CN105323666B

CN105323666B - 一种外耳声音信号传递函数的计算方法及应用

Info

Publication number: CN105323666B
Application number: CN201410331064.XA
Authority: CN
Inventors: 邓惠群; 杨军
Original assignee: Institute of Acoustics CAS
Current assignee: Institute of Acoustics CAS
Priority date: 2014-07-11
Filing date: 2014-07-11
Publication date: 2018-05-22
Anticipated expiration: 2034-07-11
Also published as: CN105323666A

Abstract

本发明涉及一种外耳声音信号传递函数的计算方法，包括：计算人体外耳壳的反射系数；将人体的外耳道模拟为具有一定长度和截面函数的多个声管的组合，并计算各个声管边界处的反射系数；计算人体鼓膜处的反射系数；由人体外耳壳的反射系数、各个模拟声管边界处的反射系数以及人体鼓膜处的反射系数，得到听音者耳道口等效体积速度源至鼓膜处体积速度之间的传递函数；根据鼓膜阻抗和耳壳的辐射阻抗，以及听音者耳道口等效体积速度源至鼓膜处体积速度之间的传递函数，推导封闭的耳道口的声压信号与听音者鼓膜在原声场接收的声压信号之间的传递函数。

Description

一种外耳声音信号传递函数的计算方法及应用

技术领域

本发明涉及声学领域，特别涉及一种外耳声音信号传递函数的计算方法及应用。

背景技术

长期以来，录制和重放听音者鼓膜在原声场的声压信号一直是人们理想中得到原声场身历其境听觉效果的方法。然而，直接将传声器放置于真人鼓膜处录制声压信号是极其危险困难的。另外，人的头和耳的形状、尺寸因人而异，统一的录音及重放系统不能使不同人获得各自特有的原声场鼓膜接收的信号。

本领域技术人员试图采用标准仿真头来代替真人头和耳道以便得到鼓膜处的录音，该技术的缺点是其仿真头形状与众多个体人头之间存在差异，并且仿真头的外耳声学特性模拟范围限于10000Hz以下，如参考文献1“IEC 60318-4,Electroacoustics–Simulators of human head and ear–Part 4:Occluded-ear simulator for themeasurement of earphones coupled to the ear by means of ear inserts,(2010)”所示。因此现有技术不能真实地在整个音频范围(20-20000Hz)拾取人耳鼓膜在原声场接收的声信号。因此一套能够安全方便地获取接近真实鼓膜声音的信号并且忠实重放的方法具有极其重要的实用意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中不能真实地在整个音频范围拾取人耳鼓膜在原声场接收的声信号的缺陷，从而提供一种能够安全方便地获取接近真实鼓膜声音的信号并且忠实重放的方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种外耳声音信号传递函数的计算方法，用于对听音者耳道口封闭时，听音者耳道口的声压信号与听音者鼓膜在原声场接收的声压信号之间的传递关系进行计算；该方法包括：

步骤101)、计算人体外耳壳的反射系数；

步骤102)、将人体的外耳道模拟为具有一定长度和截面函数的多个声管的组合，并计算各个声管边界处的反射系数；

步骤103)、计算人体鼓膜处的反射系数；

步骤104)、由步骤101)得到的人体外耳壳的反射系数、步骤102)得到的各个模拟声管边界处的反射系数以及步骤103)得到的人体鼓膜处的反射系数，得到听音者耳道口等效体积速度源至鼓膜处体积速度之间的传递函数；

步骤105)、根据鼓膜阻抗和耳壳的辐射阻抗，以及步骤104)所得到的听音者耳道口等效体积速度源至鼓膜处体积速度之间的传递函数，推导封闭的耳道口的声压信号P₀与听音者鼓膜在原声场接收的声压信号P_ed之间的传递函数。

