CN109640212A - 音质改善方法及骨传导耳机 - Google Patents

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CN109640212A CN201910127356.4A CN201910127356A CN109640212A CN 109640212 A CN109640212 A CN 109640212A CN 201910127356 A CN201910127356 A CN 201910127356A CN 109640212 A CN109640212 A CN 109640212A
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bone conduction
signal
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function
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李俊
潘飞
刘君
邵文龙
伏继光
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Abstract

本发明公开了一种音质改善方法及骨传导耳机，所述骨传导耳机包括至少一个骨传导振子与信号处理单元，每一所述骨传导振子设置于颅骨上对应位点处，每一所述骨传导振子与所述信号处理单元之间形成有不同的信号通路，该方法包括：在接收到音频信号后，将所述音频信号分别通过每一信号通路对应的第一频率响应函数进行响应，得到对应的响应信号；将所有信号通路对应的响应信号分别发送至对应的骨传导振子，以使所述响应信号通过所述骨传导振子对应位点与耳蜗之间的传导路径对应的第二频率响应函数进行响应后传送至耳蜗。本发明的技术方案可以改善骨传导耳机音质，声音还原度更高，提升用户体验。

Description

音质改善方法及骨传导耳机
技术领域
本发明涉及骨传导耳机技术领域，具体而言，涉及一种音质改善方法及骨传导耳机。
背景技术
传统耳机大都采用空气传导方式实现声音的传导，声音经过外耳道-鼓膜-锤骨-砧骨-镫骨-前庭窗-外、内淋液-螺旋器-听神经-听觉中枢。上述传导过程中，传导链路复杂，一旦其中一个环节出现障碍或者功能下降，将严重影响我们的听力。
当人的耳膜性能下降时，声音通过空气传导将损失严重甚至完全不能刺激内耳听神经，这时采用骨传导的方式可以解决以上问题。
声音的骨传导方式是直接通过颅骨-骨迷路-内耳淋巴液-螺旋器-听神经-听觉中枢。当前骨传导耳机主要采用单一的骨传导振子，将携带声音的电信号转换为机械震动然后通过颅骨传输到骨迷路，不同频率的声音成分损失不一致，导致声音信号通过骨传导链路传输后将严重失真，这是目前骨传导耳机音质不佳，用户体验不好的主要原因。
发明内容
鉴于上述问题，本发明实施例的目的在于提供一种音质改善方法及骨传导耳机，以解决现有技术的不足。
根据本发明的一个实施方式，提供一种音质改善方法，应用于骨传导耳机，所述骨传导耳机包括至少一个骨传导振子与信号处理单元，每一所述骨传导振子设置于颅骨上对应位点处，各所述骨传导振子与所述信号处理单元之间形成有不同的信号通路，该方法包括：
在接收到音频信号后，将所述音频信号分别通过每一信号通路对应的第一频率响应函数进行响应，得到对应的响应信号；
将所有信号通路对应的响应信号分别发送至对应的骨传导振子，以使所述响应信号通过所述骨传导振子对应颅骨位点与耳蜗之间的第二频率响应函数进行响应后传送至耳蜗，其中，第二频率响应函数不同于第一频率响应函数。
在上述的音质改善方法中，每一信号通路对应的第一频率响应函数由该骨传导振子对应的颅骨位点和耳蜗之间第二频率响应函数确定；
所述第一频率响应函数和所述第二频率响应函数的关系可通过下式进行表示：
其中，n为骨传导振子的数目，Hi(ω)为第i条信号通路对应的第一频率响应函数，Gi(ω)为第i条信号通路的骨传导振子对应的颅骨位点和耳蜗之间的第二频率响应函数，A为与ω无关的复数域内的常数。
在上述的音质改善方法中，若所述骨传导振子的数目为一个，该骨传导振子与所述信号处理单元之间的信号通路对应的第一频率响应函数H1(ω)由下式进行计算：
