ОТКРЫТОЕ АКУСТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2023 года по МПК G10K11/16 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее раскрытие относится к области акустики и, в частности, к открытому акустическому устройству.

Уровень техники

Акустическое устройство позволяет пользователю прослушивать звуковой контент и создавать голосовой вызов при обеспечении конфиденциальности контента взаимодействия с пользователем, не тревожа окружающих людей. Акустическое устройство обычно делится на два типа, такие как акустическое устройство-вкладыш и открытое акустическое устройство. Акустическое устройство-вкладыш может иметь конструкцию, которая во время использования располагается в наружном слуховом проходе пользователя, которая может перекрывать ухо пользователя, и пользователь может чувствовать неудобство при длительном ношении акустического устройства в ухе. Открытое акустическое устройство может решить вышеупомянутые проблемы. Открытое акустическое устройство не перекрывает ухо пользователя, что может быть хорошо для долговременного ношения. Однако микрофон, выполненный с возможностью получения внешнего окружающего шума, и динамик, излучающий акустическую волну шумоподавления в открытом акустическом выходном устройстве, могут располагаться около уха пользователя (например, в области лица на передней стороне ушной раковины) с определенным расстоянием от наружного слухового прохода пользователя, и окружающий шум, полученный микрофоном, могут рассматриваться непосредственно как шум в наружном слуховом проходе пользователя для осуществления шумоподавления, что может часто приводить к незначительному эффекту шумоподавления открытого акустического выходного устройства, тем самым, ухудшая восприятие пользователя при прослушивании.

Поэтому желательно обеспечить открытое акустическое устройство, которое может позволить не перекрывать уши пользователя и имеет хорошую возможность шумоподавления, улучшая, таким образом, восприятие пользователя при прослушивании.

Раскрытие сущности изобретения

Некоторые варианты осуществления настоящего раскрытия обеспечивают открытое акустическое устройство. Открытое акустическое устройство может содержать установочную конструкцию, выполненную с возможностью установки акустического устройства около уха пользователя, не перекрывая наружный слуховой проход пользователя; первую группу микрофонов, выполненную с возможностью получения окружающего шума; сигнальный процессор, выполненный с возможностью: определения передаточной функции первичного маршрута между первой группой микрофонов и наружным слуховым проходом пользователя на основе окружающего шума; оценки сигнала шума в наружном слуховом проходе пользователя на основе окружающего шума и передаточной функции первичного маршрута; и формирования сигнала шумоподавления на основе сигнала шума в наружном слуховом проходе пользователя; и динамик, выполненный с возможностью вывода акустической волны шумоподавления в соответствии с сигналом шумоподавления, причем акустическая волна шумоподавления выполнена с возможностью удаления сигнала шума в наружном слуховом проходе пользователя.

Некоторые варианты осуществления настоящего раскрытия представляют способ шумоподавления. Способ может содержать этапы, на которых: определяют передаточную функцию первичного маршрута между первой группой микрофонов и наружным слуховым проходом пользователя на основе окружающего шума, полученного первой группой микрофонов; оценивают сигнал шума в наружном слуховом проходе пользователя на основе окружающего шума и передаточной функции первичного маршрута; и формируют сигнал шумоподавления на основе сигнала шума в наружном слуховом проходе пользователя; и выводят акустическую волну шумоподавления в соответствии с сигналом шумоподавления, причем акустическая волна шумоподавления выполнена с возможностью удаления сигнала шума в наружном слуховом проходе пользователя.

Краткое описание чертежей

Настоящее раскрытие дополнительно проиллюстрировано в отношении примерных вариантов осуществления. Эти примерные варианты осуществления описаны подробно со ссылкой на чертежи. Эти варианты осуществления не ограничивают примерные варианты осуществления, в которых схожие ссылочные позиции представляют схожие структуры, и в которых:

Фиг. 1 - блок-схема примерного открытого акустического устройства, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

Фиг. 2 - примерное шумоподавление открытого акустического устройства, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

Фиг. 3 - примерная структура сигнального процессора, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

Фиг. 4 - блок-схема последовательности выполнения операций примерного процесса шумоподавления, соответствующая некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

Фиг. 5 - примерная передача окружающего шума открытого акустического устройства, соответствующая некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

Фиг. 6 - блок-схема последовательности выполнения операций примерного процесса определения передаточной функции первичного маршрута между первой группой микрофонов и наружным слуховым проходом пользователя в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего раскрытия;

Фиг. 7 - примерная передаточная функция первичного маршрута от первой группы микрофонов до наружного слухового прохода, соответствующая некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

Фиг. 8 - блок-схема последовательности выполнения операций примерного процесса для второй группы микрофонов, участвующей в работе, соответствующая некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

Фиг. 9 - другая блок-схема последовательности выполнения операций примерного процесса для второй группы микрофонов, участвующей в работе, соответствующая некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

Фиг. 10 - блок-схема последовательности выполнения операций примерного процесса оценки сигнала шумоподавления в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего раскрытия;

Фиг. 11 - блок-схема последовательности выполнения операций примерного процесса определения передаточной функции полного вторичного маршрута в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего раскрытия;

Фиг. 12 - блок-схема последовательности выполнения операций примерного процесса определения передаточной функции первого вторичного маршрута в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего раскрытия;

Фиг. 13A - примерное пространственное размещение группы микрофонов в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего раскрытия;

Фиг. 13B - примерное пространственное размещение другой группы микрофонов в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего раскрытия;

Фиг. 13C - примерное пространственное размещение еще одной группы микрофонов в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего раскрытия;

Фиг. 13D - примерное пространственное размещение еще одной другой группы микрофонов в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего раскрытия;

Фиг. 14A - примерное расположение группы микрофонов, когда пользователь носит на себе открытое акустическое устройство в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего раскрытия; и

Фиг. 14B - примерное расположение другой группы микрофонов, когда пользователь носит на себе открытое акустическое устройство в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего раскрытия.

Осуществление изобретения

Чтобы более ясно проиллюстрировать технические решения, связанные с вариантами осуществления настоящего раскрытия, ниже приводится краткое представление чертежей к описанию вариантов осуществления. Очевидно, что чертежи, описанные ниже, являются только некоторыми примерами или вариантами осуществления настоящего раскрытия. Специалисты в данной области техники без дополнительных творческих усилий могут применять настоящее раскрытие к другим подобным сценариям в соответствии с этими чертежами. Если из контекста явно не следует или контекст указывает иное, одна и та же ссылочная позиция на чертежах относится к одной и той же структуре или операции.

Следует понимать, что термины "система", "устройство", "блок" и/или "модуль", используемые здесь, являются одним из способов различения различных компонентов, элементов, деталей, секций или сборочных узлов разных уровней. Однако если другие выражения могут достигнуть той же самой цели, эти слова могут быть заменены другими выражениями.

Как это используется в раскрытии и в приложенной формуле изобретения, слова и выражения в единственном числе включают в себя эти слова и выражения во множественном числе, если содержание явно не указывает иное; также, формы во множественном числе могут также подразумевать содержащими формы в единственном числе. В целом, термины "содержать", "содержит" и/или "содержащий", "включать в себя", "включает в себя" и/или "включающий в себя" просто подсказывают необходимость включить этапы и элементы, которые были ясно идентифицированы, и эти этапы и элементы не составляют исключающий перечень. Способы или устройства могут также содержать другие этапы или элементы.

Блок-схемы последовательности выполнения операций, используемые в настоящем раскрытии, представляют операции, которые система осуществляет в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия. Следует понимать, что вышеупомянутые или последующие операции могут необязательно выполняться точно в указанном порядке. Вместо этого, операции могут проводиться в обратном порядке или одновременно. Кроме того, одна или более других операций могут быть добавлены к этим процессам или одна или более операций могут быть удалены из этих процессов.

Открытое акустическое устройство может содержать акустическое устройство, такое как открытый наушник и т.д. Открытое акустическое устройство может устанавливать динамик на ухо пользователя с помощью установочной конструкции (например, заушина, оголовник, наушник и т.д.), не перекрывая наружный слуховой проход пользователя. Когда пользователь использует открытое акустическое устройство, он может также слышать внешний окружающий шум, что может сделать восприятие слушания пользователем относительно плохим. Например, в месте, где внешняя среда является шумной (например, улица, живописное место и т.д.), когда пользователь использует открытое акустическое устройство для воспроизведения музыки, внешний окружающий шум может напрямую попадать в наружный слуховой проход пользователя, вынуждая пользователя слушать относительно громкий окружающий шум, который может создавать помехи при прослушивании пользователем музыки. Как другой пример, когда пользователь носит на себе открытое акустическое устройство для вызова, микрофон может получать не только собственную речь пользователя, но может также получать и окружающий шум, делая восприятие вызова пользователя относительно плохим.

Основываясь на перечисленных выше проблемах, в вариантах осуществления настоящего раскрытия описывается открытое акустическое устройство. В некоторых вариантах осуществления акустическое устройство может содержать установочную конструкцию, первую группу микрофонов, сигнальный процессор и динамик. Установочная конструкция может быть выполнена с возможностью установки акустического устройства около уха пользователя, не перекрывая наружный слуховой проход пользователя. Первая группа микрофонов может быть выполнена с возможностью получения окружающего шума. В некоторых вариантах осуществления сигнальный процессор может быть выполнен с возможностью определения на основе окружающего шума передаточной функции первичного маршрута между первой группой микрофонов и наружным слуховым проходом пользователя. Передаточная функция первичного маршрута может относиться к фазочастотной характеристике окружающего шума в первой группе микрофонов, передаваемого в наружный слуховой проход пользователя. Дополнительно, сигнальный процессор может оценивать сигнал шума в наружном слуховом проходе пользователя, основываясь на окружающем шуме и передаточной функции первичного маршрута; и формировать сигнал шумоподавления, основываясь на сигнале шума в наружном слуховом проходе пользователя. В некоторых вариантах осуществления динамик может быть выполнен с возможностью создания акустической волны шумоподавления, в соответствии с сигналом шумоподавления. Акустическая волна шумоподавления может быть выполнена с возможностью удаления сигнала шума в наружном слуховом проходе пользователя. В открытом акустическом устройстве, представляемом вариантами осуществления настоящего раскрытия, первая группа микрофонов может содержать множество микрофонов. Сигнальный процессор может определять направление источника шумов через посредство окружающего шума, получаемого множеством микрофонов. Сигнальный процессор может определять передаточную функцию первичного маршрута в соответствии с информацией о параметрах (например, о частоте) окружающего шума, о направлении источника шумов и о положении микрофонов в первой группе микрофонов и наружного слухового прохода пользователя. Сигнальный процессор может оценивать сигнал шума в наружном слуховом проходе пользователя, основываясь на информации о параметрах (информации о фазе, информации о частоте, информации об амплитуде и т.д.) окружающего шума и на передаточной функции первичного маршрута. Дополнительно, сигнальный процессор может формировать сигнал шумоподавления, основываясь на предполагаемом сигнале шума в наружном слуховом проходе пользователя, и динамик может создавать акустическую волну шумоподавления, основываясь на сигнале шумоподавления, чтобы устранить шум в наружном слуховом проходе пользователя. Открытое акустическое устройство, представляемое вариантами осуществления настоящего раскрытия, может выполнять шумоподавление для шума в различных частотных диапазонах и обеспечивать определенный эффект шумоподавления. Например, в частотном диапазоне 150-2000 Гц глубина шумоподавления открытого акустического устройства может составлять 5-25 дБ, что может значительно улучшить эффект шумоподавления открытого акустического устройства в частотном диапазоне.

На фиг. 1 представлена структурная блок-схема примерного открытого акустического устройства 100, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 1, открытое акустическое устройство 100 может содержать установочную конструкцию 120, первую группу 130 микрофонов, сигнальный процессор 140 и динамик 150. В некоторых вариантах осуществления открытое акустическое устройство 100 может устанавливать открытое акустическое устройство 100 вблизи уха пользователя через установочную конструкцию 120, не перекрывая наружный слуховой проход пользователя. Первая группа 130 микрофонов может быть выполнена с возможностью получения окружающего шума. Сигнальный процессор 140 может быть связан (например, электрически соединен) с первой группой 130 микрофонов и динамиком 150. Сигнальный процессор 140 может принимать сигнал от первой группы 130 микрофонов и сигнальный процессор 140 может также посылать сигнал на динамик 150. Например, сигнальный процессор 140 может принимать и обрабатывать окружающий преобразованный из шума электрический сигнал, передаваемый первой группой 130 микрофонов для получения информации о параметрах (например, информации об амплитуде, информации о фазе и т.д.) окружающего шума. В некоторых вариантах осуществления первая группа 130 микрофонов может содержать множество микрофонов. Сигнальный процессор 140 может определять положение источника шумов, основываясь на окружающем шуме, полученном множеством микрофонов. В некоторых вариантах осуществления сигнальный процессор 140 может определить передаточную функцию первичного маршрута между первой группой 130 микрофонов и наружным слуховым проходом пользователя, основываясь на информации о параметрах (например, частоте) окружающего шума, положении источника шумов и информации о положении первой группы 130 микрофонов и наружного слухового прохода пользователя. Сигнальный процессор 140 может также оценивать на основе окружающего шума и передаточной функции первичного маршрута сигнал шума в наружном слуховом проходе пользователя. Информация о параметрах сигнала шумоподавления может соответствовать информации о параметрах окружающего шума. Например, амплитуда сигнала шумоподавления может быть подобна амплитуде окружающего шума. Фаза сигнала шумоподавления может быть приблизительно противоположна фазе окружающего шума. Сигнальный процессор 140 может передавать сформированный сигнал шумоподавления динамику 150. Динамик 150 может создавать акустическую волну шумоподавления в соответствии с сигналом шумоподавления. Акустическая волна шумоподавления может компенсировать окружающий шум в наружном слуховом проходе пользователя, так чтобы реализовать активное шумоподавление открытого акустического устройства 100 и улучшить восприятие пользователем слушания в процессе использования открытого акустического устройства 100.

