一种骨传导模式下的语音播放控制方法及可穿戴设备与流程

本发明涉及骨传导技术领域，具体涉及一种骨传导模式下的语音播放控制方法及可穿戴设备。

背景技术：

基于携带方便以及时尚美观等诸多优点，市场上包括智能手表、智能手环在内的可穿戴设备越来越受到广大用户的青睐。在实际应用中，可穿戴设备的播放模式一般包括外放模式、耳机模式以及骨传导模式，在无耳机的情况下需要播放语音时，为了尽可能地防止播放的语音被周围人窃听到，用户一般会选择骨传导模式，即将需要播放的语音的音频信号转化为振动信号并通过骨介质传输至用户耳朵中。实践发现，在相同音源的情况下，与传统的外放模式相比，使用骨传导模式播放语音时的音量小，骨传导效率低。

技术实现要素：

本发明实施例公开了一种骨传导模式下的语音播放控制方法及可穿戴设备，能够提高骨传导模式下的骨传导传输效率。

本发明实施例第一方面公开了一种骨传导模式下的语音播放控制方法，所述方法包括：

在骨传导模式下有语音播放需求时，确定需要播放的语音的音频信号；

通过调幅调制将所述音频信号调制到预先生成的超声波信号上，得到调制后的信号；

通过安装在可穿戴设备上特定位置的骨传导部件将所述调制后的信号转化为振动信号并输出，以使所述振动信号定向传输至用户的手指关节处并沿着手指传输至用户耳朵。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述在骨传导模式下有语音播放需求时，确定需要播放的语音的音频信号之后，以及在所述通过调幅调制将所述音频信号调制到预先生成的超声波信号上，得到调制后的信号之前，所述方法还包括：

采集可穿戴设备所处环境的环境噪声值，并判断所述环境噪声值是否大于等于预设噪声值阈值，当判断出采集的所述环境噪声值大于等于所述预设环境噪声值阈值时，触发执行所述通过调幅调制将所述音频信号调制到预先生成的超声波信号上，得到调制后的信号的操作。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述预先生成的超声波信号是由所述可穿戴设备中预先存储的程序生成的；

所述通过安装在可穿戴设备上特定位置的骨传导部件将所述调制后的信号转化为振动信号并输出，以使所述振动信号定向传输至用户的手指关节处并沿着手指传输至用户耳朵，包括：

对所述调制后的信号进行数模转换，得到模拟信号；

通过安装在可穿戴设备上特定位置的骨传导部件将所述模拟信号转化为振动信号并输出，以使所述振动信号定向传输至用户的手指关节处并沿着手指传输至用户耳朵。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述预先生成的超声波信号是由所述可穿戴设备中的超声波生成器产生的；

其中，所述通过调幅调制将所述音频信号调制到预先生成的超声波信号上，得到调制后的信号，包括：

对所述音频信号进行数模转换，得到模拟音频信号，并通过调幅调制将所述模拟音频信号调制到由所述超声波生成器产生的超声波信号上，得到调制后的信号。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述通过安装在可穿戴设备上特定位置的骨传导部件将所述调制后的信号转化为振动信号并输出之前，所述方法还包括：

对所述调制后的信号执行功率放大操作。

本发明实施例第二方面公开了一种可穿戴设备，所述可穿戴设备所述可穿戴设备包括确定单元、调幅调制单元以及控制单元，其中：

所述确定单元，用于在骨传导模式下有语音播放需求时，确定需要播放的语音的音频信号；

所述调幅调制单元，用于通过调幅调制将所述音频信号调制到预先生成的超声波信号上，得到调制后的信号；

所述控制单元，用于通过安装在所述可穿戴设备上特定位置的骨传导部件将所述调制后的信号转化为振动信号并输出，以使所述振动信号定向传输至用户的手指关节处并沿着手指传输至用户耳朵。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述可穿戴设备还包括采集单元以及判断单元，其中：

所述采集单元，用于在确定单元执行所述在骨传导模式下有语音播放需求时，确定需要播放的语音的音频信号的操作之后以及在所述调幅调制单元执行所述通过调幅调制将所述音频信号调制到预先生成的超声波信号上，得到调制后的信号的操作之前，采集可穿戴设备所处环境的环境噪声值；

