[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

本發明提出了一種環境音監聽的裝置及方法。首先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，然后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)，x(n)經過固定增益電路后的信號為d(n)，計算d(n)的短時能量E(n)，根據E(n)和E0可得到可變增益器的增益K(n)，最后將d(n)經過可變增益器得到的電信號y(n)，經揚聲器發出變成聲信號。本發明的顯著特征在于：首先對聲壓級信號和電信號進行標定，然后通過將環境音的聲壓級信號轉換成電信號，并計算其短時能量E(n)，通過調整可變增益器的增益，使處理后的環境音輸出音量在人耳舒適區范圍內，具有穩定度高，實時性好，用戶體驗好等顯著優點。

技術領域

本發明涉及一種環境監聽技術，更具體的涉及一種應用于偵查等環境監聽技術。

背景技術

在戰場環境下，具備環境監聽功能是很有必要的，即需要在小的聲音環境下實現監聽，也需要在大的爆破音下如槍聲實現監聽，這就要求裝置具有好的增益調控能力。然而，現有監聽裝置對輸出音量一直保持在人耳舒適區的增益動態實時控制并不多見。比如在專利《一種無線耳機及其環境監聽方法和裝置》中，僅是根據耳機是否佩戴進行環境監聽，具體方法為：獲取第一無線耳機和與第一無線耳機配對連接的第二無線耳機的當前佩戴情況；判斷第一無線耳機和第二無線耳機的當前佩戴情況是否均為佩戴狀態；若是，則利用第一無線耳機和/或第二無線耳機中的麥克風采集環境聲音信號；將環境聲音信號發送至第一無線耳機和/或第二無線耳機的揚聲器，以播放環境聲音信號，該方法實現了對于雙耳佩戴耳機的情況下對環境音監聽。在專利《耳機的環境音監聽方法、電子設備、計算機可讀存儲介質》中的方法為：采集耳機外部的環境音，周期性判斷環境聲的突變情況；若環境音沒有發生突變，則按設定音量控制耳機中的左右耳進行播音；若環境音發生突變，則判斷突變環境音的聲音方位，當判斷到聲音方位在耳機左側時，降低左耳的播音音量，保持右耳不變；當判斷到聲音方位在耳機右側時，降低右耳的播音音量，保持左耳不變，該發明通過只降低臨近突變環境音的耳機的播音音量，保持另一耳機音量不變，使得用戶可通過臨近突變環境音的耳機聽清環境音。以上兩個專利中的方法沒有實現輸出音量保持在人耳舒適區的增益動態控制。實際上，對于環境監聽的增益控制也很重要，如果環境音過大，若不進行增益控制，很容易對耳朵造成損傷，如果環境音太小，若不進行增益控制，也失去了監聽的意義，因此具備增益動態控制的環境音監聽的設備非常必要。

發明內容

為了克服上述現有技術中的不足，本發明提出了一種環境音監聽的裝置及方法。

為實現上述發明目的，本發明提出的技術方案為：

一種環境音監聽的裝置，如附圖1所示，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。

上述的一種環境音監聽的方法，其特征在于，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)；