一种提高阅读及听力效果的方法及耳机与流程

1.本发明涉及新功能设计及新产品应用领域，具体涉及一种提高阅读及听力效果的方法及耳机。


背景技术：

2.若一个人听力有障碍，无论其发声系统有多么的完美，他也不能进行正常的语言表达。因为语言信号并没有存于大脑中。只有通过语音信号高效地刺激大脑，声音信号才能转化成听力能力。尤其是对于学生群体，在提升英语的听说阶段，只有通过不断的高效地听力练习，才能完善自己听说的语言表达能力。然而，在学生的早读课上，整个教室都是噪音，学生个人声音信号也只有极少数的在刺激其自己的大脑，英语听力能力及语文背诵效果可想而知，这是目前需要解决的问题，不然，一大早上读的很累，但实际英语听力及中文背诵效果极差。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的没有相应的产品设计来解决学生早读效率的问题，本发明提供了一种提高阅读及听力效果的方法及耳机，其应用时，可以让用户从第三人称的角度清楚听到自己的阅读声音，从而帮助用户练习和提高阅读及听力能力。
4.第一方面，本发明提供一种提高阅读及听力效果的方法，包括：
5.多路采集用户的阅读声音，获得多路阅读音频信号；
6.对多路阅读音频信号进行音频放大，获得多路放大后的音频信号；
7.对多路放大后的音频信号进行降噪处理，并提取出其中用户的人声频段，得到多路阅读声音频段信号；
8.将多路阅读声音频段信号进行音频混合处理，得到第三人称音频信号；
9.在耳机主动降噪条件下，向用户播放第三人称音频信号。
10.基于上述技术内容，通过多路采集用户的阅读声音，获得阅读音频信号，然后对多路阅读音频信号进行音频放大、降噪和人声频段提取处理，得到多路阅读声音频段信号，再将多路阅读声音频段信号进行音频混合处理，得到第三人称音频信号，最后将第三人称音频信号播放给用户自己听，就可以让用户从第三人称的角度清楚听到自己的阅读声音，从而帮助用户练习和提高阅读及听力能力。
11.在一个可能的设计中，所述对多路阅读音频信号进行音频放大，包括：采用高保真音频信号放大方法对多路阅读音频信号进行音频放大。
12.在一个可能的设计中，所述对多路放大后的音频信号进行降噪处理，包括采用基于统计模型的音频降噪方法对多路放大后的音频信号进行降噪处理，抑制环境噪音。
13.在一个可能的设计中，在提取用户的人声频段时，具体包括：根据预置的人声频率范围，过滤掉人声频率范围以外的频率信号，保留人声频率范围内的频率信号作为阅读声音频段信号。
14.在一个可能的设计中，所述将多路阅读声音频段信号进行音频混合处理，包括采用自适应加权混音算法将多路阅读声音频段信号进行音频混合处理。
15.第二方面，本发明提供一种提高阅读及听力效果的耳机，包括麦克风阵列、音频放大器、音频处理器、音频混合器和音频播放器，其中：
16.麦克风阵列，用于多路采集用户的阅读声音，获得多路阅读音频信号；
17.音频放大器，用于对多路阅读音频信号进行音频放大，获得多路放大后的音频信号；
18.音频处理器，用于对多路放大后的音频信号进行降噪处理，并提取出其中用户的人声频段，得到多路阅读声音频段信号；
19.音频混合器，用于将多路阅读声音频段信号进行音频混合处理，得到第三人称音频信号；
20.音频播放器，用于向用户播放第三人称音频信号。
21.在一个可能的设计中，所述耳机还包括微处理器和电源模块，所述微处理器用于驱动控制音频放大器、音频处理器、音频混合器和音频播放器工作，所述电源模块用于为微处理器、音频放大器、音频处理器、音频混合器和音频播放器供电。
22.在一个可能的设计中，所述微处理器连接有存储介质，所述存储介质上存储有指令，当所述指令在微处理器上运行时，使得所述微处理器驱动控制音频放大器、音频处理器、音频混合器和音频播放器工作。
23.本发明的有益效果为：
24.本发明通过多路采集用户的阅读声音，获得阅读音频信号，然后对多路阅读音频信号进行音频放大、降噪和人声频段提取处理，得到多路阅读声音频段信号，再将多路阅读声音频段信号进行音频混合处理，得到第三人称音频信号，最后将第三人称音频信号播放给用户自己听，就可以让用户从第三人称的角度清楚听到自己的阅读声音，从而帮助用户练习和提高阅读及听力能力。本发明应用于学生群体时，在耳机对周围环境做主动降噪的情况下，可以有效地使学生注意力集中，免受其它声音的噪音干扰，同时能清晰地把自己的阅读声通过耳机传给自己的大脑，提高了大脑接收声音信号的效果。耳机简单且实用性，有效性好，对提升语言阅读及听力能力具有较大作用，适合在学生群体中推广使用。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本发明的方法步骤示意图；
27.图2为本发明的耳机构成示意图。
具体实施方式
28.下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定
结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。比如拾音系统与播音系统在硬件上分开，两者通过蓝牙信号联接，又或如头戴式与入耳式的播放方式。
29.应当理解，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”“安装”“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
30.在下面的描述中提供了特定的细节，以便于对示例实施例的完全理解。然而，本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。例如可以在框图中示出，以避免用不必要的细节来使得示例不清楚。在其他实施例中，可以不以非必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得示例实施例不清楚。
