CN102724360B - 一种手机的助听功能实现方法、装置和一种助听手机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种手机的助听功能实现方法、装置和助听手机,方法包括以下步骤：手机基带芯片接收助听功能开启指令后，根据所述助听功能开启指令开启以下至少一种功能：麦克风的声音拾取功能、助听耳机的声音输出功能、手机基带芯片中侧音支路的助听功能；将麦克风拾取的环境声音信号输入手机基带芯片的发送支路，并在所述发送支路中对环境声音信号进行预处理；将预处理后的环境声音信号通过所述侧音支路返回手机基带芯片的接收支路；对所述接收支路中的环境声音信号进行音频处理；将音频处理后的环境声音信号向所述助听耳机输出。本申请利用手机基带芯片实现了手机的助听功能，提供了优质的助听效果，不仅方便携带，而且降低了产品成本。

Description

一种手机的助听功能实现方法、装置和一种助听手机

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种助听功能实现方法、装置和一种助听手机。

背景技术

助听器通常分为模拟助听器和数字助听器。模拟助听器采用线性放大线路对模拟音频信号进行放大，结构简单且价格便宜，但助听效果较差。数字助听器通过图1所示的数字助听芯片对数字音频信号进行降噪、滤波、自动增益控制和频率补偿等处理，例如一种数字助听器中，数字助听芯片将麦克风拾取的环境声音模拟信号经放大单元放大后，经A/D转换单元转换成数字信号，接着经数字信号接口将数字信号依次输入音频滤波单元采用软件算法实现滤波、输入增益控制单元进行增益控制，并通过回音抑制单元进行回音抑制，最后，将数字信号接口输出的数字信号经D/A转换单元转换成模拟信号，并通过助听耳机输出，数字助听器的性能优良但价格昂贵。

无论是模拟助听器还是数字助听器，都存在携带和使用不方便的问题，尤其是对于听力衰减的老人或者具有听力障碍的病人，都需要专门携带助听器帮助其与人沟通。为了解决这一问题，市场上目前已经出现了带有助听功能的助听手机，该手机兼具通信和助听功能，在通讯技术十分发达的今天，手机已经成为大多数人随身携带的必备用品，因此在手机上增加助听功能能够解决专门的助听器携带和使用不便的问题，为听力衰减的老人或者具有听力障碍的病人提供了极大地方便。

然而，目前市场上的助听手机大多数是在手机内部增加模拟线路，对模拟信号进行放大后输出，甚至有些助听手机将手机接收到的声音调大后输出，输出的声音容易失真、噪音大，总体助听性能较差。

发明内容

本申请提供一种助听性能优良的手机的助听功能实现方法、装置和一种助听手机。

根据本申请的第一方面，本申请提供一种手机的助听功能实现方法，包括以下步骤：

手机基带芯片接收助听功能开启指令后，根据所述助听功能开启指令开启以下至少一种功能：麦克风的声音拾取功能、助听耳机的声音输出功能、手机基带芯片中侧音支路的助听功能；

将麦克风拾取的环境声音信号输入手机基带芯片的发送支路，并在所述发送支路中对环境声音信号进行预处理；

将预处理后的环境声音信号通过所述侧音支路返回手机基带芯片的接收支路；

对所述接收支路中的环境声音信号进行音频处理；

将音频处理后的环境声音信号向所述助听耳机输出。

一种实施方式中，开启所述侧音支路的助听功能的具体方法为：通过改变侧音控制寄存器的音频控制参数，增大所述侧音支路的音量。

一种实施方式中，对所述接收支路中的环境声音信号进行音频处理的过程中，所述接收支路中的FIR数字滤波器和/或IIR数字滤波器按照选择的频谱补偿曲线，对环境声音信号进行频谱补偿；

选择所述频谱补偿曲线的具体方法为：所述FIR数字滤波器和/或IIR数字滤波器预先设置多条频谱补偿曲线，所述手机基带芯片接收补偿选择指令后，根据所述补偿选择指令在数字FIR数字滤波器和/或IIR数字滤波器中选择一条频谱补偿曲线。

