用于传输路径噪声控制的方法和系统与流程

耳机可以例如借助于数据线缆连接到电子装置，例如利用四条线和标准四极音频插头或usb连接器。数据线缆的两条线例如承载左音频信号和右音频信号，并且一条线是接地线。因此，只有一条线可用于交换麦克风或另外的数据。因此，对于使用耳机作为语音输入装置来说可能不能够实现传输路径噪声控制。

因此，本发明的目的是提供一种使用经由数据线缆连接的音频通信装置和发送装置进行传输路径噪声控制的改进的构思。

该目的由独立权利要求的主题实现。另外的实施方式和实施例是从属权利要求的主题。

传输或tx噪声控制旨在减少从发送装置传输到通信网络的信号中的噪声，其中，环境噪声与期望音频信息一起由输入装置(例如耳机)记录。相反，接收或rx噪声控制旨在减少用户接收到的噪声，其中，环境噪声干扰由扬声器生成的音频信号。

根据针对传输路径噪声控制的改进的构思，音频通信装置(例如音频耳机)中的至少两个麦克风用于基于期望音频信息和声学噪声来生成至少两个相应的输入信号。两个输入信号由耳机进行编码，并且编码后的信号经由数据线缆的一条线传输到发送装置。发送装置用于对编码信号进行解码，从而重构至少两个输入信号。发送装置将传输路径噪声控制算法应用于至少两个重构的输入信号，以生成表示没有声学噪声或具有减少的声学噪声的期望音频信息的净信号。然后，将基于净信号的信号从发送装置发送到通信网络。

根据改进的构思，提供了一种使用音频通信装置(特别是音频耳机)以及经由数据线缆连接到音频通信装置的发送装置进行传输路径噪声控制的方法。方法包括基于由第一麦克风和第二麦克风检测到的声音，借助于音频通信装置的第一麦克风和第二麦克风分别生成第一麦克风信号和第二麦克风信号。检测到的声音包括期望音频信息和声学噪声。方法还包括借助于音频通信装置，通过至少对基于第一麦克风信号的第一输入信号和基于第二麦克风信号的第二输入信号进行编码，在数据线缆的第一线(例如交换线)上生成编码信号。方法还包括经由第一线将编码信号从音频通信装置发送到发送装置。

方法还包括借助于发送装置，通过对编码信号进行解码来重构第一输入信号和第二输入信号。方法还包括借助于发送装置，通过将第一噪声控制算法(特别是传输路径噪声控制算法)至少应用于重构的第一输入信号和第二输入信号，生成表示期望音频信息的净信号。方法还包括将净信号或基于净信号的信号从发送装置发送到通信网络。

表述“音频通信装置”通常是指用于音频输入和输出的装置，其包括至少一个麦克风和至少一个扩音器。特别地，音频通信装置可以是音频耳机或另一通信装置，例如用于执行电话会议呼叫的电话架。

表述“音频耳机”通常是指用于音频输入和输出的装置，其包括至少一个麦克风和头戴式耳机、耳塞式耳机、耳用扬声器、耳塞或至少一个扩音器。根据改进的构思，音频耳机具有至少两个麦克风，特别是第一麦克风和第二麦克风。

在下文中，表述“音频耳机”或“耳机”与表述“音频通信装置”可互换使用。特别地，无论何时使用表述“音频耳机”或“耳机”，其都可以由表述“音频通信装置”来代替。

根据一些实施例，第一麦克风被布置为比第二麦克风更靠近期望音频信息源。音频信息源可以例如是对第一麦克风讲话的耳机的用户，对麦克风讲话的另一个人，或相对于第一麦克风位于使得来自所述源的声音可以由第一麦克风检测到的位置处的任何其他声音源。

期望音频信息例如可以是音频输入，特别是来自耳机的用户的语音输入，其旨在从发送装置被发送到通信网络。因此，第一麦克风可以主要检测期望音频信息或主要量的期望音频信息，并且第二麦克风可以检测不同的或减少量的期望音频信息。例如，第一麦克风可以指语音采集或主要采集语音的麦克风，并且第二麦克风可以指噪声采集或主要采集噪声的麦克风。

因此，第一麦克风信号表示例如主要包括期望音频信息和第一量的噪声的第一声音信号，并且第二麦克风信号表示包括例如减少量的期望音频信息和第二量的噪声的第二声音信号。

例如，通过使用例如电流或电压调制方案调制至少第一输入信号和第二输入信号和/或将其复用到数据线缆的第一线来生成编码信号。例如，通过使用例如电流或电压解调方案对编码信号进行解调和/或对其进行解复用来执行对编码信号的解码。

根据一些实施例，编码信号是数字信号。在一些实施例中，第一麦克风和第二麦克风可以是被配置为生成第一麦克风信号和第二麦克风信号作为模拟信号的模拟麦克风。然后，第一输入信号和第二输入信号可以分别对应于基于第一麦克风信号和第二麦克风信号的数字信号。在可替选的实施例中，第一麦克风和第二麦克风可以是被配置为生成第一麦克风信号和麦克风信号作为数字信号的数字麦克风。然后，第一输入信号和第二输入信号可以分别与第一麦克风信号和第二麦克风信号相同，或者可以分别对应于基于第一麦克风信号和第二麦克风信号的模拟信号。

根据一些实施例，重构的第一输入信号和第二输入信号是数字信号，并且借助于发送装置的数字信号处理器来执行对第一噪声控制算法的应用。

由于针对传输路径噪声控制，定时或延时要求例如与对于接收路径必须控制相比可能不那么严格，数字信号处理可能特别适用于传输路径噪声控制。

净信号表示例如没有声学噪声或具有减少量的声学噪声的期望音频信息。

根据一些实施例，数据线缆包括四极音频插头或usb连接器，特别是usb-c连接器，以及包括第一线的四条线。发送装置包括例如用于经由音频插头或usb连接器连接数据线缆的四极音频插口。在usb连接器的情况下，usb连接器可以例如用于模拟音频模式中。

根据一些实施例，发送装置由移动电话、平板电脑、手提式电脑或便携式音频播放器实施或由其包括。

根据一些实施例，通信网络是以下之一：电信网络、无线通信网络、gsm网络、基于gsm的网络、蓝牙网络、wlan网络、wifi网络、lan网络、基于有线的通信网络。

借助于根据改进构思的方法，可以使用音频耳机作为期望音频信息的输入装置来执行传输路径噪声控制，其中，耳机经由数据线缆连接到发送装置。重要的是，仅数据线缆的一条线(即第一线)用于以编码信号的形式传输发送装置应用第一噪声控制算法所需的所有信息。

