CN112218221B - 一种助听适配器及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种助听适配器及控制方法，助听适配器包括：音频接口模块，用于与耳机连接；信号发生模块，用于发出单频信号；信号处理模块，在测听模式下，信号处理模块用于对信号发生模块发出的单频信号进行测听，获得各个受损频率及对应的补偿值，并保存；在助听模式下，信号处理模块用于接收耳机传输的音频信号，并对音频信号在受损频率处利用对应的补偿值进行补偿，将补偿后的音频信号传输至耳机。本发明的助听适配器及控制方法，既可以实现测听功能，也可以实现助听功能；用户可以随时进行测听，使用方便；简单易用，无需搭配其他设备，只需要连接上带有麦克和喇叭的耳机即可实现助听功能，降低了成本。

Description

一种助听适配器及控制方法
技术领域
本发明属于助听技术领域，具体地说，是涉及一种助听适配器及控制方法。
背景技术
由于人类所处的环境音越来越复杂，导致对耳污染越来越严重；对助听器功能和性能的要求也越来越高。
目前市场已有的助听器产品需要经过专业的验配等复杂程序才能到达需求人群手中，而且现在市场上已有的助听器产品价格昂贵。
同时，目前市场上有线耳机、手机用线控耳机等存量巨大，且随着手机标配线控耳机配件，耳机存量呈现有增无减的趋势，导致大量的浪费。
发明内容
本发明提供了一种助听适配器，解决了成本高的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案予以实现：
一种助听适配器，包括：
音频接口模块，用于与耳机连接；所述耳机具有麦克和喇叭；
信号发生模块，用于发出单频信号；
信号处理模块，其运行模式包括测听模式和助听模式；
在测听模式下，所述信号处理模块用于对所述信号发生模块发出的单频信号进行测听，获得各个受损频率及对应的补偿值，并保存；
在助听模式下，所述信号处理模块用于接收耳机传输的音频信号，并对所述音频信号在受损频率处利用对应的补偿值进行补偿，将补偿后的音频信号传输至耳机，经喇叭播放。
进一步的，在助听模式下，所述信号处理模块具体用于：接收耳机传输的音频信号，对接收到的音频信号进行傅里叶变换，获得所述音频信号在受损频率处对应的幅值以及对应的补偿值；根据对应的幅值和补偿值生成放大倍数，根据所述放大倍数对所述音频信号在受损频率处对应的幅值进行放大，实现对所述音频信号在受损频率处的补偿；补偿后的音频信号经傅里叶逆变换后传输至耳机，经喇叭播放。
又进一步的，所述助听适配器还包括滤波器；对接收到的音频信号进行傅里叶变换之后，先通过所述滤波器滤除设定的噪声频段，然后再获得所述音频信号在受损频率处对应的幅值以及对应的补偿值。
更进一步的，所述设定的噪声频段包括小于300Hz的频段和大于3400Hz的频段。
再进一步的，所述助听适配器具有听力保护功能，开启听力保护功能后，在测听模式下，当获得的受损频率对应的补偿值大于设定的安全阈值时，将该补偿值赋值为所述安全阈值。
进一步的，所述助听适配器还包括触控屏，所述触控屏分别与信号发生模块、信号处理模块进行通信；通过所述触控屏选择所述信号处理模块的运行模式；通过所述触控屏控制所述信号发生模块发出的单频信号的频率和音量。
又进一步的，所述助听适配器还包括按键，所述按键分别与信号发生模块、信号处理模块连接；通过所述按键选择所述信号处理模块的运行模式；通过所述按键控制所述信号发生模块发出的单频信号的频率和音量。
一种助听适配器控制方法，所述助听适配器与耳机连接，所述耳机具有麦克和喇叭；
所述控制方法包括测听过程和助听过程；
所述测听过程包括：对所述助听适配器的信号发生模块发出的单频信号进行测听，获得各个受损频率及对应的补偿值，并保存；
所述助听过程包括：接收耳机传输的音频信号，并对所述音频信号在受损频率处利用对应的补偿值进行补偿，将补偿后的音频信号传输至耳机，经喇叭播放。
