CN108206979A - 一种多功能骨传导助听系统及其使用方法 - Google Patents
一种多功能骨传导助听系统及其使用方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108206979A CN108206979A CN201711045093.XA CN201711045093A CN108206979A CN 108206979 A CN108206979 A CN 108206979A CN 201711045093 A CN201711045093 A CN 201711045093A CN 108206979 A CN108206979 A CN 108206979A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- hearing aid
- bone conduction
- sound
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 title claims abstract description 87
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 27
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 21
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 13
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 8
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 7
- 241001347978 Major minor Species 0.000 claims description 6
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 6
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 6
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 claims description 3
- 206010048865 Hypoacusis Diseases 0.000 abstract description 22
- 206010011878 Deafness Diseases 0.000 description 11
- 210000003454 tympanic membrane Anatomy 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 3
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 2
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 210000002985 organ of corti Anatomy 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 210000000216 zygoma Anatomy 0.000 description 2
- 241001269238 Data Species 0.000 description 1
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 1
- 210000003477 cochlea Anatomy 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 210000000613 ear canal Anatomy 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 210000001061 forehead Anatomy 0.000 description 1
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 1
- 230000010370 hearing loss Effects 0.000 description 1
- 231100000888 hearing loss Toxicity 0.000 description 1
- 208000016354 hearing loss disease Diseases 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 210000001595 mastoid Anatomy 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
- H04R25/50—Customised settings for obtaining desired overall acoustical characteristics
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R2225/00—Details of deaf aids covered by H04R25/00, not provided for in any of its subgroups