根据一些实施例，方法还包括基于检测到的包括期望音频信息和声学噪声的声音，借助于耳机的至少一个另一第二麦克风来生成至少一个另一第二麦克风信号。通过至少对第一输入信号和第二输入信号以及基于至少一个另一麦克风信号的至少一个另一输入信号进行编码来生成编码信号。方法还包括借助于发送装置，通过对编码信号进行解码来重构第一输入信号和第二输入信号以及至少一个另一第二输入信号。借助于发送装置，通过将第一噪声控制算法至少应用于重构的第一输入信号和第二输入信号以及重构的至少一个另一第二输入信号来生成表示期望的音频信号的净信号。

至少一个另一第二麦克风具有模拟功能，并且被模拟地连接为第二麦克风，但是可以被布置在耳机的不同位置处。以这种方式，特别是通过使用重构的第一输入信号、第二输入信号和至少一个另一第二输入信号来生成净信号，可以借助于应用第一噪声控制算法来实现进一步改进的噪声控制。

根据一些实施例，一种使用音频耳机和经由数据线缆连接到耳机的发送装置进行传输路径噪声控制的方法，包括：基于经由数据线缆的第一线在耳机和发送装置之间传输的至少一个识别信号，确定耳机和发送装置两者是否都与传输路径噪声控制兼容。

所述确定过程可以包括启动序列。特别是如果耳机和发送装置两者都与传输路径噪声控制兼容，则启动序列可以包括：经由第一线将第一识别信号从发送装置发送到耳机，由耳机检测第一识别信号，响应于检测到第一识别信号将第二识别信号从耳机发送到发送装置，并且由发送装置检测第二识别信号。第一识别信号例如由耳机识别，以向耳机指示发送装置与传输路径噪声控制兼容。类似地，第二识别信号例如由发送装置识别，以向发送装置指示耳机与传输路径噪声控制兼容。

在耳机与传输路径噪声控制不兼容的情况下，不传输第二识别信号。因此，不向发送装置指示耳机与传输路径噪声控制兼容。类似地，在发送装置与传输路径噪声控制不兼容的情况下，不传输第一识别信号。因此，不向耳机指示发送装置与传输路径噪声控制兼容。

如果确定耳机和发送装置两者都与传输路径噪声控制兼容，则如上所述可以执行以下的步骤：生成第一麦克风信号和第二麦克风信号，生成编码信号，经由第一线传输编码信号，重构第一输入信号和第二输入信号，生成净信号，并且发送基于净信号的信号。

另一方面，如果确定耳机或发送装置与传输路径噪声控制不兼容，则方法包括：借助第一麦克风生成第一麦克风信号，经由数据线缆的第一线将第一麦克风信号从耳机传输到发送装置，并将基于第一麦克风信号的信号发送到通信网络。

以所描述的方式，可以实现耳机和/或发送装置的完全遗留(legacy)或向下的兼容性。

根据该方法的一些实施例，特别是如果耳机与传输路径噪声控制兼容并且发送装置与传输路径噪声控制兼容或不兼容，则方法还包括：经由数据线缆的第二条线(例如音频线)将音频信号从发送装置传输到耳机。方法还包括：借助于耳机，通过将第二噪声控制算法至少应用于音频信号或基于音频信号的信号以及第二麦克风信号或基于第二音频信号的信号，来生成补偿音频信号。方法还包括：借助于耳机的扬声器，基于补偿音频信号生成声学扬声器信号。

第二噪声控制算法特别是接收路径噪声控制算法，例如有源噪声控制算法，例如模拟有源噪声控制算法或数字有源噪声控制算法。

使用第二麦克风信号来生成补偿音频信号对应于例如用于接收路径噪声控制的前馈技术。有利地，第二麦克风和第二麦克风信号可以同时用于生成用于传输路径噪声控制的编码信号，并且用于借助于接收路径噪声控制生成补偿音频信号。在可替选的实施例中，单独的麦克风可以代替第二麦克风模拟地用于接收路径噪声控制。

根据一些实施例，借助于耳机的有源噪声控制电路，将第二噪声控制算法至少应用于音频信号和第二麦克风信号，耳机的有源噪声控制电路被配置为将滤波操作至少应用于音频信号和第二麦克风信号。可选地，在应用滤波操作之前，可以放大至少音频信号和/或第二麦克风信号。

根据一些实施例，方法还包括：借助于耳机的第三麦克风，检测基于扬声器信号的受干扰的扬声器信号(特别是声学受干扰的扬声器信号)，并且借助于第三麦克风，基于受干扰的扬声器信号生成第三麦克风信号。通过将第二噪声控制算法至少应用于音频信号或基于音频信号的信号、第二麦克风信号或基于第二麦克风信号的信号和第三麦克风信号或基于第三麦克风信号的信号，来生成补偿音频信号。受干扰的麦克风信号可以例如对应于受环境噪声干扰的扬声器信号。

使用第三麦克风信号来生成补偿音频信号对应于例如用于接收路径噪声控制的反馈技术。通过这样的实施例，基于第二麦克风信号的前馈技术和基于第三麦克风信号的反馈技术可以相结合以进一步改进接收路径噪声控制。

根据方法的一些实施例，特别是如果耳机和发送装置两者都与传输路径噪声控制兼容，则通过至少对第一输入信号和第二输入信号以及基于第三麦克风信号的误差信号进行编码来生成编码信号，并且方法还包括通过对编码信号进行解码来重构误差信号。

根据一些实施例，方法还包括：借助于发送装置，根据重构的误差信号来调整音频信号。

以这种方式，例如可以基于误差信号例如与噪声控制同时地实现自适应均衡功能。

根据一些实施例，第三麦克风是被配置为生成第三麦克风信号作为模拟信号的模拟麦克风。然后，误差信号可以对应于基于第三麦克风信号的数字信号。在可替选的实施例中，第三麦克风是被配置为生成第三麦克风信号作为数字信号的数字麦克风。然后，误差输入信号可以与第三麦克风信号相同或者对应于基于第三麦克风信号的模拟信号。