根据本申请的第二方面，本申请保护了一种手机的助听功能实现装置，包括手机基带芯片，所述手机基带芯片包括：

助听功能开启模块：用于接收助听功能开启指令，并根据所述助听功能开启指令开启以下至少一种功能：麦克风的声音拾取功能、助听耳机的输出功能、手机基带芯片中侧音支路的助听功能；

发送支路：用于接收麦克风拾取的环境声音信号，并对其进行预处理；

侧音支路：用于将所述发送支路预处理后的环境声音信号返回接收支路；

接收支路：用于对所述侧音支路返回的环境声音信号进行音频处理；

声音输出接口：用于对音频处理后的环境声音信号向所述助听耳机输出。

一种实施方式中，所述助听功能开启模块包括侧音支路控制模块，用于通过改变侧音控制寄存器的音频控制参数，增大所述侧音支路的音量。

一种实施方式中，所述手机基带芯片还包括滤波支路，用于对通话声音信号、收音机声音信号、多媒体声音信号、铃声信号或游戏声音信号进行数字滤波，所述声音输出接口还用于将数字滤波后的通话声音信号、收音机声音信号、多媒体声音信号、铃声信号或游戏声音信号向所述助听耳机输出。

一种实施方式中还包括频谱补偿模块，所述接收支路或滤波支路中的FIR数字滤波器和/或IIR数字滤波器预先设置多条频谱补偿曲线，所述频谱补偿模块用于接收补偿选择指令，并根据所述补偿选择指令在所述数字FIR数字滤波器和/或IIR数字滤波器中选择一条频谱补偿曲线；

所述FIR数字滤波器和/或IIR数字滤波器用于按照所述选择的频谱补偿曲线对环境声音信号、、通话声音信号、收音机声音信号、多媒体声音信号、铃声信号或游戏声音信号进行频谱补偿。

根据本申请的第三方面，本申请保护了一种助听手机，包括以上所述的手机的助听功能实现装置，还包括麦克风和助听耳机。

一种实施方式中，还包括与所述手机基带芯片信号连接的数字助听器芯片，用于对麦克风拾取的环境声音信号进行数字音频处理后，通过PCM数字接口输入所述发送支路。。

一种实施方式中，还包括立体声功放，用于将所述声音输出接口输出的环境声音信号、通话声音信号、收音机声音信号、多媒体声音信号、铃声信号或游戏声音信号进行立体声处理后，向所述助听耳机输出。

本申请的有益效果是：本申请利用手机基带芯片的音频处理部分所具有的强大的数字处理能力，实现了手机助听功能，该助听手机不仅便于携带、使用方便、价格低廉，而且对声音信号进行放大控制、噪音抑制、数字滤波、增益控制等预处理和音频处理后，使声音信号噪音较小、失真率低，达到了高品质的助听效果，适用于听力衰退的老年人等各类听力障碍人士。

除针对环境声音信号的助听功能以外，本申请还能够针对通话声音信号、收音机声音信号、多媒体声音信号、铃声信号、游戏声音信号等同样实现高品质的助听效果。

本申请助听手机还可将手机基带芯片和数字助听芯片相结合，对声音信号进行进一步的数字音频处理，增强助听效果，以适应听力严重受损的听力障碍人士的助听要求。

附图说明

图1为一种现有的数字助听芯片框图；

图2为本申请一种实施例的手机基带芯片中音频处理部分的结构图；

图3为本申请一种实施例的手机基带芯片处理环境声音信号的原理图；

图4为本申请一种实施例的助听手机的结构框图；

图5为本申请一种实施例的助听手机实现FM声音信号、MP3声音信号和铃声信号的原理图；

图6为本申请另一种实施例的助听手机的结构框图；

图7为一种听力频谱响应曲线图；

图8为本申请一种补偿低频环境声音信号的听力频谱响应曲线图；

图9为本申请一种补偿高频环境声音信号的听力频谱响应曲线图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

