一种多功能耳机系统的制作方法

本发明涉及音响设备技术领域，具体地说是一种多功能耳机系统。

背景技术：

电耳机是一种电声转换设备，可以将声音的电信号转化为机械波，进行单人收听。麦克风是一种声电转换设备，将拾取的声音信号转化为电信号传输，配合耳机使用实现私人的通话交流，同时耳机亦可隔开周围环境的声响，对在录音室、旅途、运动等在一般噪吵环境下使用的人很有帮助。

随着人类活动的不断发展，产生了很多高噪声的区域，如机场、铁路、生产车间等。高冲击的噪声会对听力造成损伤，同时噪声会湮没话音信息，简单的耳机加麦克风的通话方式会受到很大影响，造成通话困难。传统的听力保护和降噪是将所有的声音一起降低，无法获取其中的有用信息。在普通环境下，需要提高环境声中的细微活动声音，便于接收提取，通过耳机提高听力。

目前的耳机产品不能同时支持这些功能，需要开发一款新的耳机产品，在不同的背景噪声环境下均能正常工作。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种多功能耳机系统，能够在各种环境下实时有效的保障通话畅通和对环境的灵敏感知，同时保护使用者的听力免受冲击声的伤害。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种多功能耳机系统，包括头部部分、主控部分和前端设备，其中头部部分通过耳机连接线连接主控部分，主控部分通过专用连接线连接前端设备；其中

主控部分包括模拟信号放大器，接收头部部分的通话麦克风的语音信号，进行放大，模拟信号放大器连接第一音频编解码器，放大后的语音信号输入第一音频编解码器，处理成通用dsp芯片需要的数字信号，通过通用dsp芯片的数字音频接口输入到通用dsp芯片进行人声识别，并将识别后的信号通过数字音频接口发送到前端设备。

通用dsp芯片为通信和计算机领域普便使用的处理芯片，用来快速实现各种数字信号处理算法。

通过dsp芯片进行人声识别是公知技术，根据自主设计的算法实现。算法的先进性决定识别精度和速度。

所述通用dsp芯片对输入的数字信号进行降噪处理，降低环境噪声，增强人声的清晰度。

通过dsp芯片实现降噪处理是公知技术，根据自主设计的算法实现。算法的先进性决定降噪能力和反应速度。

所述头部部分包括通过耳机支架连接的左耳部分和右耳部分，左耳部分包括骨传导耳机、耳塞式耳机和环境音麦克风；右耳部分包括骨传导耳机、耳塞式耳机和环境音麦克风；在左耳部分或右耳部分设置通话麦克风。

在所述耳机支架上设置耳塞固定器。

所述主控部分还包括语音dsp芯片，通过数字音频接口接收到前端设备的音频信号，发送到第一模拟语音功率放大电路进行放大后驱动头部部分的耳塞式耳机收音。

语音dsp芯片是专用于语音处理的dsp芯片，内置语音信号的编解码器，自动实现模拟语音和数字信号转换。

所述主控部分还包括第二模拟语音功率放大电路，通过数字音频接口接收到前端设备的音频信号，驱动头部部分的骨传导耳机收音。

所述主控部分还包括第二音频编解码器，连接语音dsp芯片和头部部分的环境音麦克风，接收环境音麦克风输入的环境音信号，降低环境音信号中的环境噪声，增强人声的清晰度，输出处理后的音频信号到语音dsp芯片。

所述前端设备包括耳机应用的各种专业对讲设备、集群通信设备或其他通信终端设备。

所述主控部分还包括切换开关连接至音频dsp和模拟语音功率放大器，完成耳塞式耳机和骨传导耳机的受话切换。

音频dsp内置模拟语音功率放大器，连接至耳塞式耳机，实现对耳塞式耳机的语音输出；独立的模拟语音功率放大器连接至骨传导耳机，实现对骨传导耳机的功率输出。

所述专用连接线为控制信号与语音信号传输复合接线，实现语音的双向传输和控制信令交互。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明采用双模式听力接收系统设计，多能耳机系统采用骨传导和电子耳塞两套听力系统的双模式设计，实现不同环境下的人员语音信号收发需求，骨传导耳机的使用可以解决使用者长时间佩戴引起的耳道不适及积汗；入耳式电子耳机可以实现降噪、听力保护和环境音的拾取，在高冲击噪声环境有效保护使用者的听力；

2.本发明采用自适应声音压制处理技术隔绝和降低外界噪声，多功能耳机系统采用自适应声音压制处理技术降低外界噪声，保护使用者听力免受外界高噪声音导致的损伤，耳机即时感知周围环境噪声音的变化情况，根据噪声音大小对有效的声音信号进行处理，噪声音大时进行噪音抑制；当环境噪音很小时，系统对声音不进行处理，设备处于“实音传输”模式，使用者不需取下耳机同样可以听到环境声音，方便了用户使用；