31.实施例1：
32.本实施例提供一种提高阅读及听力效果的方法，可让用户在嘈杂的环境中清楚地听到自己的朗读声音，以提高自己的声音对大脑记忆神经的刺激效果，如图1所示，方法包括以下步骤：
33.s101.多路采集用户的阅读声音，获得多路阅读音频信号。
34.具体实施时，可通过多路拾音器件多路采集用户的阅读声音，得到多路阅读音频信号，多路阅读音频信号均为同步采集的音频信号，便于后续进行音频的同步处理。
35.s102.对多路阅读音频信号进行音频放大，获得多路放大后的音频信号。
36.具体实施时，可通过相应的音频放大器件采用高保真音频信号放大方法对多路阅读音频信号进行音频放大。如通过音频放大器将阅读音频信号的振幅和/或相位和/或频率进行调制，获得携载有被放大阅读音频信号的射频信号，再将射频信号解调还原出高保真且放大后的阅读音频信号，当然，这仅是一种阅读音频信号放大的示例，实际应用中可根据需求选择适用的音频放大方法。
37.s103.对多路放大后的音频信号进行拾音降噪处理，并提取出其中用户的人声频段，得到多路阅读声音频段信号。
38.具体实施时，在对多路放大后的音频信号进行降噪处理时，可采用基于统计模型的音频降噪方法对多路放大后的音频信号进行降噪处理，抑制环境噪音。噪声可以分为加性噪声和乘性噪声。加性噪声与信号之间满足加性条件，即加噪信号是由噪声和源信号相加得到的，乘性噪声则噪声和信号是相关联的，本实施例方法是对人声与环境噪声的处理，所以主要是针对加性噪声。加性噪声可以按照噪声是否平稳，分为稳态噪声和非稳态噪声。基于统计模型的音频降噪方法利用统计的方法估算出音频频谱中每个频点所对应的噪声和语音的分量，然后针对性地去除噪声。当然，这种音频降噪方法仅是本实施例提出的一种音频降噪方法示例，实际应用中可根据需求选择适用的音频降噪方法。
39.在对放大后的音频信号进行降噪处理后，需要提取其中用户的人声频段，具体过程包括：根据预先处理及设定的个人特有频率范围，过滤掉其它频率范围的信号，保留用户自己声频率范围内的频率信号作为阅读声音频段信号。
40.在实际应用过程中可根据实际需求选择相应的人声音色频段范围作为预置的人
声频率范围，以在过滤掉人声频率范围以外的频率信号，保留人声频率范围内的频率信号后，在后续播放时便于用户清晰地听到自己的阅读声音。
41.s104.将多路阅读声音频段信号进行音频混合处理，得到第三人称音频信号。
42.具体实施时，可将多路阅读声音频段信号进行音频混合处理，包括采用自适应加权混音算法将多路阅读声音频段信号进行音频混合处理，最后得到统一的第三人称音频信号。如在麦克风单元，可采用自适应加权混音算法将多路阅读声音频段信号进行音频混合处理；在声音播放单元，可采用主动降噪技术来消除环境噪音。
43.s105.在耳机主动降噪条件下，向用户播放第三人称音频信号。在耳机播音处，再次利用主动降噪技术消除周围环境噪音，听到第三人称的清晰音频信号。进而把声音信号高效地转换成大脑语言信息进行保存，这样自己的朗读/背诵语音与大脑听力形成个闭环系统，增强语言学习的听说能力。
44.具体实施时，可将第三人称音频信号播放给用户自己听，该第三人称音频信号播放后的声音即为用户自己阅读时第三人称角度能听到的声音，这样就可以让用户从第三人称的角度清楚听到自己的阅读声音，从而帮助用户练习和提高阅读及听力能力。在耳机播音处，再次利用主动降噪技术消除周围环境噪音，听到第三人称的清晰音频信号。进而把声音信号高效地转换成大脑语言信息进行保存，这样自己的朗读/背诵语音与大脑听力形成个闭环系统，增强语言学习的听说能力本实施例方法应用于学生群体时，可以有效地使学生注意力集中，免受其它声音的噪音干扰，同时能清晰地把自己的阅读声通过耳机传给自己的大脑，提高了大脑接收声音信号的效果。耳机简单且实用性，有效性好，对提升语言阅读及听力能力具有较大作用，适合在学生群体中推广使用。
45.实施例2：
46.本实施例提供一种提高阅读及听力效果的耳机，如图2所示，包括麦克风阵列、音频放大器、音频处理器、音频混合器和音频播放器，其中：
47.麦克风阵列，用于多路采集用户的阅读声音，获得多路阅读音频信号；
48.音频放大器，用于对多路阅读音频信号进行音频放大，获得多路放大后的音频信号；
49.音频处理器，用于对多路放大后的音频信号进行降噪处理，并提取出其中用户的人声频段，得到多路阅读声音频段信号；
50.音频混合器，用于将多路阅读声音频段信号进行音频混合处理，得到第三人称音频信号；
51.音频播放器，用于向用户播放第三人称音频信号，同时对周周围环境做主动降噪，使播音更清楚。
52.进一步地，所述耳机还包括微处理器和电源模块，所述微处理器用于驱动控制音频放大器、音频处理器、音频混合器和音频播放器工作，所述电源模块用于为微处理器、音频放大器、音频处理器、音频混合器和音频播放器供电。
53.进一步地，所述微处理器连接有存储介质，所述存储介质上存储有指令，当所述指令在微处理器上运行时，使得所述微处理器驱动控制音频放大器、音频处理器、音频混合器和音频播放器工作。所述存储介质可以但不限于包括随机存取存储器(random access memory，ram)、只读存储器(read only memory，rom)、闪存(flash memory)、先进先出存储
器(first input first output，fifo)和/或先进后出存储器(first in last out，filo)等。
54.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。