專(zhuān)利名稱(chēng)：非封閉式耳塞型耳機(jī)及其受話端語(yǔ)音增強(qiáng)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及語(yǔ)音增強(qiáng)技術(shù)，更為具體地，涉及一種將主動(dòng)噪聲控制技術(shù)應(yīng)用于非 封閉式耳塞型耳機(jī)受話端的語(yǔ)音增強(qiáng)裝置及方法，以及一種非封閉式耳塞型耳機(jī)。
背景技術(shù)：
社會(huì)信息化程度的提高使得人們能隨時(shí)隨地進(jìn)行通信和交流。隨著單聲道藍(lán)牙耳 機(jī)、立體聲通信耳機(jī)等耳塞型通信耳機(jī)的應(yīng)用，使用者可以在通信的同時(shí)繼續(xù)手中的工作。 然而，電子設(shè)備的大量應(yīng)用帶來(lái)越來(lái)越多的噪聲。在噪聲環(huán)境中進(jìn)行通信，嚴(yán)重影響到通信 語(yǔ)音的清晰度和可懂度。當(dāng)噪聲高到一定程度時(shí)，不但通信根本就無(wú)法進(jìn)行，而且會(huì)傷害到 人的聽(tīng)力和身心健康。因此，解決噪聲問(wèn)題，特別是通信過(guò)程中的噪聲問(wèn)題，成為人們當(dāng)前 的緊迫需求。對(duì)于在強(qiáng)噪聲背景下進(jìn)行通信的噪聲問(wèn)題，通常采用下述兩種方案一個(gè)方案是 在通信耳機(jī)的送話端，采用先進(jìn)的聲學(xué)信號(hào)處理技術(shù)有效提高傳聲器所拾取的語(yǔ)音信號(hào)的 信噪比，從而使得遠(yuǎn)端用戶能夠聽(tīng)清通信耳機(jī)使用者的講話；另一方案是在通信耳機(jī)的受 話端，提高受話端的語(yǔ)音信噪比，從而使得近端耳機(jī)佩戴者能夠聽(tīng)清遠(yuǎn)端用戶送過(guò)來(lái)的語(yǔ)
音信號(hào)。然而，提高通信耳機(jī)受話端的語(yǔ)音信噪比在本領(lǐng)域一直是技術(shù)難題。為了提高通 信耳機(jī)受話端的語(yǔ)音信噪比，現(xiàn)有技術(shù)中給出了兩種方法。一種方法是采用自動(dòng)音量控 制技術(shù)(參見(jiàn)中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)CN1507^3A)，在該方法中，當(dāng)外界噪聲高時(shí)，自動(dòng)地 提高輸出給揚(yáng)聲器單元的功率。這是一種被動(dòng)方法，由于揚(yáng)聲器單元本身的功率及入耳式 耳塞饋入人耳聲壓的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的限制，揚(yáng)聲器單元的音量不可能無(wú)限制提高。此外，揚(yáng)聲 器發(fā)出的高強(qiáng)度的語(yǔ)音對(duì)使用者本身的聽(tīng)力和身心健康也會(huì)產(chǎn)生傷害。另一種方法是把 傳統(tǒng)的主動(dòng)/被動(dòng)相結(jié)合的噪聲控制技術(shù)(參見(jiàn)中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)CN101432798A， CN101001481A)應(yīng)用于封閉式通信耳機(jī)。這種封閉式耳機(jī)分為頭戴式和耳塞型兩種。封閉 式耳塞型耳機(jī)一般采用皮套和人耳進(jìn)行密封性的耦合形式。在這種封閉式耳塞型耳機(jī)中， 通過(guò)材料的吸聲和隔聲來(lái)降低中、高頻噪聲，以及通過(guò)主動(dòng)噪聲控制技術(shù)有效地降低低頻 (主要在500Hz以下)噪聲，從而在全頻帶實(shí)現(xiàn)對(duì)外界噪聲的較好消除，由此較有效地提高 通信耳機(jī)受話端的語(yǔ)音信噪比。圖1示出了傳統(tǒng)的封閉式耳機(jī)利用前饋主動(dòng)噪聲控制技術(shù)進(jìn)行噪聲消除的示意 圖。