WO2015074363A1

WO2015074363A1 - 立体声耳机、终端及两者的音频信号处理方法

Info

Publication number: WO2015074363A1
Application number: PCT/CN2014/074631
Authority: WO
Inventors: 丁向辉; 张德明; 龙志明
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2013-11-25
Filing date: 2014-04-02
Publication date: 2015-05-28
Anticipated expiration: 2016-05-25
Also published as: EP3057336A4; US20160269844A1; EP3057336A1; CN104661158A

Abstract

本发明提供一种立体声耳机、终端及两者的音频信号处理方法。该音频信号处理方法包括：对立体声耳机的左声道传声器输出的左声道模拟信号和右声道传声器输出的右声道模拟信号进行分时采样及保持；对采样及保持的左声道模拟信号和右声道模拟信号进行模数转换，以得到对应的左声道数字信号和右声道数字信号；将左声道数字信号和右声道数字信号进行数据封装，得到串行数字信号；终端接收该串行数字信号并对其进行解调，以得到左声道数字信号和右声道数字信号。通过上述方式，本发明能够实现双耳传声器立体声耳机与传统单声道耳机在4针接口的兼容，并且使得终端的耳机插口可兼容传统的单麦克风立体声耳机。

Description

立体声耳机、终端及两者的音频信号处理方法

【技术领域】

本发明涉及立体声技术领域，特别是涉及一种立体声耳机、终端及两者的音频信号处理方法。

【背景技术】

双耳传声器立体声耳机等立体声采集设备作为音频设备的重要组件，因其能够输出清晰的环绕立体声声场，大幅提高用户的音频体验，被广泛应用于各类音响、电子播放设备和智能手机等终端中。当前，双耳传声器立体声耳机包括左声道传声器、右声道传声器、左声道耳机和右声道耳机，在信号传输时需要包括地线在内的至少5根线，对应地，耳机插头也需设计为5针接头，这显然不能与智能手机等终端普遍使用的传统单声道耳机的4针接口相兼容。

现有技术中，主要通过采用机械开关切换的方式实现双耳传声器立体声耳机与4针接口的兼容。但是，该切换方式决定了耳机不能同时使用传声器和扬声器（声道）功能，即声道模拟信号的采集和播放功能只能选择其中之一。因此，现有技术同样不能很好的实现双耳传声器立体声耳机与终端的单声道耳机的4针接口的兼容。

【发明内容】

鉴于此，本发明主要解决的技术问题是提供一种立体声耳机、终端及两者的音频信号处理方法，能够实现立体声双耳传声器耳机与智能手机等终端的单声道耳机的4针接口的兼容。

第一方面提供一种立体声耳机的音频信号处理方法，该立体声耳机包括左耳耳机单元、右耳耳机单元以及用于连接外部终端的外接插头，外接插头包括一传声器端口，左耳耳机单元包括左声道传声器和和左声道耳机，右耳耳机单元包括右声道传声器和右声道耳机，音频信号处理方法包括：对左声道传声器输出的左声道模拟信号和右声道传声器输出的右声道模拟信号进行分时采样及保持；对采样及保持的左声道模拟信号和右声道模拟信号进行模数转换，以得到对应的左声道数字信号和右声道数字信号；将左声道数字信号和右声道数字信号进行数据封装，得到串行数字信号；将串行数字信号通过外接插头的传声器端口向外部终端传输。

结合第一方面的实现方式，在第一种可能的实现方式中，立体声耳机还包括单声道传声器，将串行数字信号通过外接插头的传声器端口向外部终端传输的步骤包括：立体声耳机从外接插头检测外部终端的馈线电压；若检测到第一馈线电压，则将串行数字信号通过外接插头的传声器端口向外部终端传输；若检测到第二馈线电压，则将单声道模拟信号通过外接插头的传声器端口向外部终端传输。

第二方面提供一种立体声耳机，包括左耳耳机单元、右耳耳机单元以及用于连接外部终端的外接插头，外接插头包括一传声器端口，左耳耳机单元包括左声道传声器和左声道耳机，右耳耳机单元包括右声道传声器和右声道耳机，立体声耳机进一步包括：采样保持模块，用于对左声道传声器和右声道传声器对应输出的左声道模拟信号和右声道模拟信号进行分时采样及保持；第一模数转换模块，用于对经过采样保持模块采样及保持的左声道模拟信号和右声道模拟信号进行模数转换，以得到对应的左声道数字信号和右声道数字信号；信号封装模块，用于将左声道数字信号和右声道数字信号进行数据封装，得到串行数字信号，并将串行数字信通过外接插头的传声器端口向外部终端传输。

结合第二方面的实现方式，在第一种可能的实现方式中，立体声耳机还包括单声道传声器、第一选择模块和馈线监测模块，馈线监测模块用于从外接插头检测外部终端的馈线电压，若检测到第一馈线电压，则馈线监测模块控制第一选择模块将串行数字信号通过外接插头的传声器端口向外部终端传输；若检测到第二馈线电压，则馈线监测模块控制第一选择模块将单声道传声器输出的单声道模拟信号通过外接插头的传声器端口向外部终端传输。