- H04R2225/43—Signal processing in hearing aids to enhance the speech intelligibility
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Neurosurgery (AREA)
- Otolaryngology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
- Telephone Set Structure (AREA)
Abstract
本发明旨在提供一种多功能骨传导助听系统及其使用方法,该系统包括:声音采集和发射模块,以及声音接收与骨传导助听模块。本发明在打电话时是助听的骨传导辅助听力系统、不打电话时是辅助听力障碍者聊天的听力辅助系统,为听力障碍者提供了多功能的辅听系统,构件数量少、使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种多功能骨传导助听系统及其使用方法。
背景技术
助听器是一种帮助听力障碍患者补偿听力损失的小型扩音设备。助听器都包括以下6 个基本组成部分:话筒、放大器、受话器、耳塞、音量控制电路、电源。其中话筒或者麦克风为传声器,接收声音并把声音转换电波形式,即把电声转化为电能。放大器放大电信号,耳机也就是受话器把电信号转换为声信号,耳塞塞入外耳道,以达到收听声音的作用。现在流行的助听器就是一个音频放大器,它的功能是增加声能强度并尽可能不失真的传入耳内。声音的声能不能直接放大,需要先将声信号转换为电信号,放大后再转换为声能。输入装置由传声器(麦克风、话筒)、磁感线圈等部分组成,其作用是将输入的声能转换为电能并传送至放大器,放大器将电信号放大后,再传送至换能器,输出换能器由喇叭或者骨传导振动器组成,其作用是把放大的电信号转换为声能或者动能输出。电源是供给助听器工作能量的重要部分。
骨传导助听器就是换能器为骨传导的振动器的助听器,是将骨传导振动器贴近骨头,使振动能通过头骨传导到耳蜗处,目前一般是采用将骨传导振动器紧密的贴与人头骨左右颧弓相接触的骨传导振动器,这样就能够帮助听力残疾患者听到声音。
但目前的骨传导助听器存在以下问题点:
1.目前移动电话的使用频率非常高,人在工作和日常生活交流中非常依赖移动电话,目前很少有专门针对打电话时使用的辅助听力的产品,造成听力障碍者诸多不便。
2.输入装置(麦克风或者话筒)和换能器(骨传导振动器)因为距离比较近,当功率比较大时会产生强烈的啸叫,目前通过减小音量来解决此问题,造成声音过小,无法满足听力残疾患者的需求。
3.受话器(骨传导振动器)通过骨锚固定在骨头上,需要手术,患者比较痛苦。
4.头戴式的不方便运动,一旦老人跑步就很难固定住,造成无法正常听到声音。
发明内容
为克服上述现有技术的缺陷,本发明实施例提供了一种多功能骨传导助听系统,其在打电话时是助听的骨传导辅助听力系统、不打电话时是辅助听力障碍者聊天的听力辅助系统, 且其不需要通过听力障碍者的耳膜传导声音,不会伤害听力障碍者的耳膜,不会造成二次伤害,其使用方便、构件数量少、生产成本低。
为了达到上述目的,提供一种多功能骨传导助听系统,包括:声音采集和发射模块,以及声音接收与骨传导助听模块;声音采集和发射模块包括接收周围声音并转化为电信号的声音接收装置,以及将电信号发送给所述声音接收与骨传导助听模块的信号发射模块,信号发射模块与声音接收装置电性连接;声音接收与骨传导助听模块包括可选择接收信号发射模块发送的电信号或者移动终端发送的电信号的信号接收模块、将接收的电信号处理并产生振动骨传导给使用者的骨传导助听模块。由此,听力障碍者使用该助听系统,在打电话时是助听的骨传导辅助听力系统、不打电话时是辅助听力障碍者聊天的听力辅助系统,多功能使用。
优选的,声音采集和发射模块、声音接收与骨传导助听模块分离设置。分离式设计,两个模块分别放置在不同位置,两者无线连接,使用时不受其一的影响。
优选的,声音采集和发射模块集成在一可穿戴设备上,声音接收与骨传导助听模块集成在一骨传导耳机上。
优选的,声音接收装置与信号发射模块之间电性连接设置有语音降噪处理模块。
优选的,声音接收装置和语音降噪处理模块具有小体积双麦克风语音采集降噪模组,所述模组包括双麦克风阵列模块,具有主麦克风和副麦克风,实时采集主麦克风和副麦克风噪声源和语音源;功率谱比值模块,对主麦克风和副麦克风实时采集的语音信号和噪声分量功率值进行叠加得到功率值叠加值,计算得到功率谱比值;噪声消除模块,用于根据功率谱比值进行噪声估计、自适应滤波、语音增强、模块输出,对语音进行降噪处理;可变放大器输出模块,具有可变放大器,用于对通过所述的噪声消除模块处理所得的模拟信号进行放大输出。通过该小体积双麦克风语音采集降噪模组,声音接收装置可以有效地将接收到的噪音去除,使听力障碍患者听到的声音更纯净。
优选的,两个麦克风之间的距离为10-20mm之间。
优选的,两个麦克风之间的距离为10-14mm之间。
优选的,麦克风阵列模块实时采集主麦克和副麦克风噪声源和语音源包括:
实时采集主副麦克风语音信号和噪声信号的功率值,使用下述方程:
PM1M1=tr1(TA1+TO1)
PM2M2=tr2(TA2+TO2)
其中,PM1M1是主麦克风的采集功率值,tr1是主麦克风实时采集的时间参数,TA1是主麦克风采集的语音源值,TO1是主麦克风采集的噪声源值。PM2M2是副麦克风的采集功率值,tr2是副麦克风实时采集的时间参数,TA2是副麦克风采集的语音源值,TO2是副麦克风采集的噪声源值;
