TWS耳机的制作方法

tws耳机
技术领域
1.本技术涉及蓝牙耳机技术领域，具体涉及一种tws耳机。


背景技术：

2.随着蓝牙功能的普及性越来越高，技术也越来越成熟，真无线立体声(true wireless stereo,tws)耳机的应用也日益广泛。
3.然而，现实环境中无处不存在着噪声，包括机理复杂的风噪。当用户在户外环境(尤其是风力较大的户外环境)中使用耳机进行通话时，较大的风噪会导致通话质量下降，降低用户的体验。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，提出了本技术。本技术实施例提供了一种tws耳机。
5.本技术一实施例提供一种tws耳机，该tws耳机包括：第一传声器阵列和第二传声器阵列，第一传声器阵列和第二传声器阵列用于采集用户的语音信号；与耳机本体可拆卸连接的防风噪组件，防风噪组件用于降低位于防风噪组件的防风范围内的第一传声器阵列对应的风噪。
6.在本技术一实施例中，第二传声器阵列位于耳机本体上靠近用户嘴部的端部，第一传声器阵列位于耳机本体上远离第二传声器阵列的一侧，并且第一传声器阵列位于防风噪组件和耳机本体形成的防风降噪空间中。
7.在本技术一实施例中，该tws耳机还包括通话降噪系统，通话降噪系统用于根据耳机的防风噪组件装配状态调整耳机的降噪参数数据，其中，防风噪组件装配状态包括未装配状态和已装配状态。
8.在本技术一实施例中，第一传声器阵列采集的声信号为第一声信号，第二传声器阵列采集的声信号为第二声信号，通话降噪系统包括第一对齐模块和第二对齐模块，第一对齐模块用于在防风噪组件处于未装配状态时，对第一声信号和/或第二声信号进行第一对齐求和操作，得到第一传声器阵列和第二传声器阵列对应的第一用户语音信号，其中，第一对齐求和操作用于提高第一用户语音信号的信噪比；第二对齐模块用于在防风噪组件处于已装配状态时，对第一声信号和/或第二声信号进行第二对齐求和操作，得到第一传声器阵列和第二传声器阵列对应的第二用户语音信号，其中，第二对齐求和操作用于提高第二用户语音信号的信噪比。
9.在本技术一实施例中，第一对齐模块进一步配置为：基于第一传递函数确定第一声信号对应的第一对齐信号，其中，第一传递函数为用户嘴部与第二传声器阵列之间空间的传递函数；基于第二传递函数确定第二声信号对应的第二对齐信号，其中，第二传递函数为防风噪组件处于未装配状态时，用户嘴部与第一传声器阵列之间空间的传递函数；基于第一对齐信号和第二对齐信号进行求和操作，得到第一用户语音信号。
10.在本技术一实施例中，第二对齐模块进一步配置为：基于第一传递函数确定第一
声信号对应的第一对齐信号，其中，第一传递函数为用户嘴部与第二传声器阵列之间空间的传递函数；基于第三传递函数确定第二声信号对应的第三对齐信号，其中，第三传递函数为防风噪组件处于已装配状态时，用户嘴部与第一传声器阵列之间空间的传递函数；基于第一对齐信号和第三对齐信号进行求和操作，得到第二用户语音信号。
11.在本技术一实施例中，该tws耳机还包括与通话降噪系统连接的检测模块，检测模块用于检测耳机的防风噪组件装配状态，并将检测结果传送至通话降噪系统，以便通话降噪系统根据防风噪组件装配状态调整降噪参数数据。
12.在本技术一实施例中，检测模块包括传感器检测单元和/或结构识别单元，用于检测和/或识别防风噪组件装配状态。
13.在本技术一实施例中，防风噪组件包括盖板，盖板在耳机本体上的正投影覆盖第一传声器阵列在耳机本体上的正投影。
14.在本技术一实施例中，盖板包括与耳机本体连接的存储模块，存储模块用于存储音乐数据。
15.本技术实施例提供的tws耳机，设置有第一传声器阵列和第二传声器阵列，以及与耳机本体可拆卸连接的防风噪组件。通过安装防风噪组件降低位于防风噪组件的防风范围内的第一传声器阵列对应的风噪，有效提高了所有传声器阵列所采集信号的信噪比，有利于进一步提升对用户语音的抑噪效果，使得用户即使处在风噪环境中，仍能传递给对方清晰的语音内容，进而改善使用者的通话体验。
