一种耳机时频响应的测量与校正系统及其方法与流程

本发明涉及一种耳机时频响应的测量与校正系统及其方法。

背景技术：

耳机的功能是把电信号变成机械波。耳机的时频响应失真，主要是由耳机的电声转变过程中的非线性效应造成的。

现有的音乐播放技术，耳机部分音频失真严重。市场上有多个种类的保真耳机：基本型、适中型、保真型、高保真型，每个档次的耳机失真程度相差巨大、价格也差别巨大。

因此，针对现有技术，需要一种通过对耳机的非线性效应精确测量、记录，来校正耳机的时频响应失真的方法，使廉价耳机放出昂贵耳机的效果。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种耳机时频响应的测量与校正系统及其方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种耳机时频响应的测量与校正系统，它包括测量装置和校正装置，所述的测量装置包括第一音频播放终端、待检测耳机（4，5）、高仿人工耳道和计算终端，所述的高仿人工耳道的耳鼓膜处设置有声电传感器，所述的计算终端包括放大器B和计算单元B；所述的第一音频播放终端包括存储单元A、计算单元A和放大器A，所述的计算单元A读取存储单元A中的音源文件A，输出后送给放大器A进行放大，放大器A的输出端通过音频接口连接待检测耳机，待检测耳机设置于高仿人工耳道；声电传感器接收来自待检测耳机的声音信号，并将声音信号转化为电信号后通过放大器B发送至计算单元B，所述的计算单元B对信号进行处理后生成耳机的校正文件；

所述的校正装置包括第二音频播放终端和与待检测耳机同型号的待使用耳机，所述的第二音频播放终端包括存储单元B、计算单元C和放大器C，所述的计算单元C读取存储单元B的音源文件B，同时使用所述校正文件对音源文件B的音源文件流进行处理，之后依次经放大器C、音频接口和待使用耳机进行输出。

所述的高仿人工耳道和声电传感器设置于人头模具。

所述的系统还包括一个存储服务器，所述的存储服务器用于存储以型号为区别特征的校正文件；校正装置在使用之前，通过网络下载特定型号的待使用耳机的校正文件后进行校正。

所述的音频播放终端为智能移动终端或者PC机；所述的计算终端为智能移动终端或者PC机。

所述的第一音频播放终端和第二音频播放终端为相同终端或者不同终端；所述的第一音频播放终端和计算终端为相同终端或者不同终端。

所述的高仿人工耳道还设置有温度传感器和加热元件，温度传感器的输出端与计算单元D连接，计算单元D的温度信号控制输出端与加热元件连接。

所述的高仿人工耳道还设置有温度传感器和湿度传感器，所述的温度传感器和湿度传感器的输出端均与计算单元B连接，计算单元B计算校正文件时参考实时温度和湿度。

所述的待检测耳机为双声道耳机，包括第一耳机头和第二耳机头；所述的高仿人工耳道有两个，两个高仿人工耳道的耳鼓膜处分别设置有第一声电传感器和第二声电传感器，第一声电传感器和第二声电传感器的输出端均与计算终端连接。

一种耳机时频响应的测量与校正方法，包括以下步骤：

S1：待播放的音源文件A由计算单元A播放，计算单元A的输出送给放大器A放大，之后送给待检测耳机把电信变成声波；设置于高仿人工耳道的耳鼓膜处的声电传感器真实的测量待检测耳机的时频响应，其输出送给放大器B；放大器B的输出送给计算单元B进行处理，计算单元B输出待检测耳机的校正文件；

S2：计算单元C在播放音源文件B时，使用校正文件对音源文件B的音源文件流进行处理，经放大器C输出，送给与待检测耳机相同型号的待使用耳机，待使用耳机输出。

步骤S2还包括一个下载步骤，在计算单元C播放音源文件B之前，用户通过互联网下载校正应用APP或者校正文件。

本发明的有益效果是：

（1）本发明对耳机的非线性效应精确测量、记录，来测量出耳机的真实失真参数，校正耳机的时频响应，从而达到使廉价耳机放出昂贵耳机的效果。

（2）本发明用于对耳机时频响应进行测量，通过设置人头模具和高仿人工耳道，并且在高仿人工耳道的耳鼓膜处设置声电传感器，模仿人体的耳朵接收耳机的效果，并将声电传感器采集的数据发送至外部计算终端。

（3）本发明为了提高校正文件生成精度，对温度和湿度参数进行参考：包括对温度参数进行控制，保证温度与人体耳朵的真实温度相同，提高测量的精度；或者实时测量温湿度，在校正过程中参考该参数。

附图说明

图1为本发明测量装置电路连接框图；

图2为本发明校正装置电路连接框图；

图3为本发明人头模具示意图；

图4为高仿人工耳道结构与声电传感器安装位置示意图；

图5为本发明方法流程图；

图中，1-音源文件A，2-计算单元A，3-放大器A，4-待检测耳机，5-待检测耳机，6-人头模具，7-放大器B，8-计算单元B，9-校正文件，10-音源文件B，11-计算单元C，12-放大器C，13-待使用耳机，14-待使用耳机，15-高仿人工耳道，16-高仿人工耳道口，17-声电传感器。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案：