3.本发明采用数字声控技术进行模式切换，在配合对讲机等前端设备使用时，可使用数字声控激活ptt方式，提高使用效率，运用先进的数字处理和只识别人类声带发出的声音的高效算法，外界的其他声音不被识别，有效防止外界环境音误触发；

4.本发明耳机支架上配有耳塞固定器，可以保证剧烈运动时耳塞不会脱落，麦克风可以安装在左右任意一侧，满足使用者的不同习惯。

附图说明

图1是本发明的系统结构图；

图2是本发明的设备结构图；

其中①为耳机支架、②为骨传导耳机、③为耳塞式耳机、④为环境音麦克风、⑤为通话麦克风、⑥为耳机连接线、⑦为主控部分、⑧为专用连接线、⑨为前端设备。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1所示是本发明的系统结构图。

耳机系统，主要包括由耳机头部部分10和主控部分20两个部分，耳机头部部分过耳机插线与控制部分连接，控制部分通过音频接口连接信源，通过供电接口连接外部供电。耳机头部部分主要包括左右耳塞式耳机、左右环境音麦克风、左右骨传导耳机、送话麦克风及耳机支架，其中耳机和麦克风均通过插线连接至控制部分。控制部分包括通用dsp、音频dsp、音频编解码器、模拟信号功率放大器和模拟语音功率放大器、供电模块、切换开关、耳机接口和信号接口。音频编解码器链接通用dsp、模拟信号放大器和信号接口；音频dsp连接耳机接口和信号接口；模拟语音功率放大器连接耳机接口和信号接口。

通话麦克风101输入的语音信号，经模拟信号放大器201放大后，输入音频编解码器202，处理成通用dsp芯片203需要的数字信号，输入到通用dsp芯片203的数字音频接口，应用到多种人声识别算法，对输入信号进行分析处理，可在检测到人声后，自动通过音频接口204发送到前端通信设备。通过dsp芯片203在做人声识别的同时，可对通话麦克风101的语音信号做降噪处理，降低环境噪声，突出人声，增强人声的清晰度，加强通话性能。设备上切换开关206，可自由选择声控或手动模式，选择降噪或正常模式，方便用户使用。

主控部分20内的语音dsp芯片205内部集成音频编解码器，直接接收环境麦克风102输入的环境音信号，应用专用的语音算法，对输入的环境音信号进行处理，将声压较大的有害噪音，处理成人耳可以安全收听的正常声音，不影响对周围环境的正常感知。在较为安静的环境下，可对环境音进行放大处理，用户可更为灵敏的感知周围环境。同时，对环境中的人声有增强处理，便于用户在嘈杂的环境下面对面的交流沟通。

可通过语音控制实现耳塞式耳机和骨传导耳机的受话切换。

还包括电池组和/或供电电路，通过电源转换模块连接系统，为系统供电。

还包括当同时存在电池组和供电电路时，供电电路连接电池组，用于系统在外部供电时，自动为电池组充电，且当电池组电量充满时，自动切断充电电源，防止过充。

用户可以通过声控或切换开关206选择受话的耳机，当选择使用耳塞式耳机受话时，前端设备通过音频接口204接收的音频信号经过语音dsp芯片205内部集成的模拟语音放大电路放大后驱动头部单元的左右耳耳塞式耳机103收音；当选择使用骨传导耳机受话时，前端设备通过音频接口204接收的音频信号经过模拟语音功率放大器207驱动头部单元的左右骨传导耳机104收音；当选择同时接收时，两部分同时工作。

多能耳机系统采用骨传导和电子耳塞两套听力系统的双模式设计，实现不同环境下的人员语音信号收发需求。骨传导耳机的使用可以解决使用者长时间佩戴引起的耳道不适及积汗；入耳式电子耳机可以实现降噪、听力保护和环境音的拾取，在高冲击噪声环境有效保护使用者的听力。

多功能耳机系统采用自适应声音压制处理技术降低外界噪声，保护使用者听力免受外界高噪声音导致的损伤。耳机即时感知周围环境噪声音的变化情况，根据噪声音大小对有效的声音信号进行处理，噪声音大时进行噪音抑制；当环境噪音很小时，系统对声音不进行处理，设备处于“实音传输”模式，使用者不需取下耳机同样可以听到环境声音，方便了用户使用。

在配合对讲机等前端设备使用时，可使用数字声控激活ptt方式，提高使用效率，运用先进的数字处理和只识别人类声带发出的声音的高效算法，外界的其他声音不被识别，有效防止外界环境音误触发。

如图2所示为本发明的设备结构图。

该耳机的头部单元结构由耳机支架①、骨传导耳机②、耳塞式耳机③、环境音麦克风④、通话麦克风⑤组成，通过耳机连接线⑥连接至主控部分⑦，主控部分⑦通过专用连接线⑧连接至前端设备⑨，实现话音传送和供电。耳机支架上配有耳塞固定器，可以保证剧烈运动时耳塞不会脱落，麦克风可以安装在左右任意一侧，满足使用者的不同习惯。