Первая группа 130 микрофонов может быть выполнена с возможностью получения окружающего шума. В некоторых вариантах осуществления окружающий шум может относиться к сочетанию множества внешних звуков в среде, в которой находится пользователь. В некоторых вариантах осуществления окружающий шум может содержать шум дорожного движения, промышленный шум, шум строительства, социальный шум и т. п. или любое их сочетание. В некоторых вариантах осуществления шум дорожного движения может содержать, но не ограничиваясь только этим, шум от езды автомобилей, свистящий шум и т.д. автомобильных транспортных средств. Промышленный шум может содержать, но не ограничиваясь только этим, шум работы машинного оборудования фабрики и т.д. Шум строительства может содержать, но не ограничиваясь только этим, шум раскопок земли мощным машинным оборудованием, шум бурения скважин, шум от перемешивания и т.д. Социальный шум среды обитания может содержать, но не ограничиваясь только этим, шум собрания большой толпы, шум от развлечений и рекламы, шум толпы, шум бытовых приборов и т.д. В некоторых вариантах осуществления первая группа 130 микрофонов может быть расположена вблизи наружного слухового прохода пользователя для получения окружающего шума, передаваемого наружному слуховому проходу пользователя. Первая группа 130 микрофонов может преобразовывать полученный окружающий сигнал шума в электрический сигнал и передавать электрический сигнал сигнальному процессору 140 для обработки. В некоторых вариантах осуществления окружающий шум может также содержать речь пользователя. Например, когда открытый наушник 100 находится в состоянии отсутствия вызова, звук, формируемый речью пользователя, может также рассматриваться как окружающий шум. Первая группа 130 микрофонов может получать звук, сформированный речью пользователя, и другой окружающий шум и преобразовывать звуковой сигнал, сформированный речью пользователя, и другой окружающий шум в электрический сигнал и передавать электрический сигнал сигнальному процессору 140 для обработки. В некоторых вариантах осуществления первая группа 130 микрофонов может быть размещена на левом ухе или на правом ухе пользователя. В некоторых вариантах осуществления первая группа 130 микрофонов может также быть расположена в левом ухе и в правом ухе пользователя. Например, первая группа 130 микрофонов может содержать первую подгруппу микрофонов и вторую подгруппу микрофонов. Первая подгруппа микрофонов может быть расположена в левом ухе пользователя. Вторая подгруппа микрофонов может быть расположен в правом ухе пользователя. Первая подгруппа микрофонов и вторая подгруппа микрофонов могут включаться в рабочее состояние одновременно или первая подгруппа микрофонов или вторая подгруппа микрофонов могут включаться в рабочее состояние отдельно.

В некоторых вариантах осуществления окружающий шум может содержать речь пользователя. Например, первая группа 130 микрофонов может получить окружающий шум, соответствующий состоянию вызова открытого акустического устройства 100. Когда открытое акустическое устройство 100 находится в состоянии отсутствия вызова, звук, формируемый речью пользователя, может также рассматриваться как окружающий шум. Первая группа 130 микрофонов может получить звук, сформированный речью пользователя, и другой окружающий шум. Когда открытое акустическое устройство 100 находится в состоянии вызова, звук, сформированный речью пользователя, не может рассматриваться как окружающий шум. Первая группа 130 микрофонов может получать окружающий шум за исключением звука, сформированного речью пользователя. Например, первая группа 130 микрофонов может получать шум, излучаемый источником шумов, расположенным на расстоянии (например, 0,5 м, 1 м) от первой группы 130 микрофонов.

В некоторых вариантах осуществления первая группа 130 микрофонов может содержать два или более микрофонов. Первая группа 130 микрофонов может содержать микрофон с воздушной проводимостью и/или микрофон с костной проводимостью. В некоторых вариантах осуществления первая группа 130 микрофонов может содержать два или более микрофонов с воздушной проводимостью. Например, когда пользователь слушает музыку, используя открытое акустическое устройство 100, микрофон с воздушной проводимостью может одновременно получать шум внешней среды и звук, сформированный речью пользователя, преобразовывать полученный внешний окружающий шум и звук, сформированный речью пользователя, в электрический сигнал как окружающий шум, и передавать электрический сигнал сигнальному процессору 140 для обработки. В некоторых вариантах осуществления первая группа 130 микрофонов может также содержать два или более микрофонов с костной проводимостью. В некоторых вариантах осуществления микрофон с костной проводимостью может быть в прямом контакте с кожей лица пользователя. Когда пользователь говорит, сигнал вибрации, сформированный лицевыми костями или мышцами, может напрямую передаваться микрофону с костной проводимостью и микрофон с костной проводимостью может преобразовывать сигнал вибрации в электрический сигнал и передавать электрический сигнал сигнальному процессору 140 для обработки. В некоторых вариантах осуществления микрофон с костной проводимостью может не быть в прямом контакте с человеческим телом. Когда пользователь говорит, сигнал вибрации, сформированный лицевыми костями или мышцами, может передаваться сначала конструкции корпуса и затем передаваться от конструкции корпуса микрофону с костной проводимостью. Микрофон с костной проводимостью может дополнительно преобразовать сигнал вибрации человеческого тела в электрический сигнал, содержащий речевую информацию. Например, когда пользователь находится в состоянии вызова, сигнальный процессор 140 может выполнить обработку шумоподавления для звукового сигнала, полученного микрофоном с воздушной проводимостью, как окружающего шума и сохранить звуковой сигнал, полученный микрофоном с костной проводимостью как речевой сигнал, обеспечивая, таким образом, качество речи пользователя во время вызова.

В некоторых вариантах осуществления, в соответствии с принципом работы микрофона, первая группа 130 микрофонов может содержать магнитоэлектрический микрофон, ленточный микрофон, конденсаторный микрофон, электретный микрофон, электромагнитный микрофон, угольный микрофон и т.п. или любое их сочетание. В некоторых вариантах осуществления расположение первой группы 130 микрофонов может содержать линейную группу (например, расположение по прямой линии, по кривой линии), планарную группу (например, правильной и/или неправильной формы, такой как крест, круг, кольцо, многоугольник, сетка и т.д.), трехмерную группу (например, цилиндр, сфера, полусфера, многогранник и т.д.) и т.п. или любое их сочетание. Подробные представления расположения первой группы 130 микрофонов можно найти на фиг. 13A-13D, фиг. 14A, фиг. 14B и в соответствующих их описаниях.

Сигнальный процессор 140 может быть выполнен с возможностью определения, основываясь на окружающем шуме, передаточная функция первичного маршрута между первой группой 130 микрофонов и наружным слуховым проходом пользователя; оценки, основываясь на окружающем шуме и передаточной функции первичного маршрута передачи, сигнала шума в наружном слуховом проходе пользователя; и формирования сигнала шумоподавления, основываясь на сигнале шума в наружном слуховом проходе пользователя. Передаточная функция прохождения первичного маршрута может относиться к передаточной функции маршрута от первой группы 130 микрофонов к наружному слуховому проходу пользователя. В некоторых вариантах осуществления сигнальный процессор 140 может оценить направление источника шумов, основываясь на окружающем шуме, и определить передаточную функцию первичного маршрута в соответствии с информацией о параметрах (например, частоте) окружающего шума, направлении источника шумов и в соответствии с информацией о положении первой группы 130 микрофонов и наружного слухового прохода пользователя. В некоторых вариантах осуществления сигнальный процессор 140 может оценить сигнал шума в наружном слуховом проходе пользователя, основываясь на информации о параметрах (например, на информации о фазе, информации о частоте, информации об амплитуде и т.д.) окружающего шума и на передаточной функции первичного маршрута. Дополнительно, сигнальный процессор 140 может формировать сигнал шумоподавления, основываясь на предполагаемом сигнале шума в наружном слуховом проходе пользователя.

В некоторых вариантах осуществления открытое акустическое устройство 100 может также содержать вторую группу микрофонов. Сигнальный процессор 140 может оценить шум в наружном слуховом проходе на основе окружающего шума, полученного второй группой микрофонов, и акустической волны шумоподавления. Дополнительно, сигнальный процессор 140 может обновить сигнал шумоподавления, основываясь на звуковом сигнале в наружном слуховом проходе. В некоторых вариантах осуществления сигнальный процессор 140 может также получить, основываясь на звуковом сигнале, полученном второго группой микрофонов, акустическую волну шумоподавления, полученную второй группой микрофонов. Сигнальный процессор 140 может определить, основываясь на акустической волне шумоподавления, созданной динамиком 150, и на акустической волне шумоподавления, полученной второй группой микрофонов, передаточную функцию первого вторичного маршрута. (Первый вторичный маршрут может быть маршрутом прохождения звукового сигнала от динамика 150 ко второй группе микрофонов). Сигнальный процессор 140 может определить, основываясь на передаточной функции первого вторичного маршрута через модель машинного обучения или заданную модель, которая была обучена, передаточную функцию второго вторичного маршрута. (Второй вторичный маршрут может быть маршрутом прохождения звукового сигнала от второй группы микрофонов до наружного слухового прохода). Сигнальный процессор 140 может на основе передаточной функции первого вторичного маршрута и передаточной функции прохождения второго вторичного маршрута определить передаточную функцию полного вторичного маршрута (полный вторичный маршрут может быть маршрутом прохождения звукового сигнала от динамика 150 к наружному слуховому проходу). Сигнальный процессор 140 может на основе сигнала шума в наружном слуховом проходе пользователя оценить акустическую волну шумоподавления в наружном слуховом проходе пользователя и сформировать на основе акустической волны шумоподавления в наружном слуховом проходе пользователя и передаточной функции полного вторичного маршрута сигнала шумоподавления.

В некоторых вариантах осуществления сигнальный процессор 140 может содержать аппаратный модуль и программный модуль. Просто для примера, аппаратный модуль может содержать цифровой сигнальный процессор (digital signal processor, DSP), и усовершенствованная машина RISC (advanced RISC machine, ARM). Программный модуль может содержать алгоритмический модуль. Дополнительные описания в отношении сигнального процессора 140 можно найти на фиг. 3 и в соответствующих его описаниях.

Динамик 150 может быть выполнен с возможностью вывода, в соответствии с сигналом шумоподавления, акустической волны шумоподавления. Акустическая волна шумоподавления может быть выполнена с возможностью уменьшения или удаления окружающего шума, передаваемого к наружному слуховому проходу пользователя (например, к тимпатической мембране, базилярной мембране). Просто для примера, сигнальный процессор 140 может управлять динамиком 150 для вывода акустической волны шумоподавления с подобной амплитудой и противоположной фазой в сигнал шума в наружном слуховом проходе пользователя для компенсации сигнала шума в наружном слуховом проходе пользователя. В некоторых вариантах осуществления, когда пользователь носит на себе открытое акустическое устройство 100, динамик 150 может быть расположен около уха пользователя. В некоторых вариантах осуществления, в соответствии с принципом работы динамика, динамик 150 может содержать электродинамический динамик (например, динамик с подвижной катушкой), магнитный динамик, ионный динамик, электростатический динамик (или конденсаторный динамик), пьезоэлектрический динамик и т. п. или любое их сочетание. В некоторых вариантах осуществления, в соответствии с режимом передачи звука, выводимого динамиком, динамик 150 может содержать динамик с воздушной проводимостью и/или динамик с костной проводимостью. В некоторых вариантах осуществления количество динамиков 150 может быть равным одному или больше. Когда количество динамиков 150 равно одному, динамик 150 может быть выполнен с возможностью вывода акустической волны шумоподавления, чтобы устранить окружающий шум и обеспечить пользователю звуковую информацию, которую пользователь должен слышать (например, аудио от медиаустройства, аудио от удаленного устройства для вызова). Например, когда количество динамиков 150 равно одному и динамик является динамиком с воздушной проводимостью, динамик с воздушной проводимостью может быть выполнен с возможностью вывода акустической волны шумоподавления для удаления окружающего шума. В этом случае акустическая волна шумоподавления может быть сигналом акустической волны (т.е. вибрацией воздуха). Сигнал акустической волны может передаваться через воздух к целевой пространственной позиции (например, к наружному слуховому проходу пользователя) и сигнал акустической волны и окружающий шум могут компенсировать друг друга. В то же время динамик с воздушной проводимостью может также быть выполнен с возможностью передачи пользователю звуковой информации, которую пользователь должен слышать. Как другой пример, когда количество динамиков 150 равно одному и динамик является динамиком с костной проводимостью, динамик с костной проводимостью может быть выполнен с возможностью вывода акустической волны шумоподавления для удаления окружающего шума. В этом случае акустическая волна шумоподавления может быть сигналом вибрации (например, вибрации корпуса динамика). Сигнал вибрации может передаваться базилярной мембране пользователя через кости или ткани и акустическая волна шумоподавления и окружающий шум могут компенсировать друг друга в базилярной мембране пользователя. В то же время, динамик с костной проводимостью может также быть выполнен с возможностью передачи пользователю звуковой информации, которую должен слышать пользователь. Когда количество динамиков 150 больше одного, часть множества динамиков 150 может быть выполнена с возможностью вывода акустической волны шумоподавления для удаления окружающего шума, а другая часть множества динамиков 150 может быть выполнена с возможностью передачи пользователю звуковой информации (например, аудио от медиаустройства, аудио удаленного устройства для вызова), которую должен услышать пользователь. Например, когда количество динамиков 150 больше одного и множество динамиков содержат динамик с костной проводимостью и динамик с воздушной проводимостью, динамик с воздушной проводимостью может быть выполнен с возможностью вывода акустической волны шумоподавления, чтобы уменьшить или устранить окружающий шум. По сравнению с динамиком с воздушной проводимостью, динамик с костной проводимостью может передавать механическую вибрацию непосредственно к слуховому нерву, используя тело (например, кости, ткань кожи и т.д.) пользователя. В этом процессе динамик с костной проводимостью может создавать иметь относительно малую помеху микрофону с воздушной проводимостью, который получает окружающий шум.

Следует заметить, что динамик 150 может быть независимым функциональным устройством или может быть частью единого устройства, способного к реализации множества функций. Просто для примера, динамик 150 может интегрироваться и/или сформирован в одном элементе с сигнальным процессором 140. В некоторых вариантах осуществления, когда количество динамиков 150 больше одного, расположение множества динамиков 150 может содержать линейную группу (например, по прямой линии, по кривой линии), плоский элемент (например, правильной и/или неправильной форма, такую как крест, сетка, круг, кольцо, многоугольник и т.д.), трехмерную группу (например, цилиндр, сфера, полушарие, многогранник и т.д.) и т. п. или любое их сочетание, что здесь не ограничивается. В некоторых вариантах осуществления динамик 150 может быть расположен в левом ухе и/или в правом ухе пользователя. Например, динамик 150 может содержать первый субдинамик и второй субдинамик. Первый субдинамик может быть расположен в левом ухе пользователя. Второй субдинамик может быть расположен в правом ухе пользователя. Первый субдинамик и второй субдинамик могут входить в рабочее состояние одновременно или первый субдинамик или второй субдинамик могут входить в рабочее состояние в разное время. В некоторых вариантах осуществления динамик 150 может быть динамиком с направленным звуковым полем, основной лепесток которого может быть направлен к наружному слуховому проходу пользователя.

В некоторых вариантах осуществления, чтобы обеспечить совместимость с получением сигнала, все микрофоны в первой группе 130 микрофонов могут быть расположены в местах, в которых на них не влияет или почти не влияет динамик 150 в открытом акустическом устройстве 100. В некоторых вариантах осуществления динамик 150 может образовывать по меньшей мере один комплект акустического диполя. Например, передняя сторона диафрагмы и обратная сторона диафрагмы динамика 150 могут рассматриваться как два источника звука и могут создавать набор звуковых сигналов с приблизительно противоположными фазами и близкими амплитудами. Два акустических источника могут образовывать акустический диполь или могут быть подобны акустическому диполю и звук, излучаемый наружу, может иметь явную направленность. В идеале, в направлении прямой линии, соединяющей два точечных источника звука, звук, излучаемый динамиком, может быть относительно громким, а звук, излучаемый в других направлениях, может значительно уменьшаться. Звук, излучаемый динамиком 150 в области середины линии, перпендикулярной (или около середины перпендикулярной линии) линии, соединяющей два точечных источника звука, может быть самым слабым. Поэтому все микрофоны в первой группе 130 микрофонов могут быть помещены в область, где уровень звукового давления динамика 150 минимален, т. е., на середину линии, перпендикулярной (или около середины перпендикулярной линии) линии, соединяющей два точечных источника звука.