第三方面提供一种终端的音频信号处理方法，终端包括用于连接立体声耳机的外接插头的外接插口，外接插口包括一传声器端口，音频信号处理方法包括：通过外接插口的传声器端口接收立体声耳机传输的输入信号，输入信号是单声道模拟信号或包含左声道数字信号和右声道数字信号的串行数字信号；对输入信号进行解调，以得到串行数字信号包含的左声道数字信号和右声道数字信号。

结合第三方面的实现方式，在第一种可能的实现方式中，对输入信号进行解调的步骤之前还包括：识别输入信号是包含左声道数字信号和所述右声道数字信号的串行数字信号还是单声道模拟信号；若识别输入信号为串行数字信号，则执行对输入信号进行解调的步骤；若识别输入信号为单声道模拟信号，则对单声道模拟信号进行模数转化，以得到单声道数字信号。

结合第三方面的实现方式，在第二种可能的实现方式中，音频信号处理方法进一步包括对输入信号进行解调的步骤同时执行的以下步骤：对输入信号进行模数转化，以得到单声道数字信号；以及识别输入信号是包含左声道数字信号和右声道数字信号的串行数字信号还是单声道模拟信号；并且，在识别输入信号是包含左声道数字信号和右声道数字信号的串行数字信号还是单声道模拟信号的步骤之后还包括：若识别输入信号为串行数字信号，则将左声道数字信号和右声道数字信号发送至终端的后级电路；若识别输入信号为单声道模拟信号，则将单声道数字信号发送至后级电路。

结合第三方面的实现方式，在第三种可能的实现方式中，该音频信号处理方法进一步包括：输出一馈线电压至外接插头，以控制立体声耳机输出包含左声道数字信号和右声道数字信号的串行数字信号或单声道模拟信号至外接插头的一传声器端口。

结合第三方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，输入一馈线电压至外接插头的步骤包括：若需要立体声耳机输出串行数字信号，则输出第一馈线电压至外接插头；若需要立体声耳机输出单声道模拟信号，则输出第二馈线电压至外接插头。

结合第三方面的第二种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，该音频信号处理方法进一步包括：对左声道数字信号和右声道数字信号进行数模转换，以得到对应的左声道模拟信号和右声道模拟信号；将左声道模拟信号和右声道模拟信号通过外接插口输出至外接插头的左声道端口和右声道端口。

结合第三方面的第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，将左声道模拟信号和右声道模拟信号通过外接插口输出至外接插头的左声道端口和右声道端口之前包括：对左声道模拟信号和右声道模拟信号进行自适应噪声消除、自适应回声消除和信号增强。

第四方面提供一种终端，包括用于连接立体声耳机的外接插头的外接插口，外接插口包括一传声器端口，终端进一步包括：接收模块，用于通过外接插口的传声器端口接收立体声耳机传输的输入信号，输入信号是单声道模拟信号或包含左声道数字信号和右声道数字信号的串行数字信号；解调模块，用于对输入信号进行解调，以得到串行数字信号包含的左声道数字信号和右声道数字信号。

结合第四方面的实现方式，在第一种可能的实现方式中，终端还包括识别模块和第二模数转换模块，识别模块用于识别接收模块接收的输入信号是包含左声道数字信号和右声道数字信号的串行数字信号还是单声道模拟信号，若识别输入信号为串行数字信号，则解调模块对输入信号进行解调；若识别输入信号为单声道模拟信号，则第二模数转换模块对单声道模拟信号进行模数转化，以得到单声道数字信号。

结合第四方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，终端还包括信号切换模块，在识别模块识别输入信号为串行数字信号时，信号切换模块用于控制将解调模块得到的左声道数字信号和右声道数字信号发送至终端的后级电路；在识别模块识别输入信号为单声道模拟信号时，信号切换模块用于控制将第二模数转换模块转换的单声道数字信号发送至后级电路。

结合第四方面的实现方式，在第三种可能的实现方式中，终端还包括馈电输出模块，馈电输出模块用于输出第一馈线电压至外接插头，以控制立体声耳机输出包含左声道数字信号和右声道数字信号的串行数字信号至外接插头的一传声器端口，或输出第二馈线电压至外接插头，以控制立体声耳机输出单声道模拟信号至传声器端口。

结合第四方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，终端还包括数模转换模块和第二选择模块，数模转换模块用于对左声道数字信号和右声道数字信号进行数模转换，以得到对应的左声道模拟信号和右声道模拟信号，第二选择模块用于将左声道模拟信号和右声道模拟信号输出至外接插头的左声道端口和右声道端口。

结合第四方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，终端还包括语音信号处理模块，在第二选择模块将左声道模拟信号和右声道模拟信号输出至外接插头的左声道端口和右声道端口之前，语音信号处理模块用于对左声道模拟信号和右声道模拟信号进行自适应噪声消除、自适应回声消除和信号增强。