功率谱比值模块中主麦克风和副麦克风实时采集的语音信号和噪声分量功率值进行叠加,利用主副两个麦克风出孔放置位置和麦克风增益参数来进行计算:
PLeoc1=PM1M1*LM1M1M2M2*KM1M1M2M2
PLeoc2=PM2M2*LM1M1M2M2*KM1M1M2M2
其中,PLeoc1和PLeoc2是主麦克风和副麦克风实时采集的语音信号和噪声分量功率值叠加值,PM1M1是主麦克风的采集功率值,PM2M2是副麦克风的采集功率值,LM1M1M2M2是主麦克风或副麦克风到信号源的距离,KM1M1M2M2是主麦克风或副麦克风的增益;
功率谱比值模块计算得到主麦克风和副麦克风实时采集的语音信号和噪声分量功率叠加值之后,最终计算得到功率谱比值:
其中,ΔS(Z,Y)是主麦克风和副麦克风语音信号和噪声分量功率谱比值,PM1M1是主麦克风的采集功率值,PM2M2是副麦克风的采集功率值,PLeoc1和PLeoc2是主麦克风和副麦克风实时采集的语音信号和噪声分量功率值叠加值;
噪声消除模块采用下述方程对主麦克风和副麦克风进行噪声估计:
其中,GQM1M2是主麦克风和副麦克风的噪声估计,PM1M1是主麦克风的采集功率值,PM2M2是副麦克风的采集功率值,KM1M1M2M2是主麦克风或副麦克风的增益,ΔS(Z,Y)是主麦克风和副麦克风语音信号和噪声信号功率谱比值;
噪声消除模块的自适应滤波降噪,语音增强使用如下方程:
其中,T(WB)是自适应滤波语音增强函数,PM1M1是主麦克风的采集功率值,PM2M2是副麦克风的采集功率值,GQM1M2是主麦克风和副麦克风噪声估计,LM1M1M2M2是主麦克风或副麦克风到信号源的距离,QS是自适应调节系数;
可变放大器输出模块对降噪输出模拟量经过可变放大器放大,使用下述方程:
其中,AV是所述可变放大器放大倍数,RK2是可变电阻,RK1是固定电阻。
优选的,声音接收与骨传导助听模块还包括与信号接收模块电性连接的MIC通话电路模块。
优选的,骨传导助听模块包括骨传导驱动模块与骨传导喇叭模块。
优选的,声音采集和发射模块还包括第一电池模块和第一RF射频天线模块,声音接收装置与信号发射模块还包括第二电池模块、第二RF射频天线模块。
优选的,声音采集和发射模块还包括给第一电池模块充电的第一充电电路模块、与信号发射模块电信连接的第一按键组及第一LED灯显示模块。
优选的,声音接收与骨传导助听模块还包括给第二电池模块充电的第二充电电路模块、与信号接收模块电信连接的第二按键组及第二LED灯显示模块。
优选的,信号发射模块为蓝牙发射模块,信号接收模块为蓝牙接收模块。
本发明还提供了一种多功能骨传导助听系统的使用方法,该方法包括:不打电话时,所述声音接收装置接收周围声音,把声音转换为电波形式,通过所述信号发射模块传递给所述信号接收模块;打电话时,移动终端与所述信号接收模块连接,移动终端发送的电信号传递给所述信号接收模块,通过骨传导助听模块信号处理产生振动骨传导给使用者。
优选的,打电话时,使用者听到声音后,作出回答发出的语音信号通过所述MIC通话电路模块转换为电信号无线回传给移动终端。
优选的,不打电话时,声音转换为电波形式后,所述语音降噪处理模块把周围环境噪音消除。
本发明与现有技术相比的优点为:
1、本发明不需要通过听力障碍者的耳膜传导声音,不会伤害听力障碍者的耳膜,不会造成二次伤害;
2、本发明能够辅助听力障碍者接打电话;
3、本发明可以根据听力障碍患者的需求自行调节声音大小,不需要验配;
4、本发明佩戴更舒适,不易脱落,可运动时可使用。
5、有电话打进来时,本发明会自动切换到声音接收及骨传导助听模块,可通过按键接通移动电话,实现打电话过程中的助听;当断开手机后,声音采集和发射模块可以收听周围的人声,并发送给声音接收及骨传导助听模块,可以实现听力障碍患者与周围人的正常沟通,起到辅听的作用;
附图说明
图1是本发明第一实施例声音采集和发射模块的原理示意图;
图2是本发明第一实施例声音接收与骨传导助听模块的原理示意图;
图3是本发明第一实施例用于实现接打电话的原理示意图;
图4是本发明第一实施例佩戴声音接收与骨传导助听模块的结构示意图;
图5是本发明第一实施例佩戴声音采集和发射模块的结构示意图;
图6是本发明应用于多名使用者交流时的原理示意图;
图7是本发明第三实施例中双麦克风语音采集降噪模组的流程图;
图8是本发明第三实施例中双麦克语音采集降噪模组的封装引脚图。
具体实施方式
在本发明描述中,术语“上”、“下”、“前”及“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
第一实施例
本发明第一实施例一种多功能骨传导助听系统,包括声音采集和发射模块01,以及声音接收与骨传导助听模块02。
声音采集和发射模块01包括声音接收装置011和信号发射模块013。声音接收装置011 接收周围声音并转化为电信号,信号发射模块013将电信号发送给声音接收与骨传导助听模块02,信号发射模块013与声音接收装置011电性连接。
声音接收与骨传导助听模块02包括信号接收模块020和骨传导助听模块,该信号接收模块020可选择接收所述信号发射模块发送的电信号或者移动终端发送的电信号。骨传导助听模块将所述接收的电信号处理并产生振动骨传导给使用者。
由以上两模块,可以形成如下的助听系统使用方法:不打电话时,声音接收装置011 接收周围声音,把声音转换为电波形式,通过信号发射模块013传递给信号接收模块020;打电话时,移动终端与信号接收模块020连接,移动终端发送的电信号传递给信号接收模块020,通过骨传导助听模块信号处理产生振动骨传导给使用者。