上述技术方案中，在步骤101)中，所述人体外耳壳的反射系数与人体外耳壳的辐射阻抗Z₀、耳道口处耳道的截面积S₁有关，其表达式如下：

其中，ρc为声阻抗率。

上述技术方案中，所述人体外耳壳的反射系数模拟为IIR滤波器，其一阶特例为：

其中，μ、α和β为待定滤波器的系数，z表示Z变换的频率。

上述技术方案中，在步骤102)中，所述的将人体的外耳道模拟为具有一定长度和截面函数的多个声管的组合包括：将所要模拟的人体外耳道模拟为M段串联的等长变截面声管；其中，M的值为2F_sL/c，Fs表示离散时间系统的采样率，L为因人而异的耳道长度，c为声速。

上述技术方案中，在步骤102)中，计算各个声管边界处的反射系数包括：

其中S_m为第m段管的截面积，S_m+1为第m+1段管的截面积，r_m为第m段声管与第m+1段声管间界面的反射系数。

上述技术方案中，在步骤103)中，所述人体鼓膜处的反射系数的物理表达式如下：

其中，Z_ed为随频率而变的鼓膜声阻抗。

上述技术方案中，在步骤104)中，所述听音者耳道口等效体积速度源至鼓膜处体积速度之间的传递函数被模拟为一数字滤波器，该数字滤波器传递函数的表达式如下：

其中，U₀为听音者耳道口等效体积速度源，U_ed为听音者鼓膜处体积速度，r₀(z)表示人体外耳壳的反射系数的数字滤波器模型，r_ed(z)表示人体鼓膜处的反射系数的数字滤波器模型，r_m表示各个声管边界处的反射系数，M为声管的段数。

上述技术方案中，所述步骤105)包括：

听音者鼓膜在原声场接收的声压信号P_ed与听音者鼓膜处体积速度U_ed之间存在如下关系：

U_ed＝P_ed/Z_ed

封闭的耳道口声压信号P₀与耳道口等效体积速度源U₀之间存在如下关系：

U₀＝P₀/Z₀

由听音者耳道口等效体积速度源U₀至鼓膜处体积速度U_ed之间的传递函数、听音者鼓膜在原声场接收的声压信号P_ed与听音者鼓膜处体积速度U_ed之间的关系、封闭的耳道口声压信号P₀与耳道口等效体积速度源U₀之间的关系，得到听音者鼓膜在原声场接收的声压信号P_ed与封闭的耳道口声压信号P₀间的传递函数：

本发明还提供了一种用于获取听音者鼓膜在原声场接收的声压信号的方法，包括：

步骤a)、对听音者耳道口加以封闭，检测听音者封闭耳道口的声压信号；

步骤b)、根据听音者封闭耳道口的声压信号，以及外耳声音信号传递函数的计算方法所得到的传递函数，得到听音者鼓膜在原声场接收的声压信号。

本发明又提供了一种外耳声音信号传递函数的计算方法，用于对听音者佩戴耳机时，听音者所佩戴耳机的输入电信号与耳机放音时听音者鼓膜在原声场接收的声压信号之间的传递关系进行计算；该方法包括：

步骤201)、计算耳机对耳道的反射系数；

步骤202)、将人体的外耳道模拟为具有一定长度和截面函数的多个声管的组合，并计算各个声管边界处的反射系数；

步骤203)、计算人体鼓膜处的反射系数；

步骤204)、测量耳机输入电信号至封闭外耳道口声压的传递函数；

步骤205)、计算耳机对耳道的输入阻抗；

步骤206)、由步骤201)得到的耳机对耳道的反射系数、步骤202)得到的各个模拟声管边界处的反射系数以及步骤203)得到的人体鼓膜处的反射系数，步骤204)得到的耳机输入电信号至封闭外耳道口声压的传递函数，步骤205)得到的耳机对耳道的输入阻抗，得到耳机输入电信号与听音者鼓膜在原声场接收的声压信号之间的传递函数。