在本申请实施例中，利用手机基带芯片强大的数字信号处理功能对麦克风拾取的环境声音信号进行音频处理后通过助听耳机进行输出，从而在手机上实现了高品质的助听效果。

第一实施例：

请参考图2，本实施例的助听手机包括手机基带芯片、麦克风和助听耳机等组成部分。其中，助听耳机可为普通的有线耳机，也可为蓝牙耳机，手机基带芯片作为手机的助听功能实现装置，主要包括助听功能开启模块和音频处理部分。

助听手机上可设置一助听按键，或者在用户界面上设置一助听选项，当用户按下助听按键或者选择助听选项时，助听手机即可向助听功能开启模块传输接收助听功能开启指令，通知其根据助听功能开启指令开启以下至少一种功能开始进行手机助听：麦克风的声音拾取功能、助听耳机的输出功能、手机基带芯片中侧音支路的助听功能。在不同的应用模式下助听功能开启指令不同，助听功能开启模块开启的功能也不同，例如第一种模式：助听手机在待机状态下，当助听功能开启模块接收到助听功能开启指令时，立即打开麦克风的声音拾取功能、助听耳机的输出功能、手机基带芯片中侧音支路的助听功能；第二种模式：助听手机在通讯下，当助听功能开启模块接收到助听功能开启指令时，立即打开助听耳机的输出功能；第三种模式：当助听手机在听取收音机、听取手机铃声、播放多媒体、玩游戏、通过试听单音发声器选择频谱补偿曲线的状态下，助听功能开启模块接收到助听功能开启指令时，只需打开助听耳机的输出功能。开启侧音支路的助听功能的具体方法为：利用侧音支路控制模块改变侧音控制寄存器的音频控制参数，减少侧音支路中声音信号的衰减、提高增益，从而增大侧音支路的音量。

音频处理部分主要包括发送支路、侧音支路、接收支路和声音输出接口。其中，发送支路主要用于接收麦克风拾取的环境声音信号，并对其进行放大、滤波、A/D转换等形式的预处理；侧音支路设置在数字音频单元中，用于将发送支路预处理后的环境声音信号返回接收支路；接收支路用于对侧音支路返回的环境声音信号进行D/A转换、滤波等形式的音频处理；声音输出接口用于对音频处理后的环境声音信号向助听耳机输出。通常情况下，手机基带芯片的数字音频单元用于将发送支路预处理的上行声音信号调制至高频信号后发送至基站，并用于将来自基站的下行声音信号调制至低频信号后传输至接收回路，侧音回路用于将发送支路预处理的上行声音信号以较小的音量返回接收回路并通过手机听筒输出，以便用户在通话过程中能够听到自己的声音而确保通话正常。本申请正是利用这一特性，将发送支路预处理的环境声音信号不予调制，也无需发送至基站，而是直接通过侧音支路返回接收支路，由于侧音支路的音量已经调大，能够将发送支路预处理的环境声音信号以较大的音量返回接收回路进行音频处理，最后通过助听听筒输出。

手机基带芯片的数字处理部分可在发送支路和接收支路中对环境声音信号进行多种形式的预处理或音频处理以提高音效，例如如图3所示，发送支路中的预处理可包括A/D转换、放大、噪音抑制、数字滤波、增益控制中的一种或多种，接收支路中的音频处理可包括噪音抑制、增益控制、放大、回音压缩、回音抑制和D/A转换中的一种或多种。

如图4所示，根据助听耳机的不同类型，声音输出接口的信号输出方式具有两种，当助听耳机为普通的有线耳机时，声音输出接口将接收支路中D/A转换后的模拟信号，并分左右声道输入有线耳机；当助听耳机为蓝牙耳机时，声音输出接口包括PCM接口，用于将接收支路中未经D/A转换的数字信号通过蓝牙模块的蓝牙RF芯片发射至蓝牙耳机中。为了增强声音信号的立体声效果，助听手机还可包括立体声功放，其连接在手机基带芯片与助听耳机之间，用于将声音输出接口输出的环境声音信号分为左右声道分别进行立体声处理，然后向助听耳机输出。

