可移动音频装置的校准方法、以及相关可移动音频装置的校准系统和计算机程序产品与流程

【】本发明涉及可移动音频装置的校准方法。本发明还涉及用于校准可移动音频系统的校准系统和计算机程序产品。本发明涉及可移动音频装置的制造领域。术语“可移动音频装置(dispositif audio nomade)”理解为被配置为向装置用户放送来自音频源的音频内容的装置，该装置可与音频源一起搬运。音频源例如是mp3随身听或智能手机。可移动音频装置是入耳式装置，也称为耳机。作为变型，可移动音频装置例如是耳外式装置，也称为头戴式耳机。

背景技术

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背景技术：

1、以本身已知的方式，可移动音频装置包括至少一个可移动扬声器，并且优选地针对每个可移动扬声器包括一个内部可移动麦克风和至少一个外部可移动麦克风。

2、可移动扬声器被配置为放送来自源的声音内容。

3、以本身已知的方式，内部可移动麦克风朝向可移动扬声器，并且旨在位于所述可移动扬声器与用户的耳朵之间。可移动麦克风被配置为采集可移动扬声器播送的音频信号。

4、外部可移动麦克风设置在可移动音频装置的外围并且朝向装置外部。外部可移动麦克风被配置为采集可移动音频装置周围的音频流，如用户的话语。

5、以本身已知的方式，可移动扬声器，外部可移动麦克风和可移动扬声器连同源一起使得能够通过移动电话耳机实现电话功能。在这样的功能中，用户的话语由外部可移动麦克风采集，并且与用户交流的第三方的话语由可移动扬声器放送。

6、此外，以本身已知的方式，可移动扬声器、内部可移动麦克风和外部可移动麦克风使得能够实施针对可移动音频装置周围的噪声的主动降噪功能。

7、根据该功能，通过外部可移动麦克风采集周围噪声。该噪声由滤波器处理，并向可移动扬声器发出信号，以抵消通过了音频装置的周围噪声。此外，内部可移动麦克风使得能够通过相应的滤波器控制将残留在用户耳膜附近的噪声降至最低。根据内部可移动麦克风采集的信号在可移动扬声器上执行反馈。

8、因此很明显，内部和外部麦克风以及扬声器彼此连接。因此可以计算这些元件之间的传递函数。

9、以本身已知的方式，可移动扬声器和可移动麦克风中的每一个都具有其特有的频率响应。

10、扬声器和麦克风通常是批量生产的部件。因此，已知针对每个型号确定其各自的标称频率响应以及特定部件的频率响应和与该部件的型号相关联的标称响应之间的最大离差。

11、传统上，最大离差例如等于±3db。

12、在产业背景下，通常需要在不虑及实际上在头戴式耳机中的部件的行为与其标称行为之间的离差的情况下根据每个部件的标称频率响应来设计可移动音频装置的每个滤波器。此外，每个滤波器的设计通常没有虑及部件组装以形成可移动音频装置期间的缺陷。

13、然而，当音频装置中的部件的频率响应与标称频率响应有显著差异时或者当装置具有组装缺陷时，滤波器不一定仍适合于所获得的装置。

14、用户体验于是至少会下降。在最坏的情况下，这些缺陷可能会导致闭环传递函数不稳定，从而导致产生啸叫现象，该现象对用户来说尤其不舒服。

15、本发明提出了使得能够避免此类问题的可移动音频装置的校准方法、计算机程序产品以及相关校准系统。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、为此，本发明的主题是可移动音频装置(例如头戴式耳机或一副耳机)的校准方法，可移动音频装置包括至少一个可移动麦克风和可移动扬声器，可移动音频装置设置在包括校准系统的盒子(caisson)中，

2、校准系统包括校准麦克风、校准扬声器和可连接到校准麦克风和校准扬声器的电子校准装置，该方法由电子校准装置实施并且包括：

3、-至少一个发出阶段，在此期间，向可移动扬声器和校准扬声器中的一个发送音频信号，音频信号由所述扬声器发出，

4、-校准阶段，在此期间校准至少一个可移动麦克风和可移动扬声器中的至少一个，校准阶段包括：

5、-从至少一个可移动麦克风和校准麦克风中的一个接收由所述麦克风采集所发出的音频信号而得到的信号，

6、-基于在接收期间接收到的信号来确定校准滤波器，校准滤波器是具有增益的数字滤波器，所述增益的值随频率而变化，

7、校准滤波器：

8、-要么特定于该至少一个可移动麦克风，并且被配置为对由所述可移动麦克风采集的任何信号进行滤波，

9、-要么特定于可移动扬声器，并且被配置为对旨在由所述可移动扬声器发出的任何信号进行滤波，

10、-实施阶段，在可移动音频装置中实施在校准阶段期间确定的校准滤波器。

11、通过确定校准滤波器及其在可移动音频装置中的实施，根据可移动音频装置中实际存在的可移动扬声器和可移动麦克风的性能而不仅仅是基于这些部件的型号的标称性能来改进所述装置的性能。