第五方面提供一种立体声耳机的音频信号处理方法，该处理方法基于立体声耳机和与其相适配的终端，该立体声耳机包括左耳耳机单元、右耳耳机单元以及用于连接外部终端的外接插头，外接插头包括一传声器端口，左耳耳机单元包括左声道传声器和和左声道耳机，右耳耳机单元包括右声道传声器和右声道耳机，终端包括用于连接立体声耳机的外接插头的外接插口，所述外接插口包括一传声器接口，音频信号处理方法包括：对左声道传声器输出的左声道模拟信号和右声道传声器输出的右声道模拟信号进行分时采样及保持；对采样及保持的左声道模拟信号和右声道模拟信号进行模数转换，以得到对应的左声道数字信号和右声道数字信号；将左声道数字信号和右声道数字信号进行数据封装，得到串行数字信号；将串行数字信号通过外接插头的传声器端口向终端传输；终端通过外接插口的传声器端口接收立体声耳机传输的输入信号，输入信号是单声道模拟信号或包含左声道数字信号和右声道数字信号的串行数字信号；终端对输入信号进行解调，以得到串行数字信号包含的左声道数字信号和右声道数字信号。

结合第五方面的实现方式，在第一种可能的实现方式中，立体声耳机还包括单声道传声器，将串行数字信号通过外接插头的传声器端口向外部终端传输的步骤包括：立体声耳机从外接插头检测外部终端的馈线电压；若检测到第一馈线电压，则将串行数字信号通过外接插头的传声器端口向外部终端传输；若检测到第二馈线电压，则将单声道模拟信号通过外接插头的传声器端口向外部终端传输。

结合第五方面的实现方式，在第二种可能的实现方式中，对输入信号进行解调的步骤之前还包括：识别输入信号是包含左声道数字信号和所述右声道数字信号的串行数字信号还是单声道模拟信号；若识别输入信号为串行数字信号，则执行对输入信号进行解调的步骤；若识别输入信号为单声道模拟信号，则对单声道模拟信号进行模数转化，以得到单声道数字信号。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过对左声道传声器和右声道传声器对应的左声道数字信号和右声道数字信号进行数字封装，得到一个可在一根线上传输的串行数字信号，从而能够在耳机的4针外接插头的传声器单元上传输左、右两个传声器的信号，实现双耳传声器立体声耳机与传统单声道耳机在4针接口的兼容。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1是本发明第一实施例的音频信号处理方法的流程图；

图2是本发明立体声耳机和终端的优选实施例的结构示意图；

图3是本发明第二实施例的音频信号处理方法的流程图；

图4是本发明第一实施例的音频信号处理系统的原理框图；

图5是本发明第二实施例的音频信号处理系统的原理框图；

图6是本发明第三实施例的音频信号处理系统的原理框图；

图7是本发明第四实施例的音频信号处理系统的原理框图。

【具体实施方式】

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

本发明提供一种音频信号的处理方法，请参见图1的本发明第一实施例的音频信号处理方法的流程图。本实施例的音频信号处理方法基于图2所示的立体声耳机10和终端（外部终端）20，两者之间通过四段式插针结构30实现电连接，其中，该四段式插针结构30包括设置于立体声耳机10一侧的外接插头31，以及设置于终端20一侧的外接插口32。

本实施例优选立体声耳机10为双耳传声器立体声耳机，除用于连接终端20的外接插头31之外，立体声耳机10还包括左耳耳机单元50和右耳耳机单元60，左耳耳机单元50包括左声道传声器M1和左声道耳机（左扬声器）S1，右耳耳机单元60包括右声道传声器M2和右声道耳机（右扬声器）S2。其中，左声道传声器M1和右声道传声器M2分别与左声道耳机S1和右声道耳机S2之间具有良好的声学隔离，并且M1和M2左右独立设置主要是为了采集对应的左声道模拟信号和右声道模拟信号。另外，四段式插针结构30的外接插头31包括接地端口G、与左声道传声器M1和右声道传声器M2连接的传声器端口M、与左声道耳机S1和右声道耳机S2对应连接的左声道端口LS和右声道端口RS，外接插口32包括与上述外接插头31的各个端口相适配的结构，例如包括与传声器端口M相适配的传声器接口。

需要说明的是，图2所示外接插头31的接地端口G、传声器端口M、左声道端口LS和右声道端口RS的位置顺序仅供说明举例，本领域技术人员可在其他实施例中根据实际需要进行其他设置。

在本发明中，以下全文所提及的立体声耳机10均以双耳传声器立体声耳机为例进行描述，当然立体声耳机10并不局限于此，其可以为任何具有左声道传声器M1和右声道传声器M2的多声道耳机。另外终端20以智能手机为例进行描述，同样也不局限于智能手机，可以是具有四段式插针结构30的任何终端，包括平板电脑、个人数字助理（PDA）、便携式通信装置等。

如图1所示，本实施例的音频信号处理方法包括：

步骤S11：立体声耳机对左声道传声器输出的左声道模拟信号和右声道传声器输出的右声道模拟信号进行分时采样及保持。

参阅图2，左声道传声器M1和右声道传声器M2分别实时采集周围声场中的声音信息，并将该声音对应输出为左声道模拟信号和右声道模拟信号。

由于模数转换需要一定的时间，并且左声道模拟信号和右声道模拟信号在该时间段内的采样值是不断变化的，因此需要确保每一次瞬时采样的左、右声道模拟信号的采样值在模数转换期间保持不变，方可保证数模转换的精确度。值得注意的是，本发明中输出的左声道模拟信号和右声道模拟信号具体表现为电压值，对应的采样值为采样电压值。