进一步的，所述接收耳机传输的音频信号，并对所述音频信号在受损频率处利用对应的补偿值进行补偿，具体包括：接收耳机传输的音频信号，对接收到的音频信号进行傅里叶变换，获得所述音频信号在受损频率处对应的幅值以及对应的补偿值；根据对应的幅值和补偿值生成放大倍数，根据所述放大倍数对所述音频信号在受损频率处对应的幅值进行放大，实现对所述音频信号在受损频率处的补偿；补偿后的音频信号经傅里叶逆变换后传输至耳机，经喇叭播放。
又进一步的，对接收到的音频信号进行傅里叶变换之后，先滤除设定的噪声频段，然后再获得所述音频信号在受损频率处对应的幅值以及对应的补偿值；在测听过程中，当获得的受损频率对应的补偿值大于设定的安全阈值时，将该补偿值赋值为所述安全阈值。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的助听适配器及控制方法，既可以实现测听功能，也可以实现助听功能；用户可以随时进行测听，以适应听力变化，提高助听效果，使用方便；简单易用，无需搭配其他设备，只需要连接上带有麦克和喇叭的耳机即可实现助听功能，降低了成本，减少了用户的支出；而且充分利用现有耳机，减少电子垃圾造成的环境污染。
结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是本发明提出的助听适配器的一个实施例的结构示意图；
图2是本发明提出的助听适配器的一个实施例的原理框图；
图3是本发明提出的助听适配器控制方法的一个实施例的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。
针对目前助听器成本高、使用不便的问题，本发明提出了一种助听适配器及控制方法，降低了助听适配器的成本低，而且使用方便。下面结合附图通过具体实施例对助听适配器及控制方法进行详细说明。
实施例一、
本实施例的助听适配器，主要包括音频接口模块、信号发生模块、信号处理模块、存储模块等，参见图1、图2所示。
音频接口模块，用于与耳机连接。耳机具有耳机接口、麦克和喇叭，麦克、喇叭分别与耳机接口连接，耳机接口与音频接口模块连接。麦克采集的音频信号经耳机接口发送至音频接口模块；音频接口模块将需要播放的音频信号经耳机接口发送至喇叭播放。具体来说，耳机接口包括左声道接口、右声道接口、麦克接口，左声道接口与耳机的左喇叭连接，右声道接口与耳机的右喇叭连接，麦克接口与耳机的麦克连接。有线耳机还包括线控盒，线控盒上具有功能按键，可以对耳机功能进行操控。
信号发生模块，用于发出单频信号。信号发生模块可以输出20Hz～20KHz的单频信号，信号的幅度可以进行调节。信号发生模块内置在助听适配器内。
信号处理模块，是助听适配器的核心，其运行模式包括测听模式和助听模式。
在测听模式下，信号处理模块用于对信号发生模块发出的单频信号进行测听，获得各个受损频率及对应的补偿值，并保存在存储模块。
在助听模式下，信号处理模块用于接收耳机传输的音频信号，并对音频信号在受损频率处利用对应的补偿值进行补偿，将补偿后的音频信号传输至耳机，经喇叭播放。
本实施例的助听适配器，既可以实现测听功能，也可以实现助听功能；用户可以随时进行测听，以适应听力变化，提高助听效果，使用方便。
本实施例的助听适配器，通过其音频接口模块可以连接具有通用耳机接口的耳机，对耳机的型号以及类型没有特殊要求，只要是通用的耳机接口（如3.5mm线控耳机接口，lighting、type-c等音频传输接口等，并不限于上述举例）即可与助听适配器进行配合使用。本实施例的助听适配器，简单易用，无需搭配其他设备，只需要连接上带有麦克和喇叭的耳机即可实现助听功能，降低了成本，减少了用户的支出；而且充分利用现有耳机，减少电子垃圾造成的环境污染。
本实施例的助听适配器，可以将普通的有线耳机、线控耳机“转换”为助听器功能产品，当然，也可以使用无线耳机，通过蓝牙与助听适配器的音频接口模块进行信号传输。
本实施例的助听适配器，可以根据不同用户的听力受损情况个性化定制音频信号的频响曲线，达到个性化的助听目的。
本实施例的助听适配器还包括电池，通过电池为整个助听适配器供电。