进一步地,声音采集和发射模块01、声音接收与骨传导助听模块02分离设置。
参照图5,作为优选实施例,声音采集和发射模块01集成在一可穿戴设备上,可以佩戴在使用者的胸前、手腕、胳膊等位置,也可以放在桌子上面。
参照图4,作为优选实施例,声音接收与骨传导助听模块02集成在一骨传导耳机上,声音接收与骨传导助听模块02在弹力固定支架限制下分别与左、右颧弓和左、右乳突紧密接触,能发出足够大的功率推动骨传导振动器,可以有多种佩戴方式和佩戴位置,可放在耳朵前侧,耳后,头顶,前额,脑后等位置。
由上可知,本发明佩戴更舒适,不易脱落,可运动时可使用,且由于声音采集和发射模块01、声音接收与骨传导助听模块02分离设置,保证了声音采集和发射模块01、声音接收与骨传导助听模块02之间的距离,即使功率比较大时也不会产生强烈的啸叫,满足听力残疾患者的需求。
参照图1,声音采集和发射模块01还包括第一电池模块016、第一RF射频天线模块014,声音接收装置011与信号发射模块013之间电性连接设置有语音降噪处理模块012;作为优选方案,信号发射模块013为蓝牙发射模块,声音接收装置011为麦克风阵列语音采集装置,且声音采集和发射模块01还设置有给第一电池模块016充电的第一充电电路模块015、与信号发射模块013电信连接的第一按键组017、与信号发射模块013电信连接的第一LED 灯显示模块018。声音采集和发射模块01可以根据听力障碍患者的需求通过第一按键组017 自行调节声音大小,不需要验配,通过第一充电电路模块015可以给第一电池模块016,保证声音采集和发射模块01的使用寿命,同时第一LED灯显示模块018可以告知使用者声音采集和发射模块01是否正常工作。
参照图2,声音接收与骨传导助听模块02还包括与信号接收模块020电性连接的MIC 通话电路模块019、第二电池模块026、第二RF射频天线模块021,骨传导助听模块包括骨传导驱动模块023与骨传导喇叭模块024。作为优选方案,信号接收模块020为蓝牙接收模块,且声音接收与骨传导助听模块02还设置有给第二电池模块026充电的第二充电电路模块025、与信号接收模块020电信连接的第二按键组027、与信号接收模块020电信连接的第二LED灯显示模块022。声音接收与骨传导助听模块02采用骨传导助听模块,不需要通过听力障碍者的耳膜传导声音,不会伤害听力障碍者的耳膜,不会造成二次伤害,同时可以根据听力障碍患者的需求通过第二按键组027自行调节声音大小,不需要验配,通过第二充电电路模块025可以给第二电池模块026,保证声音接收与骨传导助听模块02的使用寿命,第二LED灯显示模块022可以告知使用者声音接收与骨传导助听模块02是否正常工作。
因此,声音采集和发射模块01可作为单独的配件出现,配合声音接收与骨传导助听模块02实现辅听功能;声音采集和发射模块01、声音接收和骨传导助听模块也可以做成一个整体,实现辅听功能。
此外,参照图6,声音采集和发射模块01中的蓝牙发射模块可以采用多个,采用多个可以对应多个声音接收与骨传导助听模块02,实现多个听力障碍患者多个一起辅听,达到多个听力障碍患者一起聊天的效果,可用于听力障碍患者会议辅听系统。
第二实施例
第二实施例提供了一种与第一实施例中多功能骨传导助听系统对应的助听系统使用方法。具体为:不打电话时,所述声音接收装置接收周围声音,把声音转换为电波形式,通过所述信号发射模块传递给所述信号接收模块;打电话时,移动终端与所述信号接收模块连接,移动终端发送的电信号传递给所述信号接收模块,通过骨传导助听模块信号处理产生振动骨传导给使用者。
即提供了两种工作模式:不打电话时,辅助听力障碍者聊天;打电话时,辅助听力障碍者接打电话。
模式一,不打电话时,辅助听力障碍者聊天,其具体工作原理如下:
声音采集和发射模块01中的声音接收装置011(麦克风阵列语音采集)接收周围人的声音包括使用者自己的声音,并会把声音转换为电波形式,即把声能转化为电能,语音降噪处理模块012把周围的环境噪音消掉,处理后的电信号通过蓝牙发射模块传递给声音接收与骨传导助听模块02,声音接收与骨传导助听模块02中的蓝牙接收模块与声音采集和发射模块01中的蓝牙发射模块连接,接收到的对方的电信号经过骨传导驱动模块023处理后,通过骨传导喇叭模块024产生不同频率的震动,震动刺激耳内的螺旋器使听力障碍者可以听到声音。
模式二,打电话时,辅助听力障碍者接打电话,其具体工作原理如下:
参照图3,在上述辅助聊天的过程中,如果移动电话B打给移动电话A,移动电话A通过蓝牙与声音接收与骨传导助听模块02中的蓝牙接收模块连接,输入的电信号经过骨传导驱动模块023将信号放大后,输入到骨传导喇叭模块024;通过骨传导喇叭模块024产生不同频率的震动,震动刺激耳内的螺旋器使听力障碍者可以听到声音;听力障碍者听到声音后作出回答,发出的语音信号通过MIC通话电路模块019转换为电信号通过蓝牙通道回传给A移动电话,达到帮助听力障碍者手机通话的效果。
换言之,有电话打进来时,本发明会自动切换到声音接收与骨传导助听模块02,可通过按键接通移动电话,实现打电话过程中的助听;当断开手机后,声音采集和发射模块01可以收听周围的人声,并发送给声音接收与骨传导助听模块02,可以实现听力障碍患者与周围人的正常沟通,起到辅听的作用。
第三实施例
第三实施例中,声音接收装置011具体为麦克风阵列语音采集装置,声音接收装置和语音降噪处理模块一起采用特殊的小体积双麦克风语音采集降噪模组。