上述技术方案中，在步骤201)中，耳机对耳道的反射系数r_ph与耳机结构形状及外耳大小有关，其大小通过测量得到。

上述技术方案中，在步骤204)中，所述耳机输入电信号至封闭外耳道口声压的传递函数G的表达式如下：

其中，P₀₁为封闭外耳道口声压，V表示耳机输入信号。

上述技术方案中，在步骤205)中，耳机对耳道的输入阻抗用Z₀₁表示，其通过耳机对耳道的反射系数r_ph计算得到：

其中，S₁为耳道口处声管的截面积，ρc为空气的特性声阻抗。

上述技术方案中，在步骤206)中，听音者鼓膜在原声场接收的声压信号P_ed1与耳机输入电信号V之间的传递函数的表达式如下：

该传递函数被模拟为数字滤波器，所述数字滤波器的表达式如下：

其中，Z_ed(z)为鼓膜声阻抗的Z变换，r_ph(z)为耳机对耳道的反射系数的数字滤波器模型，Z₀₁为耳机对耳道的输入阻抗的Z变换，r_m为各个声管边界处的反射系数，r_ed(z)表示人体鼓膜处的反射系数的Z变换，G(z)为耳机输入电信号至封闭外耳道口声压的传递函数的Z变换。

步骤A)、听音者佩戴耳机，检测听音者所佩戴耳机的输入电信号；

步骤B)、根据听音者所佩戴耳机的输入电信号，以及外耳声音信号传递函数的计算方法所得到的传递函数，得到听音者鼓膜在原声场接收的声压信号。

本发明又提供了一种用耳机重放原声场鼓膜声音信号的方法，包括：

步骤301)、对听音者耳道口加以封闭，根据检测得到的听音者耳道口的声压信号，结合所述的外耳声音信号传递函数的计算方法，得到听音者鼓膜在原声场接收的声压信号P_ed；

步骤302)、采用所述的外耳声音信号传递函数的计算方法，计算听音者的耳机输入电信号至听音者鼓膜在原声场接收的声压信号间的传递函数；

步骤303)、计算耳机输入电信号至听音者鼓膜在原声场接收的声压信号间的传递函数的补偿函数；

步骤304)、将步骤301)得到的声压信号通过步骤303)得到的补偿函数加以滤波；

步骤305)、将步骤304)得到的滤波后的信号用所补偿的耳机对该听音者重放。

上述技术方案中，在步骤303)中，所述传递函数的补偿函数通过对耳机输入电信号至听音者鼓膜在原声场接收的声压信号的传递函数求逆函数得到。

本发明的优点在于：

本发明用简单的数字滤波器实现了现有声学硬件组成的外耳模拟器所难以实现的因人而异的宽频带的外耳声音传递函数.利用此发明,可以不直接在鼓膜处录音，而是通过在耳道口的录音和所模拟的外耳声音传递函数推算出不同听音者原声场鼓膜声音信号。此外，本发明提供了一个模拟耳机至鼓膜的传递函数方法，从而使对耳机进行因人而异的补偿而忠实重放鼓膜声音信号成为可能。此发明可以用于双耳声信号的拾取、合成、重放，以及耳机重放系统分析。