В некоторых вариантах осуществления открытое акустическое устройство 100 может содержать вторую группу 160 микрофонов. В некоторых вариантах осуществления вторая группа 160 микрофонов может иметь два или более микрофонов. Микрофоны могут содержать микрофон с костной проводимостью и микрофон с воздушной проводимостью. В некоторых вариантах осуществления вторая группа 160 микрофонов 160 может, по меньшей мере, частично отличаться от первой группы 130 микрофонов. Например, микрофоны во второй группе 160 микрофонов могут отличаться от микрофонов в первой группе 130 микрофонов по количеству, типу, положению, расположению и т. п. или любому их сочетанию. Например, в некоторых вариантах осуществления расположение микрофонов в первой группе 130 микрофонов может быть линейным, а расположение микрофонов во второй группе 160 микрофонов может быть круговым. Как другой пример, микрофоны во второй группе 160 микрофонов могут содержать только микрофон с воздушной проводимостью. Первая группа 130 микрофонов может содержать микрофон с воздушной проводимостью и микрофон с костной проводимостью. В некоторых вариантах осуществления микрофоны во второй группе 160 микрофонов могут быть любым одним или более микрофонами, включенными в первую группу 130 микрофонов. Микрофоны во второй группе 160 микрофонов могут также быть независимы от микрофонов в первой группе 130 микрофонов. Вторая группа 160 микрофонов может быть выполнена с возможностью получения окружающего шума и акустической волны шумоподавления. Окружающий шум и акустическая волна шумоподавления, полученные второй группой 160 микрофонов, могут передаваться сигнальному процессору 140. В некоторых вариантах осуществления сигнальный процессор 140 может обновлять сигнал шумоподавления, основываясь на звуковом сигнале, полученном второй группой 160 микрофонов. В некоторых вариантах осуществления сигнальный процессор 140 может на основе звукового сигнала, полученного второй группой 160 микрофонов, определять передаточную функцию полного вторичного маршрута между динамиком 150 и наружным слуховым проходом пользователя и оценивать сигнал шумоподавления, основываясь на сигнале шума в наружном слуховом проходе пользователя и передаточной функции полного вторичного маршрута. Конкретные описания в отношении обновления сигнал шумоподавления, основываясь на звуковом сигнале, полученном второй группой 160 микрофонов, можно найти на фиг. 8-12 настоящего раскрытия и в соответствующих их описаниях.

В некоторых вариантах осуществления открытое акустическое устройство 100 может содержать установочную конструкцию 120. Установочная конструкция 120 может быть выполнена с возможностью установки акустического устройства 100 вблизи уха пользователя, не перекрывая наружный слуховой проход пользователя. В некоторых вариантах осуществления установочная конструкция 120 может быть физически соединена (например, соединение защелкой, винтовым соединением и т.д.) с конструкцией корпуса открытого акустического устройства 100. В некоторых вариантах осуществления конструкция корпуса открытого акустического устройства 100 может быть частью установочной конструкции 120. В некоторых вариантах осуществления установочная конструкция 120 может содержать заушину, задний крючок, упругую ленту, наушник и т.д., так чтобы открытое акустическое устройство 100 могло лучше закрепляться около уха пользователя и не допускать падения открытого акустического устройства 100 во время использования. Например, установочная конструкция 120 может быть заушиной и заушина может быть выполнена с возможностью ношения вокруг уха. В некоторых вариантах осуществления заушина может быть непрерывным крючком и может упруго натягиваться для ношения на ухе пользователя. В то же время заушина может также оказывать давление на ушную раковину пользователя, так чтобы открытое акустическое устройство 100 могло жестко фиксироваться в определенном положении на ухе или на голове пользователя. В некоторых вариантах осуществления заушина может быть неоднородной полоской. Например, заушина может содержать жесткий участок и гибкий участок. Жесткий участок может быть изготовлен из твердого материала (например, пластмасса, металл и т.д.) и жесткий участок может быть прикреплен к конструкции корпуса акустического выходного устройства 100 физическим соединением (например, соединение защелкой, винтовое соединение и т.д.). Гибкий участок может быть изготовлен из упругого материала (например, ткань, композитный материал, неопрен и т.д.). В качестве другого примера, установочная конструкция может содержать воротниковую конструкцию, которую можно надевать на шею/вокруг плеч пользователя. И еще один пример, установочная конструкция 120 может быть наушником, который может быть частью очков и устанавливаться на ухе пользователя.

В некоторых вариантах осуществления открытое акустическое устройство 100 может содержать конструкцию корпуса. Конструкция корпуса может быть выполнена с возможностью нести в себе другие компоненты открытого акустического устройства 100 (например, первую группу 130 микрофонов, сигнальный процессор 140, динамик 150, вторую группу 160 микрофонов 160 и т.д.). В некоторых вариантах осуществления конструкция корпуса может быть закрытой или полузакрытой конструкцией с внутренней полостью и другие компоненты открытого акустического устройства 100 могут быть расположены внутри или на конструкции корпуса. В некоторых вариантах осуществления форма конструкции корпуса может быть правильной или неправильной трехмерной конструкцией, такой как кубоид, цилиндр, усеченный конус и т.д. Когда пользователь носит на себе открытое акустическое устройство 100, конструкция корпуса может быть расположена около уха пользователя. Например, конструкция корпуса может быть расположена на периферийной стороне (например, на передней стороне или на обратной стороне) ушной раковины пользователя. Как другой пример, конструкция корпуса может быть расположена в ухе пользователя, не перекрывая или не закрывая наружный слуховой проход пользователя. В некоторых вариантах осуществления открытое акустическое устройство 100 может быть наушником с костной проводимостью. По меньшей мере одна сторона конструкции корпуса может контактировать с кожей пользователя. Акустический драйвер (например, вибрационный динамик) в наушнике с костной проводимостью может преобразовывать звуковой сигнал в механическую вибрацию. Механическая вибрация может передаваться слуховому нерву пользователя через конструкцию корпуса и кости пользователя. В некоторых вариантах осуществления открытое акустическое устройство 100 может быть наушником с воздушной проводимостью. По меньшей мере одна сторона конструкции корпуса может контактировать или не контактировать с кожей пользователя. Боковая стенка конструкции корпуса может содержать по меньшей мере одно звуковое направляющее отверстие. Динамик в наушнике с воздушной проводимостью может преобразовывать звуковой сигнал в звук воздушной проводимости. Звук воздушной проводимости может излучаться к уху пользователя через звуковое направляющее отверстие.

В некоторых вариантах осуществления открытое акустическое устройство 100 может также содержать один или более датчиков. Один или более датчиков могут электрически подключаться к другим компонентам открытого акустического устройства 100 (например, к сигнальному процессору 140). Один или более датчиков могут быть выполнены с возможностью определения физического положения и/или информации о движении открытого акустического устройства 100. Просто для примера, один или более датчиков могут содержать блок инерционных измерений (inertial measurement unit, IMU), систему глобального позиционирования (GPS), радар и т.д. Информация о движении может содержать траекторию движения, направление движения, скорость движения, ускорение при движении, угловую скорость при движении, временную информацию, связанную с движением (например, время начала движения, время окончания движения) и т. п. или любое их сочетание. Беря IMU в качестве примера, IMU может содержать микроэлектро-механическую систему (micro electro mechanical system, MEMS). MEMS может содержать многоосевой акселерометр, гироскоп, магнитометр и т.п. или любое их сочетание. IMU может быть выполнен с возможностью обнаружения физического положения и/или информации о движении открытого акустического устройства 100, чтобы реализовать управление открытым акустическим устройством 100, основываясь на физическом положении и/или на информации о движении.

В некоторых вариантах осуществления открытое акустическое устройство 100 может содержать сигнальный приемопередатчик. Сигнальный приемопередатчик может быть электрически соединен с другими компонентами открытого акустического устройства 100 (например, с сигнальным процессором 140). В некоторых вариантах осуществления сигнальный приемопередатчик может содержать Bluetooth, антенну и т.д. Открытое акустическое устройство 100 может осуществлять связь с другими внешними устройствами (например, с мобильным телефоном, планшетным компьютером, смарт-часами) через сигнальный приемопередатчик. Например, открытое акустическое устройство 100 может с помощью беспроводных технологий осуществлять связь с другими устройствами через Bluetooth.

В некоторых вариантах осуществления открытое акустическое устройство 100 может также содержать интерактивный модуль, выполненный с возможностью регулирования звукового давления акустической волны шумоподавления. В некоторых вариантах осуществления интерактивный модуль может содержать кнопку, голосового помощника, датчик жестов и т.д. Пользователь может регулировать режим шумоподавления открытого акустического устройства 100, управляя интерактивным модулем. Конкретно, пользователь может регулировать (например, увеличивать или уменьшать) информацию об амплитуде сигнала шумоподавления, управляя интерактивным модулем, чтобы изменять звуковое давление акустической волны шумоподавления, излучаемой динамиком 150, достигая, таким образом, различных результатов шумоподавления. Просто для примера, режим шумоподавления может содержать сильный режим шумоподавления, средний режим шумоподавления, слабый режим шумоподавления и т.д. Например, когда пользователь носит на себе открытое акустическое устройство 100 в закрытом помещении, окружающий шум может быть слабым. Пользователь может через интерактивный модуль выключить или отрегулировать режим шумоподавления открытого акустического устройства 100 на слабый режим шумоподавления. Как другой пример, когда пользователь носит на себе открытое акустическое устройство 100, проходя в общественном месте, таком как улица, пользователь, возможно, должен обладать некоторой осведомленностью об окружающей среде, когда слушает звуковой сигнал (например, музыку, речевую информацию) для преодоления возможной чрезвычайной ситуации. На этом этапе пользователь может через интерактивный модуль выбрать средний режим шумоподавления (например, кнопкой или через речевого помощника) для сохранения окружающего шума (такого как сирена, резкий звук, звук сигнала автомобиля и т.д.). В качестве другого примера, когда пользователь пользуется общественным транспортом, таким как метро, самолет и т.д., пользователь через интерактивный модуль может выбрать сильный режим шумоподавления для дальнейшего уменьшения окружающего шума. В некоторых вариантах осуществления сигнальный процессор 140 может также посылать информацию с подсказкой открытому акустическому устройству 100 или оконечному устройству (например, мобильному телефону, смарт-часам и т.д.), которые средствами связи соединяются с открытым акустическим устройством 100, основываясь на диапазоне интенсивности окружающего шума, чтобы напомнить пользователю о необходимости отрегулировать режим шумоподавления.

На фиг. 2 представлено примерное шумоподавление открытого акустического устройства в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 2, x(n) обозначает первичный сигнал шума (окружающий сигнал шума), полученный первой группой микрофонов 130. P(z) обозначает первичный маршрут, по которому первичный сигнал шума распространяется от первой группы 130 микрофонов к наружному слуховому проходу. d(n) обозначает первичный сигнал шума, который распространяется ко второй группе 160 микрофонов. W(z) обозначает адаптивный фильтр с активным шумоподавлением. y(n) обозначает выходной сигнал адаптивного фильтра. S(z) обозначает полный вторичный маршрут вторичного источника звука (акустической волны шумоподавления), распространяющегося от динамика 150 к наружному слуховому проходу. Y'(n) обозначает звук акустической волны шумоподавления, достигающий наружного слухового прохода через полный вторичный маршрут. e(n) обозначает звук в наружном слуховом проходе пользователя. Цель шумоподавления открытого акустического устройства 100 может состоять в том, чтобы минимизировать звук e(n) в наружном слуховом проходе, сделав, например, e(n) = 0. Конкретные описания, касающиеся первой группы 130 микрофонов, получающих сигнал x(n), можно найти на фиг. 5, что здесь не ограничивается. В некоторых вариантах осуществления открытое акустическое устройство 100 (сигнальный процессор 140) может оценивать сигнал шума в наружном слуховом проходе пользователя, соответствующий основному маршруту P(z) между первым микрофоном 130 и наружным слуховым проходом пользователя, и основной сигнал шума, полученного первым микрофоном 130, чтобы сформировать соответствующий сигнал шумоподавления. Динамик 150 может формировать акустическую волну шумоподавления на основе сигнала шумоподавления. Однако за счет определенного расстояния между динамиком 150 и наружным слуховым проходом пользователя, акустическая волна шумоподавления, полученная в наружном слуховом проходе пользователя, и акустическая волна шумоподавления от динамика 150, могут различаться, что может уменьшать эффект шумоподавления. В некоторых вариантах осуществления открытое акустическое устройство 100 может определить полный вторичный маршрут S(z) между динамиком 150 и наружным слуховым проходом, соответствующий акустической волне шумоподавления, полученной второй группой 160 микрофонов, и окружающий шум, чтобы определить сигнал шумоподавления, соответствующий полному вторичному маршруту S(z) для улучшения способности шумоподавления акустической волны шумоподавления от динамика 150, полученный в наружном слуховом проходе пользователя, так чтобы звук e(n) в наружном слуховом проходе пользователя был уменьшен до самого слабого.

Следует заметить, что приведенное выше описание фиг. 1 и фиг. 2 предоставлено просто в целях иллюстрации и не предназначено ограничивать объем защиты настоящего раскрытия. Специалистами в данной области техники, основываясь на принципах настоящего раскрытия, может быть сделано множество изменений и модификаций. Однако эти изменения и модификации не отступают от объема настоящего раскрытия. Например, один или более в открытом акустическом устройстве 100 (например, установочная конструкция и т.д.) могут отсутствовать. В некоторых вариантах осуществления компонент может быть заменен другими компонентами, которые могут реализовывать подобные функции. Например, в некоторых вариантах осуществления, открытое акустическое устройство 100 может не содержать установочную конструкцию. Конструкция корпуса открытого акустического устройства 100 может быть конструкцией корпуса, имеющей форму, соответствующую форме уха пользователя. Форма конструкции корпуса может иметь форму кругового кольца, овальную, (правильную или неправильную) многоугольную, U-образную форму, V-образную форму, полукруглую форму и т.д. и конструкция корпуса может непосредственно крепиться в ухе пользователя. В некоторых вариантах осуществления один компонент может быть разделен на множество субкомпонентов или множество компонентов могут объединяться в единый компонент.

На фиг. 3 представлена примерная структура сигнального процессора, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 3, сигнальный процессор 140 может содержать блок 210 аналогово-цифрового преобразования, блок 220 оценки шумов, блок 230 амплитудной и фазовой компенсации и блок 240 цифро-аналогового преобразования.

