具有自动音量控制功能的耳机装置

1.一种具有自动音量控制功能的耳机装置，其特征在于，包括：
耳机扬声器，用于播放声音；
麦克风，用于采集环境声；
环境声分析模块，与麦克风连接，接收麦克风所采集到的环境声信号，并进行处理；所述的环境声分析模块包括：历史环境音量存储单元，用于记录使用者上一次调整音量时的环境声音量；环境音量判断单元，根据输入信号计算当前输入的环境声音量，并将其与历史环境音量存储单元所保存的使用者上一次调整音量时的环境声音量相比较，来判断环境声的变化，从而决定是应该将耳机扬声器所播放声音的音量升高或降低，还是维持不变；突发情况判断单元，用于将输入信号与一些预先设定的突发事件特征相比对，以判断是否发生了需要将耳机静音的危险情况；
音量控制模块，与环境声分析模块和耳机扬声器连接，接收环境声分析模块的分析结果，并根据该分析结果控制耳机扬声器输出的音量大小和是否静音。
2.如权利要求1所述的具有自动音量控制功能的耳机装置，其特征在于，所述的麦克风靠近所述的耳机扬声器，以精确记录人耳附近的环境声。
3.如权利要求1所述的具有自动音量控制功能的耳机装置，其特征在于，所述的突发事件特征包括但不限于：环境音量急剧上升；环境音量大于某阈限；环境声中出现特定声音语音信号的语谱特征。
4.如权利要求1所述的具有自动音量控制功能的耳机装置，其特征在于，所述的环境声分析模块通过模拟电路实现，或者经模数转换后用软件编程实现。
5.如权利要求4所述的具有自动音量控制功能的耳机装置，其特征在于，所述的环境声分析模块经模数转换后用软件编程实现，以实现特定声音的语音频谱检测。
6.如权利要求3或5所述的具有自动音量控制功能的耳机装置，其特征在于，所述的特定声音包括“危险”、“小心”。
7.如权利要求1所述的具有自动音量控制功能的耳机装置，其特征在于，所述的音量控制模块用模拟电路或数字方法实现，所述的数字方法指在数模转换之前对数字音频信号进行放缩，从而实现音量控制的处理方法。
8.如权利要求1所述的具有自动音量控制功能的耳机装置，其特征在于，所述的音量控制模块和所述的环境声分析模块位于所述的耳机扬声器附近，或者靠近耳机所插入的便携式设备一侧，或者置于便携式设备之中、成为便携式设备的一部分。

具有自动音量控制功能的耳机装置\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种耳机装置，尤其涉及一种具有自动音量控制功能的耳机装置，可根据外界环境自动调节音量，其应用领域包括但不限于各种具有音频播放功能的便携式设备、移动通信设备。\n背景技术\n[0002] 数码技术的发展给人们带来了极大的便利。随着mp3播放器等便携式设备的普及，戴着耳机走路，随时随地地聆听音乐正成为一种潮流。然而，外界环境是多变的，马路上人声嘈杂，而图书馆内却十分安静。使用同样的音量播放音乐，在周围环境的声音(以下简称环境声)嘈杂的地方可能会听不清楚(人耳在听到耳机播放声音的同时，还将听到环境声，两种声音混合时，会使人不容易听清楚耳机播放的声音)，而在环境十分安静的地方却可能显得音量过大，这便需要人们不断地去手动调整播放器的音量大小，十分烦琐。如果能有一种耳机，可以根据环境的吵闹程度自动调节输出声音的音量，应当可以给人们提供方便。\n[0003] 目前，提供类似功能的装置还很少见。中国发明专利申请公开说明书CN1507293A公开了一种智能化调节移动通讯装置耳机音量的方法，利用手机上的麦克风来判断环境声的大小，从而调整麦克风和扬声器的音量。但该装置仅能针对手机通话，不适用于听音乐等场合，且利用手机通话的麦克风来检测环境声，对环境声和人通话的声音无法区分，不易对环境声大小作出准确的判断。\n发明内容\n[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种具有自动音量控制功能的耳机装置，其能准确地捕获人耳听到的环境声，进而控制耳机输出声音的音量，排除环境声对耳机播放的影响。\n[0005] 为解决上述技术问题，本发明具有自动音量控制功能的耳机装置包括：\n[0006] 耳机扬声器，用于播放声音；\n[0007] 麦克风，用于采集环境声；\n[0008] 环境声分析模块，与麦克风连接，接收麦克风所采集到的环境声信号，并进行处理；\n[0009] 音量控制模块，与环境声分析模块和耳机扬声器连接，接收环境声分析模块的分析结果，并根据该分析结果控制耳机扬声器输出的音量大小和是否静音。