步骤S12：立体声耳机对采样及保持的左声道模拟信号和右声道模拟信号进行模数转换，得到对应的左声道数字信号和右声道数字信号。

步骤S13：立体声耳机将左声道数字信号和右声道数字信号进行数据封装，得到串行数字信号。

本发明的主要目的是在一根线（外接插头31的传声器端口M）上传输左声道传声器信号和右声道传声器信号，因此首先需要将左、右两个声道的模拟信号进行数字化，再通过数字封装的方式得到一个能够在此根线上传输的串行数字信号。

在步骤S12中进行模数转换时，可采用输出数字信号为1位、4位或16位的Σ-∆、pipeline等类型的数模转换器。在步骤S13中可采用AES3等数据封装方式得到串行数字信号。并且，本实施例优选封装得到的串行数字信号依次包括包头、实际负载和校验位，其中：

包头包含同步信息和时钟信息，用于确保使得终端20接收到的左声道数字信号和右声道数字信号与立体声耳机10输出的左声道数字信号和右声道数字信号在传输顺序上的同步，以及标识左声道数字信号和右声道数字信号传输的开始时刻以及结束时刻。

实际负载包含需要传输的左声道数字信号和右声道数字信号。

校验位包含校验码，主要用于终端20对接收到的串行数字信号进行有效性和完整性的验证，以确保终端20接收到的左声道数字信号和右声道数字信号并没有损坏或丢失。

应理解，上述串行数字信号所包含的结构以及包头、实际负载和校验位的位置顺序仅供说明举例，本发明可根据具体的数据封装需要采用其他数据封装方式，不限于前文所举例的AES3封装方式。并且，需要说明的是，本实施例采用的模数转换器的类型和输出的数字信号的位数可以和根据步骤S13中的数据封装方式具体而定。

另外，本实施例的步骤S12和S13优选在图2所示的耳机线上设置的线控模块40的控制下完成。进一步地，该模数转换器工作所需电压来自终端20通过外接插口32对耳机线上的馈电，基于此，本实施例可通过提高馈电的电压值为模数转换器等其他耳机线上的器件提供更多的电力支持。

步骤S14：终端接收立体声耳机发送的串行数字信号。

立体声耳机10将步骤S13得到的串行数字信号通过外接插头31的传声器端口M传输至终端20。

步骤S15：终端对串行数字信号进行解调，以得到左声道数字信号和右声道数字信号。

终端20检测到立体声耳机10传输的输入信号时，首先识别其是否具有串行数字信号标识包头，若识别该输入信号具有包头则确定其为步骤S13中的经过数据封装后的串行数字信号，而后进行步骤S15的解调。若未识别出该输入信号具有包头，则不对该输入信号进行解调。

基于上述，可知本实施例主要通过对立体声耳机10的左声道传声器M1和右声道传声器M2采集的左、右声道模拟信号进行模数转换，以将得到的左、右声道数字信号进行数字封装，得到可在一根线上传输的串行数字信号，从而实现在外接插头31的传声器端口M上传输左、右两个传声器的声道模拟信号，进而使得双耳传声器立体声耳机能够通过传统的4针外接插头与终端20进行连接。

本发明还提供第二实施例的音频信号处理方法，其在第一实施例中揭示的音频处理方法的基础上进行详细描述。本实施例与第一实施例的音频信号处理方法的不同之处在于：

本实施例的立体声耳机的耳机线上还设置有单声道传声器（可内置于图2所示的线控模块40中），相当于当前耳机线上的话筒，以使得终端20的耳机插口可兼容传统的单声道（麦克风）立体声耳机。如图3所示，本实施例的音频信号处理方法包括以下步骤：

步骤S21：立体声耳机检测外部终端的馈线电压，并输出一输入信号，其中输入信号包含左声道数字信号和右声道数字信号的串行数字信号或单声道模拟信号。

当用户选择使用单声道传声器时，图2所示的左声道传声器M1和右声道传声器M2停止采集并停止输出左声道模拟信号和右声道模拟信号。

在本实施例中，优选用户通过终端20的触摸屏进行上述选择，实际操作时可在终端20中提供第一音频模式和第二音频模式。具体而言，当用户选择第一音频模式时，即需要立体声耳机10通过左声道传声器M1和右声道传声器M2对应采集并输出左声道模拟信号和右声道模拟信号；当用户选择第二音频模式时，即需要立体声耳机10通过单声道传声器采集并输出的单声道模拟信号。

当用户选择第一音频模式或第二音频模式时，终端20输出一馈线电压至外接插头31，以使线控模块40根据该馈线电压控制立体声耳机10输出包含左声道数字信号和右声道数字信号的串行数字信号或单声道模拟信号至传声器端口M。具体而言：

在用户选择第一音频模式时，即表示需要立体声耳机10输出串行数字信号，此时终端20输出第一馈线电压至外接插头31。在用户选择第二音频模式时，即表示需要立体声耳机10输出单声道模拟信号，此时终端20输出第二馈线电压至外接插头31。

立体声耳机10实时或分时检测外接插头31的馈线电压，若检测到第一馈线电压，则将串行数字信号通过外接插头31的传声器端口M传输至终端20。若检测到第二馈线电压，则将单声道模拟信号通过外接插头31的传声器端口M传输至终端20。