В некоторых вариантах осуществления блок 210 аналого-цифрового преобразования может быть выполнен с возможностью преобразования в цифровой сигнал сигнала, введенного первой группой 130 микрофонов или второй группой 160 микрофонов. Например, первая группа 130 микрофонов может получить окружающий шум, преобразовать полученный окружающий шум в электрический сигнал и передать электрический сигнал сигнальному процессору 140. После приема электрического сигнала окружающего шума, посланного первой группой 130 микрофонов, блок 210 аналого-цифрового преобразования может преобразовать электрический сигнал в цифровой сигнал. В некоторых вариантах осуществления блок 210 аналого-цифрового преобразования может быть электрически соединен с первой группой 130 микрофонов и дополнительно электрически соединяться с другими компонентами сигнального процессора 140 (например, с блоком 220 оценки шумов). Дополнительно, блок 210 аналого-цифрового преобразования может передавать преобразованный цифровой сигнал окружающего шума блоку 220 оценки шумов.

В некоторых вариантах осуществления блок 220 оценки шумов может быть выполнен с возможностью оценки окружающих шумов из принятого цифрового сигнала окружающих шумов. Например, блок 220 оценки шумов может оценивать соответствующий параметр окружающих шумов в целевом пространственном положении (например, в наружном слуховом проходе пользователя) принятого цифрового сигнала окружающего шума. Просто для примера, параметры могут содержать направление источника шумов, амплитуду, фазу и т.д. в целевом пространственном положении (например, в наружном слуховом проходе пользователя) или любое их сочетание. В некоторых вариантах осуществления блок 220 оценки шумов может оценить направление источника шумов, соответствующее цифровому сигналу окружающих шумов, полученному первой группой 130 микрофонов, определить передаточную функцию первичного маршрута, соответствующую окружающему шуму (например, частоту), направление источника шумов и информацию о положении между первой группой 130 микрофонов и наружным слуховым проходом пользователя, и оценить сигнал шума в наружном слуховом проходе пользователя, основываясь на окружающем шуме и на передаточной функции первичного маршрута. В некоторых вариантах осуществления блок 220 оценки шумов может оценивать шум в наружном слуховом проходе пользователя, соответствующий окружающему шуму, полученному второй группой 160 микрофонов, и акустическую волну шумоподавления и обновить сигнал шумоподавления, основываясь на звуковом сигнале в наружном слуховом проходе пользователя. В некоторых вариантах осуществления блок 220 оценки шумов может определить передаточную функцию полного вторичного маршрута между динамиком 150 и наружным слуховым проходом пользователя, основываясь на звуковом сигнале, полученном второй группой 160 микрофонов, и обновить сигнал шумоподавления, соответствующий сигналу шума в наружном слуховом проходе пользователя и передаточной функции полного вторичного маршрута. В некоторых вариантах осуществления блок 220 оценки шумов может также быть выполнен с возможностью оценки звукового поля в целевом пространственном положении (например, в наружном слуховом проходе пользователя), используя первую группу 130 микрофонов. В некоторых вариантах осуществления блок 220 оценки шумов может электрически соединяться с другими компонентами сигнального процессора 140 (например, с блоком 230 амплитудной и фазовой компенсации). Дополнительно, блок 230 оценки шумов может передавать оцененные параметры, связанные с окружающим шумом и звуковым полем в целевом пространственное положении, на блок 230 амплитудной и фазовой компенсации.

В некоторых вариантах осуществления блок 230 амплитудной и фазовой компенсации может быть выполнен с возможностью компенсации оцененных параметров, связанных с окружающим шумом, соответствующим звуковому полю в целевом пространственном положении. Например, блок 230 амплитудной и фазовой компенсации может компенсировать амплитуду и фазу окружающего шума, соответствующего звуковому полю в наружном слуховом проходе пользователя. Сигнальный процессор 140 может формировать цифровой сигнал шумоподавления, основываясь на окружающем шуме, компенсированном блоком 230 амплитудной и фазовой компенсации. В некоторых вариантах осуществления блок 230 амплитудной и фазовой компенсации может регулировать амплитуду окружающего шума и выполнять обратную компенсацию на фазе окружающего шума. Сигнальный процессор 140 может формировать цифровой сигнал шумоподавления на основе окружающего шума, компенсированного блоком 230 амплитудной и фазовой компенсации. Амплитуда цифрового сигнала шумоподавления может быть подобна амплитуде цифрового сигнала, соответствующего окружающему шуму. Фаза цифрового сигнала шумоподавления может быть приблизительно противоположна фазе цифрового сигнала, соответствующего окружающему шуму. В некоторых вариантах осуществления блок 230 амплитудной и фазовой компенсации может быть электрически соединен с другими компонентами сигнального процессора 140 (например, с блоком 240 цифро-аналогового преобразования). Дополнительно, блок 230 амплитудной и фазовой компенсации может передавать цифровой сигнал шумоподавления блоку 240 цифро-аналогового преобразования.

В некоторых вариантах осуществления блок 240 цифро-аналогового преобразования может быть выполнен с возможностью преобразования цифрового сигнала шумоподавления в аналоговый сигнал для получения сигнала шумоподавления (например, электрического сигнала). Просто для примера, блок 240 цифро-аналогового преобразования содержать широтно-импульсную модуляцию (pulse width modulation, PMW). В некоторых вариантах осуществления блок 240 цифро-аналогового преобразования может соединяться с другими компонентами открытого акустического устройства 100 (например, с динамиком 150). Дополнительно, блок 240 цифро-аналогового преобразования может передавать сигнал шумоподавления динамику 150.

В некоторых вариантах осуществления сигнальный процессор 140 может содержать блок 250 усиления сигнала. Блок 250 усиления сигнала может быть выполнен с возможностью усиления входного сигнала. Например, блок 250 усиления сигнала может усиливать входной сигнал первой группы 130 микрофонов 130. Просто для примера, когда открытое акустическое устройство 100 находится в состоянии вызова, блок 250 усиления сигнала может быть выполнен с возможностью для усиления речи пользователя, вводимой первой группой 130 микрофонов. В некоторых вариантах осуществления блок 250 усиления сигнала может электрически соединяться с другими компонентами открытого акустического устройства 100 или сигнальным процессором 140 (например, с первой группой 130 микрофонов, блоком 220 оценки шумов и блоком 230 амплитудной и фазовой компенсации).

Следует заметить, что приведенное выше описание фиг. 3 предоставлено просто в целях иллюстрации и не предназначено ограничивать объем защиты настоящего раскрытия. Специалистами в данной области техники, основываясь на принципах настоящего раскрытия может быть сделано множество изменений и модификаций. В некоторых вариантах осуществления один или более компонентов сигнального процессора 140 (например, блок 250 усиления сигнала) могут отсутствовать. В некоторых вариантах осуществления один компонент в сигнальном процессоре 140 может быть разделен на множество субкомпонентов или множество компонентов могут быть объединены в единый компонент. Например, блок 220 оценки шумов и блок 230 амплитудной и фазовой компенсации могут быть установлены как компонент реализации функций блока 220 оценки шумов и блока 230 амплитудной и фазовой компенсации. Однако такие изменения и модификации не отступают от объема защиты настоящего раскрытия.

На фиг. 4 представлена блок-схема примерного процесса шумоподавления, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 4, процесс 400 может содержать нижеследующие этапы.

На этапе 410 может быть получен окружающий шум.

В некоторых вариантах осуществления этап может выполняться первой группой 130 микрофонов.

В соответствии с представленными выше описаниям и фиг. 1-2, окружающий шум может относиться к сочетанию различных внешних звуков (например, шума дорожного движения, промышленного шума, шума строительства, социального шума) в среде, в которой расположен пользователь. В некоторых вариантах осуществления первая группа 130 микрофонов может быть расположена вблизи наружного слухового прохода пользователя. Когда окружающий шум передается первой группе 130 микрофонов, каждый микрофон в первой группе 130 микрофонов может преобразовывать сигнал окружающего шума в электрический сигнал и передавать электрический сигнал сигнальному процессору 140 для обработки сигналов.

На этапе 420 передаточная функция первичного маршрута между первой группой микрофона и наружным слуховым проходом пользователя может быть определена на основе окружающего шума.

В некоторых вариантах осуществления операция может выполняться сигнальным процессором 140.

Первая группа 130 микрофонов может преобразовывать полученный окружающий шум с разных направлений и разных типов в электрический сигнал и передавать электрический сигнал сигнальному процессору 140. Сигнальный процессор 140 может проанализировать электрический сигнал, соответствующий окружающему шуму, вычисляя, таким образом, передаточную функцию по основному маршруту от первой группы 130 микрофонов к наружному слуховому проходу пользователя. Передаточная функция прохождения первичного маршрута может обладать фазочастотной характеристикой окружающего шума, передаваемого от первой группы 130 микрофонов к наружному слуховому проходу пользователя. Сигнальный процессор 140 может определить шум в наружном слуховом проходе пользователя, соответствующий окружающему шуму, полученному первой группой 130 микрофонов и передаточной функцией первичного маршрута. Для примера передаточной функции первичного маршрута обратитесь к описанию фиг. 5. На фиг. 5 представлена примерная передача окружающего шума открытого акустического устройства, соответствующая некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 5, в некоторых вариантах осуществления первая группа 130 микрофонов может иметь два и более микрофонов. Когда пользователь носит открытое акустическое устройство, открытое акустическое устройство 100 может быть расположено около уха пользователя (например, область лица перед ушной раковиной пользователя, в ушной раковине пользователя или позади ушной раковины пользователя и т.д.). Соответственно, в этом случае два или более микрофонов первой группы 130 микрофонов могут быть расположены около уха пользователя (например, в области лица перед ушной раковиной пользователя, в ушной раковине пользователя или позади ушной раковины пользователя и т.д.) и первая группа 130 микрофонов может получать окружающий шум с различных направлений. Позиции 1, 2 и 3, показанные на фиг. 5, представляют три микрофона в первой группе 130 микрофонов. Черные круги представляют наружный слуховой проход, а стрелки, выполненные сплошной линией, представляют сигнал окружающего шума с различных направлений. Стрелка, выполненная пунктирной линией, представляет передаточную функцию первичного маршрута от первой группы 130 микрофонов к наружному слуховому проходу. Как видно на фиг. 5, даже если сигналы двух источников окружающего шума (как показано на фиг. 5, сигнал 1 и сигнал 2) с различных направлений являются одинаковыми, когда доходят до микрофона 3, сигналы двух источников окружающего шума с различных направлений могут отличаться при достижении наружного слухового прохода. Например, фазы сигнала 1 и сигнала 2 могут отличаться в наружном слуховом проходе. Определяя передаточную функцию первичного маршрута между первой группой 130 микрофонов и наружным слуховым проходом пользователя, окружающий шум, полученный первой группой 130 микрофонов, может быть преобразован в шум в отверстии наружного слухового прохода пользователя, чтобы более точно достигнуть шумоподавления в отверстии наружного слухового прохода пользователя. Конкретные описания в отношении передаточной функции первичного маршрута можно найти на фиг. 6, фиг. 7 и в соответствующих их описаниях.

На этапе 430 сигнал шума в наружном слуховом проходе пользователя может быть оценен на основе окружающего шума и передаточной функции первичного маршрута.

В некоторых вариантах осуществления операция может быть выполнена сигнальным процессором 140.

Сигнал шума в наружном слуховом проходе пользователя может относиться к звуковому полю окружающего шума в наружном слуховом проходе пользователя. В некоторых вариантах осуществления звуковое поле в наружном слуховом проходе может относиться к размещению и изменению (например, изменению во времени, изменению положения) акустической волны в отверстии наружного слухового прохода или около отверстия наружного слухового прохода. Физическая величина звукового поля может содержать звуковое давление, звуковое аудио, амплитуду звука, фазу звука, скорость вибрации источника звука, плотность среды (например, воздуха) и т.д. В некоторых вариантах осуществления физическая величина звукового поля может быть функцией положения и времени. Так как открытое акустическое устройство вывода располагается около наружного слухового прохода пользователя, не перекрывая наружный слуховой проход, маршрут прохождения внешнего окружающего шума может рассматриваться так, что внешний окружающий шум сначала получает микрофон в первой группе 130 микрофонов и затем этот окружающий шум передается к наружному слуховому проходу пользователя. Чтобы точно определить сигнал шума в наружном слуховом проходе пользователя, в некоторых вариантах осуществления сигнал шума в наружном слуховом проходе пользователя может оцениваться через окружающий шум, полученный первой группой 130 микрофонов 130, и передаточную функцию первичного маршрута. А именно, сигнальный процессор 140 может получить соответствующие параметры (например, амплитуду, фазу и т.д.) окружающего шума, соответствующего первой группе 130 микрофонов, и оценить сигнал шума в отверстии наружного слухового прохода в соответствии с передаточной функцией первичного маршрута от первой группы 130 микрофонов к наружному слуховому проходу.

На этапе 440 сигнал шумоподавления может быть сформирован, основываясь на сигнале шума в наружном слуховом проходе пользователя.

В некоторых вариантах осуществления этап может быть выполнена сигнальным процессором 140.

В некоторых вариантах осуществления сигнальный процессор 140 может формировать сигнал шумоподавления на основе сигнала шума в наружном слуховом проходе, полученного на этапе 430. Для обеспечения эффекта шумоподавления открытого акустического устройства, в некоторых вариантах осуществления фаза сигнала шумоподавления может быть противоположна или приблизительно противоположна фазе сигнала шума в наружном слуховом проходе пользователя. Амплитуда сигнала шумоподавления может быть равна или близка к амплитуде шума в отверстии наружного слухового прохода, так чтобы акустическая волна шумоподавления, создаваемая динамиком на основе сигнала шумоподавления, могла компенсировать окружающий шум в наружном слуховом проходе пользователя. В некоторых вариантах осуществления пользователь может также вручную регулировать информацию о параметрах (например, фазу, амплитуду и т.д.) сигнала шумоподавления в соответствии со сценарием использования. Просто для примера, в некоторых вариантах осуществления, абсолютное значение разности фаз между фазой сигнала шумоподавления и фазой сигнала шума в наружном слуховом проходе может быть в заданном диапазоне фаз. В некоторых вариантах осуществления заданный диапазон фаз может быть от 90 градусов до 180 градусов. Абсолютное значение разности фаз между фазой сигнала шумоподавления и фазой сигнала шума в наружном слуховом проходе может регулироваться в определенном диапазоне в соответствии с потребностями пользователя. Например, когда пользователь не хочет, чтобы его беспокоили звуки окружающей среды, абсолютное значение разности фаз может быть относительно большим значением, таким как 180 градусов, т. е. фаза сигнала шумоподавления может быть противоположна фазе шума в отверстии наружного слухового прохода. Как другой пример, когда пользователь хочет воспринимать окружающую среду, например, когда пользователь переходит дорогу или едет на велосипеде, абсолютное значение разности фаз может быть относительно малым значением, таким как 90 градусов. Следует заметить, что чем больше звуков окружающей среды хочет получать пользователь, тем ближе абсолютное значение разности фаз должно быть к 90 градусам. Когда абсолютное значение разности фаз близко к 90 градусам, эффекты компенсации и суперпозиции между сигналом шумоподавления и шумовым сигналом в наружном слуховом проходе пользователя могут быть относительно слабыми, чтобы пользователь мог получать из окружающей среды больше звука и мог не увеличивать громкость сигнала шума, слышимого в наружном слуховом проходе пользователя. Чем больший звук из окружающей среды пользователь хочет принимать, тем ближе абсолютное значение разности фаз должно быть к 180 градусов. В некоторых вариантах осуществления, когда фаза сигнала шумоподавления и фаза шума в отверстии наружного слухового прохода удовлетворяют определенному условию (например, фазы могут быть противоположными), различие между амплитудой шума в отверстии наружного слухового прохода и амплитудой сигнала шумоподавления может быть в заданном диапазоне амплитуд. Например, когда пользователь не хочет, чтобы его беспокоил звук окружающей среды, разница амплитуд должна иметь небольшое значение, например, 0 дБ, то есть амплитуда сигнала шумоподавления должна быть равна амплитуде шума в отверстии наружного слухового прохода. Как другой пример, когда пользователь хочет быть чувствительным к окружающей среде, разность амплитуд может иметь относительно большое значение, например, подобной амплитуде шума в отверстии наружного слухового прохода. Следует заметить, что чем больший окружающий звук пользователь хочет принимать, тем ближе разность амплитуд должна быть к амплитуде шума в наружном слуховом проходе. Чем меньший звук окружающей среды пользователь хочет получить, тем ближе разность амплитуд должна быть к 0 дБ.