其中，G1(ω)为该骨传导振子对应的颅骨位点和耳蜗之间的第二频率函数，|A|≤6。
在上述的音质改善方法中，若所述骨传导振子的数目为两个，该骨传导振子与所述信号处理单元之间的信号通路对应的第一频率响应函数Hi(ω)由下式进行计算：
其中，i＝1,2，|A|≤3。
在上述的音质改善方法中，若所述骨传导振子的数目为三个，该骨传导振子与所述信号处理单元之间的信号通路对应的第一频率响应函数Hi(ω)由下式进行计算：
其中，i＝1,2,3，|A|≤2。
在上述的音质改善方法中，在接收到音频信号后还包括：
将所述音频信号进行傅里叶变换，得到该音频信号的频谱函数，将该频谱函数分别通过每一信号通路对应的第一频率响应函数进行响应。
在上述的音质改善方法中，所述耳蜗处得到的最终音频信号的频谱函数S(ω)为：
S(ω)＝F(ω)*(H1(ω)*G1(ω)+H2(ω)*G2(ω)+…+Hi(ω)*Gi(ω))
其中，F(ω)为所述音频信号的频谱函数。
根据本发明的另一个实施方式，提供一种骨传导耳机，所述骨传导耳机包括：至少一个骨传导振子及与所述至少一个骨传导振子均电性连接的信号处理单元，每一所述骨传导振子设置于颅骨上对应位点处，各所述骨传导振子与所述信号处理单元之间形成有不同的信号通路；
所述信号处理单元，用于在接收到音频信号后，控制所述音频信号分别通过每一信号通路对应的第一频率响应函数进行响应，得到对应的响应信号，并将所有信号通路对应的响应信号分别发送至对应的骨传导振子，以使响应信号通过所述骨传导振子对应颅骨位点与耳蜗之间的第二频率响应函数进行响应后传送至耳蜗，其中，第二频率响应函数不同于第一频率响应函数。
在上述的骨传导耳机中，还包括定位单元，所述定位单元用于获取所述骨传导耳机的位置信息，及将所述位置信息发送至所述信号处理单元。
在上述的骨传导耳机中，还包括麦克风，所述麦克风用于接收外界声音信息，将所述声音信息转换为音频信号，并将所述音频信号发送至所述信号处理单元。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括如下有益效果：
本发明中一种音质改善方法及骨传导耳机，采用至少一个骨传导振子，每一骨传导振子与信号处理单元之间分别形成有不同的信号通路进行连接，各信号通路对应有不同的第一频率响应函数，将音频信号进行传输时，首先将音频信号分别独立通过不同通路的第一频率响应函数进行响应，并将响应后的信号通过该骨传导振子对应颅骨位点和耳蜗之间的第二频率响应函数进行再次响应，最后将所有再次响应的信号进行叠加得到耳蜗处的最终音频信号，每一个信号通路对应的第一频率响应函数均与颅骨内声音传导路径的第二频率响应函数相匹配，大大降低了声音通过骨传导后的失真，改善骨传导耳机音质，声音还原度更高，提升用户体验。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明保护范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本发明第一实施例提供的一种音质改善方法的流程示意图。
图2示出了本发明实施例提供的一种信号通路的示意图。
图3示出了本发明第二实施例提供的一种音质改善方法的流程示意图。
图4示出了本发明第三实施例提供的一种骨传导耳机的硬件模块示意图。
图5示出了本发明第四实施例提供的一种骨传导耳机的硬件模块示意图。
图6示出了本发明实施例提供的一种骨传导耳机的结构示意图。
主要元件符号说明：
510-骨传导振子；520-信号处理单元；530-电源单元；540-耳机本体；550-定位单元；560-麦克风；570-连接件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
图1示出了本发明第一实施例提供的一种音质改善方法的流程示意图。
该音质改善方法应用于骨传导耳机，所述骨传导耳机包括至少一个骨传导振子与信号处理单元，每一所述骨传导振子设置于颅骨上对应位点处，各所述骨传导振子与所述信号处理单元之间对应有不同的信号通路。
如图2所示，所述骨传导耳机包括至少一个骨传导振子，在本实施例中，骨传导振子的个数为i个，其中，i为大于或等于1的整数。每一骨传导振子均与信号处理单元连接，每一骨传导振子与信号处理单元之间均形成有一信号通路，该i个骨传导振子与信号处理单元之间形成有i条不同的信号通路，每一信号通路对应有一第一频率响应函数，各信号通路对应的第一频率响应函数均不同。
