一种听力测试系统及方法与流程

本发明涉及一种听力测试系统及方法，尤其涉及一种基于具有自校准功能的降噪耳机的听力测试系统及方法。

背景技术：

由于嘈杂的环境噪声和不良的用耳习惯导致现代人的听力都会受到不同程度的损伤，为了确定损伤程度而进行准确的听力测试，一般都需要去医院或专业的测试机构才能进行，这给人们在保护听力能力、预防听力丧失等方面造成了很大的不便。为此，已经出现了利用智能设备和耳机进行听力测试的方法，例如中国发明专利申请公开说明书CN105748079 A就公开了一种基于蓝牙耳机的听力测试方法。该方法将蓝牙耳机与智能设备相连，并降低蓝牙耳机的本体噪声，最终在智能设备中播放音频文件，进行听力测试。该方法便捷，易于实现。由于蓝牙耳机接受到的音频信号与耳机的扬声器播放后的音频信号强度大小存在较大的差异，且没有校准装置，使得听力测试结果不准确。因此，通过智能终端与耳机进行听力测试会出现由于没有听力校准而导致的测试结果偏差。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供测试系统和测试方法简单，测试结果准确可信的一种听力测试系统及方法。

本发明技术解决方案：一种听力测试系统，包括：具有自校准功能的降噪耳机、智能终端和听力测试应用软件；听力测试应用软件安装于智能终端，并将具有自校准功能的降噪耳机与智能终端相连，利用听力测试应用软件和具有自校准功能的降噪耳机，进行听力测试。

所述具有自校准功能的降噪耳机包括：麦克风、扬声器、降噪单元和自校准模块；麦克风采集噪声信号，降噪单元根据噪声信号生成消噪信号，扬声器播放消噪信号，自校准模块校准扬声器的输入电信号。

校准模块包括静态校准和动态校准两部分，校准过程分别如下：

(1)静态校准：自校准模块存有从耳廓传递到耳膜的声音强度损失对应的电压力信号值，输出该电压力信号即得到静态校准信号；

(2)动态校准：自校准模块利用减法器对扬声器的输入电信号与麦克风检测到的电信号相减，得到动态校准信号。

(3)降准模块的输出即为静态校准信号与动态校准信号相加得到的电信号，利用该信号校准扬声器的输入电信号。

所述具有自校准功能的降噪耳机在听力测试开始之前进行校准，且只需要一次校准即可。

所述智能终端是电脑、平板电脑或智能手机。

具有自校准功能的降噪耳机通过USB接口或lightning接口与智能终端相连。

所述听力测试应用软件是可安装于电脑的听力测试软件或安装于智能手机或平板电脑的听力测试应用程序(APP)。

一种听力测试方法，包括以下步骤：

(1)对具有自校准功能的降噪耳机进行自校准；

(2)将具有自校准功能的降噪耳机与智能终端相连，并开启降噪功能；

(3)利用位于智能终端中的听力测试应用软件，进行听力测试。

本发明与现有技术相比的优点在于：本发明提出的听力测试系统包含了具有校准功能的降噪耳机，一方面，耳机的降噪功能有效的消除了环境噪声；另一方面，通过校准单元补偿了声音从耳廓传递到耳膜的强度损失，同时耳机内置的麦克风能够检测到扬声器播放的声音信号，并据此校准扬声器接收到的电压信号。基于上述听力测试系统的听力测试方法简单，易于实施，测试结果准确可信。

附图说明

图1为本发明实施例中的听力测试系统构成框图；

图2是本发明本发明实施例中的动态听力校准信号流程图；

图3是本发明本发明实施例中的听力测试方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定，下述的详细描述不应被用于限制本发明。

如图1所示，本发明的听力测试系统包括：1)具有自校准功能的降噪耳机；2)智能终端；3)听力测试应用软件。优选地，通过网络下载听力测试APP，将其安装于智能终端，并利用USB接口将具有自校准功能的降噪耳机与智能终端相连。

具有自校准功能的降噪耳机包括：麦克风、扬声器、降噪单元和自校准模块；麦克风采集噪声信号，降噪单元根据噪声信号生成消噪信号，扬声器播放消噪信号，自校准模块校准扬声器的输入电信号。