附图说明

图1为听音者鼓膜处所能接收到的声场的声压信号的示意图；

图2为本发明方法的一个应用场景的示意图；

图3为听音者鼓膜在原声场接收的声压信号P_ed与外耳道口等效声压源P₀及等效体积速度源U₀的关系示意图；

图4为模拟人体外耳道的示意图；

图5为听音者耳道口等效体积速度源U₀与听音者鼓膜处所能接收到的体积速度U_ed信号之间的传递函数的数字滤波器模型的示意图；

图6为封闭耳道口声压P₀与耳道口等效体积速度源U₀之间的对应关系图；

图7为本发明方法的另一个应用场景的示意图；

图8为本发明方法的又一个应用场景的示意图。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步的描述。

为了便于理解，在对本发明的方法做详细说明前首先对本发明中所涉及的传递函数这一概念做详细描述。

如图1所示，听音者鼓膜在原声场接收的声压信号(该声压信号在本申请中记为P_ed)是人们一直希望得到的理想信号，正如背景技术中提到的，将传声器放置于真人鼓膜处十分危险且不便。在图2示的一个场景中，在一个听音者(可以是真人，也可以是仿真人头)的耳道处，采用耳塞或密封材料封闭耳道口，并在耳道口安装一微型传声器，如麦克风。由这一传声器可以得到听音者耳道口所能接收到的声场的声压信号P₀。与在听音者鼓膜处放置传声器相比，在耳道口安装传声器方便易行，且没有危险，因此能够较为容易地得到听音者耳道口所能接收到的声场的声压信号P₀。本申请人认为：听音者耳道口所能接收到的声场的声压信号P₀与听音者鼓膜在原声场接收的声压信号P_ed之间存在着一定的系统传递关系，在图3中对这一传递关系做了描述。这一传递关系采用本发明所述的传递函数来表示。换句话说，听音者耳道口所能接收到的声场的声压信号P₀经传递函数转换后，转变成为听音者鼓膜在原声场接收的声压信号P_ed。因此，若能实现对传递函数的模拟，再结合较易得到的听音者耳道口所能接收到的声场的声压信号P₀，就可以计算出听音者鼓膜在原声场接收的声压信号P_ed。

下面结合附图，对所述传递函数的生成方法做详细说明。

步骤101)、计算人体外耳壳的反射系数；

步骤103)、计算人体鼓膜处的反射系数；

步骤105)、根据鼓膜阻抗和耳壳的辐射阻抗，以及步骤104)所得到的体积速度的传递函数，推导耳道口的声压信号P₀与听音者鼓膜在原声场接收的声压信号P_ed之间的传递函数。

下面对本发明方法中的各个步骤做进一步的陈述。

在步骤101)中，人体外耳壳的反射系数与人体外耳壳的辐射阻抗Z₀、耳道口处耳道的截面积S₁有关，其表达式如下：

其中，ρc为声阻抗率，z表示Z变换的频率。

由于在离散时间系统中，反射系数的频响特性可以用数字滤波器代表并与实际测量结果接近。在本实施例中，所述人体外耳壳的反射系数模拟为如下一阶IIR滤波器：

其中，μ，α和β为待定滤波器的系数。

在步骤102)中，人体外耳道的截面形状大小因人而异，在模拟外耳道时，采用图4所示的M段串联的等长变截面声管进行模拟。这些串联的声管中，将位于耳道口的声管作为第一段声管，将最靠近鼓膜的声管作为第M段声管，即越靠近鼓膜，声管的编号越大。M的值为2F_sL/c，Fs表示离散时间系统的采样率，L为因人而异的耳道长度，c为声速。在该图中，U⁺为入射方向的体积速度，U^-为反射方向的体积速度；U_m ⁺和U_m ⁺分别为第m段声管起点处入射方向的体积速度和反射方向的体积速度；U₀为耳道口处的等效声源的体积速度；Ued为鼓膜处的体积速度；S_m为第m段管的截面积。

在每段声管的边界存在着反射声和入射声，模仿外耳道的声管的反射系数由截面积比决定：

在步骤103)中，所述人体鼓膜处的反射系数的物理表达式如下：

其中，Z_ed为随频率而变的鼓膜声阻抗。

作为一种优选实现方式，在本实施例中，人体鼓膜处的反射系数模拟为一数字滤波器。

在步骤104)中，所述听音者耳道口等效体积速度源U₀与听音者鼓膜处所能接收到的体积速度U_ed信号之间的传递函数由声波在各个声管内的传播时间、各个声管边界处的反射系数、鼓膜反射系数、耳道口反射系数、鼓膜声阻抗Z_ed、耳壳辐射阻抗Z₀决定；在离散时间系统，该传递函数可被模拟为一数字滤波器，该数字滤波器如图5所示，其表达式如下：