需要说明的是，本实施例主要通过检测馈线电压以控制立体声耳机10输出包含左声道数字信号和右声道数字信号的串行数字信号或单声道模拟信号至传声器端口M，在其他实施例中，本领域技术人员可根据实际需要选择其他的电路量，例如阻抗、电流等。

步骤S22：终端接收输入信号，并识别其是否含有包头。

在接收到立体声耳机10输出的输入信号后，终端20通过识别该输入信号是否包含数据封装后的包头，以判断该输入信号是包含左声道数字信号和右声道数字信号的串行数字信号还是单声道模拟信号。

若终端识别其不包含包头，即输入信号为单声道模拟信号，则执行步骤S23以得到单声道数字信号。若终端20识别输入信号包含包头，即其为串行数字信号，则执行步骤S24以对其进行解析。

步骤S23：终端对单声道模拟信号进行模数转化，以得到单声道数字信号。

步骤S24：终端对串行数字信号进行解调。

需要说明的是，本实施例的步骤S23与步骤S24之间没有联系，可以看作两步骤是步骤S22之后同时且选择性执行的，即在用户的一次选择指令控制下仅执行两步骤中的一个，用户若选择第一音频模式，则仅执行步骤S24，不执行步骤S23；用户若选择第二音频模式，则仅执行步骤S23，不执行步骤S24。

步骤S25：若终端识别输入信号为单声道模拟信号，则将模数转换得到的单声道数字信号发送至终端的后级电路。

步骤S26：若终端识别输入信号为串行数字信号，则终端将解调得到的左声道数字信号和右声道数字信号发送至后级电路。

在将串行数字信号发送至后级电路后，终端20可以进行立体声语音通话。具体而言：

再次参阅图2，立体声耳机10的左声道传声器M1和右声道传声器M2分别被戴在呼叫方的左右耳。左声道传声器M1采集呼叫方的语音信号中的左声道模拟信号，右声道传声器M2采集呼叫方的语音信号中的右声道模拟信号，立体声耳机10通过第一实施例的音频信号处理方法将左声道模拟信号和右声道模拟信号通过四段式插针结构30传输至终端20，终端20的后级电路将其通过网络传输到被呼叫方，通过被呼叫方的左声道耳机和右声道耳机进行播放，以使被呼叫方获得立体声通话体验。

在语音通话时，由于左声道传声器M1和左声道耳机LS、右声道传声器M2和右声道耳机RS之间不可能实现完全的声学隔离，因此需要对左声道传声器M1和右声道传声器M2采集的左、右声道模拟信号进行自适应回声处理（Adaptive Echo Cancellation，AEC），以消除两者采对应集到的左声道耳机LS和右声道耳机RS发出的声音。

另外，由于通话过程中用户（呼叫方）的发声源（嘴巴）与左声道传声器M1和右声道传声器M2有相当一段距离，且通话环境中具有背景噪声，因此还需要对左声道传声器M1和右声道传声器M2采集的左、右声道模拟信号进行自适应噪声消除（Adaptive Noise Cancellation，ANC），在被呼叫方一侧，终端需要对输出至左声道耳机和右声道耳机的左、右声道模拟信号进行信号增强处理。

当然，在将串行数字信号发送至后级电路后，终端20还可以进行双耳立体声录音，即，左声道传声器M1和右声道传声器M2将对应采集到的左声道模拟信号和右声道模拟信号通过四段式插针结构30传输至终端20，终端20将两者以左声道数字信号和右声道数字信号的形式存储于内存中。终端20还可以进行双耳立体声监听（亦相当于助听器），即，将存储的左声道数字信号和右声道数字信号通过数模转换、低延迟处理、增益处理、声学回声抑制处理（Acoustic Echo Suppression，AES）等处理后，通过左声道端口LS和右声道端口RS进行立体声播放。应理解，左声道端口LS和右声道端口RS仅是一种具体举例，其仅是为了形象且直观的说明左声道模拟信号的输出和右声道模拟信号的输出。

本发明还提供一种音频信号处理系统，包括图2所示的立体声耳机10、终端20和四段式插针结构30。如图4所示，在图2所示基础上，本实施例的立体声耳机10还包括采样保持模块110、第一模数转换模块120和信号封装模块130，终端20包括接收模块210、解调模块220、数模转换模块230和第二选择模块240。

在本实施例中，采样保持模块110用于对左声道传声器M1和右声道传声器M2对应输出的左声道模拟信号和右声道模拟信号进行分时采样及保持。

第一模数转换模块120用于对经过采样保持模块110采样及保持的左声道模拟信号和右声道模拟信号进行模数转换，以得到对应的左声道数字信号和右声道数字信号。

信号打包模块130用于将左声道数字信号和右声道数字信号进行数据封装，得到串行数字信号。该串行数字信号经过外接插头31和外接插口32传输至接收模块210。

解调模块220用于对接收模块210接收到的串行数字信号进行解调，以得到左声道数字信号和右声道数字信号。

数模转换模块230用于对左声道数字信号和右声道数字信号进行数模转换，以得到对应的左声道模拟信号和右声道模拟信号。

第二选择模块240用于将左声道模拟信号和右声道模拟信号通过外接插口32输出至外接插头31，继而输出至图2所示的外接插头31的左声道端口LS和右声道端口RS。应理解，左声道端口LS和右声道端口RS仅是一种具体举例，其仅是为了形象且直观的说明左声道模拟信号的输出和右声道模拟信号的输出。