如图1所示，一种耳机时频响应的测量与校正系统，它包括测量装置和校正装置，所述的测量装置包括第一音频播放终端、待检测耳机4，5、高仿人工耳道15和计算终端，所述的高仿人工耳道15的耳鼓膜处设置有声电传感器17，所述的计算终端包括放大器B7和计算单元B8；所述的第一音频播放终端包括存储单元A、计算单元A2和放大器A3，所述的计算单元A2读取存储单元A中的音源文件A1，输出后送给放大器A3进行放大，放大器A3的输出端通过音频接口连接待检测耳机4，5，待检测耳机4，5设置于高仿人工耳道16；声电传感器17接收来自待检测耳机4，5的声音信号，并将声音信号转化为电信号后通过放大器B7发送至计算单元B8，所述的计算单元B8对信号进行处理后生成耳机的校正文件9；

如图2所示，所述的校正装置包括第二音频播放终端和与待检测耳机4，5同型号的待使用耳机13，14，所述的第二音频播放终端包括存储单元B、计算单元C11和放大器C12，所述的计算单元C11读取存储单元B的音源文件B10，同时使用所述校正文件9对音源文件B10的音源文件流进行处理，之后依次经放大器C12、音频接口和待使用耳机13，14进行输出。

所述的高仿人工耳道15和声电传感器17设置于人头模具6。人头模具6与声电传感器17的一种外形如图3所示，实际制作时，保证模型的耳道高仿人工耳道15与人类的耳道具有最大化的真实可比性，外形可以多种多样。也就是说，高仿人工耳道15按照人耳来制作，如图4所示。实际使用时，可以根据某用户的性别、身高、体重等，有多个对应的人造耳道。

声电传感器17的设置位置如图3所示，把声电传感器17安排在耳鼓膜的位置。两个声电传感器17分别拾取进入耳道的声音，分别转换为电信号，输出。

所述的系统还包括一个存储服务器，所述的存储服务器用于存储以型号为区别特征的校正文件9；校正装置在使用之前，通过网络下载特定型号的待使用耳机13，14的校正文件9后进行校正。

本发明可以是一个闭环系统，将测量和高保真一起完成。

本发明也可以是一个开环系统，测量是一套系统，得到某一个耳机的失真参数。之后通过互连网或其它方式，将这个失真参数与放音系统整合在一起，供高保真放音使用。高保真放音系统可以是另一个系统。

对应的，批量生产时，每个耳机编上不同的序列号，一个耳机对应一个校正文件9，校正文件9与该耳机一起销售。

或者，批量生产时，每个耳机编上不同的序列号，一个耳机对应一个校正文件9，校正文件9不与该耳机一起销售，用户通过互连网下载。

所述的音频播放终端为智能移动终端或者PC机；所述的计算终端为智能移动终端或者PC机。

所述的第一音频播放终端和第二音频播放终端为相同终端或者不同终端；所述的第一音频播放终端和计算终端为相同终端或者不同终端。

在耳机测量的过程中，为提高校正文件9生成的精度，对温度和湿度参数进行参考，具体通过以下两种方式：

1、对温度参数进行控制，保证温度与人体耳朵的真实温度相同，提高测量的精度，具体方式如下：所述的高仿人工耳道15还设置有温度传感器和加热元件，温度传感器的输出端与计算单元D连接，计算单元D的温度信号控制输出端与加热元件连接。温度传感器实时检测高仿人工耳道15内部温度，当温度降低到第一范围时，计算单元D控制加热元件进行加热，直到第二范围时停止。

2、实时测量温湿度，在校正过程中参考该参数：所述的高仿人工耳道15还设置有温度传感器和湿度传感器，所述的温度传感器和湿度传感器的输出端均与计算单元B8连接，计算单元B8计算校正文件9时参考实时温度和湿度。

所述的待检测耳机4，5为双声道耳机，包括第一耳机头和第二耳机头；所述的高仿人工耳道15有两个，两个高仿人工耳道15的耳鼓膜处分别设置有第一声电传感器17和第二声电传感器17，第一声电传感器17和第二声电传感器17的输出端均与计算终端连接。

一种耳机时频响应的测量与校正方法，包括以下步骤：

S1：待播放的音源文件A1由计算单元A2播放，计算单元A2的输出送给放大器A3放大，之后送给待检测耳机4，5把电信变成声波；设置于高仿人工耳道15的耳鼓膜处的声电传感器17真实的测量待检测耳机4，5的时频响应，其输出送给放大器B7；放大器B7的输出送给计算单元B8进行处理，计算单元B8输出待检测耳机4，5的校正文件9；

S2：计算单元C11在播放音源文件B10时，使用校正文件9对音源文件B10的音源文件流进行处理，经放大器C12输出，送给与待检测耳机4，5相同型号的待使用耳机13，14，待使用耳机13，14的输出。

步骤S2还包括一个下载步骤，在计算单元C11播放音源文件B10之前，用户通过互联网下载校正应用APP或者校正文件9。