所述判断单元，用于判断所述环境噪声值是否大于等于预设噪声值阈值；

所述调幅调制单元具体用于当判断出采集的所述环境噪声值大于等于所述预设环境噪声值阈值时，通过调幅调制将所述音频信号调制到预先生成的超声波信号上，得到调制后的信号。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述预先生成的超声波信号是由所述可穿戴设备中预先存储的程序生成的；

所述控制单元包括第一数模转换子单元以及控制子单元，其中：

所述第一数模转换子单元，用于对所述调制后的信号进行数模转换，得到模拟信号；

所述控制子单元，用于通过安装在所述可穿戴设备上特定位置的骨传导部件将所述模拟信号转化为振动信号并输出，以使所述振动信号定向传输至用户的手指关节处并沿着手指传输至用户耳朵。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述预先生成的超声波信号是由所述可穿戴设备中的超声波生成器产生的；

所述调幅调制单元包括第二数模转换子单元以及调幅调制子单元，其中：

所述第二数模转换子单元，用于对所述音频信号进行数模转换，得到模拟音频信号；

所述调幅调制子单元，用于通过调幅调制将所述模拟音频信号调制到由所述超声波生成器产生的超声波信号上，得到调制后的信号。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述可穿戴设备还包括功放单元，其中：

所述功放单元，用于在所述控制单元通过安装在可穿戴设备上特定位置的骨传导部件将所述调制后的信号转化为振动信号并输出之前，对所述调制后的信号执行功率放大操作，并触发所述控制单元执行所述通过安装在可穿戴设备上特定位置的骨传导部件将所述调制后的信号转化为振动信号并输出的操作。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：

本发明实施例中，当在骨传导模式下有语音播放需求时，确定需要播放的语音的音频信号，并通过调幅调制将该音频信号调制到预先生成的超声波信号上，得到调制后的信号，以及通过安装在可穿戴设备的特定位置的骨传导部件将该调制后的信号转化为振动信号并播放，以使该振动信号定向传输至用户的手指关节处并沿着手指传输至用户耳朵。可见，实施本发明实施例能够利用超声波信号的定向传输特性将需要播放的音频信号的振动信号定向传输至用户的手指关节处，并通过用户的手指将振动信号传输至用户耳朵，进而通过用户耳朵的低通滤波特性将超声波部分滤除，使得用户能够正常听到语音，这样既能够保证语音播放的隐私性，又能够提高骨传导模式下的骨传导效率，进而保证了用户的听觉体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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他的附图。

图1是本发明实施例公开的一种骨传导模式下的语音播放控制方法的流程示意图；

图2是本发明实施例公开的一种通过骨传导部件输出振动信号的信号流向示意图；

图3是本发明实施例公开了一种可穿戴设备的结构示意图；

图4是本发明实施例公开的另一种可穿戴设备的结构示意图；

图5是本发明实施例公开的又一种可穿戴设备的结构示意图；

图6是本发明实施例公开的又一种可穿戴设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明实施例的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明实施例公开了一种骨传导模式下的语音播放控制方法及可穿戴设备，能够利用超声波信号的定向传输特性将需要播放的音频信号的振动信号定向传输至用户的手指关节处，并通过用户的手指将振动信号传输至用户耳朵，进而通过用户耳朵的低通滤波特性将超声波部分滤除，使得用户能够正常听到语音，这样既能够保证语音播放的隐私性，又能够提高骨传导模式下的骨传导效率，进而保证了用户的听觉体验。以下分别进行详细说明。

实施例一

请参阅图1，图1是本发明实施例公开的一种骨传导模式下的语音播放控制方法的流程示意图。如图1所示，该骨传导模式下的语音播放控制方法可以包括以下操作：

101、在骨传导模式下有语音播放需求时，可穿戴设备确定需要播放的语音的音频信号。

102、可穿戴设备通过调幅调制将上述音频信号调制到预先生成的超声波信号上，得到调制后的信号。

本发明实施例中，该预先生成的超声波信号可以是由可穿戴设备中预先存储的程序生成的，也可以是由可穿戴设备上安装的超声波生成器(如振荡器等)产生的，本发明实施例不做限定。

其中，当上述预先生成的超声波信号是由可穿戴设备中的超声波生成器产生的时，可穿戴设备通过调幅调制将上述音频信号调制到预先生成的超声波信号上，得到调制后的信号可以包括：