如圖1所示，前饋主動(dòng)噪聲控制系統(tǒng)都假設(shè)外界噪聲都是先傳播到傳聲器處，然后再傳 播到人耳處，當(dāng)噪聲傳播到傳聲器處時(shí)，其傳播路徑將分為兩條，第一條是沿著如圖1所示 的聲學(xué)通道P在物理空間上傳播到人耳處，如圖1中實(shí)線所示，其中P為外界噪聲從傳聲器 處傳播到人耳處的聲學(xué)傳遞函數(shù)。另一條通道將是在電子層面上傳播，如圖1所示的從傳 聲器到揚(yáng)聲器的產(chǎn)生反噪聲的傳播途徑，如圖1中虛線所示，可以表示為H和G的串聯(lián)，其 中H為模擬主動(dòng)降噪電路的頻率響應(yīng)，G為揚(yáng)聲器到人耳處的傳遞函數(shù)。假設(shè)在降噪的頻 帶上設(shè)計(jì)為P = -GH,即，P和GH幅度相同，相位剛好相反，那么從兩條路徑傳播過(guò)來(lái)的原始噪聲和反噪聲在人耳處相互疊加抵消，從而達(dá)到降噪的目的。由于在封閉式耳塞型耳機(jī)中， 噪聲在聲學(xué)通道P中傳播時(shí)需要透過(guò)封閉耳機(jī)的固體結(jié)構(gòu)，噪聲在不同介質(zhì)間的傳播會(huì)給 聲學(xué)通道P帶來(lái)較大的時(shí)延。另外傳統(tǒng)的采用前饋主動(dòng)噪聲控制技術(shù)的封閉式耳機(jī)主要對(duì) 低頻(500Hz以下)進(jìn)行降噪，只是需要在很低很窄的頻帶內(nèi)P和GH時(shí)延一致，這兩點(diǎn)能保 證電路H的時(shí)延有一個(gè)較大的余量，較容易實(shí)現(xiàn)。然而，長(zhǎng)期佩戴密封式耳塞型通信耳機(jī)，使用者的耳道內(nèi)外氣壓不均衡，從而導(dǎo)致 使用者感覺(jué)到不舒適。因此，為了佩戴舒適，需要一種非封閉式耳塞型耳機(jī)。然而，由于非封閉式耳塞型耳機(jī)不具有密封隔離耳道內(nèi)外氣壓的固體結(jié)構(gòu)，外界 噪聲直接在空氣中從傳聲器處傳播到人耳處，從而導(dǎo)致聲學(xué)通道P的時(shí)延較小。此外，由于 非封閉式耳塞型耳機(jī)需要針對(duì)音頻范圍內(nèi)(300Hz 3. 4kHz)的噪聲進(jìn)行降低，所以要求 在音頻范圍內(nèi)P和GH的時(shí)延都盡可能應(yīng)該一致。也就是說(shuō)，在非封閉式耳機(jī)中，如果采用 上述前饋主動(dòng)噪聲控制技術(shù)，則電路H實(shí)現(xiàn)起來(lái)非常困難或者根本上就是物理上不可實(shí)現(xiàn) 的。此外，在非封閉式耳塞型耳機(jī)的情況下，耳塞與人耳耦合的松緊程度，耳廓部分的大小， 都會(huì)對(duì)P和G產(chǎn)生影響，從而在不同人佩戴時(shí)，其降噪量可能存在較大差異，由此導(dǎo)致降噪 穩(wěn)定性不好。因此，難以將傳統(tǒng)的前饋主動(dòng)噪聲控制技術(shù)直接應(yīng)用于非封閉式耳塞型耳機(jī) 受話端來(lái)提高受話端語(yǔ)音的信噪比。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問(wèn)題，提供了一種新的將前饋主動(dòng)噪聲控制技術(shù)應(yīng)用于非封閉式耳塞型 耳機(jī)受話端的語(yǔ)音增強(qiáng)裝置及方法，其通過(guò)利用外界噪聲產(chǎn)生相位相反且幅度相等的反噪 聲，并在人耳處相互抵消，以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)語(yǔ)音頻帶(300Hz 3. 4kHz)或者是語(yǔ)音頻帶內(nèi)的 大部分頻段的噪聲進(jìn)行消除，從而提高受話端語(yǔ)音的信噪比。