[發明專利]一種環境音監聽的裝置及方法

有效

• 申請號: 202011242961.5
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112399299B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 張麗敏;董自寧;李浩源;駱雅馨
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H04R1/10
• 分類號: H04R1/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種環境音監聽的裝置，其特征在于，包括麥克風，麥克風驅動，固定增益電路，處理器，可變增益器，揚聲器驅動，揚聲器，所述麥克風連接到麥克風驅動的輸入端，用于將環境音從聲壓級信號轉換成電信號x(n)；所述麥克風驅動的輸出端連接到固定增益電路的輸入端，用于將電信號x(n)傳輸到固定增益電路；所述固定增益電路的輸出同時連接到處理器的AD輸入端和可變增益器的輸入端，用于將x(n)在一定帶寬內放大A倍得到d(n)并傳輸到處理器和可變增益器；所述處理器的DA輸出端或邏輯輸出端口連接到可變增益器的增益控制端，用于計算d(n)的短時能量E(n)和可變增益器的增益K(n)，并控制可變增益器的增益；所述可變增益器的輸出端連接到揚聲器驅動的輸入端，用于調節d(n)的大小，并將調節后的信號y(n)傳輸到揚聲器驅動；所述揚聲器驅動的輸出端連接到揚聲器，用于驅動揚聲器；所述揚聲器用于將電信號轉化為聲信號發出；該環境音監聽的方法，包括如下步驟：

1)在本系統中標定人耳舒適區的聲壓級信號對應的電信號y0，并計算該電信號y0的短時能量E0，其計算公式為：其中N為固定常數，N值取決于語音信號頻率及系統采樣率，n0表示采集過程中的任一時刻；

2)通過麥克風及麥克風驅動將環境音從聲壓級信號轉換成電信號x(n)；

3)信號x(n)經過固定增益電路后得到信號d(n)，其中固定增益電路在一定帶寬范圍內具有恒定增益A，d(n)＝A*x(n)；

4)計算d(n)的短時能量E(n)，其計算公式為：其中N為固定常數，N值取決于語音信號頻率及系統采樣率；

5)計算可變增益器的增益K(n)，其計算公式為：

6)調節可變增益器的增益，并使d(n)經過可變增益器得到y(n)，其中y(n)的計算公式為：y(n)＝K(n)*d(n)；

7)將得到的y(n)，經揚聲器驅動和揚聲器發出；

其中，步驟1)中標定人耳舒適區的聲壓級信號對應的電信號，步驟如下：

1)在消聲室或空曠房間，整個裝置測量位置位于測試室中央，距離各墻面不小于1.5m，初級揚聲器距離麥克風1m；

2)斷開本裝置的可變增益器與揚聲器驅動的連接，用信號源連接到初級揚聲器驅動電路的輸入端，在裝置的麥克風附近5cm放置一個測量傳聲器，并連接到采集設備，采集設備實現聲壓級的監測；

3)信號源輸出幅度10mV、頻率1kHz正弦信號；

4)調節信號源輸出信號的幅度大小，直到采集設備監測到的聲壓約50dB，觀察此時處理器采集到的電信號大小，從而可以得到本裝置中人耳舒適區范圍內的聲壓級信號對應的電信號y0。