如图7所示,主麦克和副麦克风实时采集噪声,60和语音源70,其中噪声源可为多个,采集过程步骤61和步骤71,具体包括:实时采集主副麦克风语音信号和噪声信号的功率值,使用下述方程:
PM1M1=tr1(TA1+TO1) (1)
PM2M2=tr2(TA2+TO2) (2)
其中PM1M1是主麦克风的采集功率值,tr1是主麦克风实时采集的时间参数,TA1是主麦克风采集的语音源值,TO1是主麦克风采集的噪声源值。PM2M2是副麦克风的采集功率值,tr2是副麦克风实时采集的时间参数,TA2是副麦克风采集的语音源值,TO2是副麦克风采集的噪声源值。
接着,步骤62:主麦克风和副麦克风实时采集的语音信号和噪声分量功率值进行叠加,利用主副两个麦克风出孔放置位置和麦克风增益参数来进行计算:
PLeoc1=PM1M1*LM1M1M2M2*KM1M1M2M2 (3)
PLeoc2=PM1M2*LM1M1M2M2*KM1M1M2M2 (4)
其中,PLeoc1和PLeoc2是主麦克风和副麦克风实时采集的语音信号和噪声分量功率值叠加值,PM1M1是主麦克风的采集功率值,PM2M2是副麦克风的采集功率值,LM1M1M2M2是主麦克风或副麦克风到信号源的距离,KM1M1M2M2是主麦克风或副麦克风的增益。该主麦克风和副麦克风的增益是麦克风本身参数属性,可以通过麦克风产品参数查得。
接着,得到主麦克风61和副麦克风71实时采集的语音信号和噪声分量功率叠加值之后,步骤63:计算得到功率谱比值:
其中,ΔS(Z,Y)是主麦克风和副麦克风语音信号和噪声分量功率谱比值,
PM1M1是主麦克风的采集功率值,
PM2M2是副麦克风的采集功率值,
PLeoc1和PLeoc2是主麦克风和副麦克风实时采集的语音信号和噪声分量功率值叠加值。
将步骤63计算得到的功率谱比值输送到步骤64中,采用下述方程对主麦克风和副麦克风进行噪声估计:
其中,GQM1M2是主麦克风和副麦克风的噪声估计,
PM1M1是主麦克风的采集功率值,
PM2M2是副麦克风的采集功率值,
KM1M1M2M2是主麦克风或副麦克风的增益,
ΔS(Z,Y)是主麦克风和副麦克风语音信号和噪声信号功率谱比值。
步骤64中还具有自适应滤波降噪,语音增强步骤,具体使用如下方程:
其中,T(WB)是所述自适应滤波语音增强函数,
PM1M1是所述主麦克风的采集功率值,
PM2M2是所述副麦克风的采集功率值,
GQM1M2是所述主麦克风和副麦克风噪声估计,
LM1M1M2M2是所述主麦克风或副麦克风到信号源的距离,
QS是所述自适应调节系数。
最后,将上述步骤64输出的模拟量经过可变放大器放大,如图步骤65所示,其使用下述方程:
其中AV是所述可变放大器放大倍数,
RK2是所述可变电阻2,
RK1是所述固定电阻1。
在上述降噪方法步骤中,两个麦克风之间的距离由可以由上述降噪方法计算得出,该距离为10-20mm之间时,降噪效果是良好的。该距离为10-14mm之间时,可以获得极佳的噪声消除效果。
该模组封装引脚图如图8所示。双麦克风阵列模块、功率谱比值模块、噪声消除模块、可变放大器输出模块、存储模块和外部通信模块模组集成在一个尺寸为M*N的PCB模组中,其中M=21mm,N=14.1mm,极大地减小了系统体积,简单、可靠,非常适合嵌入到其他电子产品中,能够广泛地应用于语音采集降噪通信系统或装置中。模组引脚定义如下:
(1)降噪模组引脚定义1:OUTL可变放大器左声道输出;
(2)降噪模组引脚定义2:GND电源地;
(3)降噪模组引脚定义3:OUTL可变放大器右声道输出;
(4)降噪模组引脚定义4:EXT_CLK外部时钟输入;
(5)降噪模组引脚定义5:DMIC_OUT数字麦克风信号输出脚;
(6)降噪模组引脚定义6:RESET复位脚;
(7)降噪模组引脚定义7:SWAP通道交换控制;
(8)降噪模组引脚定义8:SCL存储芯片I2C总线时钟;
(9)降噪模组引脚定义9:SDA存储芯片I2C总线数据;
(10)降噪模组引脚定义10:INL可变放大器左声道输入;
(11)降噪模组引脚定义11:GND电源地;
(12)降噪模组引脚定义12:INR可变放大器右声道输入;
(13)降噪模组引脚定义13:VBAT电源正,直流电源电压范围3.3V-3.6V;
(14)降噪模组引脚定义14:GND电源地。
该模组中,两个麦克风AB之间的间距t为10-14MM之间指,测试模组信噪比改善值如下:
表1 t为10.3MM时信噪比改善情况
表2 t为13.8MM时信噪比改善情况
由表1-2可见,按照麦克风与噪声源距离不同分为三种模式测试:
1.紧密通话模式
强力过滤噪声,距离在5到10厘米范围内的麦克风阵列,可有效衰减噪音并分离语音。这种模式适合移动设备应用,语音源非常接近麦克风,噪音水平相当高;适于在90dBSPL (声压)环境应用中。此模式下的降噪性能范围从20到30dB SNR(信噪比)改进(SNR-I),性能也与图表中噪音的类型有关。
2.近距离模式
具有出色的降噪功能,语音源位置略微远离麦克风,处于50cm至100cm范围内。这个模式适用于免提设备,适用于噪声水平高达70dB SPL(声压)的环境。在这种模式下的降噪性能是10到20dB的SNR(信噪比)改进(SNR-I),性能也与噪音的类型有关。
3.远程模式
语音源距离麦克风阵列2.5m至5m范围内,可消除轻微的噪音;适用于噪声水平高达50 dB SPL(声压)的环境。这种模式是合适的用于电话会议系统,并将提供7至15dB的SNR(信噪比)改进(SNR-I),性能也与图表中噪音的类型有关。