本发明还提供第二实施例的音频信号处理系统，其在第一实施例的音频信号处理系统的基础上进行详细描述。如图5所示，本实施例与第一实施例的不同之处在于：

本实施例的立体声耳机10还包括单声道传声器M0、第一选择模块140和馈线监测模块160，终端20还包括馈电输出模块250、识别模块260、第二模数转换模块270和信号切换模块280。

其中，馈线监测模块160用于从外接插头21检测外部终端20的馈线电压。

第一选择模块140用于根据选择指令选择将单声道传声器M0输出的单声道模拟信号和串行数字信号中的一个通过外接插头31的传声器端口M（见图2）、外接插口32传输至终端20。

在本实施例中，用户的选择指令在具体的实施过程中优选为馈线电压。具体而言：

若用户需要输出串行数字信号，则第二选择模块240控制馈电输出模块250用于输出第一馈线电压至外接插头31。馈线监测模块160若从外接插头31检测到第一馈线电压，则第一选择模块140将串行数字信号通过外接插头31的传声器端口M传输至终端20的第二接收模块210。识别模块260用于识别第二接收模块210接收的输入信号为串行数字信号，解调模块220用于对输入信号（串行数字信号）进行解调，信号切换模块280用于控制将解调模块220得到的左声道数字信号和右声道数字信号发送至终端20的后级电路。

若用户需要输出单声道模拟信号，则第二选择模块240控制馈电输出模块250用于输出第二馈线电压至外接插头31。馈线监测模块160若从外接插头31检测到第二馈线电压，则第一选择模块140控制立体声耳机10将单声道模拟信号通过外接插头31的传声器端口M传输至终端20的接收模块210。识别模块260用于识别接收模块210接收的输入信号为单声道模拟信号，第二模数转换模块270对单声道模拟信号进行模数转化，以得到单声道数字信号，信号切换模块280用于控制将第二模数转换模块270转换的单声道数字信号发送至后级电路。

本发明还提供第三实施例的音频信号处理系统，其在第一实施例的音频信号处理系统的基础上进行详细描述。如图6所示，本实施例与第一实施例的不同之处在于：

本实施例的终端20还包括语音信号处理模块290。

在第二选择模块240将左声道模拟信号和右声道模拟信号输出至外接插头31的左声道端口LS和右声道端口RS之前，语音信号处理290用于对左声道模拟信号和右声道模拟信号进行自适应噪声消除、自适应回声消除和信号增强。

本发明的上述几个实施例的音频信号处理系统、立体声耳机10和终端20，对应的基于上述实施例的音频信号处理方法，因此可具有相同的技术效果。并且应该理解到，所揭露的立体声耳机10和终端20的描述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合或者可以集成到另一个系统中，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，模块相互之间的耦合或通信连接可以是通过一些接口，也可以是电性或其它的形式。

上述各个功能模块作为立体声耳机10和终端20的组成部分，可以是或者也可以不是物理框，既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上，既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能框的形式实现。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本发明方案的目的。

本发明还提供第四实施例的音频信号处理系统，包括图2所示的立体声耳机10、终端20和四段式插针结构30。如图7所示，在图2所示的基础上，本实施例的立体声耳机10包括采样保持器410、第一模数转换器420和信号封装器430，终端20包括接收器510、解调器520、数模转换器530和第二选择器540。

在本实施例中，采样保持器410用于对左声道传声器M1和右声道传声器M2对应输出的左声道模拟信号和右声道模拟信号进行分时采样及保持。

第一模数转换器420用于对经过采样保持器410采样及保持的左声道模拟信号和右声道模拟信号进行模数转换，以得到对应的左声道数字信号和右声道数字信号。

信号封装器430用于将左声道数字信号和右声道数字信号进行数据封装，得到串行数字信号。

解调器520用于对接收器510接收到的串行数字信号进行解调，以得到左声道数字信号和右声道数字信号。

数模转换器530用于对左声道数字信号和右声道数字信号进行数模转换，以得到对应的左声道模拟信号和右声道模拟信号。

第二选择器540用于将左声道模拟信号和右声道模拟信号通过外接插口32输出至外接插头31，继而输出至图2所示的外接插头31的左声道端口LS和右声道端口RS。

综上所述，本发明通过对左声道传声器和右声道传声器对应的左声道数字信号和右声道数字信号进行数字封装，以得到可在一根线上传输的串行数字信号，从而能够在一根线上传输左、右两个传声器的信号，实现立体声双耳传声器耳机与传统单声道耳机在4针接口的兼容。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

一种立体声耳机的音频信号处理方法，所述立体声耳机包括左耳耳机单元、右耳耳机单元以及用于连接外部终端的外接插头，所述外接插头包括一传声器端口，所述左耳耳机单元包括左声道传声器和左声道耳机，所述右耳耳机单元包括右声道传声器和右声道耳机，其特征在于，所述方法包括：

