一种声音调控装置及方法与流程

本发明涉及听力设备领域，特别涉及一种声音调控装置及方法。

背景技术：

1、人耳聆听音乐有两种通路，一是气导，通过空气传导声音；另一种是骨导，通过颅骨或齿骨传导声音。骨导耳机在听力学中，采用骨振器，骨振器的结构是振子，通过振子振动引起颅骨或齿骨振动，传递声音。而现有市面上销售的骨导耳机通常采用加大直径的动圈喇叭，通过增加扩音强度，实现非压耳式传音，其实质还是通过空气传导声音。

2、据统计，老年人口中，听力损失发生率超过50％，每个人的左右耳听力阈值不同，助听器通过验配可以补偿不同频段的听力阈值的声压，提高入耳音量，但是其存在以下缺陷：参数一经设定，便按照固定程式输出，这种方式无法改变听觉注意力和反应灵敏度。由于聆听反应迟钝会降低听觉识辩力，影响个体状态改善。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种声压可控、播放交变、相位可调、气骨导两种方式同时输出的声音调控装置及方法，至少能够解决上述问题之一。

2、根据本发明的一个方面，提供了一种声音调控装置，包括控制器和编码器，控制器的输入端与控制终端、声音源输入端连接，控制器的输出端与编码器连接，编码器的输出端与气导耳机和/或骨导耳机连接；

3、编码器包括dsp芯片组、与气导耳机相对应的al声道、ar声道以及与骨导耳机相对应的bl声道和br声道，dsp芯片组由多个dsp芯片组成，每个声道由一个dsp芯片独立控制；

4、控制器包括多个与dsp芯片相对应的控制单元；

5、通过控制终端能够获取使用者的听力阈值数据并输入至控制器；

6、dsp芯片能够控制每个声道的动态范围与使用者的听力阈值数据相匹配；

7、编码器能够根据输入声压和听力阈值实时调节双耳听觉动态范围；

8、编码器包括气导编码模式和骨导编码模式，通过启动气导编码模式和/或骨导编码模式能够修订由于个人左右感知差异导致的感觉级差、修正左右耳同步或不同步刺激之间的感觉级差、完成骨导和/或气导感觉级差补偿设置。

9、由此，本发明提供了一种全新的声音调控装置，工作原理为：控制器控制声音播放，分气导输出和骨导输出两种声道，控制同一首乐曲同时通过气导机和骨导耳机输出，气、骨导耳机播放音频时的声压可控、播放交变，相位可调。编码器控制气导和骨导输出频响分别与左右耳听力阈值匹配，避免过度刺激或刺激不足。编码器设有dsp芯片组，能控制每个声道的动态范围与个人听力匹配，避免过度刺激或刺激不足；此外，通过启动编码器的气导编码模式和/或骨导编码模式能够修订由于个人左右感知差异导致的感觉级差、修正左右耳同步或不同步刺激之间的感觉级差、完成骨导和/或气导感觉级差补偿设置。

10、通过本装置，能够实现对气导耳机、骨导耳机的使用进行精细调控，以改变声源播放方式，在设计声学装置时充分考虑空间听觉感知的特征，进而通过改变声源播放方式，获得更丰富的感知体验。

11、在一些实施方式中，声音源输入端播放音频后，控制器把播放的音频分配到编码器的四个声道，通过控制终端能够设置控制器的工作程序，控制器能够根据设置的工作程序，控制四条声道同步或者不同步输出且能够控制每个声道的声压不同、相位不同、响度变化频率不同。

12、在一些实施方式中，编码器的参数设置包括频段划分、带宽、压缩比、增益控制。

13、在一些实施方式中，控制器的每个控制单元设置有fdrc算法，通过fdrc算法能够调节通过骨导耳机输出引起的左右耳感觉级差，fdrc算法包括频率带宽选择、响度压缩比值、响度增量、时钟这些参数，利用这些参数设置实现左右耳骨导耳机的调控。由此，由于单侧骨导经颅骨振动传导，引起双耳听觉感知，而左右耳听力状态不同，同一音源振动引起的左右耳感知不同，通过骨导编码模式能够修订这种由于个人左右感知差异导致的感觉级差。由于骨导耳机在听感上没有耳间差，利用fdrc算法能够调节两个骨导输出声道之间的相互影响。

14、在一些实施方式中，通过气导耳机和/或骨导耳机输出声音使得使用者产生听觉感知，进而通过控制器计算感觉级sl以及感觉级差，控制器利用感觉级差能够计算气导耳机或者骨导耳机输出的参数，使得双耳听觉感知一致。由此，可利用控制器反向控制运算可以通过用户反馈响应自动设置左右耳感觉级控制参数，使得双耳听觉感知一致。

15、在一些实施方式中，基于感觉级sl以及感觉级差，通过编码器实时计算感觉级差补偿值，用于调节音乐作为输入声音源时由于音乐动态范围大导致的双耳听觉感知差异的变化。

16、在一些实施方式中，dsp芯片中设置有响度压缩cr以及响度增量δp的函数关系，基于这些函数关系可以通过双耳不同步给声迅速完成左右耳感觉级差的补偿调节，其中，响度压缩cr以及响度增量δp采用不超过10％的控制精度，精细调控高动态范围响度输入状态下的感觉级差。