在步骤105)中,听音者鼓膜在原声场接收的声压信号P_ed与鼓膜处所能接收到的体积速度U_ed之间存在如图3所示的关系，这一关系的数学表达式如下：

U_ed＝P_ed/Z_ed

在步骤105)中,封闭耳道口声压P₀与耳道口等效体积速度源U₀之间存在如图6所示的关系，这一关系的数学表达式如下：

U₀＝P₀/Z₀

在步骤105)中,听音者鼓膜在原声场接收的声压信号P_ed与耳道口声压P₀可由以上三个式推导得到：

通过上述步骤可得到听音者耳道口所能接收到的声场的声压信号P₀与听音者鼓膜在原声场接收的声压信号P_ed之间的传递函数，利用这一传递函数以及较易得到的听音者耳道口所能接收到的声场的声压信号P₀(该声压信号应保证是在听音者封闭的耳道口测得的)，可得到难以测量的听音者鼓膜在原声场接收的声压信号P_ed。

需要说明的是，从上述步骤的描述中可以看到，所述传递函数的生成与声波在各个声管内的传播时间、各个声管边界处的反射系数、鼓膜反射系数、耳道口反射系数、鼓膜声阻抗Z_ed、耳壳辐射阻抗Z₀等多个因素有关。由于各人的外耳道的形状、长度等存在差异，因此，每个人所对应的传递函数也会有一定的不同。换句话说，某一听音者的传递函数与该听音者最为合适，若将听音者甲的传递函数应用到听音者乙，将会影响听音者乙鼓膜处所能接收到的声场的声压信号的效果。

本发明的方法并不局限于图1所示的场景，在另一个场景中，如图7示，听音者佩戴有耳机，耳机所输入的电信号V是易于测得的，若要得到耳机放音时听音者鼓膜在原声场接收的声压信号P_ed1，也需要得到能够反映耳机电信号与鼓膜处声压信号之间传递关系的传递函数。该传递函数的生成方法包括：

步骤201)、计算耳机对耳道的反射系数r_ph；

步骤202)、将人体的外耳道模拟为具有一定长度和截面函数的多个声管的组合，并计算各个声管边界处的反射系数r_m；

步骤203)、计算人体鼓膜处的反射系数r_ed；

步骤205)、计算耳机对耳道的输入阻抗Z₀₁；

步骤206)、由步骤201)得到的耳机对耳道的反射系数、步骤202)得到的各个模拟声管边界处的反射系数以及步骤203)得到的人体鼓膜处的反射系数，步骤204)得到的耳机输入电信号至封闭外耳道口声压的传递函数，步骤205)得到的耳机对耳道的输入阻抗，得到耳机电信号与听音者鼓膜在原声场接收的声压信号之间的传递函数。

下面对各个步骤做进一步的陈述。

在步骤201)中，所述耳机对耳道的反射系数r_ph与耳机结构形状及外耳大小有关，其反射特性可以通过测量得到。从对耳机对耳道的反射系数的描述可以看出，耳机对耳道的反射系数与耳机本身有着密切的联系，一个耳机有着特定的反射系数。作为一种优选实现方式，耳机对耳道的反射系数模拟为一数字滤波器r_ph(z)，并与实际测量结果接近。

步骤202)、步骤203)的实现与之前步骤102)、步骤103)相同，因此不在此处重复。

在步骤204)中，所述耳机输入电信号V和封闭外耳道口声压P₀₁如图8所示，所述耳机输入电信号至封闭外耳道口声压的传递函数为：

G的频率响应特性可通过实验测量得到。G可因耳机而异，因耳壳形状而异。入耳道的耳塞类耳机的传输特性G不受耳壳影响。在离散时间系统，G可以用数字滤波器G(z)模拟所得的实验测量结果。