На этапе 450 акустическая волна шумоподавления может выводиться в соответствии с сигналом шумоподавления.

В некоторых вариантах осуществления этап может выполняться динамиком 150.

В некоторых вариантах осуществления динамик 150, основываясь на компоненте вибрации в динамике 150, может преобразовывать сигнал шумоподавления (например, электрический сигнал) в акустическую волну шумоподавления. Акустическая волна шумоподавления может компенсировать окружающий шум в наружном слуховом проходе пользователя. Например, когда окружающий шум является первым окружающим шумом, окружающий шум может быть звуковым полем первого окружающего шума в наружном слуховом проходе пользователя. Как другой пример, когда существует множество окружающих шумов, окружающий шум может содержать первый окружающий шум и второй окружающий шум. Окружающий шум может относиться к звуковому полю первого окружающего шума и второго окружающего шума в наружном слуховом проходе пользователя. В некоторых вариантах осуществления динамик 150 может выводить целевой сигнал, соответствующий звуковому полю в наружном слуховом проходе пользователя на основе сигнала шумоподавления. В некоторых вариантах осуществления, когда шум в наружном слуховом проходе является множеством окружающих шумов, динамик 150 может выводить акустические волны шумоподавления, соответствующие множеству окружающих шумов на основе сигнала шумоподавления. Например, множество окружающих шумов может содержать первый окружающий шум и второй окружающий шум. Динамик 150 может выводить первую акустическую волну шумоподавления с приблизительно противоположной фазой и амплитудой, близкой к шуму первого окружающего шума, и вторую акустическую волну шумоподавления с приблизительно противоположной фазой и с амплитудой, близкой к амплитуде шума второго окружающего шума, чтобы скомпенсировать окружающий шум. В некоторых вариантах осуществления, когда динамик 150 является динамиком с воздушной проводимостью, положение, в котором акустическая волна шумоподавления компенсирует окружающий шум, может быть положением около наружного слухового прохода. Расстояние между положением около наружного слухового прохода и наружным слуховым проходом пользователя может быть мало. Шум около отверстия наружного слухового прохода может приблизительно рассматриваться как шум в наружном слуховом проходе пользователя. Поэтому акустическая волна шумоподавления и шум около наружного слухового прохода могут компенсировать друг друга, причем, хотя и приблизительно, окружающий шум, передаваемый к наружному слуховому проходу пользователя, компенсируется, реализуя, таким образом, активное шумоподавление открытого акустического устройства 100. В некоторых вариантах осуществления, когда динамик 150 является динамиком с костной проводимостью, положение, в котором акустическая волна шумоподавления и окружающий шум могут компенсироваться, может быть базилярной мембраной. Акустическая волна шумоподавления и окружающий шум могут компенсироваться на базилярной мембране пользователя, реализуя, таким образом, активное шумоподавление открытого акустического устройства 100.

В некоторых вариантах осуществления сигнальный процессор 140 может также обновлять сигнал шумоподавления в соответствии с входным сигналом, вручную вводимым пользователем. Например, когда пользователь носит на себе открытое акустическое устройство 100 в относительно шумной внешней среде и результат восприятия слушания пользователя является неидеальным, пользователь может вручную отрегулировать информацию о параметрах (например, информацию о частоте, информацию о фазе, информацию об амплитуде) сигнала шумоподавления в соответствии с результатом слушания пользователя. Как другой пример, в процессе использования открытого акустического устройства 100 особым пользователем (например, пользователем с ослабленным слухом или пользователем старшего возраста), способность слушания особого пользователя может отличаться от обычного пользователя и сигнал шумоподавления, сформированный открытым акустическим устройством 100, может не удовлетворять потребностям особого пользователя, приводя в результате к плохому результату при слушании особым пользователем. В этом случае корректировка, многочисленные регулировки информации о параметрах сигнала шумоподавления могут быть заданы и особый пользователь может регулировать сигнал шумоподавления в соответствии со своим собственным результатом слушания и заданной настройкой из информации о множестве параметров сигнала шумоподавления, обновляя, таким образом, сигнал шумоподавления, чтобы улучшить восприятие слушания особым пользователем. В некоторых вариантах осуществления пользователи могут вручную регулировать сигнал шумоподавления кнопкой на открытом акустическом устройстве 100. В других вариантах осуществления пользователь может регулировать сигнал шумоподавления через оконечное устройство. Конкретно, информация о параметрах сигнала шумоподавления, предлагаемая пользователю, может быть отображена на открытом акустическом устройстве 100 или на внешнем устройстве (например, на мобильном телефоне, планшете, компьютере), осуществляющем связь с открытым акустическим устройством 100. Пользователь может точно настраивать информацию о параметрах в соответствии со своим собственным опытом слушания.

Следует заметить, что приведенное выше описание процесса 400 представлено просто в целях иллюстрации и не предназначено ограничивать объем настоящего раскрытия. Специалистами в данной области техники, основываясь на принципах настоящего раскрытия, в процессе 400 может быть сделано множество модификаций и изменений. Например, количество операций может быть увеличено, они могут быть пропущены или объединены в процессе 400. Как другой пример, обработка сигналов (например, фильтрация, и т.д.) может также выполняться для окружающего шума. Однако такие модификации и изменения не отступают от объема настоящего раскрытия.

Однако такие изменения и модификации не отступают от объема настоящего раскрытия. В некоторых вариантах осуществления этап 420 может быть реализован посредством процесса, показанного на фиг. 6. Как показано на фиг. 6, процесс 600 может содержать нижеследующие операции.

На этапе 610, основываясь на окружающем шуме, можно оценить направление источника шумов.

В некоторых вариантах осуществления этап может выполняться сигнальным процессором 140.

Первая группа 130 микрофонов может преобразовывать полученный окружающий шум с различных направлений и с различными типами в электрический сигнал и электрический сигнал может передаваться сигнальному процессору 140. Сигнальный процессор 140 может проанализировать электрический сигнал, соответствующий окружающему шуму, и оценить направление источника шумов, используя алгоритм определения расположения источника шума.

В некоторых вариантах осуществления алгоритм определения расположения источника шума может содержать алгоритм формирования луча, алгоритм оценки пространственного спектра с суперразрешением, алгоритм определения разницы времени прибытия (также называемый алгоритмом оценки задержки) и т. п. или любое их сочетание. Алгоритм формирования луча может быть способом определения местоположения источника звука, основанным на управляемом луче, сформированного на основе максимальной выходной мощности. Просто для примера, алгоритм формирования луча может содержать алгоритм преобразования мощность-фаза реакции на управление (steering response power-phase transform, SPR-PHAT), алгоритм формирования луча в сумме с задержкой, алгоритм дифференциального микрофона, обобщенный алгоритм компенсатора бокового лепестка (generalized sidelobe canceller, GSC), алгоритм характеристического уменьшения искажений с минимальным отклонением (minimum variance distortion less response, MVDR) алгоритм и т.д. Алгоритм оценки пространственного спектра с суперразрешением может содержать модель авторегрессии (autoregression, AR), способ разложения по собственным значениям и оценки спектра с минимальным отклонением (minimum variance, MV) (например, алгоритм классификации мультисигнала (multiple signal classification, MUSIC)) и т.д. Эти способы могут вычислять связанную матрицу пространственного спектра путем определения окружающего шума, полученного группой микрофонов, и эффективно оценивать направление на источник окружающих шумов. Алгоритм разницы времени прибытия может выполняться первым, чтобы оценить разницу во времени прибытия звука и получить TDOA звука между микрофонами в группе микрофонов. Направление на окружающий источник шумов может быть дополнительно определено в сочетании с пространственным положением известной группы микрофонов, используя TDOA звука.

Например, алгоритм оценки задержки может определять положение источника шумов путем вычисления разницы во времени сигнала окружающего шума, передаваемого к различным микрофонам в группе микрофонов, и определения геометрических соотношений. Как другой пример, алгоритм SPR-PHAT может выполнять формирование луча в направлении каждого источника шумов. Направление с наибольшей энергией луча может приблизительно рассматриваться как направление источника шумов. Как еще один пример, алгоритм MUSIC может получать подпространство сигнала окружающего шума путем разложения ковариационной матрицы сигнала окружающих шумов, полученного группой микрофонов, выделяя, таким образом, направление окружающего шума. Как другой пример, в некоторых вариантах осуществления сигнальный процессор 140 может разделять полученный окружающий шум на множество полос частот согласно определенной ширине полосы частот (например, каждые 500 Гц в качестве полосы частот). Каждая полоса частот может соответствовать разным диапазонам частот, соответственно, и определять окружающий шум, соответствующий полосе частот по меньшей мере в одной полосе частот. Например, сигнальный процессор 140 может получить информацию о параметрах окружающего шума, соответствующую каждой полосе частот, выполняя анализ сигнала в полосе частот, разделенной соответственно окружающему шуму. В качестве другого примера, сигнальный процессор 140 может определить окружающий шум, соответствующий каждой полосе частот, посредством алгоритма определения местоположения источника шума.

Чтобы более ясно проиллюстрировать принцип определения положения источника шумов, в качестве примера может быть взят алгоритм формирования луча, чтобы в деталях описать, как может реализовываться определение положения источника шумов. Беря в качестве примера группу микрофонов в виде линии, источник шумов может быть источником звука в дальнем поле. В этом случае падающая акустическая волна от источника шумов до группы микрофонов может считаться параллельной. В параллельном звуковом поле, когда угол падения падающей акустической волны от источника шумов перпендикулярен плоскости микрофонов в группе микрофонов (например, первой группе 130 микрофонов или второй группе 160 микрофонов), падающая акустическая волна может одновременно падать на каждый микрофон в группе микрофонов (например, в первой группе 130 микрофонов или во второй группе 160 микрофонов). В некоторых вариантах осуществления, когда угол падения падающей акустической волны от источника шумов в параллельном звуковом поле не перпендикулярен плоскости микрофонов в группе (например, первой группе 130 микрофонов или второй группе 160 микрофонов), падающая акустическая волна может достигать каждого микрофона в группе микрофонов (например, в первой группе 130 микрофонов или по второй группе 160 микрофонов) с задержкой, которая может определяться углом падения. В некоторых вариантах осуществления для различных углов падения интенсивности формы шумов сигнала после суперпозиции могут отличаться. Например, когда угол падения составляет 0 °, интенсивность сигнала шума может быть относительно слабой. Когда угол падения составляет 45 °, интенсивность сигнала шума может быть самой сильной. Когда углы падения различаются, интенсивность формы сигнала при суперпозиции для форм сигнала может отличаться, так что группа микрофонов может иметь полярность, получая, таким образом, диаграмму полярности группы микрофонов. В некоторых вариантах осуществления группа микрофонов (например, первая группа 130 микрофонов или вторая группа 160 микрофонов) может быть направленной решеткой. Направленность направленной решетки может быть реализована алгоритмом во временной области или алгоритмом задержки по фазе в частотной области, например, задержка, суперпозиция, и т.д. В некоторых вариантах осуществления, управляя различными задержками, может быть достигнута направленность в различных направлениях. В некоторых вариантах осуществления направленность направленной решетки управляема, что может быть эквивалентно этому, что пространственный фильтр сначала делит область расположения шумов на сетки, задерживает каждый микрофон во временной области на время задержки каждого узла сетки и, наконец, накладывает задержку во временной области каждого микрофона для вычисления звукового давления каждой сетки, получая, таким образом, относительное звуковое давление каждой сетки и, наконец, реализуя определение положения источника шумов.

На этапе 620, передаточная функция первичного маршрута может быть определена в соответствии с окружающим шумом, направлением источника шумов и информацией о положении первой группы 130 микрофонов и наружного слухового прохода пользователя.

В некоторых вариантах осуществления этап может выполняться сигнальным процессором 140.

В некоторых вариантах осуществления информация о положении первой группы 130 микрофонов и о наружном слуховом проходе пользователя может относиться к расстоянию между любым микрофоном из группы 130 микрофонов и наружным слуховым проходом пользователя. Например, первая группа 130 микрофонов может содержать первый микрофон и второй микрофон. Информация о положении первой группы 130 микрофонов выстраивает 130 и наружного слухового прохода пользователя может относиться к расстоянию между первым микрофоном и наружным слуховым проходом пользователя. Первый микрофон может быть микрофоном, ближайшим к наружному слуховому проходу пользователя, или микрофоном в другом положении. В некоторых вариантах осуществления определение передаточной функции первичного маршрута, соответствующей окружающему шуму, направления источника шумов и информации о положении первой группы 130 микрофонов и наружного слухового прохода пользователя может содержать определение передаточной функции первичного маршрута на основе частоты окружающего шума, направления источника шумов и расстояния между первой группой микрофонов и наружным слуховым проходом пользователя. Конкретные описания в отношении определения передаточной функции первичного маршрута можно найти на фиг. 7 и в соответствующих его описаниях. На фиг. 7 схематично показано определение передаточной функции первичного маршрута от первой группы микрофонов до наружного слухового прохода в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 7, первая группа 130 микрофонов может содержать микрофон 710, микрофон 720 и микрофон 730. Микрофон 710, микрофон 720 и микрофон 730 могут быть расположены около наружного слухового прохода пользователя. Расстояние между первой группой 130 микрофонов и отверстие наружного слухового прохода может рассматриваться как расстояние d между микрофоном 710 и отверстием наружного слухового прохода пользователя. Угол направления X передачи окружающего шума относительно линии, соединяющей микрофон 710 и наружный слуховой проход, равен θ. Частота звукового сигнала окружающего шума, полученного микрофоном 710 из первой группы 130 микрофонов. Амплитуда звукового сигнала окружающего шума, полученного микрофоном 710 из первой группы микрофонов, равна ω. Передаточная функция от микрофона 710 из первой группы 130 микрофонов к отверстию наружного слухового прохода может быть выражен как P(z) =A exp(-i*2πdcosθ/ω). Передаточная функция первичного маршрута может быть вычислена, основываясь на такой информации, как направление источника окружающего шума и т.д., через микрофон 710 из первой группы 130 микрофонов. Следует заметить, что процесс вычисления передаточной функции первичного маршрута не ограничивается микрофоном 710 из первой группы 130 микрофонов и шумовым сигналом, полученным микрофоном 710. Микрофон 720 или микрофон 730 и сигнал шума, полученный микрофоном 720 или микрофоном 730 также могут быть применимы.