根据一些实施例，方法还包括：借助于发送装置，根据误差信号生成调整信号。方法还包括：经由第一线将基于调整信号的信号从发送装置传输到耳机，并且借助于耳机，基于取决于调整信号的信号来调整第二噪声控制算法。

以这种方式，基于误差信号，可以检查第二噪声控制算法的性能，并且例如通过在第二噪声控制算法的过程中改变应用于音频信号、第二麦克风信号和/或第三麦克风信号或基于此的相应信号的滤波器参数来适应性优化第二噪声控制算法的性能。

根据一些实施例，特别是如果耳机和发送装置两者都与传输路径噪声控制兼容，则方法还包括；借助于耳机的至少一个控制元件生成控制信号。通过至少对第一麦克风信号和第二麦克风信号以及控制信号进行编码来生成编码信号。方法还包括：借助于编码信号来重构控制信号。发送装置可以例如根据重构的控制信号来调整或改变发送装置和/或耳机的设置或功能。

数据的至少一个控制元件例如可以是例如用于控制耳机和/或发送装置的功能或设置的一个或更多个按钮，例如音量设置、麦克风静音设置等或者由发送装置执行的应用。

根据一些实施例，方法还包括：经由第一线将数据信号(特别是由发送装置编码的数据信号)从发送装置传输到耳机，并且借助于由耳机包括的电子装置处理数据信号或重构的数据信号。例如通过借助于耳机对由发送装置编码的数据信号进行解码来生成重构的数据信号。

根据一些实施例，方法还包括：经由第一线将数据信号(特别是由发送装置编码的数据信号)从发送装置传输到耳机，并且根据数据信号(特别根据重构的数据信号)在耳机的显示器上显示信息。例如通过借助于耳机对由发送装置编码的数据信号进行解码来生成重构的数据信号。

根据一些实施例，方法还包括基于存储在耳机的存储装置中的另一信息来生成另一数据信号，并且经由第一线将另一数据信号或基于另一数据信号的另一编码信号从耳机传输到发送装置。

另一信息可以例如包括耳机的用户特定数据和/或装置特定数据，例如耳机的序列号。

根据一些实施例，方法还包括经由第一线将电功率从发送装置传输到耳机，并且基于传输的电功率偏置第一麦克风和/或第二麦克风。

根据一些实施例，可以基于传输的电功率对显示器和/或有源噪声控制电路供电。

根据一些实施例，方法还包括：借助于耳机的传感器生成传感器信号。通过至少对第一输入信号和第二输入信号以及基于传感器信号的信号进行编码来生成编码信号，并且方法还包括通过对编码信号进行解码来重构传感器信号。

传感器例如可以是被配置为确定环境参数的传感器。传感器例如可以是温度传感器、心率传感器、压力传感器或另外的传感器。

根据一些实施例，特别是如果耳机和发送装置两者都与传输路径噪声控制兼容，则方法还包括：在将净信号或基于净信号的信号发送到通信网络之前，对净信号或基于净信号的信号进行中间存储。

在可替选的实施例中，在生成净信号之后立即发送净信号或基于净信号的信号。其中，就关于数据处理(例如生成基于净信号的信号)而言，表述“立即”可以包括延迟。

根据改进的构思，还提供了一种用于传输路径噪声控制的系统，其包括音频耳机和经由数据线缆(特别是耳机的数据线缆)连接到或可连接到耳机的发送装置。耳机包括第一麦克风和第二麦克风，第一麦克风和第二麦克风被配置为基于由第一麦克风和第二麦克风检测到的声音分别生成第一麦克风信号和第二麦克风信号，其中，声音包括期望音频信息和声学噪声。耳机还包括编码器(例如第一编码器-解码器)，该编码器被配置为通过至少对基于第一麦克风信号的第一输入信号和基于第二麦克风信号的第二输入信号进行编码，在数据线缆的第一线上生成编码信号。

发送装置包括解码器和信号处理单元，解码器(例如第二编码器-解码器)被配置为通过对编码信号进行解码来重构第一输入信号和第二输入信号，信号处理单元(特别是数字信号处理单元)被配置为通过将第一噪声控制算法至少应用于重构的第一输入信号和第二输入信号来生成表示期望音频信息的净信号。发送装置还包括网络单元，该网络单元被配置为将净信号或基于净信号的信号发送到通信网络。

用于传输路径噪声控制的系统的另外的实施例容易从用于传输路径噪声控制的方法的各种实施例中推导出，反之亦然。

根据改进的构思，还提供了一种用于传输路径噪声控制的耳机，其可经由数据线缆连接到发送装置。耳机包括第一麦克风和第二麦克风，第一麦克风和第二麦克风被配置为基于由第一麦克风和第二麦克风检测到的声音分别生成第一麦克风信号和第二麦克风信号，其中，声音包括期望音频信息和声学噪声。耳机还包括编码器，该编码器被配置为通过至少对基于第一麦克风信号的第一输入信号和基于第二麦克风信号的第二输入信号进行编码，在数据线缆的第一线上生成编码信号。

根据改进的构思，还提供了一种用于传输路径噪声控制的发送装置，其可经由数据线缆连接到耳机。发送装置包括解码器和信号处理单元，解码器被配置为通过对经由数据线缆的第一线从耳机接收的编码信号进行解码来重构第一输入信号和第二输入信号，信号处理单元(特别是数字信号处理单元)被配置为通过将第一噪声控制算法至少应用于重构的第一输入信号和第二输入信号来生成表示期望音频信息的净信号。发送装置还包括网络单元，该网络单元被配置为将净信号或基于净信号的信号发送到通信网络。

耳机和发送装置的另外的实施例容易从用于传输路径噪声控制的方法和系统的各种实施中推导出，反之亦然。

在下文中，借助于参照附图的示例性实施例来详细解释改进的构思。在功能上相同或具有相同效果的部件可以由相同的附图标记来表示。对于相同的部件和/或具有相同效果的部件，可以仅针对它们在那儿首次出现的图来描述。在随后的附图中不一定重复对相同的部件和/或具有相同效果的部件的描述。