附图说明
16.通过结合附图对本技术实施例进行更详细的描述，本技术的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
17.图1所示为本技术一实施例提供的tws耳机的结构示意图。
18.图2所示为本技术一实施例提供的tws耳机的实际应用示意图。
19.图3所示为本技术另一实施例提供的tws耳机的实际应用示意图。
20.图4所示为本技术一实施例提供的tws耳机中的第一对齐模块和第二对齐模块的原理示意图。
21.图5所示为本技术另一实施例提供的tws耳机的结构示意图。
22.图6所示为本技术又一实施例提供的tws耳机的结构示意图。
具体实施方式
23.下面，将参考附图详细地描述根据本技术的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是本技术的全部实施例，应理解，本技术不受这里描述的示例实施例的限制。
24.图1所示为本技术一实施例提供的tws耳机的结构示意图。如图1所示，该耳机包括第一传声器阵列10和第二传声器阵列11，以及与耳机本体3可拆卸连接的防风噪组件2。具体地，第一传声器阵列10和第二传声器阵列11用于采集用户的语音信号。防风噪组件2用于
降低位于防风噪组件2的防风范围内的第一传声器阵列10对应的风噪。
25.具体而言，用户在户外(尤其是在风力较大的野外)使用该tws耳机时，风噪声非常明显，不但影响对方传递的语音信号的清晰性，而且风噪信号会通过麦克风传递给对方听筒侧，严重影响通话效果和质量。本技术实施例通过在耳机本体3上可拆卸安装防风噪组件2，实现了降低位于防风噪组件2的防风范围内的传声器对应的风噪的目的。
26.示例性地，佩戴有该耳机的用户的嘴部为发声源，第一传声器阵列10和第二传声器阵列11可以是该耳机的麦克风阵列。防风噪组件2安装在耳机本体3上远离听筒的一侧。第一传声器阵列10位于防风噪组件2的防风范围内，防风噪组件2用于降低风噪信号对第一传声器阵列10的影响。当用户佩戴该耳机时，第一传声器阵列10和第二传声器阵列11会同时采集到用户的语音信号和风噪信号，听筒贴附于耳部内用于播放接收语音信号，与听筒相对的防风噪组件2用于遮挡环境中的风噪信号，第一传声器阵列10在防风噪组件2的物理防护下，能够显著抵御风噪。
27.需要说明的是，第一传声器阵列10可以是多个麦克风排列组成的阵列，第二传声器阵列11也可以是多个麦克风排列组成的阵列。第一传声器阵列10和第二传声器阵列11分别对应的麦克风的数量可以是2个、4个、6个或者更多，本技术对此不做具体限定。
28.本技术实施例通过在耳机本体3上可拆卸连接防风噪组件2，实现了降低位于防风噪组件2的防风范围内的第一传声器阵列10对应的风噪的目的，进而能够显著地提高在风噪环境下语音信号的清晰度，使得用户即使处在嘈杂的环境中，仍能传递给对方清晰的语音内容，进而改善使用者的通话体验。
29.在一实施例中，如图1所示，第二传声器阵列11位于耳机本体3上靠近用户嘴部的端部，第一传声器阵列10位于耳机本体3上远离第二传声器阵列11的一侧，并且第一传声器阵列10位于防风噪组件2和耳机本体3形成的防风降噪空间中。
30.具体而言，第二传声器阵列11和第一传声器阵列10设置在耳机本体3上，其中，第二传声器阵列11设置在耳机柄的端部，以靠近用户的嘴部，便于采集用户的语音信号。第一传声器阵列10与第二传声器阵列11相对设置，第一传声器阵列10位于防风噪空间中，在防风噪组件2的防护下，可以避免第一传声器阵列10暴露于外界风噪环境中，减少风噪信号对第一传声器阵列10的影响。
31.需要说明的是，第一传声器阵列10与第二传声器阵列11可以对齐设置，也可以不对齐设置，只要第一传声器阵列10位于防风噪组件2和耳机本体3形成的防风降噪空间中即可。本技术实施例对此不做具体限定。