Следует заметить, что представленное выше описание процесса 600 представлено просто в целях иллюстрации и не предназначено для ограничения объема настоящего раскрытия. Специалистами в данной области техники, основываясь на принципах настоящего раскрытия, в процессе 600 могут быть сделаны многочисленные модификации и изменения. Однако такие модификации и изменения не отступают от объема защиты настоящего раскрытия.

В некоторых вариантах осуществления, после того, как акустическая волна шумоподавления, выведенная динамиком на основе сигнала шумоподавления, передается к отверстию наружного слухового прохода пользователя, информация о параметрах (например, информация о фазе, информация об амплитуде и т.д.) акустической волны шумоподавления может измениться, так чтобы акустическая волна шумоподавления не могла полностью компенсировать шум в отверстии наружного слухового прохода пользователя. Для улучшения эффекта шумоподавления открытого акустического устройства, в некоторых вариантах осуществления открытое акустическое устройство может дополнительно содержать вторую группу микрофонов. Вторая группа микрофонов может получать окружающий шум и акустическую волну шумоподавления. Сигнальный процессор может быть выполнен с возможностью оценки шума в первом пространственном положении, основываясь на окружающем шуме, полученном второй группой микрофонов, и акустической волны шумоподавления. Сигнальный процессор может быть дополнительно быть выполнен с возможностью обновления сигнала шумоподавления, основываясь на шуме в первом пространственном положении. Первое пространственное положение может эквивалентно рассматриваться как наружный слуховой проход пользователя или положение около наружного слухового прохода пользователя. В некоторых вариантах осуществления первое пространственное положение может находиться ближе к наружному слуховому проходу пользователя, чем какой-либо микрофон из второй группы микрофонов.

На фиг. 8 представлена блок-схема последовательности выполнения операций примерного процесса для второй группы 160 микрофонов, участвующих в работе в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 8, процесс 800 может содержать нижеследующие этапы.

На этапе 810 шум в первом пространственном положении может быть оценен, основываясь на окружающем шуме, полученном второй группой 160 микрофонов, и на акустической волне шумоподавления.

В некоторых вариантах осуществления этап может выполняться сигнальным процессором 140.

В некоторых вариантах осуществления первое пространственное положение может относиться к пространственному положению с определенным расстоянием от наружного слухового прохода пользователя. Первое пространственное положение может находиться ближе к наружному слуховому проходу пользователя, чем какой-либо микрофон во второй группе 160 микрофонов. Определенное расстояние здесь может быть фиксированным расстоянием, например, 0,5 см, 1 см, 2 см, 3 см и т.д. В некоторых вариантах осуществления первое пространственное положение может быть связано с положениями пространственного размещения относительно уха пользователя и количеством микрофонов во второй группе 160 микрофонов. Первое пространственное положение может регулироваться путем регулирования положений пространственного размещения относительно уха пользователя и/или количества микрофонов во второй группе 160 микрофонов. Например, первое пространственное положение может быть сделано ближе к наружному слуховому проходу пользователя, используя увеличение количества микрофонов во второй группе 160 микрофонов.

Сигнальный процессор 140 может оценивать шум в первом пространственном положении на основе окружающего шума, полученного второй группой 160 микрофонов, и акустической волны шумоподавления. Окружающий шум, полученный второй группой 160 микрофонов, может поступать с различных направлений азимутов и быть различного типа пространственными источниками шумов, поэтому информация о параметрах (например, информация о фазе, информация о амплитуде), соответствующая каждому пространственному источнику шумов, может различаться. В некоторых вариантах осуществления сигнальный процессор 140 может выполнять разделение и извлечение сигнала на шуме в первом пространственном положении в соответствии со статистическим пространственное размещением и структурными признаками различных типов шума в различных измерениях (например, пространственная область, временная область, частотная область и т.д.) шума, тем самым, оценивая различные типы (например, различные частоты, различные фазы и т.д.) шума и оценивая информацию о параметрах (например, информацию об амплитуде, информацию о фазе и т.д.), соответствующую каждому шуму. В некоторых вариантах осуществления сигнальный процессор 140 может также определять полную информацию о параметрах шума в первом пространственном положении соответственно информации о параметрах, соответствующей различным типам шума в первом пространственном положении. В некоторых вариантах осуществления, оценка, основываясь на полученном окружающем шуме, шума в первом пространственном положении может дополнительно содержать определение одного или более пространственных источников шумов, связанных с полученным окружающим шумом, и оценку шума в первом пространственном положении на основе пространственных источников шумов. Например, полученный окружающий шум может быть разделен на множество поддиапазонов. Каждый поддиапазон может соответствовать другому частотному диапазону и по меньшей мере в одном поддиапазоне пространственный источник шумов, соответствующий поддиапазону, может быть определен. Следует заметить, что пространственный источник шумов, оцененный с помощью поддиапазона, является виртуальным источником шума, соответствующим здесь внешнему реальному источнику шумов.

Открытое акустическое устройство 100 может не перекрывать наружный слуховой проход пользователя и может не получать окружающий шум при расположении микрофона в наружном слуховом проходе. Поэтому открытое акустическое устройство 100 может восстанавливать источник звука в наружном слуховом проходе посредством второй группы 160 микрофонов, чтобы сформировать в первом пространственном положении виртуальный датчик. То есть виртуальный датчик может быть выполнен с возможностью представления или моделирования аудиоданных, собранных микрофоном, расположенным в первом пространственном положении. Аудиоданные, полученные виртуальным датчиком, могут быть подобны или эквивалентны аудиоданным, собранным физическим датчиком, если физический датчик располагается в первом пространственном положении. Первое пространственное положение может быть пространственной областью, образованной второй группой 160 микрофонов 160 для моделирования положения наружного слухового прохода пользователя, чтобы более точно оценить окружающий шум, передаваемый в наружный слуховой проход пользователя. В некоторых вариантах осуществления первое пространственное положение может находиться ближе к наружному слуховому проходу пользователя, чем любой микрофон из второй группы 160 микрофонов. В некоторых вариантах осуществления первое пространственное положение может быть связано с положениями пространственного размещения и количеством микрофонов во второй группе 160 микрофонов относительно уха пользователя. Первое пространственное положение может регулироваться путем регулирования пространственного размещения положений или количества микрофонов во второй группе 160 микрофонов относительно уха пользователя. Например, увеличивая количество микрофонов во второй группе 160 микрофонов, первое пространственное положение может быть сделано ближе к наружному слуховому проходу пользователя. Как другой пример, первое пространственное положение может находиться ближе к наружному слуховому проходу пользователя за счет сокращения расстояния между микрофонами во второй группе 160 микрофонов. Как еще один пример, первое пространственное положение может быть сделано ближе к наружному слуховому проходу пользователя, изменяя расположение микрофонов во второй группе 160 микрофонов.

Сигнальный процессор 140 может оценивать информацию о параметрах шума в первом пространственном положении, основываясь на информации о параметрах (например, информации о частоте, информации об амплитуде, информации о фазе и т.д.) окружающего шума, полученного второй группой 160 микрофонов, и акустической волне шумоподавления, таким образом, оценивая шум в первом пространственном положении. Например, в некоторых вариантах осуществления может существовать пространственный источник шумов перед и позади тела пользователя. Сигнальный процессор 140 может оценивать информацию о частоте, информацию о фазе или информацию об амплитуде пространственного источника шумов, расположенного перед телом пользователя, когда пространственный источник шумов, расположенный перед телом пользователя, передается в первое пространственное положении в соответствии с информацией о частоте, информацией о фазе или информацией об амплитуде пространственного источника шумов, расположенного перед телом пользователя. Сигнальный процессор 140 может оценивать информацию о частоте, информацию о фазе или информацию об амплитуде источника шумов, расположенного позади тела пользователя, когда пространственный источник шумов, расположенный позади тела пользователя, передается в первое пространственное положение в соответствии с информацией о частоте, информацией о фазе или информацией об амплитуде пространственного источника шумов, расположенного позади тела пользователя. Сигнальный процессор 140 может оценивать, основываясь на информации о частоте, информации о фазе или информации об амплитуде пространственного источника шумов, расположенного перед телом пользователя, и на информации о частоте, информации о фазе или информации об амплитуде пространственного источника шумов, расположенного позади тела пользователя, информацию о шумах в первом пространственном положении, тем самым оценивая шум в первом пространственном положении. В некоторых вариантах осуществления информация о параметрах звукового сигнала может быть извлечена из частотной характеристики звукового сигнала, полученной второй группой 160 микрофонов посредством технологии извлечения признаков. В некоторых вариантах осуществления технология извлечения информации о параметрах звукового сигнала может содержать, но не ограничиваясь только этим, технологию анализа основных компонентов (principal components analysis, PCA), алгоритм анализа независимых компонентов (independent component algorithm, ICA), технологию линейного дискриминантного анализа (linear discriminant analysis, LDA), технологию сингулярного разложения (singular value decomposition, SVD) и т.д.

В некоторых вариантах осуществления один или более пространственных источников шумов, связанных с полученным окружающим шумом, могут быть определены посредством алгоритма определения расположения источника шумов (например, алгоритма формирования луча, алгоритма оценки пространственного спектра с суперразрешением, алгоритма разницы во времени прибытия и т.д.). Конкретные описания в отношении расположения источника шумов, используя алгоритм определения местоположения источника шумов можно найти в соответствующих описаниях фиг. 6, которые здесь не повторяются.

На этапе 820 сигнал шумоподавления может обновляться, основываясь на шуме в первом пространственном положении.

В некоторых вариантах осуществления этап может выполняться сигнальным процессором 140.

В некоторых вариантах осуществления сигнальный процессор 140 может регулировать информацию о параметрах (например, информацию о частоте, информацию об амплитуде и/или информацию о фазе) сигнала шумоподавления в соответствии с информацией о параметрах шума (звуковое поле) в первом пространственном положении, полученном на этапе 810, так чтобы обновленные информация об амплитуде и информация о частоте сигнала шумоподавления могли быть более согласованы с информацией об амплитуде и информацией о частоте окружающего шума в наружном слуховом проходе пользователя, и обновленная информация о фазе сигнала шумоподавления может более согласована с информацией об инверсной фазе окружающего шума в наружном слуховом проходе пользователя. Поэтому обновленный сигнал шумоподавления может более точно устранять окружающий шум. Вторая группа 160 микрофонов возможно, должна контролировать звуковое поле в наружном слуховом проходе пользователя после того, как сигнал шумоподавления и окружающий шум скомпенсированы. Сигнальный процессор 140 может оценивать звуковой сигнал в первом пространственном положении (например, в наружном слуховом проходе) на основе акустической волны шумоподавления и окружающего шума, полученного второй группой 160 микрофонов, чтобы определить, полностью ли скомпенсированы акустическая волна шумоподавления в наружном слуховом проходе и окружающий шум. Сигнальный процессор 140 может оценить звуковое поле в наружном слуховом проходе через звуковой сигнал, полученный второй группой 160 микрофонов для обновления сигнала шумоподавления, что может дополнительно улучшить эффект шумоподавления и восприятие слушания пользователя.

Следует заметить, что приведенное выше описание процесса 800 служит просто для целей иллюстрации и не предназначено ограничивать объем настоящего раскрытия. Специалистами в данной области техники, основываясь на принципах настоящего раскрытия, в процессе 800 может быть сделано множество модификаций и изменений. Однако такие модификации и изменения не отступают от объема настоящего раскрытия.

Динамик открытого акустического устройства может быть расположен около наружного слухового прохода пользователя и маршрут прохождения акустической волны шумоподавления, выводимой динамиком, основанной на сигнале шумоподавления, может проходить от динамика к наружному слуховому проходу пользователя (т. е. полный вторичный маршрут). А именно, конкретный маршрут от динамика к наружному слуховому проходу пользователя может быть разделен на первый вторичный маршрут прохождения от динамика ко второй группе микрофонов и второй вторичный маршрут прохождения от второй группы микрофонов до наружного слухового прохода пользователя. После того, как акустическая волна шумоподавления, сформированная динамиком на основе сигнала шумоподавления (сигнала шумоподавления, сформированного на основе сигнала шума в наружном слуховом проходе) передается к отверстию наружного слухового прохода пользователя, информация о параметрах (например, информация о фазе, информация об амплитуде и т.д.) акустической волны шумоподавления может меняться так, что акустическая волна шумоподавления может не полностью компенсировать шум в отверстии наружного слухового прохода пользователя. Для улучшения эффекта шумоподавления открытого акустического устройства в некоторых вариантах осуществления, сигнальный процессор может определить полную передаточную функцию вторичного маршрута между динамиком и наружным слуховым проходом пользователя на основе звукового сигнала, полученного второй групповой микрофонов и сформировать сигнал шумоподавления на основе передаточной функции полного вторичного маршрута и шума в наружном слуховом проходе пользователя, так чтобы акустическая волна шумоподавления, сформированная динамиком, могла полностью скомпенсировать шум в отверстии наружного слухового прохода, когда передается к отверстию наружного слухового прохода пользователя. Конкретные описания в отношении формирования сигнала шумоподавления на основе сигнала шума в наружном слуховом проходе пользователя можно найти на фиг. 9-12 и в соответствующих их описаниях.

На фиг. 9 представлена другая блок-схема последовательности выполнения операций примерного процесса для второй группы 160 микрофонов, участвующих в работе в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 9, процесс 900 может содержать нижеследующие этапы.

На этапе 910 функция полного маршрута прохождения между динамиком 150 и наружным слуховым проходом пользователя может быть определена на основе звукового сигнала, полученного второй группой 160 микрофонов.