在附图中，

图1示出了根据改进构思的用于传输路径噪声控制的系统的示例性实施例；

图2示出了根据改进构思的用于传输路径噪声控制的系统的另一示例性实施例；

图3示出了根据改进构思的用于传输路径噪声控制的系统的另一示例性实施例；

图4示出了根据改进构思的用于传输路径噪声控制的系统的另一示例性实施例；

图5示出了根据改进构思的用于传输路径噪声控制的系统的另一示例性实施例；

图6示出了在根据改进构思的用于传输路径噪声控制的系统中使用的耳机的示例性实施例。

图7示出了根据改进构思的用于传输路径噪声控制的方法或系统的启动序列的流程图。

图1示出了根据改进构思的用于传输路径噪声控制的系统的示例性实施例。该系统包括例如实施为耳塞式耳机或头戴式耳机的音频耳机hs，以及发送装置sd，例如移动电话或平板电脑。耳机hs和发送装置sd经由数据线缆c连接。例如，数据线缆c是例如具有用于与发送装置sd的四极音频插口相连接的四极音频插头aj的四极数据线缆。作为四极音频插头aj的替代方案，可以使用usb连接器，特别是usb-c连接器，以及发送装置sd的相应的usb插口。

耳机hs包括例如分别连接到数据线缆c的第一音频线al1和第二音频线al2的第一扬声器sp1和第二扬声器sp2。发送装置sd包括例如与发送装置sd的音频接口ia(例如i²s接口)相连接的应用处理器ap。音频接口ia可以经由串联耦接的第一数模转换器dacda1和第一音频放大器a5耦接到第一音频线al1。音频接口ia可以经由串联耦接的第二dacda2和第二音频放大器a6耦接到第二音频线al2。

应用处理器ap例如被配置为将音频数据(特别是数字音频数据)例如经由总线发送到音频接口ia。音频接口ia可以例如基于音频数据生成第一数字音频信号和第二数字音频信号，并分别将它们发送到第一dacda1和第二dacda2。第一dacda1和第二dacda2的模拟输出信号例如分别由第一音频放大器a5和第二音频放大器a6放大，以分别在第一音频线al1上生成第一音频信号以及在第二音频线al2上生成第二音频信号。第一扬声器sp1和第二扬声器sp2然后可以基于第一音频信号和第二音频信号分别生成声学的第一扬声器信号和第二扬声器信号。

在耳机hs中包括第一麦克风m1和第二麦克风m2以及例如可选的另一第二麦克风m2f。耳机hs还包括具有第一编码器-解码器ed1的从电路sl，特别是从集成电路。第一编码器-解码器ed1连接到数据线缆c的交换线xl。交换线xl例如可以对应于数据线缆c的麦克风线。在一些实施例中，第一麦克风m1和第二麦克风m2、m2f可以是模拟麦克风。在这样的实施例中，经由包括第一ac耦接器ac1、第一放大器a1(例如可调谐放大器)和第一模拟-数字转换器adcad1的第一串联电路，将第一麦克风m1耦接到第一编码器-解码器ed1。类似地，通过包括第二ac耦接器ac2和第三ac耦接器ac3、第二放大器a2和第三放大器a3(例如可调谐放大器)以及第二adcad2和第三adcad3的相应的第二串联电路和第三串联电路，分别将第二麦克风m2、m2f耦接到第一编码器-解码器ed1。其中，ac耦接器ac1、ac2、ac3可以例如被配置为拒绝相应的麦克风输出的dc分量，并且仅将相应的ac分量转发到放大器a1、a2、a3和adcad1、ad2、ad3。ac耦接器ac1、ac2、ac3例如可以实施为rc元件。在可替选实施例中，第一麦克风m1和第二麦克风m2、m2f可以是数字麦克风。在这样的实施例中，麦克风m1、m2、m2f例如直接连接到第一编码器-解码器ed1，并且从电路sl可以不包括ac耦接器ac1、ac2、ac2、放大器a1、a2、a3和adcad1、ad2、ad3。

发送装置sd包括主电路ms，特别是主集成电路，其包括连接到交换线xl的第二编码器-解码器ed2。发送装置sd还包括连接到应用处理器ap并且例如经由另一总线连接到主电路ms的数字信号处理器dsp。

第一麦克风m1被布置为检测期望音频信息，例如耳机用户的语音或其他待记录或待检测的声音输入。例如，第一麦克风m1是语音麦克风。除了期望音频信息之外，第一麦克风m1可以检测声学噪声，例如环境噪声。第二麦克风m2、m2f可以是可以与第一麦克风m1间隔开并且例如彼此间隔开布置的噪声麦克风。因此，第二麦克风m2、m2f可以检测包括声学噪声的声音以及例如一部分或减少量的期望音频信息。

基于检测到的期望音频信息和声学噪声，第一麦克风m1生成第一麦克风信号。基于第一麦克风信号，第一ac耦接器ac1、第一放大器a1和第一adcad1生成第一输入信号并将其提供到第一编码器-解码器ed1。类似地，第二麦克风m2、m2f基于检测到的期望音频信息和声学噪声分别生成第二麦克风信号和另一第二麦克风信号。基于第二麦克风信号，第二ac耦接器ac2和第三ac耦接器ac3、第二放大器a2和第三放大器a3以及第二adcad2和第三adcad3分别生成第二输入信号和另一第二输入信号，并将它们提供到第一编码器-解码器ed1。在具有数字麦克风m1、m2、m2f的实施例中，第一麦克风信号、第二麦克风信号和另一第二麦克风信号例如被直接供应到第一编码器-解码器ed1作为第一输入信号、第二输入信号和另一第二输入信号。

第一编码器-解码器ed1通过例如对第一输入信号、第二输入信号和另一第二输入信号进行编码(例如通过调制)来向交换线xl生成编码信号。编码信号经由交换线xl传输到第二编码器-解码器ed2，第二编码器-解码器ed2可以通过解码(特别是解调)编码信号来重构第一输入信号、第二输入信号和另一第二输入信号。重构的第一输入信号rs1、第二输入信号rs2和另一第二输入信号rs2f被供应到数字信号处理器dsp。其中，主电路的输出格式可以例如是i²s、脉码调制、pcm或脉冲密度调制pdm。此外，主电路ms可以例如将时钟信号clk提供到数字信号处理器dsp。

可替选地，时钟信号clk可以由数字信号处理器dsp或应用处理器ap生成并且例如被提供到主电路ms。以这种方式，可以例如确保时钟信号clk与音频系统的其余部分同步。