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種用于非封閉式耳塞型耳機(jī)受話端的語(yǔ)音增 強(qiáng)裝置，其中耳機(jī)的入耳部分與人耳之間采用非封閉式耦合方式，所述裝置包括傳聲器，用于接收外界噪聲；噪聲濾波器，用于對(duì)所接收的外界噪聲進(jìn)行處理，以獲得與所接收的外界噪聲相 位相反的反噪聲；相位補(bǔ)償器，用于對(duì)噪聲濾波器輸出的反噪聲進(jìn)行相位補(bǔ)償；加法器，用于將相位補(bǔ)償器輸出的反噪聲與耳機(jī)所接收的語(yǔ)音信號(hào)相加；以及揚(yáng)聲器單元，用于對(duì)加法器輸出的信號(hào)進(jìn)行電聲轉(zhuǎn)換并進(jìn)行輸出，以使得揚(yáng)聲器 單元的輸入信號(hào)中包括的反噪聲在到達(dá)人耳時(shí)，與通過(guò)空間到達(dá)人耳的外界噪聲幅度相等 且相位相反。根據(jù)另一方面，一種用于非封閉式耳塞型耳機(jī)受話端的語(yǔ)音增強(qiáng)方法，其中所述 耳機(jī)的入耳部分與人耳之間采用非封閉式的耦合方式，所述方法包括利用傳聲器接收外界噪聲；利用噪聲濾波器對(duì)所接收的外界噪聲進(jìn)行處理，以獲得與所接收的外界噪聲相位 相反的反噪聲；利用相位補(bǔ)償器對(duì)噪聲濾波器輸出的反噪聲進(jìn)行相位補(bǔ)償；將相位補(bǔ)償器輸出的反噪聲與耳機(jī)所接收的語(yǔ)音信號(hào)相加；以及
通過(guò)揚(yáng)聲器單元對(duì)相加后的信號(hào)進(jìn)行電聲轉(zhuǎn)換并進(jìn)行輸出，以使得揚(yáng)聲器單元的 輸入信號(hào)中包括的反噪聲到達(dá)人耳時(shí)，與通過(guò)空間到達(dá)人耳的外界噪聲幅度相等且相位相 反。根據(jù)另一方面，提供了一種非封閉式耳塞型耳機(jī)，其中所述耳機(jī)的入耳部分與人 耳之間采用非封閉式的耦合方式，包括語(yǔ)音信號(hào)接收端口，用于接收語(yǔ)音信號(hào)；傳聲器，用于接收外界噪聲；噪聲濾波器，用于對(duì)所接收的外界噪聲進(jìn)行處理，以獲得與所接收的外界噪聲相 位相反的反噪聲；相位補(bǔ)償器，用于對(duì)噪聲濾波器輸出的反噪聲進(jìn)行相位補(bǔ)償；加法器，用于將相位補(bǔ)償器輸出的反噪聲與所接收的語(yǔ)音信號(hào)相加；以及揚(yáng)聲器單元，用于對(duì)加法器輸出的信號(hào)進(jìn)行電聲轉(zhuǎn)換并進(jìn)行輸出，以使得揚(yáng)聲器 單元的輸入信號(hào)中包括的反噪聲在到達(dá)人耳時(shí)，與通過(guò)空間到達(dá)人耳的外界噪聲幅度相等 且相位相反。為了實(shí)現(xiàn)上述以及相關(guān)目的，本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面包括后面將詳細(xì)說(shuō)明并在 權(quán)利要求中特別指出的特征。下面的說(shuō)明以及附圖詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明的某些示例性方面。 然而，這些方面指示的僅僅是可使用本發(fā)明的原理的各種方式中的一些方式。此外，本發(fā)明 旨在包括所有這些方面以及它們的等同物。


通過(guò)參考以下結(jié)合附圖的說(shuō)明及權(quán)利要求書(shū)的內(nèi)容，并且隨著對(duì)本發(fā)明的更全面 理解，本發(fā)明的其它目的及結(jié)果將更加明白及易于理解。