\n[0010] 本发明的有益效果在于：为了排除环境声对耳机播放的影响，本发明在耳机上靠近扬声器的位置(即佩戴耳机时靠近人耳的地方)加入一个辅助麦克风，从而可以最准确地捕获人耳听到的环境声，进而控制耳机输出声音的音量。本发明能实时地采集人耳周围的环境声，并分析其内容：在环境声音量大时，提高耳机所播放声音的音量，使人听得更清楚；在环境声音量小时，降低耳机播放声音，以保护人的听力；在出现突发情况时，将耳机静音，使人不会因戴耳机听音乐而分神，从而避免意外的发生。\n附图说明\n[0011] 图1是本发明具有自动音量控制功能的耳机装置的系统结构框图；\n[0012] 图2是本发明具有自动音量控制功能的耳机装置中环境声分析模块的内部结构示意图。\n具体实施方式\n[0013] 下面结合附图和实施例对本发明进行进一步详细的说明。\n[0014] 如图1所示，本发明具有自动音量控制功能的耳机装置包括：麦克风，环境声分析模块，音量控制模块，耳机扬声器。其中，麦克风用于采集环境声；采集到的环境声信号被送入环境声分析模块进行处理，将当前环境声和使用者上次调整音量时的环境声相比较，判断环境声的变化情况，从而决定是否应将耳机输出的音量变化；环境声分析模块的分析结果被送入音量控制模块，以调节耳机扬声器播放声音的音量；经音量控制模块调整后的声音被输出至耳机扬声器播出。\n[0015] 麦克风的作用为记录人耳听到的环境声。显而易见，为了更精确地记录环境声，麦克风的摆放位置应尽可能地靠近人耳。由于耳机扬声器紧贴人耳，这也就意味着麦克风和耳机扬声器应尽量靠近(如图1中虚线框所示)，使人在佩戴耳机时麦克风能靠近人耳，从而能更精确地记录人所听到的环境声。但同时也应注意，麦克风和耳机扬声器之间应有一定的隔离措施，以避免耳机扬声器所播放的声音被麦克风所捕获。\n[0016] 环境声分析模块的内部结构如图2所示，它由两个必需的单元(历史环境音量存储单元、环境音量判断单元)和一个可选的单元(突发情况判断单元)所构成。其中，历史环境音量存储单元的功能是保存用户上一次调整耳机音量时的环境声音量，以作为环境声变化的判断基准。当用户刚开机、尚未调整过音量时，该单元保存开机时的环境声音量。\n[0017] 环境音量判断单元的功能是根据输入信号计算当前输入的环境声音量，并将其与历史环境音量存储单元所保存的用户上一次调整音量时的环境声音量相比较。若当前的环境音量更高，说明环境变得嘈杂，需要提高耳机播放的音量才能让人听清楚；反之则应降低耳机播放的音量。该单元的判断结果为具体应将耳机播放音量升高/降低的幅度(包括音量不变的情况)，并被送往音量控制模块。\n[0018] 可选的突发情况判断单元用于将输入信号与一些预先设定的突发事件特征相比对，以判断是否发生了需要将耳机静音的危险情况。人在聆听音乐的时候，对其它声音的感知能力将变得迟钝，在周围环境有危险发生时，可能因来不及躲避而造成伤害。该单元的功能既是监测环境声信号，在预设的突发事件特征出现时将耳机迅速静音，以使人对环境中潜在的危险提高警觉。突发事件特征的设置可根据具体环境设置，包括但不限于如下内容：\n[0019] 环境音量急剧上升；\n[0020] 环境音量大于某阈限；\n[0021] 环境声中出现“危险”、“小心”等特定声音语音信号的语谱特征；\n[0022] ……\n[0023] 一旦突发事件被触发，突发情况判断单元将发送静音信号至音量控制模块。\n[0024] 该环境声分析模块既可以用模拟电路实现，也可以经模数转换后用软件编程实现。特别地，如果要实现特定声音(如“危险”、“小心”等)的语音频谱检测，则一般用模数转换后软件编程的方法来实现。\n[0025] 音量控制模块的功能是根据环境声分析模块输出的音量调整信号来调整耳机扬声器播放声音的音量。特别地，当环境声分析模块有静音信号发出时，音量控制模块将忽略音量调整信号，直接将耳机静音。另外，本模块还可以接受外界输入的手动音量控制信号(如图1所示)，以方便用户调整音量。每次用户手动调整音量时，本模块应发送一个提示信号至环境声分析模块，以便后者开始记录当前的环境声音量(参见历史环境音量存储单元的描述)。该音量控制模块既可以用模拟电路实现，也可用数字方法实现。对于后者，主要是指在数模转换之前对数字音频信号进行放缩，从而实现音量控制的处理方法。\n[0026] 上述音量控制模块和环境声分析模块在装置实现时位置可灵活多变，既可以位于耳机扬声器附近，也可以靠近耳机所插入的便携式设备一侧，甚至可以置于便携式设备之中、成为便携式设备的一部分。