本申请一种实施例的助听手机的助听功能实现过程包括以下步骤：

步骤A：助听手机在待机状态下，手机基带芯片的助听功能开启模块接收助听功能开启指令后，根据助听功能开启指令开启麦克风的声音拾取功能、助听耳机的声音输出功能、手机基带芯片中侧音支路的助听功能；

步骤B：手机基带芯片将麦克风拾取的环境声音信号输入发送支路进行预处理；

步骤C：将预处理后的环境声音信号通过侧音支路返回手机基带芯片的接收支路；

步骤D：对接收支路中的环境声音信号进行音频处理；

步骤E:利用声音输出接口，将音频处理后的环境声音信号向助听耳机输出。

实施例二：

本实施例中的助听手机利用手机基带芯片，实现了通话声音信号、收音机声音信号、多媒体声音信号、铃声信号、游戏声音信号的助听功能。

如图5所示，目前大多数手机的收音机功能和多媒体播放功能都集成在手机基带芯片中，手机基带芯片的音频处理部分能够对收音机声音信号（包括FM声音信号和AM声音信号）、多媒体声音信号（包括播放MP3等音乐格式的声音信号、以及播放视频时的声音信号）、铃声信号、游戏声音信号等进行音频处理，音频处理的方式包括放大、数字滤波和D/A转换等，其中数字滤波的过程通过滤波支路中的FIR(finate impulse response有限冲击响应)数字滤波器和/或IIR（Infinite Impulse Response：无限脉冲响应）数字滤波器实现。当用户通过助听手机听取收音机、听取手机铃声、播放多媒体、玩游戏的过程中，如果按下助听按键或者选择助听选项时，助听功能开启模块就会接收到助听功能开启指令，于是打开助听耳机的输出功能，使手机基带芯片的声音输出接口将音频处理后的音机声音信号、多媒体声音信号、铃声信号或游戏声音信号分为左右声道分别在立体声功放中进行立体声处理，最后通过助听耳机输出，使听力障碍人士能够享受到高品质的立体声助听效果。

本实施方式的助听手机还能够在通讯状态下，对来自基站的下行通话声音信号通过声音输出接口向助听耳机输出，提高听力障碍人士的通讯质量。具体地，用户通过助听手机通讯时，如果按下助听按键或者选择助听选项时，助听功能开启模块就会接收到助听功能开启指令，于是打开助听耳机的输出功能，来自基站的下行通话声音信号在手机基带芯片的接收支路上进行音频处理后，通过声音输出接口向助听耳机输出。

类似于实施例一，本实施方式的助听手机可为蓝牙耳机或普通的有线耳机。

实施例三：

如图6所示，本实施例的助听手机将专业的数字助听芯片与手机基带芯片相结合，对声音信号进行进一步的数字音频处理，以增强助听效果，适应听力严重受损的听力障碍人士的助听要求。

本实施例的数字助听芯片与手机基带芯片信号连接，具体地，数字助听芯片连接在麦克风与手机基带芯片之间，用于对麦克风拾取的环境声音信号进行A/D转换、放大、多通道滤波、回音抑制、增益控制等多种方式的数字音频处理后，输入手机基带芯片的发送支路进行预处理。数字助听芯片的PCM数字音频接口通过四条PCM线路接入手机基带芯片，用于输出环境声音信号，数字助听芯片的多个音频控制接口通过I2C线接入手机基带芯片，用于接收手机基带芯片的音频控制命令，这些音频控制接口包括音量增大控制接口、音量减小控制接口、聆听程序切换控制接口等，例如用户在使用过程中，如果需要增加助听音量，则需要通过助听手机上的音量增大按钮向手机基带芯片输入音量增大指令，手机基带芯片通过I2C线将该音量增大指令传输给数字助听芯片，使其通过改变相应的寄存器的音频参数调大助听音量。