在附圖中圖1示出了前饋主動(dòng)噪聲控制邏輯原理框圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的用于非封閉式耳塞型耳機(jī)受話端的語(yǔ)音增強(qiáng)裝置的方 框圖；圖3A和:3B示出了將根據(jù)本發(fā)明的語(yǔ)音增強(qiáng)裝置應(yīng)用于非封閉式通信耳機(jī)系統(tǒng)示 意圖；圖4示出了非封閉式通信耳機(jī)入耳部分結(jié)構(gòu)；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的利用前饋主動(dòng)噪聲控制來(lái)進(jìn)行語(yǔ)音增強(qiáng)的方法的流程 圖；圖6示出了具有根據(jù)本發(fā)明的語(yǔ)音增強(qiáng)裝置的非封閉式耳塞型耳機(jī)的方框圖；圖7示出了利用根據(jù)本發(fā)明的語(yǔ)音增強(qiáng)裝置的耳機(jī)受話端的語(yǔ)音信噪比與不利 用語(yǔ)音增強(qiáng)裝置的耳機(jī)受話端的語(yǔ)音信噪比的頻域表示；圖8示出了利用根據(jù)本發(fā)明的語(yǔ)音增強(qiáng)裝置的耳機(jī)受話端的語(yǔ)音信噪比與不利 用語(yǔ)音增強(qiáng)裝置的耳機(jī)受話端的語(yǔ)音信噪比的時(shí)域表示。在所有附圖中相同的標(biāo)號(hào)指示相似或相應(yīng)的特征或功能。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
圖2例示了根據(jù)本發(fā)明的用于非封閉式耳塞型耳機(jī)的語(yǔ)音增強(qiáng)裝置200的方框 圖。圖3A和;3B示出了將根據(jù)本發(fā)明的語(yǔ)音增強(qiáng)裝置應(yīng)用于非封閉式通信耳機(jī)系統(tǒng)示意圖。如圖2所示，所述語(yǔ)音增強(qiáng)裝置200包括傳聲器201、傳聲器前置放大器203、噪聲 濾波器205、相位補(bǔ)償器207、加法器209、揚(yáng)聲器功率放大器211以及揚(yáng)聲器213。首先，傳聲器201拾取外界噪聲信號(hào)。傳聲器201將所拾取的外界噪聲信號(hào)輸入 到傳聲器前置放大器203進(jìn)行放大，然后將放大后的信號(hào)輸入到噪聲濾波器205，以產(chǎn)生與 原始外界噪聲相位相反的反噪聲信號(hào)。噪聲濾波器205通常采用反向放大器和一些可以在 低頻和高頻部分對(duì)頻率響應(yīng)進(jìn)行修正的有源濾波器和無(wú)源器件來(lái)實(shí)現(xiàn)。這里要說(shuō)明的是， 噪聲濾波器也可以采用其它方式實(shí)現(xiàn)。然后，將噪聲濾波器205產(chǎn)生的反噪聲信號(hào)輸入到相位補(bǔ)償器207。相位補(bǔ)償器 207對(duì)所產(chǎn)生的反噪聲信號(hào)進(jìn)行相位補(bǔ)償，以在音頻范圍內(nèi)對(duì)反噪聲信號(hào)的相位進(jìn)行相應(yīng) 的修正和調(diào)整。所述相位補(bǔ)償器205通常采用無(wú)源或有源的雙T型網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是，也可 以有其他相類(lèi)似的實(shí)現(xiàn)方式。然后，在加法器209，將經(jīng)過(guò)相位補(bǔ)償器207進(jìn)行相位補(bǔ)償后的反噪聲信號(hào)和輸入 的語(yǔ)音信號(hào)相加，作為揚(yáng)聲器功率放大器211的輸入。揚(yáng)聲器功率放大器211把混有反噪 聲和語(yǔ)音信號(hào)的混合信號(hào)放大后，輸入到揚(yáng)聲器單元213。揚(yáng)聲器單元213利用其自身到達(dá) 人耳的傳遞函數(shù)，對(duì)混有反噪聲和語(yǔ)音信號(hào)的混合信號(hào)進(jìn)行電聲轉(zhuǎn)換，以使得輸出后的聲 音信號(hào)到達(dá)人耳時(shí)，所包括的反噪聲與到達(dá)人耳的外界噪聲相位相反且幅度相同，從而在 人耳中抵消外界噪聲?；煊蟹丛肼暫驼Z(yǔ)音的混合信號(hào)經(jīng)過(guò)揚(yáng)聲器單元213，變成聲音信號(hào)饋入人耳，從揚(yáng) 聲器發(fā)出的反噪聲信號(hào)和從聲學(xué)通道傳播到人耳處的原始噪聲信號(hào)幅度相同相位相反，所 以會(huì)在人耳處發(fā)生相互疊加抵消，從而達(dá)到同時(shí)消除原始噪聲和反噪聲的目的，噪聲得到 了降低，而語(yǔ)音能量不變，有效提高了語(yǔ)音信號(hào)的信噪比，傳播到人耳處的將是清晰可懂較 純凈的語(yǔ)音信號(hào)。