12、根据本发明的特定实施例，根据本发明的校准方法还包括单独考虑或遵循任何技术上可能的组合来考虑的以下特征中的一个或多个：

13、-发出阶段包括可移动扬声器进行发出的步骤，在此期间向可移动扬声器发送音频信号以由所述可移动扬声器发出，

14、校准阶段包括校准可移动扬声器的步骤，

15、在所述校准步骤的接收期间，从校准麦克风接收音频信号，

16、在所述校准步骤的确定期间，所确定的校准滤波器特定于可移动扬声器，并且称为扬声器校准滤波器，

17、-可移动音频装置包括两个可移动麦克风，这两个可移动麦克风包括朝向可移动扬声器的内部可移动麦克风和朝向可移动音频装置的外部的外部可移动麦克风，

18、-校准阶段还包括校准内部可移动麦克风的步骤，

19、在校准内部可移动麦克风的步骤的接收期间，从内部可移动麦克风接收音频信号，

20、在校准内部可移动麦克风的步骤的确定期间，所确定的校准滤波器特定于内部可移动麦克风，并且称为内部麦克风校准滤波器，

21、-校准内部可移动麦克风的步骤还包括：

22、-将扬声器校准滤波器应用于在校准内部可移动麦克风的步骤的接收期间接收到的信号，以形成经滤波的信号，

23、在校准内部可移动麦克风的阶段的确定步骤期间，根据经滤波的信号确定内部麦克风校准滤波器，

24、-发出阶段包括校准扬声器进行发出的步骤，在此期间向校准扬声器发送音频信号以由所述校准扬声器发出，

25、校准阶段包括校准外部可移动麦克风的步骤，

26、在校准外部可移动麦克风的步骤的接收期间，从外部可移动麦克风接收音频信号，

27、在校准外部可移动麦克风的步骤的确定期间，所确定的校准滤波器特定于外部可移动麦克风，并且称为外部麦克风校准滤波器，

28、-可移动音频装置还包括控制单元，该控制单元包括加法器、将加法器连接到可移动扬声器的第一连接、将内部可移动麦克风连接到加法器的第二连接、以及将外部可移动麦克风连接到加法器的第三连接，

29、可移动音频装置还包括第二连接上的第一预定滤波器、第三连接上的第二预定滤波器，

30、在实施阶段期间，在第一连接、第二连接和第三连接中的一个上实施该校准滤波器或校准滤波器中的至少一个，

31、-该确定子步骤或每个确定子步骤包括：

32、-计算相应的接收信号与预定参考信号之间的频率误差，

33、-检测频率误差的(一个或多个)极值，

34、-针对至少一个检测到的极值：

35、-计算该极值周围的频带，

36、-根据频带内的频率误差确定可参数化的单元滤波器(filtre unitaire paramétrable)，

37、-基于该或每个可参数化的单元滤波器生成校准滤波器，

38、每个可参数化的单元滤波器优选地包括以下可调节参数：中心频率、最大增益和品质因数，

39、优选地，每个可参数化的单元滤波器还包括选自由以下各项组成的组中的滤波器类型：峰或谷滤波器、分级低通滤波器和分级高通滤波器，

40、-针对每个检测到的极值，在计算频带期间，每个频带由下限和上限界定，

41、频带的下限是前一频带的上限，

42、根据下式来计算频带的上限：

43、

44、其中

45、-是在所述频带bi中的检测到的极值的频率，

46、-是在所述下一个频带中的检测到的极值的频率，

47、-

48、-是在所述频带中的检测到的极值的频率处评估的误差的范数，并且

49、-是在下一个频带中的检测到的极值的频率处评估的误差的范数；并且

50、-可移动音频装置包括至少两个音频通道，每个音频通道包括至少一个相应的可移动麦克风和相应的可移动扬声器，

51、针对每个音频通道迭代校准方法的步骤。

52、本发明的主题还有一种计算机程序产品，其包括软件指令，所述软件指令当由计算机执行时实施如上所述的校准方法。

53、本发明的主题还有可移动音频装置(例如头戴式耳机或一副耳机)的校准系统，可移动音频装置包括至少一个可移动麦克风、可移动扬声器，可移动音频装置可放置在校准系统中，

54、校准系统包括校准麦克风、校准扬声器和可执行上述计算机程序产品的软件指令的电子校准装置。