每一骨传导振子对应颅骨位点与耳蜗之间对应有一传导路径，该i个骨传导振子对应颅骨位点与信号处理单元之间对应有i条不同的传导路径，每一传导路径对应有一第二频率响应函数，各传导路径对应的第二频率响应函数均不同。
信号通路为骨传导振子与信号处理单元之间的信号传输路径，传导路径为骨传导振子与耳蜗之间的声音传输路径，二者不同。
信号通路对应的频率响应函数为第一频率响应函数，传导路径对应的频率响应函数为第二频率响应函数，第一频率响应函数及第二频率响应函数为不同的路径对应的频率响应函数，故，第一频率响应函数与第二频率响应函数是不同的函数，第一频率响应函数的表达式可与对应的第二频率响应函数的表达式相同，然而其意义不同。
每一骨传导振子与第一频率响应函数、第二频率响应函数之间的对应关系可通过下述的表格进行描述。
骨传导振子 第一频率响应函数 第二频率响应函数
Sp<sub>1</sub> H<sub>1</sub>(ω) G<sub>1</sub>(ω)
Sp<sub>2</sub> H<sub>2</sub>(ω) G<sub>2</sub>(ω)
…… …… ……
Sp<sub>i</sub> H<sub>i</sub>(ω) G<sub>i</sub>(ω)
上表中，骨传导振子Sp1与信号处理单元之间的信号通路对应的第一频率响应函数为H1(ω)，骨传导振子Sp1与与耳蜗之间的传导路径对应的第二频率响应函数为G1(ω)；骨传导振子Sp2与信号处理单元之间的信号通路对应的第一频率响应函数为H2(ω)，骨传导振子Sp2与与耳蜗之间的传导路径对应的第二频率响应函数为G2(ω)；……，骨传导振子Spi与信号处理单元之间的信号通路对应的第一频率响应函数为Hi(ω)，骨传导振子Spi与与耳蜗之间的传导路径对应的第二频率响应函数为Gi(ω)。
信号处理单元设有输入模块，从输入模块获取音频信号f(t)，将该音频信号f(t)送入各信号通路，与各信号通路对应的第一频率响应函数进行响应，得到响应信号，并将各信号通路对应的响应信号发送到该信号通路对应的骨传导振子，以使该响应信号通过该骨传导振子对应的颅骨位点与耳蜗之间的传导路径对应的第二频率响应函数进行响应后传送到耳蜗处。
例如，第一骨传导振子Sp1与信号处理单元之间的信号通路为Ch1，该信号通路Ch1对应的第一频率响应函数为H1(ω)；第二骨传导振子Sp2与信号处理单元之间的信号通路为Ch2，该信号通路Ch2对应的第一频率响应函数为H2(ω)，……，第i骨传导振子Spi与信号处理单元之间的信号通路为Chi，该信号通路Chi对应的第一频率响应函数为Hi(ω)。
第一骨传导振子Sp1与耳蜗之间的传导路径为L1，该传导路径L1对应的第二频率响应函数为G1(ω)；第二骨传导振子Sp2与耳蜗之间的传导路径为L2，该传导路径L2对应的第二频率响应函数为G2(ω)；……，第i骨传导振子Spi与耳蜗之间的传导路径为Li，该传导路径Li对应的第二频率响应函数为Gi(ω)。
该音质改善方法包括如下步骤：
在步骤S110中，在接收到音频信号后，将音频信号分别通过每一信号通路对应的第一频率响应函数进行响应，得到对应的响应信号。
具体地，在接收到音频信号后，所述信号处理单元将该音频信号分别送入各信号通路，并分别与各信号通路对应的第一频率响应函数进行响应，得到各信号通路对应的响应信号。
如图2所示，在接收到音频信号f(t)后，信号处理单元将该音频信号f(t)送入第一骨传导振子Sp1与信号处理单元之间的信号通路Ch1，该音频信号f(t)在信号通路Ch1内与该信号通路Ch1对应的第一频率响应函数H1(ω)进行响应，得到该信号通路Ch1对应的响应信号。
在接收到音频信号f(t)后，信号处理单元还同时将该音频信号f(t)送入第二骨传导振子Sp2与信号处理单元之间的信号通路Ch2，该音频信号f(t)在信号通路Ch2内与该信号通路Ch2对应的第一频率响应函数H2(ω)进行响应，得到该信号通路Ch2对应的响应信号。
以此类推，在接收到音频信号f(t)后，信号处理单元还同时将该音频信号f(t)送入第i骨传导振子Spi与信号处理单元之间的信号通路Chi，该音频信号f(t)在信号通路Chi内与该信号通路Chi对应的第一频率响应函数Hi(ω)进行响应，得到该信号通路Chi对应的响应信号。