要說(shuō)明的是，語(yǔ)音信號(hào)為通信的遠(yuǎn)端用戶傳過(guò)來(lái)的有用信號(hào)，可以是通過(guò)有線模 式從通信設(shè)備傳到耳機(jī)受話端，也可以通過(guò)無(wú)線設(shè)備(如藍(lán)牙耳機(jī)等近距離無(wú)線設(shè)備)傳 到耳機(jī)的受話端，因?yàn)閭髀暺鞑粫?huì)拾取到送往通信耳機(jī)受話端的語(yǔ)音信號(hào)，不會(huì)產(chǎn)生與受 話端語(yǔ)音信號(hào)反向的信號(hào)，所以受話端語(yǔ)音信號(hào)本身不會(huì)受到主動(dòng)噪聲控制技術(shù)的影響。這里還要說(shuō)明的是，噪聲濾波器205、相位補(bǔ)償器207和揚(yáng)聲器單元213 —起控制 最后到達(dá)人耳的混合信號(hào)中的反噪聲的相位，使得最后到達(dá)人耳的反噪聲的相位與到達(dá)人 耳的外界噪聲相位相反。傳聲器201、傳聲器前置放大器203、噪聲濾波器205、揚(yáng)聲器功率 放大器211以及揚(yáng)聲器單元213 —起控制反噪聲的幅度，使得最后到達(dá)人耳的反噪聲的幅 度與到達(dá)人耳的外界噪聲幅度相同。此外，可以根據(jù)需要，省略傳聲器前置放大器203和揚(yáng)聲器功率放大器211。此外， 傳聲器前置放大器203、噪聲濾波器205、相位補(bǔ)償器207、加法器209、揚(yáng)聲器功率放大器 211可以采用單獨(dú)的器件實(shí)現(xiàn)，也可以采用同一器件實(shí)現(xiàn)。此外，還可以通過(guò)對(duì)揚(yáng)聲器單體的前、后腔進(jìn)行設(shè)計(jì)和處理，調(diào)整前后腔的大小和 開(kāi)孔以改善揚(yáng)聲器單元的傳遞函數(shù)G，從而改變?cè)谝纛l范圍內(nèi)的相位響應(yīng)，由此改變最后到 達(dá)人耳的反噪聲的相位和幅度。
此外，還可以通過(guò)改變耳機(jī)與人耳部分的耦合方式來(lái)實(shí)現(xiàn)佩戴的舒適性以及降噪 的穩(wěn)定性。圖4示出了非封閉式通信耳機(jī)入耳部分一種可能的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)。其中入耳部分采 用較小的收口深入耳道內(nèi)。通過(guò)使得收口深入耳道中，從揚(yáng)聲器到人耳的空間傳輸路徑變 短，從而保證不同人佩戴時(shí)其聲學(xué)傳遞函數(shù)具有較好的一致性。圖4所示的耳機(jī)入耳的結(jié) 構(gòu)能在保證佩戴舒適性的同時(shí)，減小不同人佩戴的個(gè)體差異性，從而確保前饋主動(dòng)噪聲控 制技術(shù)應(yīng)用于非封閉式通信耳機(jī)時(shí)不同人佩戴時(shí)對(duì)外界噪聲抑制量相當(dāng)，由此達(dá)到不同人 佩戴時(shí)降噪的穩(wěn)定性。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的利用前饋主動(dòng)噪聲控制來(lái)進(jìn)行語(yǔ)音增強(qiáng)的方法的流程 圖。如圖5所示，在步驟501，利用傳聲器接收外界噪聲。在接收到外界噪聲后，流程進(jìn)行到 步驟503。在步驟503，利用噪聲濾波器對(duì)所接收的外界噪聲進(jìn)行處理，以獲得與所接收的 外界噪聲相位相反的反噪聲。在獲得反噪聲后，流程進(jìn)行到步驟505。在步驟505，利用相位 補(bǔ)償器對(duì)噪聲濾波器輸出的反噪聲進(jìn)行相位補(bǔ)償。