数字信号处理器dsp例如将第一噪声控制算法，特别是传输路径噪声控制算法应用于重构的第一输入信号rs1、第二输入信号rs2和另一第二输入信号rs2f。由于第一噪声控制算法，数字信号处理器dsp可以生成净信号作为其输出并将该净信号提供到应用处理器ap。净信号表示特别是没有声学噪声或具有减少的噪声的期望音频信息。应用处理器ap可以例如经由发送装置sd的网络单元(未示出)，例如无线单元，例如将净信号或基于净信号的信号发送到通信网络，例如电信网络。

以所描述的方式，传输路径噪声控制可以借助于根据改进构思的系统来执行。该系统使用耳机hs作为期望音频信息的输入装置，并经由数据线缆c的单个线(即交换线xl)传输由数字信号处理器sd应用的传输路径噪声控制算法所需的所有数据。经由交换线xl的通信允许双向全双工通信。需要强调的是，第一扬声器信号和第二扬声器信号的生成独立于从电路sl以及编码信号到发送装置sd的传输。

可选地，耳机hs可以包括控制元件btn，控制元件btn包括例如一个或更多个按钮，例如三个或更多个按钮。控制元件btn例如借助于并联耦接的一个或更多个开关来实施。开关中的每个例如与相应的电阻器串联耦接。电阻器具有例如不同的电阻。控制元件btn的输出例如经由另一adcad耦接到第一编码器-解码器ed1。主电路ms可以包括连接到第二编码器-解码器ed2(连接线未示出)和应用处理器ap的第一数据接口i1。第一数据接口i1例如可以是i²c接口或串行外围接口spi。

如果闭合控制元件btn的开关之一，例如相当于用户按压相应的按钮，则在控制元件btn的输出端生成信号，该信号例如由于电阻器的不同电阻值而取决于开关中的哪个开关已经闭合。然后另一adcad可以基于控制元件btn的输出生成控制信号并将其提供到第一编码器-解码器ed1。因此，例如可以通过如上所述对第一输入信号和第二输入信号以及交换线xl上的控制信号进行编码(特别是调制)来生成编码信号。

第二编码器-解码器ed2可以通过对编码信号进行解码(特别是解调)来重构控制信号。第二编码器-解码器ed2然后可以例如经由第一数据接口i1将重构的控制信号传输到应用处理器ap。应用处理器ap可以例如改变设置，例如发送装置sd或耳机hs的设置、例如音量设置或者麦克风设置，或者根据重构的控制信号来调整发送到音频接口ia的音频数据。可替选地或附加地，应用处理器ap可以根据重构的控制信号来控制在发送装置sd上执行的应用。

可选地，耳机例如可以包括连接到第一编码器-解码器ed1的存储装置mem。存储装置mem可以包括存储的信息，例如耳机的用户特定数据和/或装置特定数据。取决于所存储的信息，存储装置mem可以向第一编码器-解码器ed1提供数据信号。例如可以通过如上所述对第一输入信号和第二输入信号以及来自交换线xl上的存储装置mem的数据信号进行编码(特别是调制)来生成编码信号。可替选地，第一编码器-解码器ed1可以通过对数据信号进行编码在交换线xl处生成另一编码信号。例如，在基于第一输入信号、第二输入信号和另一第二输入信号生成编码信号之前，可以在前导(preamble)操作阶段期间生成另一编码信号。

第二编码器-解码器ed2可以通过对编码信号或另一编码信号进行解码(特别是解调)来重构数据信号。第二编码器-解码器ed2然后可以例如经由第一数据接口i1将重构的数据信号传输到应用处理器ap。

可选地，耳机hs还包括连接到交换线xl(连接线未示出)的功率提取单元pe和连接到功率提取单元pe的偏置单元mb。功率提取单元pe可以例如经由电容器c1连接到耳机hs的接地端子。偏置单元mb例如还连接到第一麦克风m1和第二麦克风m2、m2f。

发送装置sd，特别是主电路ms可以被配置为经由交换线路hl将电功率传输到耳机hs。功率提取单元pe被配置为提取传输的电功率并将电压和/或电流供应到偏置单元mb。基于所供应的电压和/或电流，偏置单元mb可以例如将相应的偏置电压供应到第一麦克风m1，第二麦克风m2和另一第二麦克风m2f。

可选地，第一麦克风m1经由从电路sl的第一旁路开关s1连接到交换线xl，并且如果合适的话，控制元件btn经由从电路sl的第二旁路开关s2连接到交换线xl。例如，在未示出的替选发送装置(而不是如图1中所示的发送装置sd)经由数据线缆c连接到耳机hs的情况下，从电路sl例如被配置为闭合第一旁路开关s1和/或第二旁路开关s2。如上所述，替选发送装置与传输路径噪声控制不兼容。特别地，替选发送装置可以不包括如上所述的主电路ms和数字信号处理器dsp。在这种情况下，可以经由交换线xl将第一麦克风信号直接发送到替选发送装置。

可选地，如果闭合了第一旁路开关s1和第二旁路开关s2，则控制元件btn的输出可以用于调制第一麦克风信号，以向替选发送装置传输关于闭合了控制元件btn的哪个开关的信息。以这种方式，图1中所示的耳机hs在连接了与传输路径噪声控制不兼容的替选发送装置的情况下，可以提供基本功能，即第一麦克风m1和控制元件btn的功能。关于确定发送装置是否与传输路径噪声控制兼容的进一步的细节，参考关于图7的解释。

发送装置sd例如可以包括具有例如与应用处理器ap相连接的输出端的第四adcad4(连接线未示出)。发送装置sd还可以包括第四放大器a4，特别是可调谐放大器，可调谐放大器具有与第四adcad4的输入端相连接的输出端。电容器c2例如连接在第四放大器a4的输入端和电路节点n之间。电阻器r可以连接在电路节点n和发送装置sd的电源电压之间。此外，发送装置sd可以包括第五adcad5，第五adcad5具有例如连接到应用处理器ap(连接线未示出)的输出端以及连接到电路节点n的输入端。电路节点n例如经由主电路ms的第三旁路开关s3连接到交换线xl。