具体地，信号处理单元可将各信号通路Ch1～Chi对应的第一频率响应函数H1(ω)～Hi(ω)从频域转换到时域函数，并将该时域的音频信号f(t)分别与各信号通路对应的第一频率响应函数的时域函数进行卷积运算，得到各信号通路Ch1～Chi对应的时域的响应信号。
例如，如图2所示，若骨传导耳机包含i个骨传导振子，第一骨传导振子Sp1与信号处理单元之间的信号通路Ch1对应的第一频率响应函数为H1(ω)，将该第一频率响应函数为H1(ω)进行傅里叶逆变换后得到该第一骨传导振子Sp1对应的第一频率响应函数H1(ω)的时域函数h1(t)：
第二骨传导振子Sp2与信号处理单元之间的信号通路Ch2对应的第一频率响应函数为H2(ω)，将该第一频率响应函数为H2(ω)进行傅里叶逆变换后得到该第二骨传导振子Sp2对应的第一频率响应函数H2(ω)的时域函数h2(t)：
以此类推，第i骨传导振子Spi与信号处理单元之间的信号通路Chi对应的第一频率响应函数为Hi(ω)，将该第一频率响应函数为Hi(ω)进行傅里叶逆变换后得到该第i骨传导振子Spi对应的第一频率响应函数Hi(ω)的时域函数hi(t)：
信号处理单元将音频信号f(t)分别与各信号通路对应的第一频率响应函数的时域函数进行卷积运算后得到各信号通路对应的时域的响应信号：
将输入的音频信号f(t)与信号通路Ch1对应的第一频率响应函数的时域函数h1(t)进行卷积运算，得到第一骨传导振子Sp1与信号处理单元之间的信号通路Ch1对应的响应信号的时域函数y1(t)：
y1(t)＝(f*h1)(t)
将输入的音频信号f(t)与信号通路Ch2对应的第一频率响应函数的时域函数h2(t)进行卷积运算，得到第二骨传导振子Sp2与信号处理单元之间的信号通路Ch2对应的响应信号的时域函数y2(t)：
y2(t)＝(f*h2)(t)
以此类推，将输入的音频信号f(t)与信号通路Chi对应的第一频率响应函数的时域函数hi(t)进行卷积运算，得到第i骨传导振子Spi与信号处理单元之间的信号通路Chi对应的响应信号的时域函数yi(t)：
yi(t)＝(f*hi)(t)
本实施例中，每一信号通路对应的第一频率响应函数由该骨传导振子对应的颅骨位点和耳蜗之间第二频率响应函数确定，所述第一频率响应函数和所述第二频率响应函数的关系可通过下式进行表示：
其中，n为骨传导振子的数目，Hi(ω)为第i条信号通路对应的第一频率响应函数，Gi(ω)为第i条信号通路的骨传导振子对应的颅骨位点和耳蜗之间的第二频率响应函数，可通过预先采集的大量的人体数据进行拟合获得，A为与ω无关的复数域内的常数。
例如，若所述骨传导耳机中包括一个骨传导振子，该骨传导振子与信号处理单元之间的信号通路对应的第一频率响应函数为H1(ω)，该骨传导振子与耳蜗之间的传导路径对应的第二频率响应函数为G1(ω)，那么第一频率响应函数H1(ω)可通过下式进行获得：
其中，G1(ω)为该骨传导振子对应的颅骨位点和耳蜗之间的第二频率函数，|A|≤6。
又如，若所述骨传导耳机中包括两个骨传导振子。该骨传导振子与所述信号处理单元之间的信号通路对应的第一频率响应函数Hi(ω)由下式进行计算：
其中，i＝1,2，|A|≤3。
具体地，若骨传导耳机中包括第一骨传导振子Sp1和第二骨传导振子Sp2，第一骨传导振子Sp1与所述信号处理单元之间的信号通路对应的第一频率响应函数H1(ω)由下式进行计算：
其中，|A|≤3，G1(ω)为第一骨传导振子Sp1与耳蜗之间的传导路径对应的第二频率响应函数。
第二骨传导振子Sp2与所述信号处理单元之间的信号通路对应的第一频率响应函数H2(ω)由下式进行计算：
其中，|A|≤3，G2(ω)为第二骨传导振子Sp2与耳蜗之间的传导路径对应的第二频率响应函数。
再如，若骨传导振子的数目为三个，该骨传导振子与所述信号处理单元之间的信号通路对应的第一频率响应函数Hi(ω)由下式进行计算：
其中，i＝1,2,3，|A|≤2。
具体地，若骨传导耳机中包括第一骨传导振子Sp1、第二骨传导振子Sp2和第三骨传导振子Sp3，第一骨传导振子Sp1与所述信号处理单元之间的信号通路对应的第一频率响应函数H1(ω)由下式进行计算：
其中，|A|≤2，G1(ω)为第一骨传导振子Sp1与耳蜗之间的传导路径对应的第二频率响应函数。
第二骨传导振子Sp2与所述信号处理单元之间的信号通路对应的第一频率响应函数H2(ω)由下式进行计算：