可穿戴设备对上述音频信号进行数模转换，得到模拟音频信号，并通过调幅调制将该模拟音频信号调制到由超声波生成器产生的超声波信号上，得到调制后的信号。即在进行调幅调制之前，可穿戴设备需要将上述音频信号转化为与超声波生成器产生的超声波信号的信号类型相同的模拟音频信号。

需要说明的是，当超声波信号是由可穿戴设备中预先存储的程序生成的时，由于由程序生成的超声波信号的信号类型与上述音频信号的信号类型相同，可穿戴设备可以直接通过调幅调制将上述音频信号调制到由程序生成的超声波信号上。举例来说，当确定出的上述音频信号ua(i)＝buffer_a[i]以及由程序生成的超声波信号ub(j)＝buffer_b[j]时，可穿戴设备通过调幅调制将音频信号加载到超声波信号上得到的调制后的信号(或已调信号)uam(k)＝buffer_b[k]+buffer_a[k/(m/n)]，其中，i、j、k为采样索引，m为超声波信号的信号频率，n为音频信号的信号频率。

103、可穿戴设备通过安装在可穿戴设备上特定位置的骨传导部件将上述调制后的信号转化为振动信号并输出，以使该振动信号定向传输至用户的手指关节处并沿着手指传输至用户耳朵。

本发明实施例中，当上述预先生成的超声波信号是由可穿戴设备中的超声波生成器产生的时，可穿戴设备可以直接通过可穿戴设备上的骨传导部件将调制调幅得到的调制后的信号转化为振动信号并输出；当上述预先生成的超声波信号是由可穿戴设备中预先存储的程序产生的时，可穿戴设备通过安装在可穿戴设备上特定位置的骨传导部件将上述调制后的信号转化为振动信号并输出，以使该振动信号定向传输至用户的手指关节处并沿着手指传输至用户耳朵可以包括：

可穿戴设备对上述调制后的信号进行数模转换，得到模拟信号；

可穿戴设备通过安装在可穿戴设备上特定位置的骨传导部件将得到的模拟信号转化为振动信号并输出，以使该振动信号定向传输至用户的手指关节处并沿着手指传输至用户耳朵。

本发明实施例中，可穿戴设备输出振动信号的信号流向示意图可以如图2所示，图2是本发明实施例公开的一种通过骨传导部件输出振动信号的信号流向示意图。如图2所示，在使用可穿戴设备在骨传导模式下进行语音播放之前，需要佩戴可穿戴设备的用户调整可穿戴设备的佩戴方式，以使在可穿戴设备上的特定位置安装的骨传导部件与用户手腕的相对位置如图2所示，且需要用户将用户的某一手指(如食指)顶住耳朵根部或者深入耳朵以使耳部行成密闭音腔，且在可穿戴设备将调制后的信号转化为振动信号之后，可穿戴设备通过安装在可穿戴设备的特定位置的骨传导部件输出该振动信号，输出的振动信号在空气中定向传输至佩戴可穿戴设备的用户的手指关节处，振动信号在空气介质中的定向传输如图2中的虚线所示，当振动信号到达手指关节处时，通过与该手指关节对应的手指(骨介质)将振动信号传输至用户耳部，振动信号在骨介质中的定向传输如图2中的直线所示，即：振动信号可以通过骨介质传导进入耳部，并通过人耳的低通滤波特性滤除高频的超声波部分，从而可以达到隐私播放语音的效果，让周围的人无法窃听，此外，相对于在传统的骨传导模式下将振动信号从手腕处沿着骨介质传输到用户耳朵处的方式来说，本发明实施例能够减少振动信号在骨介质中的传输长度，进而减少骨介质对振动信号的衰减，在相同音频能量的条件下，使得骨传导效率更高，传输距离更远。

在一个可选的实施例中，在确定需要播放的语音的音频信号之后以及在通过调幅调制将音频信号调制到预先生成的超声波信号上，得到调制后的信号之前，该骨传导模式下的语音播放控制方法还可以包括以下操作：