В некоторых вариантах осуществления этап может выполняться сигнальным процессором 140. В некоторых вариантах осуществления маршрут передачи звукового сигнала от динамика 150 к наружному слуховому проходу может упоминаться как полный вторичный маршрут. Передаточная функция S(z) полного вторичного маршрута может относиться к фазочастотной характеристике звукового сигнала (такого как акустическая волна шумоподавления, излучаемая динамиком 150) от динамика 150 к наружному слуховому проходу пользователя, что может отражать влияние на звуковой сигнал полного вторичного маршрута. Сигнальный процессор 140 может оценивать сигнал шумоподавления на основе передаточной функции S(z) полного вторичного маршрута и звукового сигнала в наружном слуховом проходе пользователя. Конкретные описания, касающиеся передаточной функции S(z) полного вторичного маршрута можно найти на фиг. 11, в процессе 1100 и в соответствующем его описании, которые здесь повторяться не будут.

В некоторых сценариях шумоподавления, если влияние полного вторичного маршрута на звуковой сигнал не рассматривается, эффект шумоподавления акустической волны шумоподавления, излучаемой динамиком 150, может быть невелик, поскольку сигнал акустической волны шумоподавления, выводимый динамиком 150 в наружный слуховой проход, не может полностью отменить окружающий сигнал шума в наружном слуховом проходе. Для улучшения решения этой проблемы передаточная функция S(z) полного вторичного маршрута может вычисляться для компенсации акустической волны шумоподавления, излучаемой динамиком 150, улучшая, таким образом, эффект шумоподавления акустической волны шумоподавления, излучаемой динамиком 150 в наружном слуховом проходе пользователя.

На этапе 920 сигнал шумоподавления может оцениваться в соответствии с шумовым сигналом в наружном слуховом проходе пользователя и передаточной функцией S(z) полного вторичного маршрута.

В некоторых вариантах осуществления этап может выполняться сигнальным процессором 140.

В некоторых вариантах осуществления сигнальный процессор 140 может компенсировать сигнал шумоподавления на основе полного вторичного маршрута S(z), вычисленного на этапе 910, так, чтобы акустическая волна шумоподавления, в конечном счете, излучаемая динамиком, могла компенсировать окружающий шум в наружном слуховом проходе после того, как он отрегулирован передаточной функцией полного вторичного маршрута. Например, сигнальный процессор 140 может отрегулировать информацию о параметрах (например, информацию о частоте, информацию об амплитуде, информацию о фазе) сигнала шумоподавления в соответствии с сигналом окружающего шума (например, звуковое давление, частота звука, амплитуда звука, фаза звука, скорость вибрации источника звука или плотность среды (например, воздух) и т.д.) в наружном слуховом проходе.

В некоторых вариантах осуществления этап 920 может быть включен в этап 440.

Следует заметить, что представленное выше описание процесса 900 приводится просто в целях иллюстрации и не предназначено для ограничения объема настоящего раскрытия. Специалисты в данной области техники, основываясь на принципах настоящего раскрытия, в процессе 900 может быть сделано множество модификаций и изменений. Однако такие модификации и изменения не отступают от объема настоящего раскрытия.

На фиг. 10 представлена блок-схема последовательности выполнения операций примерного процесса оценки сигнала шумоподавления, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. То есть на фиг. 10 приведена примерная блок-схема этапа 920. Как показано на фиг. 10, процесс 1000 (этап 920) может содержать следующие этапы.

На этапе 1010 акустическая волна шумоподавления в наружном слуховом проходе пользователя может быть оценена на основе сигнала шума в наружном слуховом проходе пользователя.

В некоторых вариантах осуществления этап может быть выполнен сигнальным процессором 140.

В некоторых вариантах осуществления, выполняя этап подобно этапу 440, можно оценить сигнал шумоподавления в наружном слуховом проходе пользователя, так чтобы акустическая волна шумоподавления в наружном слуховом проходе пользователя могла быть оценена.

На этапе 1020, сигнал шумоподавления может быть сформирован на основе акустической волны шумоподавления в наружном слуховом проходе пользователя и передаточной функции S(z) полного вторичного маршрута.

В некоторых вариантах осуществления этап может быть выполнена сигнальным процессором 140.

В некоторых вариантах осуществления сигнальный процессор 140 может регулировать информацию о параметрах (например, информацию о частоте, информацию об амплитуде, информацию о фазе) сигнала шумоподавления, соответствующий оцененной акустической волне шумоподавления (например, звуковое давление, частота звука, амплитуда звука, фаза звука, скорость вибрации источника звука, плотность среды (например, воздух) и т.д.) в наружном слуховом проходе пользователя.

Следует заметить, что представленное выше описание процесса 1000 служит просто для иллюстрации и не предназначено ограничивать объем настоящего раскрытия. Специалисты в данной области техники, основываясь на принципах настоящего раскрытия, могут сделать в процессе 1000 множество модификаций и изменений. Однако такие модификации и изменения не отступают от объема настоящего раскрытия.

На фиг. 11 представлена блок-схема последовательности выполнения операций примерного процесса определения передаточной функции S(z) полного вторичного маршрута, соответствующая некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. То есть на фиг. 11 представлена примерная блок-схема последовательности выполнения операций, иллюстрирующая этап 910. Как показано на фиг. 11, процесс 1100 (этап 910) может содержать следующие этапы.

На этапе 1110 передаточная функция первого вторичного маршрута между динамиком 150 и второй группой 160 микрофонов может быть определена на основе акустической волны шумоподавления, создаваемой динамиком 150, и звукового сигнала, полученного второй группой 160 микрофонов.

В некоторых вариантах осуществления этап может выполняться сигнальным процессором 140. Конкретно, маршрут передачи звукового сигнала (например, акустической волны шумоподавления, создаваемой динамиком 150) от динамика 150 к второй группе 160 микрофонов, может быть отнесен к первому вторичному маршруту. Передаточная функция S(z1) первого вторичного маршрута может относиться к частотной характеристике звукового сигнала (например, акустической волны шумоподавления, создаваемой динамиком 150) от динамика 150 к второй группе 160 микрофонов, которая может отражать влияние первого вторичного маршрута на звуковой сигнал. На передаточную функцию первого вторичного маршрута могут влиять лицо, способное отражать акустическую волну, и способы ношения различными людьми. В некоторых вариантах осуществления динамик 150 и вторая группа 160 микрофонов могут преобразовывать выходной звуковой сигнал шумоподавления и полученный звуковой сигнал в электрические сигналы и передавать электрические сигналы сигнальному процессору 140. Сигнальный процессор 140 может обрабатывать эти два электрических сигнала и вычислять передаточную функцию S(z1) первого вторичного маршрута. Например, передаточная функция S(z1) первого вторичного маршрута может быть выражена как отношение звукового сигнала, полученного второй группой 160 микрофонов, к звуковому сигналу шумоподавления, созданному динамиком 150.

На этапе 1120 передаточная функция полного вторичного маршрута может быть определена на основе передаточной функции первого вторичного маршрута.

В некоторых вариантах осуществления этот этап может выполняться сигнальным процессором 140. В некоторых вариантах осуществления сигнальный процессор 140 может быть выполнен с возможностью определения передаточной функции полного вторичного маршрута S(z) на основе передаточной функции S(z1) первого вторичного маршрута. В некоторых вариантах осуществления определение передаточной функции полного вторичного маршрута, основанное на передаточной функции первого вторичного маршрута, может содержать определение передаточной функции второго вторичного маршрута между второй группой микрофонов и наружным слуховым проходом пользователя, основываясь на передаточной функции первого вторичного маршрута; и определение передаточной функции полного вторичного маршрута, основываясь на передаточной функции первого вторичного маршрута и передаточной функции второго вторичного маршрута. Маршрут передачи звукового сигнала от второй группы 160 микрофонов к наружному слуховому проходу пользователя может быть отнесен ко второму вторичному маршруту. Передаточная функция S(z2) второго вторичного маршрута может относиться к частотной характеристике звукового сигнала (например, акустической волны шумоподавления, создаваемой динамиком 150) от второй группы 160 микрофонов к наружному слуховому проходу пользователя, которая может отражать влияние второго вторичного маршрута на звуковой сигнал. Передаточная функция S(z1) первого вторичного маршрута и передаточная функция S(z2) второго вторичного маршрута могут иметь определенную взаимосвязь (например, передаточная функция второго вторичного маршрута S(z2) = f(S(z1)). Передаточная функция S(z2) второго вторичного маршрута может быть определена через функцию передаточную функцию S(z1) первого вторичного маршрута. В некоторых вариантах осуществления передаточная функция второго вторичного маршрута может определяться через обученную модель машинного обучения или заданную модель, основываясь на передаточной функции первого вторичного маршрута. А именно, передаточная функция S(z2) второго вторичного маршрута может быть создана путем ввода передаточной функции S(z1) первого вторичного маршрута в обученную модель машинного обучения или заданную модель. В некоторых вариантах осуществления модель машинного обучения может содержать модель гауссовой смеси, модель глубокой нейронной сети и т. п. или любое их сочетание.

В некоторых вариантах осуществления заданная модель может быть получена через статистику ручного тестирования. В этом случае передаточная функция S(z2) второго вторичного маршрута не может быть определена передаточной функцией S(z1) первого вторичного маршрута. В некоторых вариантах осуществления, чтобы позволить оставить уши и наружный слуховой проход пользователя неперекрытыми, вторая группа 160 микрофонов не может быть расположена в наружном слуховом проходе пользователя, таким образом, передаточная функция S(z2) второго вторичного маршрута в открытом акустическом устройстве 100 не может быть зафиксирована. В этом случае, на этапе отладки изделия, одно или более устройств формирования сигнала может быть расположено в месте расположения второй группы 160 микрофонов и один или более датчиков могут быть расположены в наружном слуховом проходе. Один или более датчиков, расположенных в наружном слуховом проходе, могут получать звуковой сигнал, создаваемый устройством формирования сигнала. Наконец, звуковой сигнал, созданный устройством формирования сигнала, и звуковой сигнал, полученным одним или более датчиками, расположенными в наружном слуховом проходе, могут быть преобразованы в электрические сигналы и электрические сигналы, соответственно, могут быть переданы сигнальному процессору 140. Сигнальный процессор 140 может проанализировать эти два электрических сигнала и вычислить передаточную функцию S(z2) второго вторичного маршрута. Дополнительно, сигнальный процессор 140 может вычислить соотношение S(z2) = f(S(z1)) между передаточной функцией S(z2) второго вторичного маршрута и передаточной функцией S(z1) первого вторичного маршрута.

В некоторых вариантах осуществления передаточная функция S(z) полного вторичного маршрута может быть вычислена на основе передаточной функции S(z1) первого вторичного маршрута и передаточной функции S(z2) второго вторичного маршрута. Например, полагая, что на передаточную функцию полного вторичного маршрута, на передаточную функцию S(z1) первого вторичного маршрута и на передаточную функцию S(z2) второго вторичного маршрута может оказывать влияние окружающая среда (например, поверхность, на которой находится открытое акустическое устройство 100) открытого акустического устройства 100, передаточная функция полного вторичного маршрута и передаточная функция S(z1) первого вторичного маршрута и передаточная функция S(z2) второго вторичного маршрута могут удовлетворять определенному функциональному соотношению (например, S(z) = f (S (z1), S (z2)). Сигнальный процессор 140 может получить функцию передачи полного вторичного маршрута в процессе фактического использования путем вызова функционального соотношения.

Следует заметить, что приведенное выше описание процесса 1100 представлено просто в целях иллюстрации и не предназначено ограничивать объем настоящего раскрытия. Специалисты в данной области техники, основываясь на принципах настоящего раскрытия, могут сделать в процессе 1100 множество модификаций и изменений. Однако такие модификации и изменения не отступают от объема настоящего раскрытия.

На фиг. 12 представлена блок-схема последовательности выполнения операций примерного процесса определения передаточной функции первого вторичного маршрута на основе акустической волны шумоподавления, создаваемой динамиком 150, и звукового сигнала, полученного второй группой 160 микрофонов в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего раскрытия. То есть фиг. 12 является примерной блок-схемой последовательности выполнения операций, иллюстрирующей этап 1110. Как показано на фиг. 12, процесс 1200 (этап 1110) может содержать нижеследующие этапы.

На этапе 1210 акустическая волна шумоподавления, получаемая второй группой 160 микрофонов, может быть получена на основе звукового сигнала, получаемого второй группой 160 микрофонов.

В некоторых вариантах осуществления этап может выполняться сигнальным процессором 140. В некоторых вариантах осуществления сигнальный процессор 140 может определять акустическую волну шумоподавления, получаемую второй группой 160 микрофонов, основываясь на звуковом сигнале, получаемом второй группой 160 микрофонов. Способ выполнения этапа 1210 подобен способу выполнения этапа 1010, и не будет здесь повторяться.

На этапе 1220 передаточная функция S(z1) первого вторичного маршрута может быть определена на основе акустической волны шумоподавления, создаваемой динамиком 150, и акустической волны шумоподавления, полученной второй группой 160 микрофонов.

В некоторых вариантах осуществления этап может выполняться сигнальным процессором 140. Сигнальный процессор 140 может вычислять передаточную функцию S(z1) первого вторичного маршрута от динамика 150 ко второй группе 160 микрофонов, основываясь на акустической волне шумоподавления, создаваемой динамиком 150, и на акустической волне шумоподавления, полученной второй группой 160 микрофонов. Конкретно, например, динамик 150 может воспроизводить стандартный звук. Вторая группа 160 микрофонов может получить стандартный звуковой сигнал, создаваемый динамиком 150. Сигнальный процессор 140 может сравнить соответствующие параметры звукового сигнала (например, информацию о частоте, информацию об амплитуде, информацию о фазе), создаваемого динамиком 150, и связанные параметры (например, информация о частоте, информация об амплитуде, информация о фазе) звукового сигнала, полученного второй группой 160 микрофонов, вычисляя, таким образом, передаточную функцию S(z1) первого вторичного маршрута от динамика 150 ко второй группе 160 микрофонов. В некоторых вариантах осуществления динамик 150 может воспроизводить звук подсказки или, чтобы получить передаточную функцию S(z1) первого вторичного маршрута, может воспроизводить звуковой сигнал, такой как вторичная акустическая волна, которой трудно привлечь внимание пользователя.

Следует заметить, что приведенное выше описание процесса 1200 приводится просто в целях иллюстрации и не предназначено ограничивать объем настоящего раскрытия. Специалисты в данной области техники, руководствуясь настоящим раскрытием, могут сделать в процессе 1200 различные модификации и изменения. Однако такие модификации и изменения не отступают от объема настоящего раскрытия.

На фиг. 13A-13D схематично представлено пространственное размещение группы микрофонов (например, первой группы микрофона) в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего раскрытия. В некоторых вариантах осуществления расположение группы микрофонов может быть выполнено в виде правильной геометрической формы. Как показано на фиг. 13A, группа микрофонов является линейной группой. В некоторых вариантах осуществления расположение группы микрофонов может также иметь другие формы. Например, как показано на фиг. 13B, группа микрофонов имеет крестообразную форму. Как другой пример, показанный на фиг. 13C, группа микрофонов может быть кольцеобразной группой. В некоторых вариантах осуществления расположение группы микрофонов может также иметь неправильную геометрическую форму. Например, как показано на фиг. 13D, группа микрофонов имеет неправильную форму. Следует заметить, что расположение группы микрофонов не ограничивается линейной группой, крестообразной группой, кольцеобразной группой, группой неправильной формы, показанными на фиг. 13A-13D, или расположение группы микрофонов может также быть группой других форм, таких как треугольная группа, спиралеобразная группа, плоская группа, трехмерная группа, излучающая группа и т.д., что не ограничивается в настоящем раскрытии.