对所述左声道传声器输出的左声道模拟信号和所述右声道传声器输出的右声道模拟信号进行分时采样及保持；

对采样及保持的所述左声道模拟信号和右声道模拟信号进行模数转换，以得到对应的左声道数字信号和右声道数字信号；

将所述左声道数字信号和所述右声道数字信号进行数据封装，得到串行数字信号；

将所述串行数字信号通过所述外接插头的传声器端口向所述外部终端传输。
根据权利要求1所述的音频信号处理方法，其特征在于，所述立体声耳机还包括单声道传声器，所述将所述串行数字信号通过所述外接插头的传声器端口向所述外部终端传输的步骤包括：

所述立体声耳机从所述外接插头检测所述外部终端的馈线电压；

若检测到第一馈线电压，则将所述串行数字信号通过所述外接插头的所述传声器端口向所述外部终端传输；

若检测到第二馈线电压，则将所述单声道传声器输出的单声道模拟信号通过所述外接插头的所述传声器端口向所述外部终端传输。
一种立体声耳机，其特征在于，所述立体声耳机包括左耳耳机单元、右耳耳机单元以及用于连接外部终端的外接插头，所述外接插头包括一传声器端口，所述左耳耳机单元包括左声道传声器和左声道耳机，所述右耳耳机单元包括右声道传声器和右声道耳机，其特征在于，所述立体声耳机进一步包括：

采样保持模块，用于对所述左声道传声器输出的左声道模拟信号和所述右声道传声器输出的右声道模拟信号进行分时采样及保持；

第一模数转换模块，用于对经过所述采样保持模块采样及保持的所述左声道模拟信号和所述右声道模拟信号进行模数转换，以得到对应的左声道数字信号和右声道数字信号；

信号封装模块，用于将所述左声道数字信号和所述右声道数字信号进行数据封装，得到串行数字信号，并将所述串行数字信通过所述外接插头的传声器端口向所述外部终端传输。
根据权利要求3所述的立体声耳机，其特征在于，所述立体声耳机还包括单声道传声器、第一选择模块和馈线监测模块，所述馈线监测模块用于从所述外接插头检测所述外部终端的馈线电压，若检测到第一馈线电压，则所述馈线监测模块控制所述第一选择模块将所述串行数字信号通过所述外接插头的所述传声器端口向所述外部终端传输；若检测到第二馈线电压，则所述馈线监测模块控制所述第一选择模块将所述单声道传声器输出的单声道模拟信号通过所述外接插头的所述传声器端口向所述外部终端传输。
一种终端的音频信号处理方法，所述终端包括用于连接立体声耳机的外接插头的外接插口，所述外接插口包括一传声器接口，其特征在于，所述音频信号处理方法包括：

通过所述外接插口的传声器端口接收所述立体声耳机传输的输入信号，所述输入信号是单声道模拟信号或包含左声道数字信号和右声道数字信号的串行数字信号；

对所述输入信号进行解调，以得到所述串行数字信号包含的所述左声道数字信号和所述右声道数字信号。
根据权利要求5所述的音频信号处理方法，其特征在于，所述对所述输入信号进行解调的步骤之前包括：

识别所述输入信号是包含所述左声道数字信号和所述右声道数字信号的串行数字信号还是所述单声道模拟信号；

若识别所述输入信号为所述串行数字信号，则执行所述对所述输入信号进行解调的步骤；

若识别所述输入信号为所述单声道模拟信号，则对所述单声道模拟信号进行模数转化，以得到单声道数字信号。
根据权利要求5所述的音频信号处理方法，其特征在于，所述音频信号处理方法进一步包括对所述输入信号进行解调的步骤同时执行的以下步骤：

对所述输入信号进行模数转化，以得到单声道数字信号；以及

识别所述输入信号是包含所述左声道数字信号和所述右声道数字信号的串行数字信号还是单声道模拟信号；

并且，在所述识别所述输入信号是包含所述左声道数字信号和所述右声道数字信号的串行数字信号还是单声道模拟信号的步骤之后还包括：

若识别所述输入信号为所述串行数字信号，则将所述左声道数字信号和所述右声道数字信号发送至所述终端的后级电路；

若识别所述输入信号为所述单声道模拟信号，则将所述单声道数字信号发送至所述后级电路。
根据权利要求5所述的音频信号处理方法，所述音频信号处理方法进一步包括：

输出一馈线电压至所述外接插头，以控制所述立体声耳机输出包含所述左声道数字信号和所述右声道数字信号的串行数字信号或所述单声道模拟信号至所述外接插头的一传声器端口。
根据权利要求8所述的音频信号处理方法，其特征在于，所述输入一馈线电压至所述外接插头的步骤包括：

若需要所述立体声耳机输出所述串行数字信号，则输出第一馈线电压至所述外接插头；

若需要所述立体声耳机输出所述单声道模拟信号，则输出第二馈线电压至所述外接插头。
根据权利要求7所述的音频信号处理方法，其特征在于，所述音频信号处理方法进一步包括：

对所述左声道数字信号和所述右声道数字信号进行数模转换，以得到对应的左声道模拟信号和右声道模拟信号；

将所述左声道模拟信号和所述右声道模拟信号通过所述外接插口输出至所述外接插头的左声道端口和右声道端口。
根据权利要求10所述的音频信号处理方法，其特征在于，所述将所述左声道模拟信号和所述右声道模拟信号通过所述外接插口输出至所述外接插头的左声道端口和右声道端口的步骤之前包括：