32.在一实施例中，该tws耳机还包括通话降噪系统，通话降噪系统用于根据耳机的防风噪组件2装配状态调整耳机的降噪参数数据，其中，防风噪组件2装配状态包括未装配状态和已装配状态。
33.具体而言，在用户未装配防风噪组件2时，第一传声器阵列10受外界环境中风噪信号的影响，通话降噪系统自动切换至降风噪参数数据，用于降低第一传声器阵列10对应的风噪，以提高所有传声器阵列采集的语音信号的信噪比。在用户装配防风噪组件2后，防风噪组件2对第一传声器阵列10进行防护，降低环境中的风噪信号对第一传声器阵列10的影响，通话降噪系统可自动切换使用对应的降噪参数，使其与未装配防风噪组件2时保持一致的通话降噪效果，避免耳机结构改变导致降噪恶化或失效的情况产生，同时保证了通话麦
克风免遭风噪的侵扰。
34.在一实施例中，第一传声器阵列10采集的声信号为第一声信号，第二传声器阵列11采集的声信号为第二声信号，通话降噪系统包括第一对齐模块和第二对齐模块，第一对齐模块用于在防风噪组件2处于未装配状态时，对第一声信号和/或第二声信号进行第一对齐求和操作，得到第一传声器阵列10和第二传声器阵列11对应的第一用户语音信号，其中，第一对齐求和操作用于提高第一用户语音信号的信噪比；第二对齐模块用于在防风噪组件2处于已装配状态时，对第一声信号和/或第二声信号进行第二对齐求和操作，得到第一传声器阵列10和第二传声器阵列11对应的第二用户语音信号，其中，第二对齐求和操作用于提高第二用户语音信号的信噪比。
35.具体而言，第二传声器阵列11距离用户的嘴部更近，第一传声器阵列10距离用户的嘴部相对较远，所以第一传声器阵列10和第二传声器阵列11之间有距离差。而声音的传播速度是一样的，所以第二传声器阵列11相对于第一传声器阵列10会提前接收到第二声信号，因此需要将第一声信号和第二声信号进行“对齐”。
36.图2所示为本技术一实施例提供的tws耳机的实际应用示意图。如图2所示，防风噪组件2处于未装配状态，第一对齐求和操作是为了将第一声信号和第二声信号在双通道上时间“对齐”，进而将“对齐”后的信号进行叠加，从而得到降低风噪信号后的第一用户语音信号，实现了提高第一用户语音信号的信噪比的目的。
37.图3所示为本技术另一实施例提供的tws耳机的实际应用示意图。如图3所示，防风噪组件2处于已装配状态，防风噪组件2降低了第一传声器阵列10的风噪。第二对齐求和操作是为了将第一声信号和第二声信号在双通道上时间“对齐”，进而将“对齐”后的信号进行叠加，从而得到第一传声器阵列10和第二传声器阵列11对应的第二用户语音信号，实现了提高第二用户语音信号的信噪比的目的。
38.需要说明的是，叠加的具体方式包括但不限于为直接叠加、算术平均叠加、加权叠加等方式。本技术对此不做具体限定。
39.图4所示为本技术一实施例提供的tws耳机中的第一对齐模块和第二对齐模块的原理示意图。如图2和图4所示，第一对齐模块进一步配置为：基于第一传递函数tf1确定第一声信号对应的第一对齐信号，其中，第一传递函数tf1为用户嘴部与第二传声器阵列11之间空间的传递函数；基于第二传递函数tf2确定第二声信号对应的第二对齐信号，其中，第二传递函数tf2为防风噪组件2处于未装配状态时，用户嘴部与第一传声器阵列10之间空间的传递函数；基于第一对齐信号和第二对齐信号进行求和操作，得到第一用户语音信号。
40.具体地，第一传递函数tf1和第二传递函数tf2是根据采集的声源信息预先标定好的。如图4所示，mic1表示第一传声器阵列10，mic2表示第二传声器阵列11，第一对齐信号是在第一声信号的基础上结合第一传递函数tf1确定的，第二对齐信号是在第二声信号的基础上结合第二传递函数tf2确定的，所以第一对齐信号和第二对齐信号是在双通道上时间“对齐”的信号。通过对第一对齐信号和第二对齐信号求和，便得到最终的第一用户语音信号。经此空域滤波后，语音信号在某种程度上获得了增益，但噪声信号并未在同等程度上增益，第一传声器阵列10和第二传声器阵列11所采集信号的信噪比便得以显著提高。