在本实施例中，在助听模式下，信号处理模块具体用于：接收耳机传输的音频信号，对接收到的音频信号进行傅里叶变换，将时域信号转换为频域信号，获得音频信号在受损频率处对应的幅值以及对应的补偿值；根据对应的幅值和补偿值生成放大倍数，根据放大倍数对音频信号在受损频率处对应的幅值进行放大，实现对音频信号在受损频率处的补偿；补偿后的音频信号经傅里叶逆变换后传输至音频接口模块，经音频接口模块传输至耳机，经喇叭播放，实现助听功能。上述处理过程，对耳机麦克接收到的音频信号进行补偿后经耳机喇叭播放，方法简单有效，可以实现对音频信号的有效补偿。
在本实施例中，为了对噪声或环境声音进行抑制，以达到人与人有效交流的目的，助听适配器还包括滤波器；信号处理模块对接收到的音频信号进行傅里叶变换之后，先通过滤波器滤除设定的噪声频段，然后再获得音频信号在受损频率处对应的幅值以及对应的补偿值，对音频信号在受损频率处进行补偿。
在本实施例中，300Hz～3400Hz是人正常交流时的常用频段，设定的噪声频段包括小于300Hz的频段和大于3400Hz的频段，即通过滤波器滤除小于300Hz的频段和大于3400Hz的频段，只保留300Hz～3400Hz频段的信号，可以有效提高助听效率。
因此，本实施例的助听适配器，不仅针对用户的受损频段进行补偿，而且还可以针对非人声频段（300Hz～3400Hz以外）进行抑制，以提高助听效果。可根据用户的不同需求对用户不需要的频段进行音频抑制，达到有效交流目的。
本实施例的助听适配器还具有听力保护功能，开启听力保护功能后，在测听模式下，当获得的受损频率对应的补偿值大于设定的安全阈值时，将该补偿值赋值为所述安全阈值。例如，设定的安全阈值为90 dB，测听得到的受损频率为600Hz，补偿值为100 dB，100dB大于90 dB，超过安全范围，容易导致用户听力进一步受损，因此，将600Hz对应的补偿值赋值为90 dB。
因此，本实施例的助听适配器，针对用户的受损区域不会进行无限补偿，而是根据用户的听力承受情况进行补偿，避免在声音强度很大的环境中由于过度补偿造成用户听力损伤。
为了便于用户操作，助听适配器还包括触控屏，触控屏分别与信号发生模块、信号处理模块进行通信，实现测听功能和助听功能。用户通过触控屏选择信号处理模块的运行模式，可以选择测听模式实现测听功能，也可以选择助听模式实现助听功能。存储器会存储相应的提示音，用户根据提示音进行操作。在测听模式下，通过触控屏控制信号发生模块发出的单频信号的频率和音量，并通过触控屏将用户的反馈信息发送至信号处理模块。
作为本实施例的另一种优选设计方案，为了便于用户操作，助听适配器还包括按键，按键分别与信号发生模块、信号处理模块连接，实现测听功能和助听功能。用户通过按键选择信号处理模块的运行模式，可以选择测听模式实现测听功能，也可以选择助听模式实现助听功能。存储器会存储相应的提示音，用户根据提示音进行操作。在测听模式下，通过按键控制信号发生模块发出的单频信号的频率和音量，并通过按键将用户的反馈信息发送至信号处理模块。
通过触控屏或/和按键可以对噪声频段以及安全阈值进行设置，还可以开启和关闭听力保护功能。而且，还可以在触控屏上显示信号发生模块输出的信号的频率和音量。
助听适配器的操作过程为：
（1）连接助听适配器与耳机，然后开启助听适配器。
（2）助听适配器首次开机时自动进入测听模式，用户也可以通过按键或触控屏选择进入测听模式或助听模式。用户根据提示音进行按键或触控操作。
（3）在测听模式下，助听适配器的信号发生模块根据用户的操作输出20Hz～20KHz的单频信号，单频信号的幅值（音量）根据用户的反馈进行调节。同时，用户是否听到声音可以通过按键或触控屏进行反馈。适助听配器同步记录用户反馈情况。
例如，信号发生模块发出频率为500Hz的信号，起始幅值为20dB，如果用户听不到声音，则调整音量，直至达到用户要求为止。假设调整到幅值为80dB时，用户比较满意，则保存受损频率500Hz及对应的补偿值80dB。
