[发明专利]声音补偿方法、系统及耳机

说明书

本发明提出一种声音补偿方法、系统及耳机，涉及声学与信号处理领域，该方法包括：确定拾声处到声补偿处的第一声特性传递函数和第二声特性传递函数；确定发声处到声补偿处的第三声特性传递函数；根据第一声特性传递函数、第二声特性传递函数以及第三声特性传递函数，确定声补偿滤波器传递函数。与现有技术相比，本发明能够克服扬声器本身的发声限制以及左右耳无时差听音问题，实现佩戴护耳装置听到的声音与裸耳听到的声音一致，高度还原环境声，使得用户在佩戴护耳装置时能够精确监听环境声，避免由于无法精确监听环境声带来的误判而造成的危险，且该方法简单，易于实施。

技术领域

本发明涉及声学与信号处理领域，具体而言，涉及一种声音补偿方法、系统及耳机。

背景技术

对于在强环境噪声下工作的人员，为保护听力，必须在双耳上佩带保护装备，现有的保护装备包括耳塞和主动降噪耳机。耳塞是一种利用被动降噪的方式减小环境噪声对人耳听力的损伤；主动降噪耳机通过被动降噪与主动降噪结合的方式起到很好环境噪声消除效果，保护人的听力。不论是耳塞还是主动降噪耳机，在减弱环境噪声的同时也屏蔽了一些有用的声音信息，例如在恶劣的环境噪声中作战的士兵，为了保护听力必须一直佩带主动降噪耳机且不允许摘下，然而，在需要通过环境声判断身处的状况或敌军的状况时，由于人类习惯于在裸露双耳的情况下，对周围的环境声进行感知与判断，并通过左耳与右耳接收声音的时差对声源进行定位，此时主动降噪耳机对其佩带人员具有极大的干扰作用。

现有技术中，在主动降噪耳机中设置监听模式，使得佩戴者不用摘下耳机就能感知周围的环境声，其做法是利用耳机的前馈麦克风拾取环境噪声，并利用耳机内的扬声器将该声音播放出来，这种方法的缺点在于，一方面，左右耳为同时接收到扬声器播放的声音，无法利用接收声音的时差对生源定位，另一方面，由于扬声器本身的性能限制，很多环境声无法播放而导致的环境声复现失真。

发明内容

针对上述提出的问题，本发明提出一种声音补偿方法、系统及耳机，以解决环境声无法精准复现的问题。

第一方面，本发明实施例提出一种声音补偿方法，包括：

确定拾声处到声补偿处的第一声特性传递函数和第二声特性传递函数；

确定发声处到声补偿处的第三声特性传递函数；

根据所述第一声特性传递函数、所述第二声特性传递函数以及所述第三声特性传递函数，确定声补偿滤波器传递函数。

进一步地，确定拾声处到声补偿处的第一声特性传递函数，包括：

在裸耳情况下，分别测量声源在拾声处的第一声音信号和在声补偿处的第二声音信号；

根据所述第一声音信号和所述第二声音信号，利用时域建模方法确定所述第一声特性传递函数。

进一步地，确定拾声处到声补偿处的第二声特性传递函数，包括：

在佩戴护耳装置的情况下，分别测量声源在拾声处的第三声音信号和在声补偿处的第四声音信号；

根据所述第三声音信号和所述第四声音信号，利用时域建模方法确定所述第二声特性传递函数。

进一步地，确定发声处到声补偿处的第三声特性传递函数，包括：

分别测量补偿声源在发声处的第五声音信号和在声补偿处的第六声音信号；

根据所述第五声音信号和所述第六声音信号，利用时域建模方法确定所述第三声特性传递函数。

进一步地，所述时域建模方法为最小二乘类建模方法。

第二方面，本发明实施例提出一种声音补偿系统，包括声音检测装置，补偿滤波器以及发声装置；

所述声音检测装置与所述补偿滤波器连接，所述补偿滤波器与所述发声装置连接；