在對(duì)反噪聲進(jìn)行補(bǔ)償后，流程進(jìn)行到步 驟507，在步驟507，將相位補(bǔ)償器輸出的反噪聲與耳機(jī)所接收的語(yǔ)音信號(hào)相加。然后，流程 進(jìn)行到步驟509。在步驟509，通過(guò)揚(yáng)聲器單元對(duì)相加后的信號(hào)進(jìn)行電聲轉(zhuǎn)換并進(jìn)行輸出， 以使得揚(yáng)聲器單元的輸入信號(hào)中包括的反噪聲到達(dá)人耳時(shí)，與通過(guò)空間到達(dá)人耳的外界噪 聲幅度相等且相位相反。圖6示出了具有根據(jù)本發(fā)明的語(yǔ)音增強(qiáng)裝置的非封閉式耳塞型耳機(jī)600的方框 圖。如圖6所示，所述耳機(jī)600包括語(yǔ)音信號(hào)接收端口 601以及如圖2所示的所述語(yǔ) 音增強(qiáng)裝置200，其中語(yǔ)音信號(hào)接收端口 601所接收的語(yǔ)音信號(hào)被輸入到加法器209。所述 語(yǔ)音增強(qiáng)裝置200的各個(gè)組成部件的功能及其描述與上面針對(duì)圖2進(jìn)行的描述完全相同， 在此不再進(jìn)行描述。圖7示出了利用根據(jù)本發(fā)明的語(yǔ)音增強(qiáng)裝置的耳機(jī)受話端的語(yǔ)音信噪比與不利 用語(yǔ)音增強(qiáng)裝置的耳機(jī)受話端的語(yǔ)音信噪比的頻域表示。當(dāng)不開(kāi)啟主動(dòng)噪聲控制技術(shù) (即，不利用根據(jù)本發(fā)明的語(yǔ)音增強(qiáng)裝置)時(shí)，傳到人耳處的受話端語(yǔ)音信號(hào)基本被傳到人 耳處的外界噪聲信號(hào)所掩蔽，在語(yǔ)音頻帶300Hz 3. 4kHz頻帶內(nèi)(尤其在500Hz 1. 5kHz 頻帶上)，受話端語(yǔ)音信號(hào)信噪比很低，這嚴(yán)重影響到通信的正常進(jìn)行。當(dāng)開(kāi)啟主動(dòng)噪聲控 制技術(shù)(即，利用根據(jù)本發(fā)明的語(yǔ)音增強(qiáng)裝置)后，在500Hz 1. 5kHz頻帶內(nèi)，噪聲大概被 降低IOdB多，而語(yǔ)音信號(hào)能量保持不變，從而有效提高了受話端語(yǔ)音的信噪比，保證了受 話端語(yǔ)音的清晰度和可懂度。圖8示出了利用根據(jù)本發(fā)明的語(yǔ)音增強(qiáng)裝置的耳機(jī)受話端的語(yǔ)音信噪比與不利 用語(yǔ)音增強(qiáng)裝置的耳機(jī)受話端的語(yǔ)音信噪比的時(shí)域表示。在圖8的示例中，利用外界音箱 發(fā)出白噪聲來(lái)模擬外界高強(qiáng)度環(huán)境噪聲，耳機(jī)系統(tǒng)佩戴在711仿真耳上，遠(yuǎn)端用戶的語(yǔ)音 通過(guò)藍(lán)牙傳播到耳機(jī)的語(yǔ)音信號(hào)的輸入端并饋給通信耳機(jī)的揚(yáng)聲器，圖8示出了在開(kāi)啟根 據(jù)本發(fā)明的語(yǔ)音增強(qiáng)裝置前后，711仿真耳上的傳聲器拾取到的信號(hào)。從圖8可以看出，當(dāng) 不開(kāi)啟根據(jù)本發(fā)明的語(yǔ)音增強(qiáng)裝置時(shí)，語(yǔ)音信號(hào)基本上被淹沒(méi)在噪聲信號(hào)里面。而在開(kāi)啟 根據(jù)本發(fā)明的語(yǔ)音增強(qiáng)裝置后，外界噪聲信號(hào)在語(yǔ)音頻帶上的能量大大減小，語(yǔ)音信號(hào)就 能較明顯地凸現(xiàn)出來(lái)，極大地提高了受話端語(yǔ)音的信噪比。有益效果