其中，|A|≤2，G2(ω)为第二骨传导振子Sp2与耳蜗之间的传导路径对应的第二频率响应函数。
第三骨传导振子Sp3与所述信号处理单元之间的信号通路对应的第一频率响应函数H3(ω)由下式进行计算：
其中，|A|≤2，G3(ω)为第三骨传导振子Sp3与耳蜗之间的传导路径对应的第二频率响应函数。
上述的每一骨传导振子与耳蜗之间的传导路径对应的第二频率响应函数可预先通过采集大量人体数据进行拟合获得。
在步骤S120中，将所有信号通路对应的响应信号分别发送至对应的骨传导振子，以使骨传导振子将该响应信号通过第二频率响应函数进行响应后传送至耳蜗。
具体地，信号处理单元将每一信号通路对应的响应信号发送至对应的骨传导振子，在骨传导振子中，通过机械震动的方式将该响应信号通过该骨传导振子传输到该骨传导振子对应的颅骨位点，该颅骨位点将该响应信号通过该颅骨位点与耳蜗之间的传导路径进行响应后传送至耳蜗处。
各传导路径对应有不同的第二频率响应函数，将接收到的响应信号与该响应信号所在的骨传导振子对应的第二频率响应函数进行响应得到耳蜗处信号分量。
骨传导振子将接收的每一响应信号的时域信号在其对应的传导路径内传导后到达耳蜗并叠加后刺激听神经产生听觉。每一传导路径对响应信号的响应过程如下：
传导路径L1对应的耳蜗处信号分量的频谱函数S1(ω)为：
S1(ω)＝Y1(ω)*G1(ω)
其中，Y1(ω)为信号通路Ch1对应的响应信号y1(t)的频谱函数。
传导路径L2对应的耳蜗处信号分量的频谱函数S2(ω)为：
S2(ω)＝Y2(ω)*G2(ω)
其中，Y2(ω)为信号通路Ch2对应的响应信号y2(t)的频谱函数。
以此类推，传导路径Li对应的耳蜗处信号分量的频谱函数Si(ω)为：
Si(ω)＝Yi(ω)*Gi(ω)
其中，Yi(ω)为信号通路Chi对应的响应信号yi(t)的频谱函数。
按照声波叠加原理，上述传导到耳蜗处的最终音频信号的频谱函数为各个传导路径对应的信号分量的频谱函数的叠加，即：
S(ω)＝F(ω)*(H1(ω)*G1(ω)+H2(ω)*G2(ω)+…+Hi(ω)*Gi(ω))
其中，F(ω)为音频信号f(t)的频谱函数，上述表达式的获得还利用了两个信号卷积后得到的信号的频谱函数为两个信号对应频谱函数的乘积。
值得注意的是，因选择的Hi(ω)满足：则到达耳蜗处的最终音频信号H1(ω)*G1(ω)+H2(ω)*G2(ω)+…+Hi(ω)*Gi(ω)的频谱函数S(ω)为A*F(ω)，使得输入的音频信号中的各个频率成分得到了完整的还原，达到改善骨传导耳机音质的目的。
在本实施例中，所述复数域内的常数A为一实数，取值范围为0～6
本实施例中，所述信号处理单元可以为一处理芯片，可加载计算机程序。所述信号处理单元在加载计算机程序时，可执行上述的音质改善方法。
实施例2
图3示出了本发明第二实施例提供的一种音质改善方法的流程示意图。
该音质改善方法所述骨传导耳机包括至少一个骨传导振子与信号处理单元，每一所述骨传导振子设置于颅骨上对应位点处，每一所述骨传导振子与所述信号处理单元之间对应有一信号通路，各所述骨传导振子与所述信号处理单元之间对应有不同的信号通路，每一信号通路的传输特性可通过一第一频率响应函数进行描述，各信号通路对应的第一频率响应函数均不相同。
每一骨传导振子对应颅骨位点与耳蜗之间对应有一传导路径，各骨传导振子对应颅骨位点与信号处理单元之间对应有不同的传导路径，每一传导路径的传输特性可通过一第二频率响应函数进行描述，各传导路径对应的第二频率响应函数均不同。
信号通路对应的频率响应函数为第一频率响应函数，传导路径对应的频率响应函数为第二频率响应函数，第一频率响应函数及第二频率响应函数为不同路径的频率响应函数，故，第一频率响应函数不同于第二频率响应函数。
该音质改善方法包括如下步骤：
在步骤S210中，在接收到音频信号后，将所述音频信号进行傅里叶变换，得到该音频信号的频谱函数，将该频谱函数分别通过每一信号通路对应的第一频率响应函数进行响应，得到对应的响应信号。
具体地，信号处理单元将接收到的音频信号f(t)进行傅里叶变换后得到该音频信号f(t)的频谱函数F(ω)：
将频谱函数F(ω)分别与每一信号通路对应的第一频率响应函数进行相乘后得到每一信号通路对应的响应信号的频谱函数。：
例如，信号通路Ch1对应的响应信号的频谱函数Y1(ω)为：
