CN102547525A - 一种耳机模式下保护人耳听力的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种耳机模式下保护人耳听力的方法，以用户耳机模式下当前的音量级及播放时间为已知参数，按照人耳听觉特性建立人耳听觉对数函数，首先对该函数求反函数，然后将获得的反函数求出以y轴对称的音量渐变函数，音量级按照音量渐变函数进行的衰减，实现在不影响用户正常使用的状态下保护人耳的听力不受损伤；本发明的技术方案通过智能降低音量，是电子产品在低电压下工作，一定程度上降低了功耗，节省了资源。关注用户健康，保护用户听力不受损伤。使用该技术方案可以自动检测用户以多大的音量听了多长时间，以便减弱音量，使音量能够达到安全水平。本发明的技术方案绿色环保，降低功耗，并且应用广泛，主要应用在带耳机接口的终端设备。

Description

一种耳机模式下保护人耳听力的方法

技术领域

本发明涉及保护人耳听力的方法，特别涉及一种耳机模式下保护人耳听力的方法。

背景技术

波士顿儿童医院布莱恩·弗莱格(听力诊断中心的主任，同时也是便携式播放器听觉损伤方面的专家)最近研究了纽约的数字播放器用户，发现“一般人每周听歌时间为18小时。有些人的时间超过70小时”，当人们长时间听高音量的音乐时，其实是在损伤听力。

由欧盟委员会(European Commission)发起的一项调查显示，数字音乐播放器产生的最大音量为88-113分贝，专家认为，以这种音量听歌15分钟足以影响听力，若连续播放数小时，对耳朵的损伤尤其严重。以低于70分贝的音量听音乐属安全水平，但长时间以高于85分贝听歌却会影响听觉和导致耳鸣。

全球约2亿的音乐播放器用户都面临着听力损伤的危险，而中国就占了近三分之一。

为了保护人耳的听力，业内主要做法有二：

一是对最大音量进行限制。这样做的缺点是只对最大值进行了限制，这种强制性降低最大音量后，不能满足用户在高分贝噪音环境下听歌对音量的需求；

二是当用户调节到大音量时，进行善意提示。这样做的缺点是，只对用户做了提示，但在音量上没有做相应处理，用户是善忘的，还是起不到保护听力的作用。

以上两种方式都属于治标不治本的解决方案，因此，急需解决在耳机模式下人耳听力受损的问题。

发明内容

本发明的目的在于，为了解决目前在耳机模式下人耳听力无法得到充分保护的问题，本发明提出一种技术方法，使得在耳机模式下充分保护人耳听力，并且不影响音乐播放质量。

为实现上述发明目的，本发明提出一种耳机模式下保护人耳听力的方法，其特征在于，以用户耳机模式下当前的音量级及播放时间为已知参数，按照人耳听觉特性建立人耳听觉对数函数，首先对该函数求反函数，然后将获得的反函数求出以y轴对称的音量渐变函数，音量级按照音量渐变函数进行的衰减，实现在不影响用户正常使用的状态下保护人耳的听力不受损伤；其中，所述音量渐变函数为：

y＝H-Alg(x)

式中，y是当前的音量增益，y∈(Ycon，Ymax)，Ycon为满足用户在普通环境下长时间听歌不会造成不可恢复的听力损伤的经验值，Ymax随不同的设备值也不同；X是持续播放的时间，单位是分钟，H和A是相关系数，H和A的值是可以通过大量试验样本得出，在此不给具体值，并且该值与样本的喜好、年龄、职业和国籍有一定联系。

更优选地，所述Ycon取声压级经验值为65dB。

更优选地，所述Ymax至所述Ycon的中间音量级数为16～48。

更优选地，所述X的连续取值之间的间隔不同。

本发明的优点在于，本发明的技术方案通过智能降低音量，是电子产品在低电压下工作，一定程度上降低了功耗，节省了资源。关注用户健康，保护用户听力不受损伤。使用该技术方案可以自动检测用户以多大的音量听了多长时间，以便减弱音量，使音量能够达到安全水平。另外，本发明的技术方案绿色环保，降低功耗，并且应用广泛，主要应用在带耳机接口的终端设备，包括但不限于PDA、Smartphone、Tablet、Netbook、MP3、MP4、PSP等，用于耳机模式下大音量、长时间听歌状态下对人耳进行智能保护，确保人耳听力不受损伤。

附图说明

图1为本发明提出的一种耳机模式下保护人耳听力的方法流程图；

图2为人耳听觉对数函数特性图；

图3为音量渐变函数特性图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明的技术方案进行进一步详细的说明。

如图2所示，图2为人耳听觉对数函数特性图。如图3所示，图3为音量渐变函数特性图。根据用户所用设备(耳机模式)当前所处的音量级(声压级)及播放的时间等已知参数，按照人耳听觉的“对数式”特性，建立人耳听觉对数函数，根据人耳听觉对数函数获得音量渐变函数，音量级(声压级)按照音量渐变函数进行衰减。在不影响用户正常使用的状态下，智能化的保护人耳的听力不受损伤。