对所述左声道模拟信号和所述右声道模拟信号进行自适应噪声消除、自适应回声消除和信号增强。
一种终端，所述终端包括用于连接立体声耳机的外接插头的外接插口，所述外接插口包括一传声器接口，其特征在于，所述终端进一步包括：

接收模块，用于通过所述外接插口的传声器接口接收所述立体声耳机传输的输入信号，所述输入信号是单声道模拟信号或包含左声道数字信号和右声道数字信号的串行数字信号；

解调模块，用于对所述输入信号进行解调，以得到所述串行数字信号包含的所述左声道数字信号和所述右声道数字信号。
根据权利要求12所述的终端，其特征在于，所述终端还包括识别模块和第二模数转换模块，所述识别模块用于识别所述接收模块接收的所述输入信号是包含所述左声道数字信号和所述右声道数字信号的串行数字信号还是单声道模拟信号，若识别所述输入信号为所述串行数字信号，则所述解调模块对所述输入信号进行解调；若识别所述输入信号为所述单声道模拟信号，则所述第二模数转换模块对所述单声道模拟信号进行模数转化，以得到单声道数字信号。
根据权利要求13所述的终端，其特征在于，所述终端还包括信号切换模块，在所述识别模块识别所述输入信号为所述串行数字信号时，所述信号切换模块用于控制将所述解调模块得到的所述左声道数字信号和所述右声道数字信号发送至所述终端的后级电路；在所述识别模块识别所述输入信号为所述单声道模拟信号时，所述信号切换模块用于控制将所述第二模数转换模块转换的所述单声道数字信号发送至所述后级电路。
根据权利要求12所述的终端，其特征在于，所述终端还包括馈电输出模块，所述馈电输出模块用于输出第一馈线电压至所述外接插头，以控制所述立体声耳机输出包含所述左声道数字信号和所述右声道数字信号的串行数字信号至所述外接插头的一传声器端口，或输出第二馈线电压至所述外接插头，以控制所述立体声耳机输出所述单声道模拟信号至所述传声器端口。
根据权利要求15所述的终端，其特征在于，所述终端还包括数模转换模块和第二选择模块，所述数模转换模块用于对所述左声道数字信号和所述右声道数字信号进行数模转换，以得到对应的左声道模拟信号和右声道模拟信号，所述第二选择模块用于将所述左声道模拟信号和所述右声道模拟信号输出至所述外接插头的左声道端口和右声道端口。
根据权利要求16所述的终端，其特征在于，所述终端还包括语音信号处理模块，在所述第二选择模块将所述左声道模拟信号和所述右声道模拟信号输出至所述外接插头的左声道端口和右声道端口之前，所述语音信号处理模块用于对所述左声道模拟信号和所述右声道模拟信号进行自适应噪声消除、自适应回声消除和信号增强。
一种音频信号的处理方法，所述处理方法基于立体声耳机和与其相适配的终端，所述立体声耳机包括左耳耳机单元、右耳耳机单元以及用于连接外部终端的外接插头，所述外接插头包括一传声器端口，所述左耳耳机单元包括左声道传声器和左声道耳机，所述右耳耳机单元包括右声道传声器和右声道耳机，所述终端包括用于连接立体声耳机的外接插头的外接插口，所述外接插口包括一传声器接口，其特征在于，所述处理方法包括：

所述立体声耳机对所述左声道传声器输出的左声道模拟信号和所述右声道传声器输出的右声道模拟信号进行分时采样及保持；

所述立体声耳机对采样及保持的所述左声道模拟信号和右声道模拟信号进行模数转换，以得到对应的左声道数字信号和右声道数字信号；

所述立体声耳机将所述左声道数字信号和所述右声道数字信号进行数据封装，得到串行数字信号；

所述立体声耳机将所述串行数字信号通过所述外接插头的传声器端口向所述终端传输；

所述终端通过所述外接插口的传声器端口接收所述立体声耳机传输的输入信号，所述输入信号是单声道模拟信号或包含左声道数字信号和右声道数字信号的串行数字信号；

所述终端对所述输入信号进行解调，以得到所述串行数字信号包含的所述左声道数字信号和所述右声道数字信号。
根据权利要求18所述的音频信号处理方法，其特征在于，所述立体声耳机还包括单声道传声器，所述将所述串行数字信号通过所述外接插头的传声器端口向所述外部终端传输的步骤包括：

所述立体声耳机从所述外接插头检测所述外部终端的馈线电压；

若检测到第一馈线电压，则将所述串行数字信号通过所述外接插头的所述传声器端口向所述外部终端传输；

若检测到第二馈线电压，则将所述单声道传声器输出的单声道模拟信号通过所述外接插头的所述传声器端口向所述外部终端传输。
根据权利要求18所述的音频信号处理方法，其特征在于，所述对所述输入信号进行解调的步骤之前包括：

识别所述输入信号是包含所述左声道数字信号和所述右声道数字信号的串行数字信号还是所述单声道模拟信号；

若识别所述输入信号为所述串行数字信号，则执行所述对所述输入信号进行解调的步骤；

若识别所述输入信号为所述单声道模拟信号，则对所述单声道模拟信号进行模数转化，以得到单声道数字信号。