例如，在未示出的替选耳机(而不是如图1中所示的耳机hs)经由数据线缆c连接到发送装置sd的情况下，主电路ms例如被配置为闭合第三旁路开关s3。如上所述，替选耳机与传输路径噪声控制不兼容。特别地，替选耳机可以不包括如上所述的从电路sl。在这种情况下，发送装置sd可以例如经由交换线xl接收模拟麦克风信号，该模拟麦克风信号可以可选地利用例如替选耳机的按钮的控制数据来调制。电阻器r和电容器c2的布置充当第四放大器a4的ac耦接器。因此，第四放大器a4可以接收并放大模拟麦克风信号的ac部分。然后，第四adcad4可以基于麦克风信号的ac部分生成例如语音数据。可以不被ac耦接的第五adcad5可以例如测量模拟麦克风信号的dc部分。因此，第五adcad5的输出可以例如相当于调制模拟麦克风信号的控制数据。

以这种方式，如图1中所示的发送装置sd在连接了与传输路径噪声控制不兼容的替选耳机的情况下，可以提供基本功能。关于确定耳机是否与传输路径噪声控制兼容的进一步细节，参考关于图7的解释。

数据线缆c包括例如接地线gl，接地线gl连接例如耳机hs的接地端子和发送装置sd的接地端子。

可选地，主电路ms可以经由交换线xl将时钟信号clk传输到从电路sl。从电路sl可以提取所传输的时钟信号clk，例如用于将数据从耳机hs传输到发送装置sd。

发送装置sd可以包括音频编解码器电路。音频编解码器电路可以例如包括音频接口ia、第一dacda1和第二dacda2以及第一音频放大器a5和第二音频放大器a6。音频编解码器电路例如还可以包括数字信号处理器dsp。在可替选的实施例中，音频编解码器电路不包括数字信号处理器dsp。音频编解码器电路还可以包括第四adcad4和第五adcad5、第四放大器a4、电阻器r和电容器c2。

图2示出了基于图1的系统的根据改进构思的用于传输路径噪声控制的系统的另一示例性实施例。

图2的耳机hs的从电路sl还包括连接到第一编码器-解码器ed1(连接线未示出)的第二数据接口i2，例如i²c接口或spi。图2的耳机hs还包括显示器d，其具有连接到第二数据接口i2的第三数据接口i3，例如i²c接口或spi。显示器还包括连接到功率提取单元pe的功率管理单元pmu。

主/从方案的全双工能力允许例如i²c隧穿功能。

应用处理器ap可以例如经由第一数据接口i1将显示数据发送到第二编码器-解码器ed2。第二编码器-解码器ed2可以对显示数据进行编码并且经由交换线xl将编码后的显示数据发送到第一编码器-解码器ed1。第一编码器-解码器ed1可以通过对编码后的显示数据进行解码来重构显示数据，并且经由第二数据接口i2和第三数据接口i3将重构的显示数据提供给显示器。显示器d可以根据接收到的重构的显示数据在显示器d的屏幕上显示信息。类似于显示数据，也可以将时钟信号clk从主电路ms传输到显示器d，以实现数据交换的定时。

例如基于从发送装置sd到耳机hs所考虑的电功率，经由功率管理单元pmu和功率提取单元pe对显示器d供电。

图3示出了基于图1的系统的根据改进构思的用于传输路径噪声控制的系统的另一示例性实施例。

图3的耳机hs还包括有源噪声控制电路anc。第一音频线al1和第二音频线al2分别例如经由放大器a7、a8耦接到有源噪声控制电路anc的第一输入端和第二输入端。第二麦克风m2和另一第二麦克风m2f例如分别经由放大器a9、a10耦接到有源噪声控制电路anc的第三输入端和第四输入端。第一扬声器sp1和第二扬声器sp2例如分别经由放大器a11、放大器a12连接到有源噪声控制电路anc的第一输出端和第二输出端。耳机hs包括连接在第一音频线al1和第一扬声器sp1之间的第一电阻器r1和耦接在第二音频线al2和第二扬声器sp2之间的第二电阻器r2。耳机hs还包括连接在放大器a11和第一扬声器sp1之间的第三电阻器r3和连接在放大器a12和第二扬声器sp2之间的第四电阻器r4。

借助于根据图3的实施例，接收路径噪声控制可以与关于图1描述的传输路径噪声控制相结合。

对于接收路径噪声控制，如关于图1描述的，借助于应用处理器ap、音频接口ia、dacda1、da2和音频放大器a5、a6生成的第一音频信号和第二音频信号从发送装置sd经由第一音频线al1和第二音频线al2被传输到耳机hs，并且例如经由放大器a7、a8分别在有源噪声控制电路anc的第一输入端和第二输入端处被接收。第二麦克风信号和另一第二麦克风信号例如经由放大器a9、a10分别在有源噪声控制电路anc的第三输入端和第四输入端处被接收。

有源噪声控制电路anc被配置为将第二噪声控制算法，特别是有源噪声控制算法，应用于第一音频信号和第二音频信号以及应用于第二麦克风信号和另一第二麦克风信号或应用于放大器a7、a8、a9、a10的输出。例如通过对所述信号应用滤波操作来应用第二噪声控制算法。由于第二有源噪声控制算法，在有源噪声控制电路anc的第一输出端和第二输出端处或者放大器a11、a12的输出端处分别生成第一补偿信号和第二补偿信号，特别是有源噪声控制补偿信号。

借助于图3的有源噪声控制电路anc的接收路径噪声控制例如基于无源求和技术。第一音频信号和第二音频信号经由电阻器r1、r2、r3、r4与第一补偿信号和第二补偿信号混合在一起，分别生成第一补偿音频信号和第二补偿音频信号。第一补偿音频信号和第二补偿音频信号分别被提供给第一扬声器sp1和第二扬声器sp2，第一扬声器sp1和第二扬声器sp2基于补偿音频信号生成第一扬声器信号和第二扬声器信号。

图3的方案的优点是耳机hs中的低功耗，因为发送装置sd驱动扬声器sp1、sp2生成扬声器信号。

借助于根据图3的实施例，传输路径噪声控制和接收路径噪声控制都可以利用相同的噪声麦克风(即第二麦克风m2和另一第二麦克风m2f)来实现。可替选地，单独的麦克风可以用于接收路径噪声控制。