根据上述说明书的揭示和教导,本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此,本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式,对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外,尽管本说明书中使用了一些特定的术语,但这些术语只是为了方便说明,并不对本发明构成任何限制。
Claims (17)
1.一种多功能骨传导助听系统,其特征在于,其包括:
声音采集和发射模块,以及声音接收与骨传导助听模块;
所述声音采集和发射模块包括接收周围声音并转化为电信号的声音接收装置,以及将所述电信号发送给所述声音接收与骨传导助听模块的信号发射模块,信号发射模块与声音接收装置电性连接;
所述声音接收与骨传导助听模块包括可选择接收所述信号发射模块发送的电信号或者移动终端发送的电信号的信号接收模块、将所述接收的电信号处理并产生振动骨传导给使用者的骨传导助听模块。
2.如权利要求1所述的多功能骨传导助听系统,其特征在于:所述声音采集和发射模块、声音接收与骨传导助听模块分离设置。
3.如权利要求2所述的多功能骨传导助听系统,其特征在于:所述声音采集和发射模块集成在一可穿戴设备上,所述声音接收与骨传导助听模块集成在一骨传导耳机上。
4.如权利要求1-3中任一项所述的多功能骨传导助听系统,其特征在于:所述声音接收装置与信号发射模块之间电性连接设置有语音降噪处理模块。
5.如权利要求4所述的多功能骨传导助听系统,其特征在于:所述声音接收装置和语音降噪处理模块具有小体积双麦克风语音采集降噪模组,所述模组包括双麦克风阵列模块,具有主麦克风和副麦克风,实时采集主麦克风和副麦克风噪声源和语音源;功率谱比值模块,对主麦克风和副麦克风实时采集的语音信号和噪声分量功率值进行叠加得到功率值叠加值,计算得到功率谱比值;噪声消除模块,用于根据功率谱比值进行噪声估计、自适应滤波、语音增强、模块输出,对语音进行降噪处理;可变放大器输出模块,具有可变放大器,用于对通过所述的噪声消除模块处理所得的模拟信号进行放大输出。
6.根据权利要求5所述的多功能骨传导助听系统,其特征在于:所述的两个麦克风之间的距离为10-20mm之间。
7.根据权利要求6所述的多功能骨传导助听系统,其特征在于:所述的两个麦克风之间的距离为10-14mm之间。
8.根据权利要求5-7中任一项所述的多功能骨传导助听系统,其特征在于:所述麦克风阵列模块实时采集主麦克和副麦克风噪声源和语音源包括:
实时采集主副麦克风语音信号和噪声信号的功率值,使用下述方程:
PM1M1=tr1(TA1+TO1)
PM2M2=tr2(TA2+TO2)
其中,PM1M1是所述主麦克风的采集功率值,tr1是所述主麦克风实时采集的时间参数,TA1是所述主麦克风采集的语音源值,TO1是所述主麦克风采集的噪声源值。PM2M2是所述副麦克风的采集功率值,tr2是所述副麦克风实时采集的时间参数,TA2是所述副麦克风采集的语音源值,TO2是所述副麦克风采集的噪声源值;
所述功率谱比值模块中主麦克风和副麦克风实时采集的语音信号和噪声分量功率值进行叠加,利用主副两个麦克风出孔放置位置和麦克风增益参数来进行计算:
PLeoc1=PM1M1*LM1M1M2M2*KM1M1M2M2
PLeoc2=PM2M2*LM1M1M2M2*KM1M1M2M2
其中,PLeoc1和PLeoc2是主麦克风和副麦克风实时采集的语音信号和噪声分量功率值叠加值,PM1M1是所述主麦克风的采集功率值,PM2M2是所述副麦克风的采集功率值,LM1M1M2M2是所述主麦克风或副麦克风到信号源的距离,KM1M1M2M2是所述主麦克风或副麦克风的增益;
所述功率谱比值模块计算得到主麦克风和副麦克风实时采集的语音信号和噪声分量功率叠加值之后,最终计算得到所述功率谱比值:
其中,ΔS(Z,Y)是所述主麦克风和副麦克风语音信号和噪声分量功率谱比值,PM1M1是所述主麦克风的采集功率值,PM2M2是所述副麦克风的采集功率值,PLeoc1和PLeoc2是所述主麦克风和副麦克风实时采集的语音信号和噪声分量功率值叠加值;
所述噪声消除模块采用下述方程对主麦克风和副麦克风进行噪声估计:
其中,GQM1M2是所述主麦克风和副麦克风的噪声估计,PM1M1是所述主麦克风的采集功率值,PM2M2是所述副麦克风的采集功率值,KM1M1M2M2是所述主麦克风或副麦克风的增益,ΔS(Z,Y)是所述主麦克风和副麦克风语音信号和噪声信号功率谱比值;
所述噪声消除模块的自适应滤波降噪,语音增强使用如下方程:
其中,T(WB)是所述自适应滤波语音增强函数,PM1M1是所述主麦克风的采集功率值,PM2M2是所述副麦克风的采集功率值,GQM1M2是所述主麦克风和副麦克风噪声估计,LM1M1M2M2是所述主麦克风或副麦克风到信号源的距离,QS是所述自适应调节系数;
所述可变放大器输出模块对降噪输出模拟量经过可变放大器放大,使用下述方程:
其中,AV是所述可变放大器放大倍数,RK2是所述可变电阻,RK1是所述固定电阻。
9.如权利要求8所述的多功能骨传导助听系统,其特征在于:所述声音接收与骨传导助听模块还包括与信号接收模块电性连接的MIC通话电路模块。
10.如权利要求8所述的多功能骨传导助听系统,其特征在于:所述骨传导助听模块包括骨传导驱动模块与骨传导喇叭模块。
11.如权利要求8所述的多功能骨传导助听系统,其特征在于:所述声音采集和发射模块还包括第一电池模块和第一RF射频天线模块,所述声音接收装置与信号发射模块还包括第二电池模块、第二RF射频天线模块。