В некоторых вариантах осуществления, каждая короткая сплошная линия на фиг. 13A-13D можно рассматриваться как микрофон или группа микрофонов. Когда каждая короткая сплошная линия считается группой микрофонов, количество микрофонов в каждой группе может быть одинаковым или разным, тип каждой группы микрофонов может быть одинаковым или разным и ориентация каждой группы микрофонов может быть одинаковой или разной. Тип, количество и ориентация микрофона могут корректироваться в соответствии с реальным применением, что не ограничивается в настоящем раскрытии.

В некоторых вариантах осуществления микрофоны в группе микрофонов могут быть пространственно размещены равномерно. Равномерное пространственное размещение здесь может относиться к одинаковому расстоянию между любыми двумя соседними микрофонами в группе микрофонов. В некоторых вариантах осуществления микрофон из группы микрофонов может также размещаться неравномерно. Неравномерное пространственное размещение здесь может относиться к различному расстоянию между любыми двумя соседними микрофонами в группе микрофонов. Расстояние между микрофонами в группе микрофонов может регулироваться в соответствии с реальной ситуацией, что не ограничивается в настоящем раскрытии.

На фиг. 14А-14B схематично представлены расположения группы микрофонов (например, первой группы 130 микрофонов), соответствующие некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 14A, когда пользователь носит на себе акустическое устройство с группой микрофонов, группа микрофонов может быть расположена в ухе или вокруг уха пользователя в форме полукруга. Как показано на фиг. 14B, группа микрофонов может быть расположена в ухе пользователя в линейном порядке. Следует заметить, что расположение группы микрофонов не ограничивается полукругом и линией, как показано на фиг. 14A-14B. Положение группы микрофонов не ограничивается положением, показанным на фиг. 14 А-14B. Расположение группы микрофонов по полукругу и по линии представлено здесь просто в целях иллюстрации.

Описав, таким образом, базовые подходы, специалистам в данной области техники после прочтения настоящего подробного раскрытия должно быть достаточно очевидно, что предшествующее подробное раскрытие предназначается только для представления в качестве примера и не создает ограничений. Здесь могут иметь место различные изменения, улучшения и модификации, предназначенные специалистам в данной области техники, хотя здесь это явно не указано. Эти изменения, улучшения и модификации предназначены для предложения настоящим раскрытием находятся в рамках сущности и объема примерных вариантов осуществления настоящего раскрытия.

Кроме того, для описания вариантов осуществления настоящего раскрытия использовалась определенная терминология. Например, термины “один из вариантов осуществления”, “вариант осуществления” и/или “некоторые варианты осуществления” означают, что конкретный признак, структура или характеристика, описанная в связи с вариантом осуществления, содержатся по меньшей мере в одном варианте осуществления настоящего раскрытия. Поэтому подчеркивается и следует понимать, что две или более ссылок на “вариант осуществления” или “один из вариантов осуществления” или “альтернативный вариант осуществления” в различных частях настоящего описания не обязательно все относятся к одному и тому же варианту осуществления. Кроме того, конкретные признаки, структуры или характеристики могут объединяться как пригодные в одном или нескольких вариантах осуществления настоящего раскрытия.

Дополнительно, как должно быть понятно специалистам в данной области техники, подходы настоящего раскрытия могут быть проиллюстрированы и описаны в любом из множества патентоспособных классов или в контексте, содержащем любой новый и полезный процесс, машину, изготовление или состав вещества или любое новое и полезное их улучшение. Соответственно, подходы настоящего раскрытия могут быть реализованы полностью аппаратными средствами, полностью программным обеспечением (включающим встроенное микропрограммное обеспечение, резидентное программное обеспечение, микрокод и т.д.) или сочетанием реализаций программного и аппаратного обеспечения, которые все могут обычно упоминаться здесь как "блок данных", "модуль", "механизм", “блок”, “компонент” или “система”. Дополнительно, подходы настоящего раскрытия могут принимать форму компьютерного программного продукта, реализуемого на одном или более считываемых компьютером носителях, имеющих на них считываемую компьютером управляющую программу.

Считываемый компьютером носитель сигнала долговременного хранения может содержать распространяемый сигнал данных со считываемой компьютером управляющей программой, записанной на нем, например, в основной полосе или как часть несущей волны. Такой распространяемый сигнал может принять любую из множества форм, включая электромагнитную, оптическую и т.п. или любое подходящее их сочетание. Считываемый компьютером носитель сигнала может быть любым считываемым компьютером носителем, который не является считываемым компьютером носителем данных и который может передавать, распространять или транспортировать программу для использования системой исполнения команд, оборудованием или устройством или в связи с ними. Управляющая команда, реализуемая на считываемом компьютером носителе сигнала, может передаваться с помощью любого соответствующего носителя, включая беспроводную связь, проводную связь, оптоволоконную связь, радиочастотную связь и т. п. или любое соответствующее сочетание перечисленного.

Дополнительно, представленный порядок обработки элементов или последовательностей или использования чисел, букв или других обозначений не предназначается для ограничения заявленных процессов и способов любым порядком, кроме как тот, который может быть определен в формуле изобретения. Хотя представленное выше раскрытие обсуждается через различные примеры, которые в настоящее время считаются множеством полезных вариантов осуществления раскрытия, следует понимать, что такие подробности служат только для этой цели и что приложенная формула изобретения не ограничивается раскрытыми вариантами осуществления, а, наоборот, предназначаются охватывать модификации и эквивалентные построения, которые попадают в рамки сущности и объема раскрытых вариантов осуществления. Например, хотя реализация различных компонентов, описанных выше, может быть осуществлена в устройстве, она может также быть осуществлена как решение только для программного обеспечения, например, установкой на существующем сервере или на мобильном устройстве.

Аналогично, следует понимать, что в предшествующем описании вариантов осуществления настоящего раскрытия, различные признаки иногда группируются вместе в едином варианте осуществления, на чертеже или в его описании с целью оптимизации раскрытия, направленной на понимание одного или более различных изобретательских вариантов осуществления. Этот способ раскрытия, однако, не должен быть интерпретироваться как отражение намерения, что заявленный предмет изобретения требует больше признаков, чем явно указано в каждом пункте формулы изобретения. Скорее изобретательские варианты осуществления охватывают менее, чем все признаки единого раскрытого выше варианта осуществления.

В некоторых вариантах осуществления, числа, выражающие количества, свойства и т. д, используемые для описания и по п. определенных вариантов осуществления заявки, должны пониматься как изменяемые в некоторых случаях термином “примерно”, “приблизительно” или “по существу”. Например, “примерно”, “приблизительно” или “по существу” может указывать на изменение значения в пределах ±20 %, если не указано иное. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления, числовые параметры, приведенные в письменном описании и приложенной формуле изобретения, являются приближениями, которые могут варьироваться в зависимости от желаемых свойств, которые желательно получить в конкретном варианте осуществления. В некоторых вариантах осуществления числовые параметры должны истолковываться в свете количества сообщаемых значащих цифр и применения обычных способов округления. Несмотря на то, что диапазоны чисел и параметры, устанавливающие широкий объем защиты некоторых вариантов осуществления заявки, являются приближениями, числовые значения, приведенные в конкретных примерах, сообщаются настолько точно, насколько практически возможно.

Каждые из патентов, патентных заявок, публикаций патентных заявок и других материалов, таких как статьи, книги, спецификации, публикации, документы, обстоятельства и/или прочее, упоминаемые здесь, настоящим включаются посредством ссылки во всей полноте и для всех целей, за исключением любой архивной истории судебного преследования, связанной с этим же, любого из того же, что несовместимо или противоречит настоящему документу, или любого из того же, что может иметь ограничивающее действие в отношении самого широкого объема формулы изобретения теперь или впоследствии, связанных с настоящим документом. Как пример, при наличии любого несоответствия или противоречия между описанием, определением и/или использованием термина, связанного с любым содержащимся материалом и связанным с настоящим документом, описание, определение и/или использование термина, содержащегося в настоящем документе, должно преобладать.

В заключение, следует понимать, что варианты осуществления заявки, раскрытые здесь, являются иллюстрацией принципов вариантов осуществления заявки. Другие модификации, которые могут использоваться, могут попадать в рамки заявки. Таким образом, как пример, но не для ограничения, альтернативные конфигурации вариантов осуществления заявки могут быть использованы в соответствии представленными здесь принципами. Соответственно, варианты осуществления настоящей заявки не ограничиваются только тем, что показано и описано.

Изобретение относится к акустике, в частности, к наушникам. Открытый наушник содержит конструкцию, выполненную с возможностью установки наушника около уха пользователя, не перекрывая наружный слуховой проход пользователя; первую группу микрофонов, выполненную с возможностью получения окружающего шума; сигнальный процессор, выполненный с возможностью: определения передаточной функции первичного маршрута между первой группой микрофонов и наружным слуховым проходом пользователя на основе окружающего шума; оценки сигнала шума в наружном слуховом проходе пользователя на основе окружающего шума и передаточной функции первичного маршрута; формирования сигнала шумоподавления на основе сигнала шума в наружном слуховом проходе пользователя; и динамик, выполненный с возможностью вывода акустической волны шумоподавления в соответствии с сигналом шумоподавления, причем акустическая волна шумоподавления выполнена с возможностью устранения сигнала шума в наружном слуховом проходе пользователя. Технический результат - повышение эффективности шумоподавления. 9 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Открытое акустическое устройство, содержащее:

установочную конструкцию, выполненную с возможностью установки акустического устройства около уха пользователя, не перекрывая наружный слуховой проход пользователя;

первую группу микрофонов, выполненную с возможностью получения окружающего шума;

сигнальный процессор, выполненный с возможностью:

определения передаточной функции первичного маршрута между первой группой микрофонов и наружным слуховым проходом пользователя на основе окружающего шума;

оценки сигнала шума в наружном слуховом проходе пользователя на основе окружающего шума и передаточной функции первичного маршрута;

формирования сигнала шумоподавления на основе сигнала шума в наружном слуховом проходе пользователя; и

динамик, выполненный с возможностью вывода акустической волны шумоподавления в соответствии с сигналом шумоподавления, причем акустическая волна шумоподавления выполнена с возможностью устранения сигнала шума в наружном слуховом проходе пользователя.

2. Открытое акустическое устройство по п. 1, в котором определение передаточной функции первичного маршрута между первой группой микрофонов и наружным слуховым проходом пользователя на основе окружающего шума содержит:

оценку направления источника шумов на основе окружающего шума; и

определение передаточной функции первичного маршрута в соответствии с окружающим шумом, направлением источника шумов и информацией о положении первой группы микрофонов и наружного слухового прохода пользователя.

3. Открытое акустическое устройство по п. 2, в котором информация о положении первой группы микрофонов и наружного слухового прохода пользователя содержит расстояние между первой группой микрофонов и наружным слуховым проходом пользователя, а определение передаточной функции первичного маршрута в соответствии с окружающим шумом, направлением источника шумов и информацией о положении первой группы микрофонов и наружного слухового прохода пользователя содержит:

определение передаточной функции первичного маршрута на основе частоты окружающего шума, направления источника шумов и расстояния между первой группой микрофонов и наружным слуховым проходом пользователя.

4. Открытое акустическое устройство по любому из пп. 1-3, дополнительно содержащее вторую группу микрофонов, выполненную с возможностью получения окружающего шума и акустической волны шумоподавления; при этом

сигнальный процессор выполнен с возможностью

оценки шума в первом пространственном положении на основе окружающего шума, полученного второй группой микрофонов, и акустической волны шумоподавления, причем первое пространственное положение находится ближе к наружному слуховому проходу пользователя, чем какой-либо микрофон во второй группе микрофонов; и

обновления сигнала шумоподавления на основе шума в первом пространственном положении.

5. Открытое акустическое устройство по любому из пп. 1-3, дополнительно содержащее вторую группу микрофонов, выполненную с возможностью получения окружающего шума и акустической волны шумоподавления; при этом

сигнальный процессор выполнен с возможностью определения передаточной функции полного вторичного маршрута между динамиком и наружным слуховым проходом пользователя на основе звукового сигнала, полученного второй группой микрофонов; а

формирование сигнала шумоподавления на основе сигнала шума в наружном слуховом проходе пользователя содержит:

оценку сигнала шумоподавления в соответствии с сигналом шума в наружном слуховом проходе пользователя и передаточной функцией полного вторичного маршрута.

6. Открытое акустическое устройство по п. 5, в котором оценка сигнала шумоподавления в соответствии с сигналом шума в наружном слуховом проходе пользователя и передаточной функцией полного вторичного маршрута содержит:

оценку акустической волны шумоподавления в наружном слуховом проходе пользователя на основе сигнала шума в наружном слуховом проходе пользователя; и

формирование сигнала шумоподавления на основе акустической волны шумоподавления в наружном слуховом проходе пользователя и передаточной функции полного вторичного маршрута.

7. Открытое акустическое устройство по п. 5, в котором определение передаточной функции полного вторичного маршрута на основе звукового сигнала, полученного второй группой микрофонов, содержит:

определение передаточной функции первого вторичного маршрута между динамиком и второй группой микрофонов на основе акустической волны шумоподавления, выводимой динамиком, и звукового сигнала, полученного второй группой микрофонов; и

определение передаточной функции полного вторичного маршрута на основе передаточной функции первого вторичного маршрута.

8. Открытое акустическое устройство по п. 7, в котором определение передаточной функции первого вторичного маршрута на основе акустической волны шумоподавления, выводимой динамиком, и звукового сигнала, полученного второй группой микрофонов, содержит:

получение акустической волны шумоподавления, полученной второй группой микрофонов, на основе звукового сигнала, полученного второй группой микрофонов; и

определение передаточной функции первого вторичного маршрута на основе акустической волны шумоподавления, выводимой динамиком, и акустической волны шумоподавления, полученной второй группой микрофонов.

9. Открытое акустическое устройство по п. 7, в котором определение передаточной функции полного вторичного маршрута на основе передаточной функции первого вторичного маршрута содержит:

определение передаточной функции второго вторичного маршрута между второй группой микрофонов и наружным слуховым проходом пользователя на основе передаточной функции первого вторичного маршрута; и

определение передаточной функции полного вторичного маршрута на основе передаточной функции первого вторичного маршрута и передаточной функции второго вторичного маршрута.

10. Открытое акустическое устройство по п. 9, в котором определение передаточной функция второго вторичного маршрута на основе передаточной функции первого вторичного маршрута содержит:

получение передаточной функции первого вторичного маршрута; и

определение передаточной функции второго вторичного маршрута с помощью обученной модели машинного обучения или заданной модели на основе передаточной функции первого вторичного маршрута.