41.如图3和4所示，第二对齐模块进一步配置为：基于第一传递函数tf1确定第一声信号对应的第一对齐信号，其中，第一传递函数tf1为用户嘴部与第二传声器阵列11之间空间
的传递函数；基于第三传递函数tf3确定第二声信号对应的第三对齐信号，其中，第三传递函数tf3为防风噪组件2处于已装配状态时，用户嘴部与第一传声器阵列10之间空间的传递函数；基于第一对齐信号和第三对齐信号进行求和操作，得到第二用户语音信号。
42.具体地，防风噪组件2处于已装配状态时，第一传递函数tf1为用户的嘴部与第二传声器阵列11之间空间的传递函数，第三传递函数tf3为用户的嘴部与第一传声器阵列10之间空间的传递函数，第一传递函数tf1和第二传递函数tf3是根据采集的声源信息预先标定好的。如图4所示，第一对齐信号是在第一声信号的基础上结合第一传递函数tf1确定的，第三对齐信号是在第二声信号的基础上结合第三传递函数tf3确定的，所以第一对齐信号和第三对齐信号是在双通道上时间“对齐”的信号。通过对第一对齐信号和第三对齐信号求和，便得到最终的第二用户语音信号。经此空域滤波后，语音信号在某种程度上获得了增益，但噪声信号并未在同等程度上增益，第一传声器阵列10和第二传声器阵列11所采集信号的信噪比便得以显著提高。
43.在一实施例中，防风噪组件处于未装配状态时，对第一对齐信号和第二对齐信号进行求差操作，生成第一求差信号。基于第一求差信号对第一用户语音信号进行削弱噪声信号操作，生成新的用户语音信号，新的用户语音信号中的噪声信号成分相较于原来的更小，进一步提高所有传声器阵列所采集信号的信噪比，从而提升了对用户语音的抑噪效果。
44.在一实施例中，还可以对第一对齐信号和第二对齐信号进行求差操作得到的第一求差信号进行自适应滤波操作，生成第一滤波信号；基于第一滤波信号对第一用户语音信号进行消除噪声信号操作，生成新的用户语音信号，新的用户语音信号近乎没有噪声信号，此时所有传声器阵列所采集信号的信噪比最优，大大地提升了对用户语音的抑噪效果。
45.在一实施例中，防风噪组件处于已装配状态时，对第一对齐信号和第三对齐信号进行求差操作，生成第二求差信号。基于第二求差信号对第二用户语音信号进行削弱噪声信号操作，生成新的用户语音信号，新的用户语音信号中的噪声信号成分相较于原来的更小，进一步提高所有传声器阵列所采集信号的信噪比，从而提升了对用户语音的抑噪效果。
46.在一实施例中，还可以对第一对齐信号和第三对齐信号进行求差操作得到的第二求差信号进行自适应滤波操作，生成第二滤波信号；基于第二滤波信号对第二用户语音信号进行消除噪声信号操作，生成新的用户语音信号，新的用户语音信号近乎没有噪声信号，此时所有传声器阵列所采集信号的信噪比最优，大大地提升了对用户语音的抑噪效果。
47.图5所示为本技术另一实施例提供的tws耳机的结构示意图。如图5所示，该tws耳机还包括与通话降噪系统连接的检测模块，检测模块用于检测耳机的防风噪组件2装配状态，并将检测结果传送至通话降噪系统，以便通话降噪系统根据防风噪组件2装配状态调整降噪参数数据。
48.具体而言，检测模块与通话降噪系统电连接，检测模块用于获取防风噪组件2的装配状态，并将检测结果转化为电信号传输至通话降噪系统，然后通话降噪系统根据检测模块输出的电信号自动切换对应的降噪参数，进而对采集到的语音信号进行噪声抑制。
49.示例性地，检测模块检测到耳机已装配有防风噪组件2，通话降噪系统接收到状态信号，通话降噪系统自动切换接通第二对齐模块。检测模块检测到耳机未装配防风噪组件2，通话降噪系统接收到状态信号，通话降噪系统自动切换接通第一对齐模块。如此，在用户装配防风噪组件2后，通话降噪系统可自动切换使用对应的降噪参数，使其与未装配防风噪