Y1(ω)＝F(ω)*H1(ω)
信号通路Ch2对应的响应信号的频谱函数Y2(ω)为：
Y2(ω)＝F(ω)*H2(ω)
以此类推，信号通路Chi对应的响应信号的频谱函数Yi(ω)为：
Yi(ω)＝F(ω)*Hi(ω)
在步骤S220中，将所有信号通路对应的响应信号分别发送至对应的骨传导振子，以使响应信号通过骨传导振子对应颅骨位点与耳蜗之间的第二频率响应函数进行响应后传送至耳蜗。
本实施例中，由于骨传导振子仅接收时域的信号，所以，信号处理单元将各信号通路对应频谱函数先进行傅里叶反变换，得到每一响应信号的时域函数，并将该响应信号的时域函数传递到该响应信号对应的骨传导振子。
例如，频谱函数Y1(ω)的时域信号y1(t)为：
频谱函数Y2(ω)的时域信号y2(t)为：
以此类推，频谱函数Yi(ω)的时域信号yi(t)为：
骨传导振子将接收的每一响应信号的时域信号在其对应的传导路径内传导后到达耳蜗并叠加后刺激听神经产生听觉。每一传导路径对信号的响应过程如下：
传导路径L1对应的耳蜗处信号分量的频谱函数S1(ω)为：
S1(ω)＝Y1(ω)*G1(ω)
其中，G1(ω)为传导路径L1对应的第二频率响应函数，由传导路径特性决定。
传导路径L2对应的耳蜗处信号分量的频谱函数S2(ω)为：
S2(ω)＝Y2(ω)*G2(ω)
其中，G2(ω)为传导路径L2对应的第二频率响应函数，由传导路径特性决定。
以此类推，传导路径Li对应的耳蜗处信号分量的频谱函数Si(ω)为：
Si(ω)＝Yi(ω)*Gi(ω)
其中，Gi(ω)为传导路径Li对应的第二频率响应函数，由传导路径特性决定。
按声波叠加原理，上述传导到耳蜗处的最终音频信号的频谱函数为各个信号分量的频谱函数的叠加，即：
S(ω)＝F(ω)*(H1(ω)*G1(ω)+H2(ω)*G2(ω)+…+Hi(ω)*Gi(ω))
值得注意的是，通过合理的选择第一频率响应函数Hi(ω)，可以使上式中的求和项H1(ω)*G1(ω)+H2(ω)*G2(ω)+…+Hi(ω)*Gi(ω)为一复数域内的常数，使得到达耳蜗处的最终音频信号的频谱函数S(ω)为A*F(ω)，输入的音频信号中的各个频率成分得到了完整的还原，可以改善骨传导耳机的音质。
在本实施例中，所述复数域内的常数A为一实数，取值范围为0～6。
实施例3
图4示出了本发明第三实施例提供的一种骨传导耳机的结构示意图。该骨传导耳机包括至少一个骨传导振子510及信号处理单元520，每一骨传导振子510与颅骨上至少一个位点对应设置。
所述至少一个骨传导振子510均与所述信号处理单元520电性连接，各所述骨传导振子510与所述信号处理单元520之间形成有不同的信号通路。
所述信号处理单元520，用于在接收到音频信号后，控制所述音频信号分别通过每一信号通路对应的第一频率响应函数进行响应，得到对应的响应信号，并将所有信号通路对应的响应信号分别发送至对应的骨传导振子510，以使响应信号通过所述骨传导振子510对应颅骨位点与耳蜗之间的第二频率响应函数进行响应后传送至耳蜗，其中，第二频率响应函数不同于第一频率响应函数。
具体地，所述颅骨位点的位置可设置在皮肤与骨迷路之间距离比较近的位置，以使信号通过骨传导振子510传输到颅骨位点的传递距离较近，减少传递过程中产生的衰减。
实施例4
图5示出了本发明第五实施例提供的一种骨传导耳机的结构示意图。
该骨传导耳机包括至少一个骨传导振子510、信号处理单元520、电源单元530、定位单元550及麦克风560。
每一骨传导振子510与颅骨上至少一个位点对应设置，各骨传导振子510均与所述信号处理单元520连接，各所述骨传导振子510与所述信号处理单元520对应不同的信号通路。
所述电源单元530、所述定位单元550及所述麦克风560均与所述信号处理单元520电性连接。
所述信号处理单元520，用于在接收到音频信号后，将所述音频信号分别通过每一信号通路对应的第一频率响应函数进行响应，得到对应的响应信号，并将所有信号通路对应的响应信号分别发送至对应的骨传导振子510，以使响应信号通过所述骨传导振子510对应颅骨位点与耳蜗之间的第二频率响应函数进行响应后传送至耳蜗。
所述电源单元530用于为所述骨传导耳机供电，具体地，所述电源单元530可以为电池，所述电池可以为纽扣电池、充电电池等，所述充电电池上还可设置有太阳能充电板和充电接口，所述太阳能充电板可通过将收集的太阳能转换为电能为所述充电电池进行充电，所述充电接口可通过外接电源为所述充电电池进行充电。