通過(guò)以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的詳細(xì)描述，不難看出利用本發(fā)明的應(yīng)用于 非封閉式耳塞型耳機(jī)受話端的語(yǔ)音增強(qiáng)裝置及方法，采用較好的人體工學(xué)和聲學(xué)設(shè)計(jì)，保 證佩戴舒適性的同時(shí)，可以通過(guò)利用外界噪聲產(chǎn)生相位相反且幅度相等的反噪聲，并在人 耳處相互抵消來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)語(yǔ)音段噪聲的消除，從而提高受話端語(yǔ)音的信噪比。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)于上述本發(fā)明所提出的利用主動(dòng)噪聲控制來(lái) 進(jìn)行語(yǔ)音增強(qiáng)的方法和裝置，還可以在不脫離本發(fā)明內(nèi)容的基礎(chǔ)上做出各種改進(jìn)。因此，本 發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)由所附的權(quán)利要求書(shū)的內(nèi)容確定。
權(quán)利要求
1.一種用于非封閉式耳塞型耳機(jī)受話端的語(yǔ)音增強(qiáng)裝置，其中耳機(jī)的入耳部分與人耳 之間采用非封閉式的耦合方式，所述裝置包括傳聲器，用于接收外界噪聲；噪聲濾波器，用于對(duì)所接收的外界噪聲進(jìn)行處理，以獲得與所接收的外界噪聲相位相 反的反噪聲；相位補(bǔ)償器，用于對(duì)噪聲濾波器輸出的反噪聲進(jìn)行相位補(bǔ)償；加法器，用于將相位補(bǔ)償器輸出的反噪聲與耳機(jī)所接收的語(yǔ)音信號(hào)相加；以及揚(yáng)聲器單元，用于對(duì)加法器輸出的信號(hào)進(jìn)行電聲轉(zhuǎn)換并進(jìn)行輸出，以使得揚(yáng)聲器單元 的輸入信號(hào)中包括的反噪聲在到達(dá)人耳時(shí)，與通過(guò)空間到達(dá)人耳的外界噪聲幅度相等且相 位相反。
2.如權(quán)利要求1所述的語(yǔ)音增強(qiáng)裝置，其中，所述非封閉式耦合方式是指在耳機(jī)正常 佩戴情況下，佩戴者耳道內(nèi)氣壓和外界空間是流通的。
3.如權(quán)利要求1所述的語(yǔ)音增強(qiáng)裝置，其中，對(duì)揚(yáng)聲器單元的單體的前、后腔進(jìn)行調(diào) 整，以調(diào)整揚(yáng)聲器到人耳的傳遞函數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的語(yǔ)音增強(qiáng)裝置，還包括第一放大器，其位于傳聲器和噪聲濾波 器之間，用于對(duì)傳聲器所接收的外界噪聲進(jìn)行放大。
5.如權(quán)利要求1-3中任何一個(gè)所述的語(yǔ)音增強(qiáng)裝置，還包括第二放大器，其位于加法 器和揚(yáng)聲器單元之間，用于對(duì)加法器輸出的信號(hào)進(jìn)行放大。
6.如權(quán)利要求1所述的語(yǔ)音增強(qiáng)裝置，其中，所述耳機(jī)的入耳部分采用較小的收口深 入耳道。
7.如權(quán)利要求1所述的語(yǔ)音增強(qiáng)裝置，其中，所消除的噪聲是語(yǔ)音頻帶內(nèi)的噪聲，所述 語(yǔ)音頻帶是300Hz 3. 4kHz。
8.如權(quán)利要求1所述的語(yǔ)音增強(qiáng)裝置，其中，所述語(yǔ)音信號(hào)是通過(guò)有線連接方式或無(wú) 線傳輸方式獲得的。
9.一種用于非封閉式耳塞型耳機(jī)受話端的語(yǔ)音增強(qiáng)方法，其中所述耳機(jī)的入耳部分與 人耳之間采用非封閉式的耦合方式，所述方法包括利用傳聲器接收外界噪聲；利用噪聲濾波器對(duì)所接收的外界噪聲進(jìn)行處理，以獲得與所接收的外界噪聲相位相反 的反噪聲；利用相位補(bǔ)償器對(duì)噪聲濾波器輸出的反噪聲進(jìn)行相位補(bǔ)償；將相位補(bǔ)償器輸出的反噪聲與耳機(jī)所接收的語(yǔ)音信號(hào)相加；以及通過(guò)揚(yáng)聲器單元對(duì)相加后的信號(hào)進(jìn)行電聲轉(zhuǎn)換并進(jìn)行輸出，以使得揚(yáng)聲器單元的輸 入信號(hào)中包括的反噪聲在到達(dá)人耳時(shí)，與通過(guò)空間到達(dá)人耳的外界噪聲幅度相等且相位相 反。