通过该步骤，可以测得该用户的各个受损频率及对应的补偿值。例如，受损频率为100Hz、200Hz、300Hz、400Hz、500Hz，对应的补偿值分别为40dB、50dB、60dB、70dB、80dB。
（4）在助听模式下，耳机麦克采集的音频信号发送至音频接口模块，经音频接口模块传输至信号处理模块。
信号处理模块包括Codec和DSP。Codec的主要作用是对音频信号根据预设的采样率以及采样方式进行模拟数字转换，转换的过程具有可逆性，通过不同的端口既可以进行模拟到数字的信号转换也可以进行数字到模拟的信号转换。
Codec将接收到的音频接口模块发送的音频信号进行模数转换，转换为数字信号，然后传输至DSP。DSP对接收到的音频信号进行傅里叶变换，将时域信号转换为频域信号，并通过滤波器滤除设定的噪声频段，获得音频信号在受损频率处对应的幅值以及对应的补偿值；根据对应的幅值和补偿值生成放大倍数，根据放大倍数对音频信号在受损频率处对应的幅值进行放大，实现对音频信号在受损频率处的补偿；补偿后的音频信号经傅里叶逆变换后传输至音频接口模块，经音频接口模块传输至耳机，经喇叭播放，实现助听功能。
也就是说，DSP将音频信号进行快速傅里叶变换，实时计算出所采集的音频信号的频域能量分布，再根据补偿值进行频域能量重新分配，使的音频信号的频域能量满足用户的助听需求，从而达到个性化的助听目的。
例如，傅里叶变换后的音频信号，其频率范围从50Hz至1000Hz，通过滤波器滤除设定的噪声频段（滤除300Hz～3400Hz以外的频段），该音频信号此时的频率范围从300Hz至1000Hz。
由于测听得到的受损频率为100Hz、200Hz、300Hz、400Hz、500Hz，对应的补偿值分别为40dB、50dB、60dB、70dB、80dB。找出音频信号在300Hz、400Hz、500Hz对应的幅值，根据对应的幅值和补偿值生成放大倍数，对音频信号在300Hz、400Hz、500Hz进行补偿。
例如，音频信号在频率500Hz处的幅值为50dB，频率500Hz对应的补偿值为80dB，则放大倍数为80 dB /50 dB=1.6，对音频信号在500Hz处对应的幅值50dB放大1.6倍，放大后的幅值为80dB，实现音频信号在500Hz处的补偿。
实施例二、
基于实施例一的助听适配器的设计，本实施例二还提出了一种助听适配器控制方法，助听适配器与耳机连接，耳机具有麦克和喇叭。
本实施例的控制方法主要包括测听过程和助听过程，参见图3所示。
测听过程包括：对助听适配器的信号发生模块发出的单频信号进行测听，获得各个受损频率及对应的补偿值，并保存在存储模块。
助听过程包括：接收耳机传输的音频信号，并对音频信号在受损频率处利用对应的补偿值进行补偿，将补偿后的音频信号传输至耳机，经喇叭播放。
本实施例的助听适配器控制方法，既可以实现助听适配器的测听功能，也可以实现助听功能；用户可以随时进行测听，以适应听力变化，提高助听效果，使用方便，简单易用；助听适配器无需搭配其他设备，只需要连接上带有麦克和喇叭的耳机即可实现助听功能，降低了成本，减少了用户的支出；而且充分利用现有耳机，减少电子垃圾造成的环境污染。
在本实施例中，接收耳机传输的音频信号，并对音频信号在受损频率处利用对应的补偿值进行补偿，具体包括：接收耳机传输的音频信号，对接收到的音频信号进行傅里叶变换，将时域信号转换为频域信号，获得音频信号在受损频率处对应的幅值以及对应的补偿值；根据对应的幅值和补偿值生成放大倍数，根据放大倍数对音频信号在受损频率处对应的幅值进行放大，实现对音频信号在受损频率处的补偿；补偿后的音频信号经傅里叶逆变换后传输至耳机，经喇叭播放，实现助听功能。上述处理过程，对耳机麦克接收到的音频信号进行补偿后经耳机喇叭播放，方法简单，可以实现对音频信号的有效补偿。
在本实施例中，为了对噪声或环境声音进行抑制，以达到人与人有效交流的目的，对接收到的音频信号进行傅里叶变换之后，先滤除设定的噪声频段，然后再获得音频信号在受损频率处对应的幅值以及对应的补偿值，对音频信号在受损频率处进行补偿。