所述定位单元550用于获取所述骨传导耳机的位置信息，及将所述位置信息发送至所述信号处理单元，以方便的获知该骨传导耳机佩戴者的具体位置，方便寻找。
进一步地，所述信号处理单元还可以通过无线的方式将该骨传导耳机的位置信息发送至外部终端设备，以使外部终端设备的持有者可快速定位该骨传导耳机的位置。
所述麦克风560用于接收外界声音信息，将所述声音信息转换为音频信号，并将所述音频信号发送至所述信号处理单元。该麦克风可方便的获取外界声音信息，并将该外界声音信息通过上述的骨传导耳机传送到耳蜗处，实现助听的功能，以使听力受损或障碍的人群可听到外界的声音信息。
进一步地，所述骨传导耳机还包括输入模块，该输入模块可以通过有线或者无线的方式与外部终端设备连接，以获取该外部终端设备传送的音频信号，进而将该音频信号通过骨传导振子510传送到耳蜗处。
进一步地，该骨传导耳机还包括耳机本体540，所述骨传导振子510、信号处理单元520、电源单元530、定位单元550及麦克风560均可放置在耳机本体540内。
在本发明一实施例中，如图6所示，该骨传导耳机包括三个骨传导振子510、信号处理单元520、电源单元530及两个耳机本体540。
所述三个骨传导振子510及所述信号处理单元520放置在第一耳机本体上，所述第一耳机本体上的三个骨传导振子510与所述信号处理单元520电性连接。
所述电源单元530设置在第二耳机本体上，所述两个耳机本体之间设有连接件570，所述电源单元530与所述信号处理单元520电性连接，搜书电源单元530与所述处理单元520之间的连接线设置在所述连接件570的内部。
根据人耳的形状可将两个所述耳机本体均设置成“L”形，所述三个骨传导振子510分别设置在所述“L”形的第一耳机本体的两端和交点处，例如，设“L”形由两条直线Z1和Z2构成，直线Z1和直线Z2相交于O点处，即“L”形拐角处的点，直线Z1与点O对应的另一端的端点为A点，直线Z2与点O对应的另一端的端点为B点，可在A点、B点及O点分别设置骨传导振子510。
可根据耳机本体的形状及内部构造，选择在A点和O点之间设置信号处理单元520，或者在B点和O点之间设置信号处理单元520。
所述第一耳机本体的A点与所述连接件570的一端连接，所述第二耳机本体与第一耳机本体A点对应的C点与所述连接件570的另一端连接。
所述信号处理单元520获取音频信号，将该音频信号通过A点的骨传导振子510和信号处理单元520之间的信号通路对应的第一频率响应函数进行响应，得到该信号通路对应的响应信号；信号处理单元520同时将该音频信号通过B点的骨传导振子510和信号处理单元520之间的信号通路对应的第一频率响应函数进行响应，得到该信号通路对应的响应信号；信号处理单元520同时将该音频信号通过O点的骨传导振子510和信号处理单元520之间的信号通路对应的第一频率响应函数进行响应，得到该信号通路对应的响应信号。
信号处理单元520将该三个信号通路对应的三个响应信号发送至对应的骨传导振子，骨传导振子通过机械震动的方式将对应的响应信号传送到对应颅骨位点处，以使所述响应信号通过对应骨传导振子与耳蜗之间的第二频率响应函数进行响应，得到对应耳蜗处的信号分量，最终将所有骨传导振子与耳蜗之间传导路径对应的耳蜗处的信号分量进行叠加，得到最终的音频信号。
进一步地，所述骨传导耳机还包括按键，该按键可以包括声音按键及开关按键，所述声音按键用于调节所述骨传导耳机的音量，所述开关按键用于启动或关闭所述骨传导耳机。
所述声音按键可以包括声音“+”键及声音“-”键，所述声音“+”键用于在当前音量的基础上增大所述骨传导耳机的音量，所述声音“-”键用于在当前音量的基础上降低所述骨传导耳机的音量。
所述按键可设置于所述第一耳机本体或第二耳机本体上，所述按键与所述信号处理单元520连接，所述按键获取输入的声音控制信号、启动控制信号或者关闭控制信号发送至所述信号处理单元520，所述信号处理单元520根据所述声音控制信号、启动控制信号或者关闭控制信号控制所述骨传导耳机的音量、开启或关闭。