对于自带助听麦克风的数字助听芯片，本实施例将该助听麦克风作为以上各实施例中拾取环境声音信号的麦克风，当手机基带芯片的助听功能开启模块接收助听功能开启指令后，根据助听功能开启指令开启该助听麦克风的助听功能使其能够拾取环境声音信号。

当通常情况下，专业的数字助听芯片在电压、功耗、电路排布和体积方面具有很高要求，因此价格昂贵，在本实施例中，由于数字助听芯片与手机基带芯片都对声音信号进行音频处理，因此降低了对于数字助听芯片在音频处理方面的要求，同时降低了其成本，使助听手机的价格也相对低廉。

实施例四：

本实施例的助听手机在以上各实施例的基础上实现了进一步的功能扩展。

通常情况下，每个手机基带芯片的音频处理部分的FIR数字滤波器和/或IIR数字滤波器都对应着确定的听力频谱补偿曲线，用于在数字滤波处理时对原始声音信号进行滤波处理使其满足一定的国际或者国家标准，如图7所示，线条A为未经滤波处理的原始声音信号频谱响音曲线，信号B为采用听力频谱曲线进行滤波处理后的声音信号频谱响音曲线。

然而，听力障碍人士的听力通常在一定的声音频域存在缺失，而且每个人缺失的频域具有一定差异，普通手机的听力频谱补偿曲线有时难以满足他们的需求，因此本实施例的助听手机中，接收支路或者滤波支路上的FIR数字滤波器和/或IIR数字滤波器预先设置多条频谱补偿曲线，听力障碍认识可通过测试本人缺失的声音频域，通过补偿选择指令在助听手机中选择合适的频谱补偿曲线，手机基带芯片接收补偿选择指令后，根据该指令在接收支路或者滤波支路上的数字FIR数字滤波器和/或IIR数字滤波器中选择一条频谱补偿曲线，助听过程中，这些FIR数字滤波器和/或IIR数字滤波器即可按照选择的频谱补偿曲线，对环境声音信号、通话声音信号、收音机声音信号、多媒体声音信号、铃声信号或游戏声音信号进行频谱补偿，从而进一步提高助听效果。例如，手机基带芯片对接收支路中的环境声音信号进行音频处理的一种实施例中，如图8所示，线条C为未经滤波处理的原始声音信号频谱响音曲线，其在低频频域具有信号缺失，信号B为采用听力频谱曲线进行滤波处理后的声音信号频谱响音曲线，对低频频域的信号进行了补偿；如图9所示，线条E为未经滤波处理的原始声音信号频谱响音曲线，其在高频频域具有信号缺失，信号B为采用听力频谱曲线进行滤波处理后的声音信号频谱响音曲线，对高频频域的信号进行了补偿。

请参考图5，一种测试和选择频谱补偿曲线的具体方法为：手机基带芯片的音频处理部分具有单音发声器，助听手机的人机界面提供频谱补偿曲线的测试和选择界面，该测试和选择界面中显示多条FIR数字滤波器和/或IIR数字滤波器预设的频谱响应曲线，当用户挑选测试某一条频谱补偿曲线，手机基带芯片向单音发声器发送测试指令，单音发声器开始发出包含各种频率的单音信号，FIR数字滤波器和/或IIR数字滤波器利用用户挑选的频谱补偿曲线对单音信号进行频谱补偿，用户听到频谱补偿后的曲线后确定是否需要选择该频谱补偿曲线，经多次测试后，用户即可选择一条适合自己的频谱补偿曲线图。

本实施例的助听手机使用户能够灵活选择适合自己的频谱补偿曲线对助听的各类声音信号进行数字滤波处理，进一步改善助听性能，因此能够满足各类听力障碍人士的使用需求。

本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关硬件完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘或光盘等。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (6)