12.如权利要求8所述的多功能骨传导助听系统,其特征在于:所述声音采集和发射模块还包括给所述第一电池模块充电的第一充电电路模块、与所述信号发射模块电信连接的第一按键组及第一LED灯显示模块。
13.如权利要求8所述的多功能骨传导助听系统,其特征在于:所述声音接收与骨传导助听模块还包括给所述第二电池模块充电的第二充电电路模块、与所述信号接收模块电信连接的第二按键组及第二LED灯显示模块。
14.如权利要求8中任一项所述的多功能骨传导助听系统,其特征在于:所述信号发射模块为蓝牙发射模块,所述信号接收模块为蓝牙接收模块。
15.一种如权利要求1-14中所述的多功能骨传导助听系统的使用方法,其特征在于:所述方法包括:
不打电话时,所述声音接收装置接收周围声音,把声音转换为电波形式,通过所述信号发射模块传递给所述信号接收模块;
打电话时,移动终端与所述信号接收模块连接,移动终端发送的电信号传递给所述信号接收模块,通过骨传导助听模块信号处理产生振动骨传导给使用者。
16.如权利要求15所述的多功能骨传导助听系统的使用方法,其特征在于:
打电话时,使用者听到声音后,作出回答发出的语音信号通过所述MIC通话电路模块转换为电信号无线回传给移动终端。
17.如权利要求16所述的多功能骨传导助听系统的使用方法,其特征在于:不打电话时,声音转换为电波形式后,所述语音降噪处理模块把周围环境噪音消除。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2017201217397 | 2017-02-10 | ||
CN201720121739 | 2017-02-10 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108206979A true CN108206979A (zh) | 2018-06-26 |
CN108206979B CN108206979B (zh) | 2024-06-21 |
Family
ID=62603747
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201721424273.4U Active CN207744142U (zh) | 2017-02-10 | 2017-10-31 | 一种多功能骨传导助听系统 |
CN201711045093.XA Active CN108206979B (zh) | 2017-02-10 | 2017-10-31 | 一种多功能骨传导助听系统及其使用方法 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201721424273.4U Active CN207744142U (zh) | 2017-02-10 | 2017-10-31 | 一种多功能骨传导助听系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (2) | CN207744142U (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109640234A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-04-16 | 深圳市伊声声学科技有限公司 | 一种双骨导传声器及噪音去除实现方法 |
CN110366086A (zh) * | 2019-07-18 | 2019-10-22 | 河海大学常州校区 | 基于脑电eeg的骨传导助听器自动增益控制方法 |
CN115361644A (zh) * | 2022-09-29 | 2022-11-18 | 歌尔科技有限公司 | 辅助听音方法、装置、耳机及存储介质 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN207744142U (zh) * | 2017-02-10 | 2018-08-17 | 深圳市启元数码科技有限公司 | 一种多功能骨传导助听系统 |
CN109640212A (zh) * | 2019-02-20 | 2019-04-16 | 广州明医医疗科技有限公司 | 音质改善方法及骨传导耳机 |
CN110121129B (zh) * | 2019-06-20 | 2021-04-20 | 歌尔股份有限公司 | 耳机的麦克风阵列降噪方法、装置、耳机及tws耳机 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101071566A (zh) * | 2006-05-09 | 2007-11-14 | 美商富迪科技股份有限公司 | 小阵列麦克风系统、噪声抑制装置及其抑制方法 |
US20100208924A1 (en) * | 2005-11-14 | 2010-08-19 | Oticon A/S | Power direct bone conduction hearing aid system |
CN102969001A (zh) * | 2011-08-29 | 2013-03-13 | 英特尔移动通信有限责任公司 | 用于双麦克风通信装置的降噪 |
CN204465864U (zh) * | 2015-01-29 | 2015-07-08 | 深圳市嘉兰图设计有限公司 | 一种蓝牙骨传导助听系统 |