图4示出了基于图1的系统的根据改进构思的用于传输路径噪声控制的系统的另一示例性实施例。

图4的耳机hs还包括有源噪声控制电路anc。第一音频线al1和第二音频线al2分别例如经由放大器a7、a8耦接到有源噪声控制电路anc的第一输入端和第二输入端。第二麦克风m2和另一第二麦克风m2f例如分别经由放大器a9、a10耦接到有源噪声控制电路anc的第三输入端和第四输入端。第一扬声器sp1和第二扬声器sp2例如分别经由放大器a11、a12连接到有源噪声控制电路anc的第一输出端和第二输出端。

借助于根据图4的实施例，接收路径噪声控制可以与关于图1描述的传输路径噪声控制相结合。

对于接收路径噪声控制，如关于图1所描述的，借助于应用处理器ap、音频接口ia、dacda1、da2和音频放大器a5、a6生成的第一音频信号和第二音频信号从发送装置sd经由第一音频线al1和第二音频线al2被传输到耳机hs，并且例如经由放大器a7、a8分别在有源噪声控制电路anc的第一输入端和第二输入端处被接收。第二麦克风信号和另一第二麦克风信号例如经由放大器a9、a10分别在有源噪声控制电路anc的第三输入端和第四输入端处被接收。

有源噪声控制电路anc被配置为将第二噪声控制算法，特别是有源噪声控制算法，应用于第一音频信号和第二音频信号以及应用于第二麦克风信号和另一第二麦克风信号或应用于放大器a7、a8、a9、a10的输出。例如通过对所述信号应用滤波操作来应用第二噪声控制算法。由于第二有源噪声控制算法，在有源噪声控制电路anc的第一输出端和第二输出端处或者放大器a11、a12的输出端处分别生成第一补偿音频信号和第二补偿音频信号。第一补偿音频信号和第二补偿音频信号分别被提供给第一扬声器sp1和第二扬声器sp2，第一扬声器sp1和第二扬声器sp2基于补偿音频信号生成第一扬声器信号和第二扬声器信号。

例如，与图3的实施例相反，第一扬声器sp1和第二扬声器sp2没有另外地连接到第一音频线al1和第二音频线al2。图4的接收路径噪声控制因此不基于如图3中的无源求和。相反，有源噪声控制电路anc直接向扬声器sp1、sp2生成补偿音频信号。因此，第一扬声器sp1和第二扬声器sp2由有源噪声控制电路anc驱动。

借助于根据图4的实施例，传输路径噪声控制和接收路径噪声控制都可以利用相同的噪声麦克风(即第二麦克风m2和另一第二麦克风m2f)来实现。可替选地，单独的麦克风可以用于接收路径噪声控制。

图5示出了基于图4的系统的根据改进构思的用于传输路径噪声控制的系统的另一示例性实施例。

另外，耳机hs包括例如分别布置在紧邻第一扬声器sp1和第二扬声器sp2处(例如分别布置在扬声器sp1、sp2的声音输出侧)的第一误差麦克风m3和第二误差麦克风m4。第一误差麦克风m1例如经由第四串联电路耦接到第一编码器-解码器ed1，第四串联电路包括第四ac耦接器ac4、放大器a15(例如可调谐放大器)和第六adcad6。类似地，第二误差麦克风m3例如通过第五串联电路耦接到第一编码器-解码器ed1，第五串联电路包括第五ac耦接器ac5、放大器a16(例如可调谐放大器)和第七adcad7。ac耦接器ac4、ac5可以例如被配置为拒绝相应麦克风输出的dc分量，并且仅将相应的ac分量转发到放大器a15、a16和adcad6、adcad7。

此外，第一误差麦克风m3例如经由放大器a13耦接到有源噪声控制电路anc的第四输入端，并且第二误差麦克风m4例如经由放大器a14耦接到有源噪声控制电路anc的第五输入端。从电路sl还包括连接在第一编码器-解码器ed1和有源噪声控制电路anc的控制输入端之间的第四数据接口i4，例如i²c接口或spi。

第一误差麦克风m3和第二误差麦克风m4分别检测受干扰的第一扬声器信号和第二扬声器信号。第一受干扰的扬声器信号和第二受干扰的扬声器信号分别对应于第一扬声器sp1和第二扬声器sp2生成的受到声学噪声(特别是环境噪声)干扰的第一扬声器信号和第二扬声器信号。第一误差麦克风m3和第二误差麦克风m4基于检测到的受干扰的扬声器信号分别生成第三麦克风信号和第四麦克风信号。通过将第二噪声控制算法应用于第一音频信号和第二音频信号、第二麦克风信号和另一第二麦克风信号以及第三麦克风信号和第四麦克风信号，由有源噪声控制电路anc生成补偿音频信号。

因此，在根据图3和图4的接收噪声控制基于前馈技术时，根据图5的接收噪声控制还具有反馈布置，该反馈布置具有第一误差麦克风m3和第二误差麦克风m4以及到有源噪声控制电路anc的相应的连接。以这种方式，可以进一步改进接收噪声控制。

此外，基于第三麦克风信号，第四ac耦接器ac4、放大器a15和第六adcad6可以生成第一误差信号并将其提供给第一编码器-解码器ed1。基于第四麦克风信号，第五ac耦接器ac5、放大器a16和第七adcad7可以生成第二误差信号并将其提供给第一编码器-解码器ed1。

第一编码器-解码器ed1可以通过例如对第一输入信号、第二输入信号和另一第二输入信号以及第一误差信号和第二误差信号进行编码(例如通过调制)来向交换线xl生成编码信号。第二编码器-解码器ed2可以通过对编码信号进行解码(特别是解调)来重构第一误差信号和第二误差信号。重构的第一误差信号re1和第二误差信号re2可以被供应到数字信号处理器dsp。数字信号处理器dsp可以基于第一误差信号和第二误差信号生成误差信息并将其提供到应用处理器ap。

在一些实施例中，应用处理器ap例如可以根据误差信息来调整第一音频信号和第二音频信号，特别是通过调整发送到音频接口ia的音频数据。以这种方式，可以借助于发送装置sd来执行对第一音频信号和第二音频信号的自适应均衡。

在一些实施例中，发送装置sd可以基于误差信息生成调整信号并且经由交换线xl将调整信号发送到耳机hd。为此，由应用处理器ap根据误差信息生成的信号例如被发送到第二编码器-解码器ed2的第一数据接口i1并由第二编码器-解码器ed2编码。编码后的调整信号经由交换线xl传输到第一编码器-解码器ed1，第一编码器-解码器ed1可以通过对从第二编码器-解码器ed2接收到的编码后的调整信号进行解码来重构调整信号。然后将重构的调整信号例如提供到有源噪声控制电路anc。有源噪声控制电路anc可以例如基于重构的调整信号来调整第二噪声控制算法，特别是有源噪声控制电路anc的滤波参数。以这种方式，可以利用第一误差麦克风m3和第二误差麦克风m4来优化第二噪声控制算法。