在步骤205)中，所述耳机对耳道的输入阻抗Z₀₁可通过所测量的耳机对耳道的反射系数r_ph计算得到：

其中，S₁为耳道口处声管的截面积，ρc为空气的特性声阻抗。本实施将Z₀₁模拟为一个数字滤波器Z₀₁(z),其频率响应特性与实际测量结果相符。

在步骤206)中，所述听音者鼓膜在原声场接收的声压信号P_ed1与耳机输入电信号V之间的传递函数定义为：

该传递函数可模拟为数字滤波器，所述数字滤波器的表达式如下：

其中，r_ph(z)为耳机对耳道的反射系数的数字滤波器模型。

在图8所示的另一个场景中，听音者希望鼓膜处所能听到的声音信号与声音发生现场(如音乐会现场)的声音信号越接近越好，这样会有身临其境的感觉。采用高等级的声音采集设备能够尽可能地采集声音发生现场的声音信号，并将所采集的声音信号通过耳机重放。因此，此时耳机重放的声音信号也就是听音者所希望的鼓膜所能接收的声音信号。但这一声音信号在耳道中传播时同样会受到之前所提到的耳机电信号与听音者鼓膜处所能接收到的声场的声压信号之间的传递函数H的影响，为了消除这一影响，需要对所述的传递函数进行补偿。

具体的说，用耳机重放原声场鼓膜声音信号的方法包括下列步骤：

步骤301)、得到听音者鼓膜在原声场接收的声压信号P_ed；

步骤302)、计算听音者特有的耳机输入电信号至听音者鼓膜在原声场接收的声压信号的传递函数；

步骤303)、计算耳机输入电信号至听音者鼓膜在原声场接收的声压信号的传递函数的补偿函数；

下面对各个步骤做进一步的说明。

步骤301)中，所述听音者鼓膜在原声场接收的声压信号P_ed可由当听音者耳道口封闭时，耳道口封闭处的声压信号P₀以及步骤105)计算出的传递函数计算得到。

步骤302)中所描述的耳机输入电信号至听音者鼓膜在原声场接收的声压信号的传递函数的计算方法在之前步骤204)中已经有详细的说明，此处不再重复。

在步骤303)中，所述传递函数的补偿函数可以通过对耳机输入电信号至听音者鼓膜在原声场接收的声压信号的传递函数求逆函数得到。

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

1.一种外耳声音信号传递函数的计算方法，用于对听音者耳道口封闭时，听音者耳道口的声压信号与听音者鼓膜在原声场接收的声压信号之间的传递关系进行计算；该方法包括：

步骤101)、计算人体外耳壳的反射系数；

步骤103)、计算人体鼓膜处的反射系数；

2.根据权利要求1所述的外耳声音信号传递函数的计算方法，其特征在于，在步骤101)中，所述人体外耳壳的反射系数与人体外耳壳的辐射阻抗Z₀、耳道口处耳道的截面积S₁有关，其表达式如下：

其中，ρc为声阻抗率。

3.根据权利要求2所述的外耳声音信号传递函数的计算方法，其特征在于，所述人体外耳壳的反射系数模拟为IIR滤波器，其一阶特例为：

<mrow> <msub> <mi>r</mi> <mn>0</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>z</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mi>&mu;</mi> <mfrac> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <msup> <mi>&beta;z</mi> <mrow> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msup> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <msup> <mi>&alpha;z</mi> <mrow> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msup> <mo>)</mo> </mrow> </mfrac> </mrow>

其中，μ、α和β为待定滤波器的系数，z表示Z变换的频率。

4.根据权利要求1所述的外耳声音信号传递函数的计算方法，其特征在于，在步骤102)中，所述的将人体的外耳道模拟为具有一定长度和截面函数的多个声管的组合包括：将所要模拟的人体外耳道模拟为M段串联的等长变截面声管；其中，M的值为2F_sL/c，F_s表示离散时间系统的采样率，L为因人而异的耳道长度，c为声速。