人耳听觉的“对数式”特性：人耳对微小的声音，只要响度稍有增加人耳即可感觉到；但是当声音响度增大到某一值后，即使再有较大的增加，人耳的感觉却无明显变化，我们把人耳对声音响度的这种听觉特性称为“对数式”特性。

本发明采用的技术方案是利用人耳听觉的“对数性”特征，对其求反函数，得到指数函数，x轴-时间，y轴-音量，音量按照这个反函数以y轴对称的函数进行衰减。正是基于人耳听觉的“对数式”特性---人耳对小音量时的变化量敏感，对大音量时同样的变化量不怎么敏感，要求我们在大音量下可以进行大斜率的衰减，而在小音量下只能以小斜率进行衰减，这样才能保证音量衰减过程中保持音量在听感上的过渡是平滑的、自然的、舒服的。而其反函数刚好满足了这一特征，曲线上每一点的导数(该点处的斜率)就是对应时间的衰减量。

需要注意的一个问题：由于x和软件处理上的定义有关，如果x是设备播放的时间，y表示当时播放的音量，那么x的小值对应y的大值，随着播放时间的增大(x增大)，y应该逐步减少，所以这个时候音量衰减函数就是关于y轴对称，并做适当系数上和函数位移量的修改。

如图1所示，图1为本发明提出的一种耳机模式下保护人耳听力的方法流程图。以用户耳机模式下当前的音量级及播放时间为已知参数，按照人耳听觉特性建立人耳听觉对数函数，首先对人耳听觉对数函数求反函数，然后将获得的反函数求出以y轴对称的音量渐变函数，音量级按照音量渐变函数进行的衰减，实现在不影响用户正常使用的状态下保护人耳的听力不受损伤；其中，所述音量渐变函数为：

y＝H-Alg(x)

式中，y是当前的音量增益，y∈(Ycon，Ymax)，Ycon为满足用户在普通环境下长时间听歌不会造成不可恢复的听力损伤的经验值，Ymax随不同的设备值也不同；X是持续播放的时间，单位是分钟，H和A是相关系数，H和A的值是可以通过大量试验样本得出，在此不给具体值，并且该值与样本的喜好、年龄、职业和国籍有一定联系。H和A求出来后，就可以根据X值求出对应的y值，随着播放时间X的增大，音量y就会按照函数有规律的衰减。

不同大小的音量对人耳造成听力损害所需要的时间不一样。假如16级音量持续收听10分钟就会对人耳造成损害，那么15音量级可能就需要12分钟才能造成同样的损害。音量的变化规律不能影响用户的听觉体验，毕竟技术是为用户服务的，尽量不带来负面效应。例如用户一开始是以16音量级听歌，不到10分钟就降到10音量级，结果是保护了人耳，但是却影响了用户的体验感。从最大音量Ymax降低到音量不再降的音量Ycon，中间的音量级数要尽量的多，在不损害人耳的前提下，尽量保证音量渐变在听感上的过渡是平滑的、自然的、舒服的。

另外，y值是有定义域的，y∈(Ycon，Ymax)，也就是说音量不会一直减下去，否则有可能用户还在听歌，但是音量已经降低到他不能忍受的音量了或者听不见的音量(外界环境噪音大的场景)。Ycon这一阈值换算到声压级经验值(根据大量样本的声学实验)为65dB，也就是能满足消费者在普通环境下长时间听歌不会造成不可恢复的听力损伤，但是公式中的单位是增益，不是声压级，需要根据不同设备采用电路的转换成增益才能套用上面的公式。Ymax随不同的设备而不同。

本发明主要应用在带耳机接口的终端设备，包括但不限于PDA、Smartphone、Tablet、Netbook、MP3、MP4、PSP等，用于耳机模式下大音量、长时间听歌状态下对人耳进行智能保护，确保人耳听力不受损伤。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种耳机模式下保护人耳听力的方法，其特征在于，以用户耳机模式下当前的音量级及播放时间为已知参数，按照人耳听觉特性建立人耳听觉对数函数，首先对该函数求反函数，然后将获得的反函数求出以y轴对称的音量渐变函数，音量级按照音量渐变函数进行的衰减，实现在不影响用户正常使用的状态下保护人耳的听力不受损伤；其中，所述音量渐变函数为：

y＝H-Alg(x)

式中，y是当前的音量增益，y∈(Ycon，Ymax)，Ycon为满足用户在普通环境下长时间听歌不会造成不可恢复的听力损伤的经验值，Ymax随不同的设备值也不同；X是持续播放的时间，单位是分钟，H和A是常数。

2.根据权利要求1所述的一种耳机模式下保护人耳听力的方法，其特征在于，所述Ycon取声压级经验值为65dB。

3.根据权利要求1所述的一种耳机模式下保护人耳听力的方法，其特征在于，所述Ymax至所述Ycon的中间音量级数为16～48。

4.根据权利要求1所述的一种耳机模式下保护人耳听力的方法，其特征在于，所述X的连续取值之间的间隔不同。

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