在一些实施例中，可以调谐麦克风m1、m2、m2f下游的放大器a1、a2、a3中的一个或更多个，特别是从发送装置sd来调谐。例如，至少基于重构的第一输入信号和第二输入信号在发送装置sd中生成增益控制信号，并经由交换线xl将增益控制信号传输到耳机hs。耳机hs可以基于传输的增益控制信号来调整或调谐放大器a1、a2、a3中的至少一个的放大器增益。类似地，还能够基于从发送装置sd传输的相应控制信号来实现对放大器a15和a16的调谐。能够在发送装置sd和耳机hs的生产操作期间或者在生产期间(例如在初始校准中)执行对放大器增益的调整。

这允许具有校准的麦克风增益，如果期望波束成形tx噪声消除，这是有用的。相似的，对于rx噪声消除，良好校准的麦克风增益也能够改进性能。

需要指出的是，可以基于图3中使用的接收噪声控制而不是图4中使用的接收噪声控制来容易地推导出与图5的实施例类似的实施例。

图6示出了根据改进构思的用于在传输路径噪声控制的系统中(例如图2中所示的系统中)使用的耳机的示例性实施例。

耳机hs包括含有第一扬声器s1的第一听筒和含有第二扬声器s2的第二听筒。显示器d在数据线缆c上的适配器(dongle)中实施。第一麦克风m1和控制元件btn也在适配器中实施。四极音频插头aj例如根据尖端-环-环-套布置来实施。

第二麦克风m2例如被布置在第一听筒的与第一扬声器s1的声音输出侧相对的一侧，并且另一第二麦克风m2例如被布置在第二听筒的与第二扬声器s2的声音输出侧相对的一侧。

在可替选的实施例中，麦克风可以设置在不同的位置处。第二麦克风m2、m2f例如也可以位于适配器中或直接在听筒内部。

例如，可以在图1和图3至图5的系统的实施例中使用类似于图6的实施例的耳机的实施例，特别是没有显示器d的实施例。

图7示出了根据改进构思的用于传输路径噪声控制的系统或方法的启动序列的流程图。

如关于图1所解释的，如果与传输路径噪声控制不兼容的替选发送装置连接到耳机hs，则图1至图5的耳机hs可以在基本功能下(即在闭合第一旁路开关s1和第二旁路开关s2的情况下)来操作。类似地，如果与传输路径噪声控制不兼容的替选耳机连接到发送装置sd，则图1至图5的发送装置sd可以在基本功能下(即在闭合第三旁路开关s3的情况下)来操作。

因此，当耳机hs连接到发送装置sd时，可以由根据改进构思的系统来执行启动序列。图7的块110至180表示这样的启动序列。可以由关于图1至5之一所解释的根据改进构思的系统使用启动序列。

在块110中，发送装置sd检测到耳机hs经由数据线缆c连接到发送装置sd。在块120中，闭合第三旁路开关s3并且例如将主电路ms通电。在块130中，主电路ms经由交换线xl将第一识别信号发送到从电路sl。在块140中，从电路sl检测到第一识别信号。

在块150中，从电路sl例如被激活并且经由交换线xl将第二识别信号发送到主电路ms。在块160中，主电路ms检测到第二识别信号并建立双向通信信道来经由交换线xl通信。在可选块170中，从电路开始前导以传输用户或装置特定数据，所述用户或装置特定数据如关于图1所描述的被存储在存储装置mem中。在块180中，如例如关于图1所描述的，从电路sl开始基于第一输入信号和第二输入信号并且如果合适的话基于控制信号来传输编码信号。

在与传输路径噪声控制不兼容的替选发送装置连接到耳机的情况下，第一识别信号不被耳机hs检测到。因此，从电路sl可以闭合第一旁路开关s1，并且如果合适的话，闭合第二旁路开关s2。在与传输路径噪声控制不兼容的替选耳机连接到发送装置sd的情况下，第二识别信号不被发送装置sd检测到。因此，主电路sl可以闭合第三旁路开关s2。

需要注意的是，第一识别信号和第二识别信号的频率可以位于例如10hz到22khz的音频带内。由于第一识别信号和第二识别信号的传输经由交换线xl并且特别地不经由第一音频线al1或第二音频线al2来执行，因此无论何种使用频率，第一识别信号和第二识别信号都不被耳机hs的用户意识到。可替选地，第一识别信号和第二识别信号的频率可以位于所述音频带外，例如22khz以上。

通过结合关于图1至图7描述的实施例中的两个或更多个或者通过结合关于图1至图7描述的各种实施例的适当的部分，本领域技术人员可以容易地推导出根据改进构思的耳机hs、发送装置sd和/或系统的其他实施例。特别地，如果不存在技术冲突的原因，任何实施例的所有部件或成组的部件可以与任何其他实施例结合。

借助于根据改进构思的系统和方法的所描述的实施例，可以使用连接到发送装置sd的输入装置耳机hs来实现传输噪声路径控制。

改进的构思为连接到发送装置sd的耳机hs提供改进的语音可理解度，发送装置sd具有将多个麦克风数据信道传输到主电路ms的能力。此外，可以认证连接到发送装置的耳机，并且当耳机hs处于连接时可以改变或定制例如均衡器设置。这些功能利用完全遗留或向下的支持来实现。因此，传输路径噪声控制耳机能够连接到不能够进行传输路径噪声控制的发送装置，并且用户仍然能够使用控制元件btn以及第一麦克风m1。

利用从从电路sl到主电路ms的下行链路通信，显示器d可以用于在听音乐时示出呼叫者识别信息或艺术家信息。此外，可以更新耳机hs内的用户特定数据。用户可以给耳机hs命名并将其个人偏好均衡器设置直接存储到存储装置mem。

利用从主电路ms到从电路sl和功率提取单元pe的上行链路通信，也可以将适应性有源噪声控制电路anc直接布置在耳机hs中。可以通过使用误差信息从发送装置sd对有源噪声控制电路anc进行调整。