5.根据权利要求4所述的外耳声音信号传递函数的计算方法，其特征在于，在步骤102)中，计算各个声管边界处的反射系数包括：

6.根据权利要求1所述的外耳声音信号传递函数的计算方法，其特征在于，在步骤103)中，所述人体鼓膜处的反射系数的物理表达式如下：

其中，Z_ed为随频率而变的鼓膜声阻抗。

7.根据权利要求1所述的外耳声音信号传递函数的计算方法，其特征在于，在步骤104)中，所述听音者耳道口等效体积速度源至鼓膜处体积速度之间的传递函数被模拟为一数字滤波器，该数字滤波器传递函数的表达式如下：

8.根据权利要求7所述的外耳声音信号传递函数的计算方法，其特征在于，所述步骤105)包括：

U_ed＝P_ed/Z_ed

U₀＝P₀/Z₀

Z_ed(z)为鼓膜声阻抗，Z₀(z)为耳壳辐射声阻抗。

9.一种用于获取听音者鼓膜在原声场接收的声压信号的方法，包括：

步骤b)、根据听音者封闭耳道口的声压信号，以及权利要求1-8之一所述的外耳声音信号传递函数的计算方法所得到的传递函数，得到听音者鼓膜在原声场接收的声压信号。

10.一种外耳声音信号传递函数的计算方法，用于对听音者佩戴耳机时，听音者所佩戴耳机的输入电信号与耳机放音时听音者鼓膜在原声场接收的声压信号之间的传递关系进行计算；该方法包括：

步骤201)、计算耳机对耳道的反射系数；

步骤203)、计算人体鼓膜处的反射系数；

步骤205)、计算耳机对耳道的输入阻抗；

11.根据权利要求10所述的外耳声音信号传递函数的计算方法，其特征在于，在步骤201)中，耳机对耳道的反射系数r_ph与耳机结构形状及外耳大小有关，其大小通过测量得到。

12.根据权利要求10所述的外耳声音信号传递函数的计算方法，其特征在于，在步骤204)中，所述耳机输入电信号至封闭外耳道口声压的传递函数G的表达式如下：

其中，P₀₁为封闭外耳道口声压，V表示耳机输入信号。

13.根据权利要求10所述的外耳声音信号传递函数的计算方法，其特征在于，在步骤205)中，耳机对耳道的输入阻抗用Z₀₁表示，其通过耳机对耳道的反射系数r_ph计算得到：

14.根据权利要求10所述的外耳声音信号传递函数的计算方法，其特征在于，在步骤206)中，听音者鼓膜在原声场接收的声压信号P_ed1与耳机输入电信号V之间的传递函数的表达式如下：

其中，Z_ed(z)为鼓膜声阻抗的Z变换，r_ph(z)为耳机对耳道的反射系数的数字滤波器模型，Z₀₁(z)为耳机对耳道的输入阻抗的Z变换，r_m为各个声管边界处的反射系数，r_ed(z)表示人体鼓膜处的反射系数的Z变换，G(z)为耳机输入电信号至封闭外耳道口声压的传递函数的Z变换，M为声管的段数。

15.一种用于获取听音者鼓膜在原声场接收的声压信号的方法，包括：

步骤B)、根据听音者所佩戴耳机的输入电信号，以及权利要求10-14之一所述的外耳声音信号传递函数的计算方法所得到的传递函数，得到听音者鼓膜在原声场接收的声压信号。

16.一种用耳机重放原声场鼓膜声音信号的方法，包括：

步骤301)、对听音者耳道口加以封闭，根据检测得到的听音者耳道口的声压信号，结合权利要求1-8之一所述的外耳声音信号传递函数的计算方法，得到听音者鼓膜在原声场接收的声压信号P_ed；

步骤302)、采用权利要求10-14之一所述的外耳声音信号传递函数的计算方法，计算听音者的耳机输入电信号至听音者鼓膜在原声场接收的声压信号间的传递函数；

17.根据权利要求16所述的用耳机重放原声场鼓膜声音信号的方法，其特征在于，在步骤303)中，所述传递函数的补偿函数通过对耳机输入电信号至听音者鼓膜在原声场接收的声压信号的传递函数求逆函数得到。