10.如權(quán)利要求9所述的語(yǔ)音增強(qiáng)方法，其中，對(duì)揚(yáng)聲器單元的單體的前、后腔進(jìn)行調(diào) 整，以調(diào)整揚(yáng)聲器到人耳的傳遞函數(shù)。
11.如權(quán)利要求9所述的語(yǔ)音增強(qiáng)方法，還包括對(duì)傳聲器所接收的外界噪聲進(jìn)行放大。
12.如權(quán)利要求8-11中任何一個(gè)所述的語(yǔ)音增強(qiáng)方法，還包括對(duì)相加后的信號(hào)進(jìn)行放大。
13.如權(quán)利要求9所述的語(yǔ)音增強(qiáng)方法，其中，所消除的噪聲是語(yǔ)音頻段內(nèi)的噪聲，所 述語(yǔ)音頻帶是300Hz 3. 4kHz。
14.如權(quán)利要求9所述的語(yǔ)音增強(qiáng)方法，其中，所述語(yǔ)音信號(hào)是通過(guò)有線連接方式或無(wú) 線傳輸方式獲得的。
15.一種非封閉式耳塞型通信耳機(jī)，其中所述耳機(jī)的入耳部分與人耳之間采用非封閉 式的耦合方式，包括語(yǔ)音信號(hào)接收端口，用于接收語(yǔ)音信號(hào)；傳聲器，用于接收外界噪聲；噪聲濾波器，用于對(duì)所接收的外界噪聲進(jìn)行處理，以獲得與所接收的外界噪聲相位相 反的反噪聲；相位補(bǔ)償器，用于對(duì)噪聲濾波器輸出的反噪聲進(jìn)行相位補(bǔ)償；加法器，用于將相位補(bǔ)償器輸出的反噪聲與所接收的語(yǔ)音信號(hào)相加；以及揚(yáng)聲器單元，用于對(duì)加法器輸出的信號(hào)進(jìn)行電聲轉(zhuǎn)換并進(jìn)行輸出，以使得揚(yáng)聲器單元 的輸入信號(hào)中包括的反噪聲在到達(dá)人耳時(shí)，與通過(guò)空間到達(dá)人耳的外界噪聲幅度相等且相 位相反。
16.如權(quán)利要求15所述的通信耳機(jī)，其中，對(duì)所述揚(yáng)聲器單元的單體的前、后腔進(jìn)行調(diào) 整，以調(diào)整揚(yáng)聲器到人耳的傳遞函數(shù)。
17.如權(quán)利要求15所述的通信耳機(jī)，其中，對(duì)所述耳機(jī)的入耳部分的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，以 實(shí)現(xiàn)不同人佩戴時(shí)的所述耳機(jī)的聲學(xué)傳遞函數(shù)的一致性。
18.如權(quán)利要求17所述的通信耳機(jī)，其中，所述耳機(jī)的入耳部分采用較小的收口深入 耳道。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于非封閉式耳塞型耳機(jī)受話端的語(yǔ)音增強(qiáng)裝置，其中耳機(jī)的入耳部分與人耳之間采用非封閉式的耦合方式，所述裝置包括傳聲器，用于接收外界噪聲；噪聲濾波器，用于對(duì)所接收的外界噪聲進(jìn)行處理，以獲得與所接收的外界噪聲相位相反的反噪聲；相位補(bǔ)償器，用于對(duì)噪聲濾波器輸出的反噪聲進(jìn)行相位補(bǔ)償；加法器，用于將相位補(bǔ)償器輸出的反噪聲與耳機(jī)所接收的語(yǔ)音信號(hào)相加；以及揚(yáng)聲器單元，用于對(duì)加法器輸出的信號(hào)進(jìn)行處理，以使得揚(yáng)聲器的輸出信號(hào)中包括的反噪聲在到達(dá)人耳時(shí)與通過(guò)空間到達(dá)人耳的外界噪聲幅度相等且相位相反。
文檔編號(hào)G10L21/02GK102118667SQ200910266020
公開(kāi)日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者劉崧, 趙劍 申請(qǐng)人:歌爾聲學(xué)股份有限公司