进一步地，为了改善骨传导耳机佩戴的舒适度，可在骨传导耳机本体540与人体接触处涂敷柔性材料，避免因骨传导耳机与人体发生相对位移时造成的擦伤。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，该计算机程序被执行时执行上述的音质改善方法或音质改善装置中所有模块的功能。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和结构图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，结构图和/或流程图中的每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是智能手机、个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种音质改善方法，其特征在于，应用于骨传导耳机，所述骨传导耳机包括至少一个骨传导振子与信号处理单元，每一所述骨传导振子设置于颅骨上对应位点处，各所述骨传导振子与所述信号处理单元之间形成有不同的信号通路，该方法包括：
在接收到音频信号后，将所述音频信号分别通过每一信号通路对应的第一频率响应函数进行响应，得到对应的响应信号；
将所有信号通路对应的响应信号分别发送至对应的骨传导振子，以使所述响应信号通过所述骨传导振子对应颅骨位点与耳蜗之间的第二频率响应函数进行响应后传送至耳蜗，其中，第二频率响应函数不同于第一频率响应函数。
2.根据权利要求1所述的音质改善方法，其特征在于，每一信号通路对应的第一频率响应函数由该骨传导振子对应的颅骨位点和耳蜗之间第二频率响应函数确定；
所述第一频率响应函数和所述第二频率响应函数的关系可通过下式进行表示：
其中，n为骨传导振子的数目，Hi(ω)为第i条信号通路对应的第一频率响应函数，Gi(ω)为第i条信号通路的骨传导振子对应的颅骨位点和耳蜗之间的第二频率响应函数，A为与ω无关的复数域内的常数。
3.根据权利要求2所述的音质改善方法，其特征在于，若所述骨传导振子的数目为一个，该骨传导振子与所述信号处理单元之间的信号通路对应的第一频率响应函数H1(ω)由下式进行计算：
其中，G1(ω)为该骨传导振子对应的颅骨位点和耳蜗之间的第二频率函数，|A|≤6。
4.根据权利要求2所述的音质改善方法，其特征在于，若所述骨传导振子的数目为两个，该骨传导振子与所述信号处理单元之间的信号通路对应的第一频率响应函数Hi(ω)由下式进行计算：
其中，i＝1,2，|A|≤3。
5.根据权利要求2所述的音质改善方法，其特征在于，若所述骨传导振子的数目为三个，该骨传导振子与所述信号处理单元之间的信号通路对应的第一频率响应函数Hi(ω)由下式进行计算：
其中，i＝1,2,3，|A|≤2。
6.根据权利要求5所述的音质改善方法，其特征在于，所述在接收到音频信号后还包括：
将所述音频信号进行傅里叶变换，得到该音频信号的频谱函数，将该频谱函数分别通过每一信号通路对应的第一频率响应函数进行响应。
7.根据权利要求2所述的音质改善方法，其特征在于，所述耳蜗处得到的最终音频信号的频谱函数S(ω)为：
S(ω)＝F(ω)*(H1(ω)*G1(ω)+H2(ω)*G2(ω)+…+Hi(ω)*Gi(ω))
其中，F(ω)为所述音频信号的频谱函数。
8.一种骨传导耳机，其特征在于，所述骨传导耳机包括：至少一个骨传导振子及与所述至少一个骨传导振子均电性连接的信号处理单元，每一所述骨传导振子设置于颅骨上对应位点处，各所述骨传导振子与所述信号处理单元之间形成有不同的信号通路；
所述信号处理单元，用于在接收到音频信号后，控制所述音频信号分别通过每一信号通路对应的第一频率响应函数进行响应，得到对应的响应信号，并将所有信号通路对应的响应信号分别发送至对应的骨传导振子，以使响应信号通过所述骨传导振子对应颅骨位点与耳蜗之间的第二频率响应函数进行响应后传送至耳蜗，其中，第二频率响应函数不同于第一频率响应函数。
9.根据权利要求8所述的骨传导耳机，其特征在于，还包括定位单元，所述定位单元用于获取所述骨传导耳机的位置信息，及将所述位置信息发送至所述信号处理单元。
10.根据权利要求8所述的骨传导耳机，其特征在于，还包括麦克风，所述麦克风用于接收外界声音信息，将所述声音信息转换为音频信号，并将所述音频信号发送至所述信号处理单元。
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