1.一种手机的助听功能实现方法,其特征在于，包括以下步骤：

手机在待机状态下，手机基带芯片接收助听功能开启指令后，根据所述助听功能开启指令开启以下至少一种功能：麦克风的声音拾取功能、助听耳机的输出功能、手机基带芯片中侧音支路的助听功能；

将麦克风拾取的环境声音信号输入手机基带芯片的发送支路，并在所述发送支路中对环境声音信号进行预处理；所述预处理包括A/D转换、放大、噪音抑制、数字滤波、增益控制中的一种或多种；

将预处理后的环境声音信号通过所述侧音支路返回手机基带芯片的接收支路；

对所述接收支路中的环境声音信号进行音频处理；

将音频处理后的环境声音信号向所述助听耳机输出；

通过改变侧音控制寄存器的音频控制参数，增大所述侧音支路的音量；

对所述接收支路中的环境声音信号进行音频处理的过程中，所述接收支路中的FIR数字滤波器和/或IIR数字滤波器按照选择的频谱补偿曲线，对环境声音信号进行频谱补偿；

选择所述频谱补偿曲线的具体方法为：所述FIR数字滤波器和/或IIR数字滤波器预先设置多条频谱补偿曲线，所述手机基带芯片接收补偿选择指令后，根据所述补偿选择指令在FIR数字滤波器和/或IIR数字滤波器中选择一条频谱补偿曲线。

2.一种手机的助听功能实现装置,其特征在于，包括手机基带芯片，所述手机基带芯片包括：

助听功能开启模块：手机在待机状态下，用于接收助听功能开启指令，并根据所述助听功能开启指令开启以下至少一种功能：麦克风的声音拾取功能、助听耳机的输出功能、手机基带芯片中侧音支路的助听功能；

发送支路：用于接收麦克风拾取的环境声音信号，并对其进行预处理；

侧音支路：用于将所述发送支路预处理后的环境声音信号返回接收支路；

接收支路：用于对所述侧音支路返回的环境声音信号进行音频处理；

声音输出接口：用于对音频处理后的环境声音信号向所述助听耳机输出；

所述助听功能开启模块包括侧音支路控制模块，用于通过改变侧音控制寄存器的音频控制参数，增大所述侧音支路的音量；

还包括频谱补偿模块，所述接收支路或滤波支路中的FIR数字滤波器和/或IIR数字滤波器预先设置多条频谱补偿曲线，所述频谱补偿模块用于接收补偿选择指令，并根据所述补偿选择指令在所述FIR数字滤波器和/或IIR数字滤波器中选择一条频谱补偿曲线；

所述FIR数字滤波器和/或IIR数字滤波器用于按照所述选择的频谱补偿曲线对环境声音信号、通话声音信号、收音机声音信号、多媒体声音信号、铃声信号或游戏声音信号进行频谱补偿。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述手机基带芯片还包括滤波支路，用于对通话声音信号、收音机声音信号、多媒体声音信号、铃声信号或游戏声音信号进行数字滤波；所述声音输出接口还用于将数字滤波后的通话声音信号、收音机声音信号、多媒体声音信号、铃声信号或游戏声音信号向所述助听耳机输出。

4.一种助听手机，其特征在于，包括权利要求2或3所述的手机的助听功能实现装置，还包括麦克风和助听耳机。

5.如权利要求4所述的手机，其特征在于，还包括与所述手机基带芯片信号连接的数字助听器芯片，用于对所述麦克风拾取的环境声音信号进行数字音频处理后，通过PCM数字接口输入所述发送支路。

6.如权利要求4所述的手机，其特征在于，还包括立体声功放，用于将所述声音输出接口输出的环境声音信号、通话声音信号、收音机声音信号、多媒体声音信号、铃声信号或游戏声音信号进行立体声处理后，向所述助听耳机输出。