在本实施例中，设定的噪声频段包括小于300Hz的频段和大于3400Hz的频段。即滤除小于300Hz的频段和大于3400Hz的频段，只保留300Hz～3400Hz频段的信号，可以有效提高助听效率。
在测听过程中，当获得的受损频率对应的补偿值大于设定的安全阈值时，将该补偿值赋值为所述安全阈值，避免由于过度补偿而造成用户听力损伤，实现听力保护功能。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种助听适配器，其特征在于：包括：
音频接口模块，用于与耳机连接；所述耳机具有麦克和喇叭；
信号发生模块，用于发出单频信号；
信号处理模块，其运行模式包括测听模式和助听模式；
在测听模式下，所述信号处理模块用于对所述信号发生模块发出的单频信号进行测听，获得各个受损频率及对应的补偿值，并保存；
在助听模式下，所述信号处理模块用于接收耳机传输的音频信号，并对所述音频信号在受损频率处利用对应的补偿值进行补偿，将补偿后的音频信号传输至耳机，经喇叭播放；
在助听模式下，所述信号处理模块具体用于：
接收耳机传输的音频信号，对接收到的音频信号进行傅里叶变换，获得所述音频信号在受损频率处对应的幅值以及对应的补偿值；
根据对应的幅值和补偿值生成放大倍数，根据所述放大倍数对所述音频信号在受损频率处对应的幅值进行放大，实现对所述音频信号在受损频率处的补偿；
补偿后的音频信号经傅里叶逆变换后传输至耳机，经喇叭播放；
所述助听适配器还包括滤波器；对接收到的音频信号进行傅里叶变换之后，先通过所述滤波器滤除设定的噪声频段，然后再获得所述音频信号在受损频率处对应的幅值以及对应的补偿值。
2.根据权利要求1所述的助听适配器，其特征在于：所述设定的噪声频段包括小于300Hz的频段和大于3400Hz的频段。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的助听适配器，其特征在于：所述助听适配器具有听力保护功能，开启听力保护功能后，在测听模式下，当获得的受损频率对应的补偿值大于设定的安全阈值时，将该补偿值赋值为所述安全阈值。
4.根据权利要求1所述的助听适配器，其特征在于：所述助听适配器还包括触控屏，所述触控屏分别与信号发生模块、信号处理模块进行通信；
通过所述触控屏选择所述信号处理模块的运行模式；
通过所述触控屏控制所述信号发生模块发出的单频信号的频率和音量。
5.根据权利要求1所述的助听适配器，其特征在于：所述助听适配器还包括按键，所述按键分别与信号发生模块、信号处理模块连接；
通过所述按键选择所述信号处理模块的运行模式；
通过所述按键控制所述信号发生模块发出的单频信号的频率和音量。
6.一种助听适配器控制方法，其特征在于：所述助听适配器与耳机连接，所述耳机具有麦克和喇叭；
所述控制方法包括测听过程和助听过程；
所述测听过程包括：对所述助听适配器的信号发生模块发出的单频信号进行测听，获得各个受损频率及对应的补偿值，并保存；
所述助听过程包括：接收耳机传输的音频信号，并对所述音频信号在受损频率处利用对应的补偿值进行补偿，将补偿后的音频信号传输至耳机，经喇叭播放；
所述接收耳机传输的音频信号，并对所述音频信号在受损频率处利用对应的补偿值进行补偿，具体包括：
接收耳机传输的音频信号，对接收到的音频信号进行傅里叶变换，获得所述音频信号在受损频率处对应的幅值以及对应的补偿值；对接收到的音频信号进行傅里叶变换之后，先滤除设定的噪声频段，然后再获得所述音频信号在受损频率处对应的幅值以及对应的补偿值；
根据对应的幅值和补偿值生成放大倍数，根据所述放大倍数对所述音频信号在受损频率处对应的幅值进行放大，实现对所述音频信号在受损频率处的补偿；
补偿后的音频信号经傅里叶逆变换后传输至耳机，经喇叭播放。
7.根据权利要求6所述的助听适配器控制方法，其特征在于：在测听过程中，当获得的受损频率对应的补偿值大于设定的安全阈值时，将该补偿值赋值为所述安全阈值。
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