可穿戴设备采集可穿戴设备所处环境的环境噪声值，并判断采集到的环境噪声值是否大于等于预设噪声值阈值，当判断出采集到的环境噪声值大于等于预设环境噪声值阈值时，触发执行上述通过调幅调制将音频信号调制到预先生成的超声波信号上，得到调制后的信号的操作。这样通过在可穿戴设备所处环境的环境噪声比较大时才使用超声波信号加载音频信号进行语音播放的方式能够在保证用户听觉体验以及语音播放隐私性的前提下减少可穿戴设备的功耗，进而延长可穿戴设备的电池的续航时间。

在另一个可选的实施例中，当上述预先生成的超声波信号是由可穿戴设备中的超声波生成器产生的时，在通过安装在可穿戴设备上特定位置的骨传导部件将上述调制后的信号转化为振动信号并输出之前，该骨传导模式下的语音播放控制方法还可以包括以下操作：

可穿戴设备对上述调制后的信号执行功率放大操作，且在对上述调制后的信号执行功率放大操作之后，触发可穿戴设备执行通过安装在可穿戴设备上特定位置的骨传导部件将上述调制后的信号转化为振动信号并输出的操作。这样能够进一步保证用户的听觉体验。

可选的，可穿戴设备生成上述超声波信号可以包括：

可穿戴设备获取用户的年龄所属的年龄段以及用户的性别。

可穿戴设备根据上述性别以及上述年龄段，获取上述性别的用户在上述年龄段的平均骨骼密度，其中，骨骼密度越大，骨介质的传输效率就越好，骨骼密度越小，骨介质的传输效率就越低；

可穿戴设备根据上述平均骨骼密度，生成与上述平均骨骼密度相匹配的超声波信号。

本发明实施例中，上述平均骨骼密度越小，与上述平均骨骼密度相匹配的超声波信号的频率就越高，上述平均骨骼密度越大，与上述平均骨骼密度相匹配的超声波信号的频率就越低，这样能够根据用户的性别以及其年龄所属的年龄段生成合适频率的超声波信号。

可见，实施图1所描述的骨传导模式下的语音播放控制方法能够利用超声波信号的定向传输特性将需要播放的音频信号的振动信号定向传输至用户的手指关节处，并通过用户的手指将振动信号传输至用户耳朵，进而通过用户耳朵的低通滤波特性将超声波部分滤除，使得用户能够正常听到语音，这样既能够保证语音播放的隐私性，又能够提高骨传导模式下的骨传导效率，进而保证了用户的听觉体验。

实施例二

请参阅图3，图3是本发明实施例公开了一种可穿戴设备的结构示意图。如图3所示，该可穿戴设备300可以包括确定单元301、调幅调制单元302以及控制单元303，其中：

确定单元301用于在骨传导模式下有语音播放需求时，确定需要播放的语音的音频信号。

调幅调制单元302用于通过调幅调制将确定单元301确定出的上述音频信号调制到预先生成的超声波信号上，得到调制后的信号。

控制单元303用于通过安装在可穿戴设备300上特定位置的骨传导部件将调幅调制单元302调制得到的上述调制后的信号转化为振动信号并输出，以使振动信号定向传输至用户的手指关节处并沿着手指传输至用户耳朵。

在一个可选的实施例中，该可穿戴设备300还可以包括采集单元304以及判断单元305，此时，该可穿戴设备300的结构可以如图4所示，图4是本发明实施例公开的另一种可穿戴设备的结构示意图。其中：

采集单元304用于在确定单元301执行上述在骨传导模式下有语音播放需求时，确定需要播放的语音的音频信号的操作之后以及在调幅调制单元302执行上述通过调幅调制将上述音频信号调制到预先生成的超声波信号上，得到调制后的信号的操作之前，采集可穿戴设备300所处环境的环境噪声值。

判断单元305用于判断采集单元304采集到的环境噪声值是否大于等于预设噪声值阈值。

调幅调制单元302具体用于当判断单元305判断出采集的环境噪声值大于等于预设环境噪声值阈值时，通过调幅调制将确定单元301确定出的音频信号调制到预先生成的超声波信号上，得到调制后的信号。

在另一个可选的实施例中，上述预先生成的超声波信号是由可穿戴设备300中预先存储的程序生成的，其中，控制单元303可以包括第一数模转换子单元3031以及控制子单元3032，进一步可选的，还可以包括功放子单元3033，此时，该可穿戴设备300的结构可以如图5所示，图5是本发明实施例公开的又一种可穿戴设备的结构示意图。其中：