17、在一些实施方式中，在控制器的作用下，编码器能够将全频段的输入声音信号划分为多个频段，编码器能够根据全频段响度感觉级sl的设定，计算出单个频带的感觉级sl差补偿，且单个频带的感觉级sl差值补偿设置能够调节。由此，能够使得每个频带的响度感知均衡分布，而且能够单独设置某一频带的感觉级sl增强或衰减，以突出特定声道的响度。

18、根据本发明的另一个方面，还提供了一种声音调控方法，包括以下步骤：

19、s1、将控制器的输入端与声音源输入端通讯，输出端与编码器通讯，编码器与气导耳机和/或骨导耳机连接；

20、在本步骤中，编码器包括dsp芯片组、与气导耳机相对应的al声道、ar声道以及与骨导耳机相对应的bl声道和br声道，dsp芯片组由多个dsp芯片组成，每个声道由一个dsp芯片独立控制；

21、s2、通过计算机安装应用软件设置控制器的工作程序，设置参数包括并行、交变、交变增益、相位差、增益与相位调谐，通过应用软件实现对控制器的参数设定以及控制；

22、在本步骤中，控制器包括与多个dsp芯片相对应的多个控制单元；

23、s3、通过声音源输入端播放音频，控制器把播放的音频分配到编码器的四个声道，控制器能够根据设置的工作程序，实现四条声道同步或者不同步输出且能够实现每个声道的声压不同、相位不同、响度变化频率不同；

24、s4、编码器分气导编码模式和骨导编码模式两种，两种模式能够混合并行刺激，编码器参数设置包括频段划分、带宽、压缩比、增益控制；

25、s5、通过启动上述气导编码模式和/骨导编码模式，能够实现双耳感觉级差补偿设置，以修订双耳感觉级差。

26、本发明的有益效果：

27、通过本发明的装置和方法，能够实现对气导、骨导耳机的使用进行精细调控，以改变声源播放方式，在设计声学装置时充分考虑空间听觉感知的特征，进而通过改变声源播放方式，获得更丰富的感知体验。

技术特征：

1.一种声音调控装置，其特征在于，包括控制器(31)和编码器(32)，控制器(31)的输入端(312)与控制终端(1)、声音源输入端(2)连接，控制器(31)的输出端(313)与所述编码器(32)连接，所述编码器(32)的输出端(313)与气导耳机(4)和/或骨导耳机(5)连接；

2.根据权利要求1所述的声音调控装置，其特征在于，所述声音源输入端(2)播放音频后，所述控制器(31)把播放的音频分配到所述编码器(32)的四个声道，通过所述控制终端(1)能够设置所述控制器(31)的工作程序，所述控制器(31)能够根据设置的工作程序，控制四条声道同步或者不同步输出且能够控制每个声道的声压不同、相位不同、响度变化频率不同。

3.根据权利要求1所述的声音调控装置，其特征在于，所述编码器(32)的参数设置包括频段划分、带宽、压缩比、增益控制。

4.根据权利要求1所述的声音调控装置，其特征在于，所述控制器(31)的每个所述控制单元(311)设置有fdrc算法，通过所述fdrc算法能够调节通过骨导耳机(5)输出引起的左右耳感觉级差，所述fdrc算法包括频率带宽选择、响度压缩比值、响度增量、时钟这些参数，利用这些参数设置实现左右耳骨导耳机(5)的调控。

5.根据权利要求1所述的声音调控装置，其特征在于，通过所述气导耳机(4)和/或所述骨导耳机(5)输出声音使得使用者产生听觉感知，进而通过所述控制器(31)计算感觉级sl以及感觉级差，所述控制器(31)利用感觉级差能够计算气导耳机(4)或者骨导耳机(5)输出的参数，使得双耳听觉感知一致。

6.根据权利要求5所述的声音调控装置，其特征在于，基于感觉级sl以及感觉级差，通过所述编码器(32)实时计算感觉级差补偿值，用于调节音乐作为输入声音源时由于音乐动态范围大导致的双耳听觉感知差异的变化。

7.根据权利要求6所述的声音调控装置，其特征在于，所述dsp芯片(321)中设置有响度压缩cr以及响度增量δp的函数关系，基于这些函数关系通过双耳不同步给声完成左右耳感觉级差的补偿调节。

8.根据权利要求7所述的声音调控装置，其特征在于，在所述控制器(31)的作用下，所述编码器(32)能够将全频段的输入声音信号划分为多个频段，所述编码器(32)能够根据全频段响度感觉级sl的设定，计算出单个频带的感觉级sl差补偿，且单个频带的感觉级sl差值补偿设置能够调节。

9.一种声音调控方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种声音调控装置及方法，包括控制器和编码器，控制器的输入端与控制终端、声音源输入端连接，控制器的输出端与编码器连接，编码器的输出端与气导耳机和/或骨导耳机连接；编码器包括DSP芯片组、与气导耳机相对应的AL声道、AR声道以及与骨导耳机相对应的BL声道和BR声道，DSP芯片组由多个DSP芯片组成，每个声道由一个DSP芯片独立控制；通过控制终端能够获取使用者的听力阈值数据并输入至控制器；DSP芯片能够控制每个声道的动态范围与使用者的听力阈值数据相匹配；编码器能够根据输入声压和听力阈值实时调节双耳听觉动态范围。通过本装置和方法，能够实现对气导、骨导耳机的使用进行精细调控，以改变声源播放方式，获得更丰富的感知体验。技术研发人员：刘斌,蓝天翔,卢敏悦受保护的技术使用者：南京脑科医院技术研发日：技术公布日：2024/8/1