组件2状态保持一致的通话降噪效果，避免因耳机结构改变导致降噪恶化或失效的情况产生，同时保证了第一传声器阵列免遭风噪的侵扰。
50.在本技术一实施例中，检测模块包括传感器检测单元和/或结构识别单元，用于检测和/或识别防风噪组件2装配状态。
51.示例性地，传感器检测单元可以为位置传感器，位置传感器将检测到的防风噪组件2的位置信息，变换成为电信号或其他所需形式的信息输出至通话降噪系统，从而指导通话降噪系统根据位置传感器输出的信息自动切换对应的降噪参数，进而对采集到的语音信号进行噪声抑制。
52.示例性地，结构识别单元可以为元器件识别算法，利用识别算法识别防风噪组件2的位置、角度等信息，并转换为电信号或其他所需形式的信息输出至通话降噪系统，以便判断防风噪组件2的装配状态。
53.图6所示为本技术又一实施例提供的tws耳机的结构示意图。如图6所示，防风噪组件2包括盖板4，盖板4在耳机本体3上的正投影覆盖第一传声器阵列10在耳机本体3上的正投影。
54.具体而言，盖板4可拆卸安装在耳机本体3上，第一传声器阵列10在耳机本体3上的正投影位于盖板4在耳机本体3上的正投影内，即第一传声器阵列10对盖板4形成物理防护，减少外界风噪信号对第一传声器阵列10的影响，从而提高采集的语音信号的质量。
55.示例性地，盖板4的截面形状可以是圆形，也可以是椭圆形、多边形等，只要盖板4的形状与耳机本体3相适配，并且盖板4在耳机本体3上的正投影覆盖第一传声器阵列10在耳机本体3上的正投影即可。本技术对此不做具体限定。
56.在一实施例中，盖板4可以采用聚氯乙烯的塑料制作，盖板4也可以采用不锈钢的金属制作，只要盖板4能够实现对第一传声器阵列10的防护即可。本技术对此不作具体的限定。
57.应当理解，盖板4与耳机本体3可以通过螺纹连接，也可以通过卡扣连接，只要实现盖板4与耳机本体3的可拆卸连接即可。本技术对此不做具体限定。
58.在本技术一实施例中，盖板4包括与耳机本体3连接的存储模块，存储模块用于存储音乐数据。
59.示例性地，存储模块可以是tf卡音乐模块，也可以是sd卡音乐模块，本技术对此不做具体限定。该耳机通过设置用于存储音乐数据的存储模块，能够实现独立播放音乐的功能，不仅拓展了tws耳机的使用场合和范围，而且极大地提高了耳机使用的便利性。
60.以上结合具体实施例描述了本技术的基本原理，但是，需要指出的是，在本技术中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本技术的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本技术为必须采用上述具体的细节来实现。
61.本技术中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使
用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。
62.还需要指出的是，在本技术的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本技术的等效方案。
63.提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本技术。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本技术的范围。因此，本技术不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
64.为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本技术的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。