第一数模转换子单元3031用于对上述调制后的信号进行数模转换，得到模拟信号。

控制子单元3032用于通过安装在可穿戴设备300上特定位置的骨传导部件将第一数模转换子单元3031得到的模拟信号转化为振动信号并输出，以使该振动信号定向传输至用户的手指关节处并沿着手指传输至用户耳朵。

功放子单元3033可以用于在第一数模转换子单元3031对上述调制后的信号进行数模转换，得到模拟信号之后以及在控制子单元3032通过安装在可穿戴设备300上特定位置的骨传导部件将第一数模转换子单元3031得到的模拟信号转化为振动信号并输出之前，对第一数模转换子单元3031得到的模拟信号进行功率放大操作，且在功率放大操作执行完毕之后，触发控制子单元3032执行上述通过安装在可穿戴设备300上特定位置的骨传导部件将第一数模转换子单元3031得到的模拟信号转化为振动信号并输出的操作。

在又一个可选的实施例中，上述预先生成的超声波信号是由可穿戴设备300中的超声波生成器(如振荡器等)产生的，其中，调幅调制单元302可以包括第二数模转换子单元3021以及调幅调制子单元3022，此时，该可穿戴设备300的结构可以如图6所示，图6是本发明实施例公开的又一种可穿戴设备的结构示意图。其中：

第二数模转换子单元3021用于对确定单元301确定出的音频信号进行数模转换，得到模拟音频信号。

调幅调制子单元3022用于通过调幅调制将第二数模转换子单元3021得到的模拟音频信号调制到由超声波生成器产生的超声波信号上，得到调制后的信号。

在该又一种可选的实施例中，进一步可选的，如图6所示，该可穿戴设备300还可以包括功放单元306，其中：

功放单元306用于在控制单元303通过安装在可穿戴设备300上特定位置的骨传导部件将上述调制后的信号转化为振动信号并输出之前，对调制后的信号执行功率放大操作，并触发控制单元303执行上述通过安装在可穿戴设备300上特定位置的骨传导部件将调制后的信号转化为振动信号并输出的操作。

可选的，可穿戴设备300生成上述超声波信号可以包括：

可穿戴设备300获取用户的年龄所属的年龄段以及用户的性别。

可穿戴设备300根据上述性别以及上述年龄段，获取上述性别的用户在上述年龄段的平均骨骼密度，其中，骨骼密度越大，骨介质的传输效率就越好，骨骼密度越小，骨介质的传输效率就越低；

可穿戴设备300根据上述平均骨骼密度，生成与上述平均骨骼密度相匹配的超声波信号。

本发明实施例中，上述平均骨骼密度越小，与上述平均骨骼密度相匹配的超声波信号的频率就越高，上述平均骨骼密度越大，与上述平均骨骼密度相匹配的超声波信号的频率就越低，这样能够根据用户的性别以及其年龄所属的年龄段生成合适频率的超声波信号。

需要说明的是，上述功放单元306以及功放子单元3033可以为功率放大器，上述第一数模转换子单元3031以及上述第二数模转换子单元3021可以是数模转换器dac。

可见，实施图3-图6任一项所描述的可穿戴设备能够利用超声波信号的定向传输特性将需要播放的音频信号的振动信号定向传输至用户的手指关节处，并通过用户的手指将振动信号传输至用户耳朵，进而通过用户耳朵的低通滤波特性将超声波部分滤除，使得用户能够正常听到语音，这样既能够保证语音播放的隐私性，又能够提高骨传导模式下的骨传导效率，进而保证了用户的听觉体验。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质包括只读存储器(read-onlymemory，rom)、随机存储器(randomaccessmemory，ram)、可编程只读存储器(programmableread-onlymemory，prom)、可擦除可编程只读存储器(erasableprogrammablereadonlymemory，eprom)、一次可编程只读存储器(one-timeprogrammableread-onlymemory，otprom)、电子抹除式可复写只读存储器(electrically-erasableprogrammableread-onlymemory，eeprom)、只读光盘(compactdiscread-onlymemory，cd-rom)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。

以上对本发明实施例公开的一种骨传导模式下的语音播放控制方法及可穿戴设备，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。