CN105511115A (zh) * | 2015-12-22 | 2016-04-20 | 福建太尔电子科技股份有限公司 | 具有骨传导助听功能的眼镜 |
CN207744142U (zh) * | 2017-02-10 | 2018-08-17 | 深圳市启元数码科技有限公司 | 一种多功能骨传导助听系统 |
-
2017
- 2017-10-31 CN CN201721424273.4U patent/CN207744142U/zh active Active
- 2017-10-31 CN CN201711045093.XA patent/CN108206979B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100208924A1 (en) * | 2005-11-14 | 2010-08-19 | Oticon A/S | Power direct bone conduction hearing aid system |
CN101071566A (zh) * | 2006-05-09 | 2007-11-14 | 美商富迪科技股份有限公司 | 小阵列麦克风系统、噪声抑制装置及其抑制方法 |
CN102969001A (zh) * | 2011-08-29 | 2013-03-13 | 英特尔移动通信有限责任公司 | 用于双麦克风通信装置的降噪 |
CN204465864U (zh) * | 2015-01-29 | 2015-07-08 | 深圳市嘉兰图设计有限公司 | 一种蓝牙骨传导助听系统 |
CN105511115A (zh) * | 2015-12-22 | 2016-04-20 | 福建太尔电子科技股份有限公司 | 具有骨传导助听功能的眼镜 |
CN207744142U (zh) * | 2017-02-10 | 2018-08-17 | 深圳市启元数码科技有限公司 | 一种多功能骨传导助听系统 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109640234A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-04-16 | 深圳市伊声声学科技有限公司 | 一种双骨导传声器及噪音去除实现方法 |
CN110366086A (zh) * | 2019-07-18 | 2019-10-22 | 河海大学常州校区 | 基于脑电eeg的骨传导助听器自动增益控制方法 |
CN115361644A (zh) * | 2022-09-29 | 2022-11-18 | 歌尔科技有限公司 | 辅助听音方法、装置、耳机及存储介质 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108206979B (zh) | 2024-06-21 |
CN207744142U (zh) | 2018-08-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN207744142U (zh) | 一种多功能骨传导助听系统 | |
TWI508056B (zh) | 攜帶型音訊設備 | |
WO2003015470A3 (en) | In the ear auxiliary microphone for hearing prosthetic | |
CN209642968U (zh) | 骨导气导双式助听器 | |
WO2020238274A1 (zh) | 一种具有无线传输功能的助听器 | |
CN101437190B (zh) | 具有助听功能的耳机 | |
CN102421049B (zh) | 音讯讯号处理系统及其听力曲线调整单元 | |
CN207443128U (zh) | 一种带助听功能的移动终端 | |
JP3066305U (ja) | 聴力補助器 | |
CN203968327U (zh) | 一种免摘除进行近距对话的耳机 | |
KR20080072324A (ko) | 이어마이크폰 | |
CN205195930U (zh) | 一种耳机 | |
CN105163212A (zh) | 入耳送话器及包括入耳送话器和扬声器耳机的控制电路 | |
CN102469399A (zh) | 降噪助听器 | |
CN109089184A (zh) | 一种头戴式拾音降噪通讯耳机 | |
CN210781287U (zh) | 一种无线对讲降噪耳机 | |
CN205195931U (zh) | 一种耳机 | |
CN112738682A (zh) | 主动降噪耳机和主动降噪方法 | |
CN209314005U (zh) | 一种骨传导fm收音及助听耳挂机 | |
KR200497417Y1 (ko) | 의사소통 보조장치 | |
CN217849683U (zh) | 一种蓝牙助听电路、蓝牙助听装置和耳机 | |
US9570089B2 (en) | Hearing system and transmission method | |
CN207589175U (zh) | 一种多人会议助听系统 | |
RU203218U1 (ru) | «речевой корректор» - устройство для улучшения разборчивости речи | |
CN107885074A (zh) | 一种骨传导蓝牙手表 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |