[發(fā)明專利]教室補(bǔ)聲方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310440462.0
• 申請(qǐng)日: 2012-02-06
• 公開（公告）號(hào): CN103491492A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙凡;祁才君;王慶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州聯(lián)匯數(shù)字科技有限公司
• 主分類號(hào): H04R27/00
• 分類號(hào): H04R27/00
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 王江成

本申請(qǐng)為分案申請(qǐng)，原申請(qǐng)的申請(qǐng)日為：2012年02月06日，申請(qǐng)?zhí)枮椋?01210024616.3，發(fā)明創(chuàng)造名稱為：教室補(bǔ)聲設(shè)備與方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聲音處理放大領(lǐng)域，尤其是涉及一種應(yīng)用于教室、會(huì)場(chǎng)等室內(nèi)環(huán)境的教室補(bǔ)聲方法。

背景技術(shù)

教師在沒有現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)聲系統(tǒng)的場(chǎng)地授課全靠自己的嗓音，為了讓全教室都能聽清楚授課內(nèi)容必須盡量提高音量，使嗓子超負(fù)荷運(yùn)行，長期以往會(huì)產(chǎn)生許多職業(yè)病。

以往傳統(tǒng)的本地采集本地?cái)U(kuò)聲系統(tǒng)為了避免由于循環(huán)采集喇叭里放出的聲音而引起的囂叫，拾音器多采用低靈敏度的近講傳聲器。由于近講傳聲器靈敏度低，老師上課的時(shí)候必須近身攜帶非常不方便。

傳統(tǒng)的教室擴(kuò)聲系統(tǒng)多采用數(shù)量較少且功率較大的喇叭，這會(huì)導(dǎo)致教室內(nèi)聲場(chǎng)不均勻，離喇叭近的學(xué)生由于聲音太響而感覺不適，距離喇叭遠(yuǎn)的學(xué)生又會(huì)覺得聽不清楚，而且如果喇叭聲音過響會(huì)影響隔壁班級(jí)的正常上課。

中華人民共和國國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局于2011年06月01日公開了公布號(hào)為CN102082989A的專利文獻(xiàn)，名稱是一種基于ZigBee協(xié)議的教學(xué)用全數(shù)字無線擴(kuò)聲裝置。此裝置包括發(fā)送端和接收端；所述發(fā)送端包括麥克風(fēng)以及與麥克風(fēng)連接的ZigBee發(fā)送模塊，所述接收端包括ZigBee接收模塊、音頻解碼電路、音頻放大電路和喇叭，ZigBee接收模塊依次經(jīng)音頻解碼電路、音頻放大電路后與喇叭連接；所述ZigBee發(fā)送模塊與ZigBee接收模塊無線連接。此方案難以產(chǎn)生合適的聲場(chǎng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的揚(yáng)聲器聲場(chǎng)不均勻的技術(shù)問題，提供一種具有良好聲場(chǎng)的教室補(bǔ)聲方法。

本發(fā)明針對(duì)上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：?

一種教室補(bǔ)聲方法，包括以下步驟：

步驟一：通過拾音裝置采集聲音信號(hào)；

步驟二：檢測(cè)聲音信號(hào)的響度，如果聲響小于K1，則將輸入信號(hào)衰減60db以后輸出，補(bǔ)聲過程結(jié)束；如果聲響大于K1，跳轉(zhuǎn)步驟三；

步驟三：判斷聲音信號(hào)的響度是否大于K2，如果大于，則輸出信號(hào)根據(jù)以下公式確定：

輸出信號(hào)=K2+（輸入信號(hào)-K2）*β，補(bǔ)聲過程結(jié)束；

如果聲音信號(hào)的響度不大于K2，則輸出信號(hào)與輸入信號(hào)相等，補(bǔ)聲過程結(jié)束；

K1為補(bǔ)聲下限值，K2為補(bǔ)聲上限值，β為衰減系數(shù)。

作為優(yōu)選，檢測(cè)聲音響度之前，先進(jìn)行系統(tǒng)模式判定，如果當(dāng)前模式為普通模式，則進(jìn)入步驟二；如果當(dāng)前模式為環(huán)境自適應(yīng)模式，則判斷采集聲音信號(hào)的周期是否完成，如果已經(jīng)完成則計(jì)算常態(tài)環(huán)境底噪，并通過常態(tài)環(huán)境底噪修正K1和K2，如果采集聲音信號(hào)的周期未完成則跳轉(zhuǎn)回步驟一。

本發(fā)明的補(bǔ)聲方法通過現(xiàn)場(chǎng)自適應(yīng)的方式過濾教室內(nèi)輕微的聲音（如翻書聲，小聲討論聲等），又削弱教室內(nèi)過響的聲音（如齊聲朗讀），使他們不會(huì)被現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)聲系統(tǒng)再次放大。

作為優(yōu)選，K1為3db，K2為60db，β為0.1。一般人的聽闕（聽闕指人或其它動(dòng)物的耳朵在特定環(huán)境中，能感覺到的聲音的最小強(qiáng)度）則在1至3?db之間，在考慮到聲音源到傳音器間聲音傳遞過程中的衰減，所以把不放大聽闕以下的聲音作為確定K1的重要標(biāo)準(zhǔn)，即不把原來教師在講臺(tái)上聽不清楚的細(xì)小聲音通過我們的系統(tǒng)放大輸出；聲響高于80db會(huì)導(dǎo)致中耳的肌肉會(huì)緊張，長期處于80db會(huì)導(dǎo)致人體不適應(yīng)。而60db是人體對(duì)聲音感覺舒適的上限，超過60db人體就會(huì)感覺聲音過響所以將60db作為K2的默認(rèn)值。聽覺面積的上限為痛閥，其值約為137.5dB，由(137.5-60)*?β+60<70得出β<1/8,所以取1/10。

一種教室補(bǔ)聲設(shè)備，包括拾音裝置、音頻處理主機(jī)和揚(yáng)聲器陣列，所述拾音裝置與所述音頻處理主機(jī)連接，所述音頻處理主機(jī)與所述揚(yáng)聲器陣列連接，所述拾音裝置安裝在教師主要授課區(qū)域上方的教室頂部，所述揚(yáng)聲器陣列的覆蓋范圍與拾音裝置的拾音范圍互補(bǔ)。

作為優(yōu)選，所述拾音裝置包括駐極體電容式拾音頭、拾音放大模塊和自動(dòng)增益控制模塊，所述駐極體電容式拾音頭與所述拾音放大模塊連接，所述拾音放大模塊通過所述自動(dòng)增益控制模塊與音頻處理主機(jī)連接。

拾音裝置采用UniGuard射頻干擾(RFI)屏敝技術(shù)，防止射頻干擾，抑制環(huán)境周邊的雜音。其采用高級(jí)阻燃樹脂ABS設(shè)計(jì)，內(nèi)部共振聲腔經(jīng)過精確計(jì)算，收音更清晰。

拾音裝置采用回聲消除凹腔有效減少空曠房間的嚴(yán)重回音，提供清晰及高質(zhì)量音頻信號(hào)輸出。