声加以表征的正向泄漏传递函数；以及降噪电路，被配置为利用正向泄漏传递函数来处理与麦克风检测到的环境噪声相对应的信号，以生成和输出噪声消除信号，从而消除检测到的环境噪声的至少一部分。15.如权利要求14的设备，其中，评估电路被配置为通过以下方式来确定正向泄漏传递函数使用来自麦克风的、与所生成的声音中检测到的在耳机的近端插入耳朵中的情况下从用户耳道泄漏的部分相对应的信号，来确定反向音频泄漏传递函数；以及使用反向音频泄漏函数来确定用于对在耳机的近端插入用户耳朵中的情况下进入用户耳朵的环境噪声加以表征的正向泄漏传递函数。16.如权利要求14的设备，其中，降噪电路被配置为利用正向泄漏传递函数来处理与用麦克风检测到的环境噪声相对应的信号，以通过以下方式生成和输出噪声消除信号将与用麦克风检测到的环境噪声相对应的信号反转，以及将反转的信号与正向泄漏传递函数相乘，以生成噪声消除信号。17.—种减小收听由耳机设备生成的声音的用户可听的环境噪声的方法，耳机设备具有插入用户耳朵中的近端、用于响应于音频信号来生成声音的扬声器、以及在耳机设备的远端处的麦克风，耳机设备的远端位于用户耳道的外面，所述方法包括在评估电路中，使用所生成的声音中与麦克风检测到的在耳机的近端插入耳朵中的情况下从用户耳道泄漏的部分相对应的信号，来确定用于对进入用户耳道的环境噪声加以表征的正向泄漏传递函数；以及在降噪电路中，利用正向泄漏传递函数来处理与麦克风检测到的环境噪声相对应的信号，以生成和输出噪声消除信号，从而消除检测到的环境噪声的至少一部分。18.如权利要求17的方法，其中，确定正向泄漏传递函数包括使用来自麦克风的、与所生成的声音中检测到的在耳机的近端插入耳朵中的情况下从用户耳道泄漏的部分相对应的信号，来确定反向音频泄漏传递函数；以及在耳机的近端插入用户耳朵中的情况下，使用反向音频泄漏函数来确定用于对进入用户耳朵的环境噪声加以表征的正向泄漏传递函数。19.如权利要求17的方法，其中，利用正向泄漏传递函数处理与麦克风检测到的环境噪声相对应的信号以生成和输出噪声消除信号包括将与麦克风检测到的环境噪声相对应的信号反转，以及将反转的信号与正向泄漏传递函数相乘，以生成噪声消除信号。20.如权利要求17的方法，其中，确定正向泄漏传递函数包括动态地生成正向泄漏函数，以基于正向泄漏函数的变化的特性来自适应地消除噪声，所述变化的特性与耳机设备在用户耳朵中的定位有关；以及处理与环境噪声相对应的信号包括当检测到变化的环境噪声时，使用最新动态生成的正向泄漏函数来处理与噪声相对应的反转的信号，以及输出变化的已处理的反转的信号，以生成可变的声音，从而消除传入用户耳朵中的环境噪声的至少一部分。全文摘要针对音频设备实现噪声消除。根据不同实施例，使用与所生成的声音中检测到的在耳机的近端插入(或安装到)耳朵中的情况下从用户耳道泄漏部分相对应的信号，来确定正向泄漏传递函数。可以使用该正向泄漏传递函数来表征进入用户耳道的环境噪声。利用正向泄漏传递函数来处理与环境噪声相对应的信号，以生成和输出噪声消除信号，从而消除检测到的环境噪声的至少一部分。文档编号H04R3/00GK102413403SQ201110258340公开日2012年4月11日申请日期2011年9月2日优先权日2010年9月3日发明者斯科特·丹尼斯·弗农申请人:Nxp股份有限公司