自校准功能模块针对声音从耳廓传递到耳膜的强度损失以及扬声器的传声偏差进行动态校准，校准过程信号流程如图2所示。校准模块发出一个电压信号1，该电压信号1驱动扬声器发出声音，将该声音对应的音频信号记为音频信号1，音频信号1被麦克风检测到并将其转化为电压信号2。理想情况下，电压信号1与音频信号1存在线性关系，且电压信号1等于电压信号2。但由于空气密度的变化、测试者耳机佩戴方式的改变以及扬声器本身的结构的差异都会影响麦克风播放的音频信号1，使得音频信号1与电压信号1之间存在非线性偏差，进而使得电压信号1与电压信号2存在较大的差异。

为此，根据电压力信号2，利用校准信号修正电压力信号1，从而使得修正后的电压信号1驱动扬声器得到的音频信号与原电压信号1存在理想线性关系。进一步，由于耳机发声位置是在测试者的耳廓，而声音经过空气传播，真正传到耳膜的声音强度会有一定程度的衰减，这种衰减也会引起听力测试结果的偏差，因此，校准模块还包括这部分声音损失的静态校准，该静态校准固化在校准模块内，无需手动调试。

校准模块包括静态校准和动态校准两部分，校准过程分别如下：

(1)静态校准：自校准模块存有从耳廓传递到耳膜的声音强度损失对应的电压力信号值，输出该电压力信号即得到静态校准信号；

(2)动态校准：自校准模块利用减法器对扬声器的输入电信号与麦克风检测到的电信号相减，得到动态校准信号。

(3)降准模块的输出即为静态校准信号与动态校准信号相加得到的电信号，利用该信号校准扬声器的输入电信号。

降噪单元采用主动降噪技术消除环境噪声。降噪单元根据采集的环境噪声信号，生成一个与该信号幅值相等、相位相反的消噪信号。

智能终端可以是电脑、平板电脑或智能手机。

听力测试应用软件可以是安装于电脑的听力测试软件或安装于智能手机或平板电脑的听力测试应用程序(APP)。

如图3所示，基于上述的听力系统的测试方法具体实现如下：

第一步，首先对具有自校准功能的降噪耳机进行自校准。优选地，具有自校准功能的降噪耳机设置有自校准按钮，按下该按钮，即开始自校准。该校准过程主要针对扬声器的传声偏差进行动态校准，且只需在听力测试前进行一次即可。静态校准无需手动进行。

第二步，将具有自校准功能的降噪耳机与智能手机相连，并开启降噪功能。由于环境噪声也会影响听力测试准确性，因此，开启耳机的降噪功能，消除环境噪声。由于该降噪单元采用主动降噪技术，能够实现在更宽频率段内的深度降噪，因此，保证了测试者在更安静的环境下进行听力测试。

第三步，利用位于智能终端中的听力测试应用软件，进行听力测试。优选地，听力测试应用设置一个开始键，点击该键即开始听力测试。根据听力测试应用的测试步骤，进行听力测试。优选地，听力测试步骤采用一般纯音气导确定听力阈值的测试步骤：1)设定测试频率，在该频率下并给测试者一个声音，通常从1000Hz 40dB开始；2)如测试者听得见，则以10dB步幅下降，直至听不到为止，记录听见的最小值；3)在最后一次给音强度的基础上每次增加5dB，直到受试者又听见声音。记录此值，看是否与上面的最小值相同，两者相差不能超过5bB,否则需要再次测试；4)依次测试的频率顺序分别为1000Hz、2000Hz、4000Hz、8000Hz、1000Hz、500Hz、250Hz、125Hz；5)两个倍频程之间相差20dB或以上，需要测试半倍程；6)测试时，给声时间一般为1～1.5秒，间歇时间比给声时间要长一些，并且要有变化，以免出现节律性给声。完成听力测试后，得到听力测试结果。以横坐标代表频率，倍频程为单位分隔，其中高频是相邻低频的两倍，以纵坐标代表声音强度。优选地，右耳测试结果用红色○标记，左耳测试结果蓝色×标记，阈值就是频率与强度的交叉位置。将相应的标记连成一条曲线即为该测试者的听力测试曲线。测试应用还可以根据听力测试曲线判断测试者的听力状况，听力丧失程度等，并给出相关建议。

提供以上实施例仅仅是为了描述本发明的目的，而并非要限制本发明的范围。本发明的范围由所附权利要求限定。不脱离本发明的精神和原理而做出的各种等同替换和修改，均应涵盖在本发明的范围之内。