專利名稱：避免音頻設(shè)備損害聽力的方法及用該方法制成的電聲裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字音頻技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種實(shí)時(shí)監(jiān)控從耳機(jī)出來的聲音信號(hào)的瞬間聲壓和一段時(shí)間內(nèi)的累加聲壓從而避免音頻設(shè)備損害聽力的方法及用該方法制成的電聲裝置。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)在越來越多的音頻設(shè)備的普及，聽音響，隨身聽，MP3，已經(jīng)成了很多人的休閑娛樂方式?？墒怯纱藥淼膯栴}也接踵而來，由于有些人收聽時(shí)間過長(zhǎng)，收聽音量過大，所以相應(yīng)的聽力也受到了影響。國(guó)外也有了消費(fèi)者因收聽音頻設(shè)備造成聽力損害而狀告音頻設(shè)備制造商的案例。所以，由于長(zhǎng)期收聽音頻設(shè)備對(duì)聽力造成損害的問題越來越受人們重視，一些音頻設(shè)備制造商也在改進(jìn)音頻設(shè)備來保護(hù)使用者的聽力。保護(hù)聽力，成了眾多音頻設(shè)備制造商和廣大用戶共同關(guān)注的問題，現(xiàn)有的保護(hù)聽力的方法有(1)通過廣告和媒體宣傳，請(qǐng)大家在收聽音頻設(shè)備的時(shí)候不要將音量開得過大，不要長(zhǎng)時(shí)間的收聽等等，希望大家能夠自覺地的注意用耳健康?？墒呛芏嗳嗽谑章犚纛l設(shè)備放音的時(shí)候往往只顧享受音樂效果，而忽略了對(duì)聽力的保護(hù)?？梢姡朔椒ㄒ揽康氖侨说淖杂X性，收效不大。
(2)采用統(tǒng)一降低音量的方法，也就是說，不管輸出的音量大小，都將音量整體降低，也就是將音頻信號(hào)的振幅統(tǒng)一減小。這樣做，對(duì)于大音量，確實(shí)起到了限制的作用，可是對(duì)于小音量來說，降低之后可能會(huì)變得幾乎聽不到，這就失去了原來音樂的收聽效果。
(3)AVLS(Auto Volume Limit System)，自動(dòng)音量限幅系統(tǒng)，也就是現(xiàn)在一些音頻設(shè)備上加的印有“AVLS”的按鍵，這個(gè)功能實(shí)際上就是使用了一個(gè)限幅器來限制音頻信號(hào)的峰值電壓。當(dāng)振幅超過限幅器的門限電壓時(shí)，就立刻將振幅減小到門限值，這樣做雖然可以避免大信號(hào)對(duì)聽力的損害，可是由于削掉了最大峰值，所以聽起來聲音會(huì)有失真。
(4)AGC(Auto Gain Control)，自動(dòng)增益控制，這個(gè)和上面第三種方法類似，也是檢測(cè)音頻信號(hào)的的峰值電壓，并將其與預(yù)定設(shè)置的數(shù)值相比較，根據(jù)比較結(jié)果以自動(dòng)增益控制的方式來調(diào)整和控制增益，即，對(duì)于小信號(hào)，增益自動(dòng)增大以增大音量，對(duì)于大信號(hào)，增益自動(dòng)減小以減小音量，這樣就可以將所輸出的音量有效地控制或限制在所預(yù)定設(shè)置的范圍內(nèi)，而且避免了AVLS方法由于削波而產(chǎn)生的失真。
通過以上幾種方法可以看出，除了第一種依靠主觀保護(hù)的方法，現(xiàn)有的(2)，(3)，(4)三種客觀保護(hù)方法的共同點(diǎn)都是控制音頻信號(hào)的峰值電壓，參照?qǐng)D3音頻設(shè)備放音的過程，我們可以看出，上述幾種方法都是在信號(hào)處理階段實(shí)現(xiàn)的參照?qǐng)D3，模擬的音頻設(shè)備(磁帶，唱片或者廣播等)放音，要先轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后經(jīng)過信號(hào)放大和模擬信號(hào)處理(音量、聲調(diào)、AVLS、AGC等)，最后經(jīng)過功率放大器，生成代表聲音信息的模擬電信號(hào)。數(shù)字的音頻設(shè)備(CD、MD播放器，mp3，網(wǎng)絡(luò)流媒體等)放音，要經(jīng)過數(shù)字信號(hào)處理，數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換和模擬信號(hào)處理，最后經(jīng)過功率放大器，生成代表聲音信息的模擬電信號(hào)，在數(shù)字音頻設(shè)備的放音過程中，也可以不經(jīng)過模擬信號(hào)處理，對(duì)聲音的處理都在數(shù)字信號(hào)處理部分完成。
可是，音頻設(shè)備生成的模擬電信號(hào)并不能被人耳所直接聽到，中間還要經(jīng)過電聲轉(zhuǎn)換器(所謂電聲轉(zhuǎn)換器，就是將電信號(hào)轉(zhuǎn)成聲音信號(hào)的裝置，如耳機(jī)或者喇叭)，參照?qǐng)D4人能聽到聲音的全過程參照?qǐng)D4，從音頻設(shè)備出來的模擬電信號(hào)(攜帶了一定電學(xué)參數(shù)，如電壓，電流和功率等等)，要先經(jīng)過電聲轉(zhuǎn)換器。電聲轉(zhuǎn)換器負(fù)責(zé)把電信號(hào)轉(zhuǎn)成機(jī)械振動(dòng)，機(jī)械振動(dòng)再轉(zhuǎn)成空氣振動(dòng)，從而產(chǎn)生聲音傳到耳朵。聲音首先到達(dá)外耳，和耳廓產(chǎn)生耦合，再傳至中耳部分，振動(dòng)鼓膜，使聲能轉(zhuǎn)成機(jī)械能，機(jī)械能傳至內(nèi)耳部分，再轉(zhuǎn)成神經(jīng)電沖動(dòng)送至大腦，完成整個(gè)過程?？梢?1)從音頻設(shè)備中傳出的電信號(hào)，要經(jīng)過電聲轉(zhuǎn)換器(以下均以耳機(jī)為例進(jìn)行說明)。不同的耳機(jī)有不同的音頻特性參數(shù)，比如頻率響應(yīng)，脈沖響應(yīng)，靈敏度，頻率-阻抗曲線，諧振頻率，最大聲壓等等，同一個(gè)電信號(hào)經(jīng)過不同的耳機(jī)，出來的聲音的特性是不一樣的。
(2)人耳能感受的振動(dòng)頻率為20～20000Hz之間，對(duì)每一種頻率的聲波，都有一個(gè)剛能引起聽覺的最小刺激強(qiáng)度，叫做聽閾，當(dāng)強(qiáng)度在聽閾以上繼續(xù)增加時(shí)，聽覺的感受也相應(yīng)增強(qiáng)，但當(dāng)強(qiáng)度增加到某一限度時(shí)，它引起的將不單是聽覺，同時(shí)還會(huì)引起鼓膜的疼痛感覺，這個(gè)限度為最大可聽閾。聽閾和最大可聽閾所包含的范圍叫做聽域。人耳能感受的聲音的強(qiáng)度用聲壓表示，范圍約為10-5牛頓/米2至20牛頓/米2，采用對(duì)數(shù)標(biāo)度來表示，即聲壓級(jí)，其單位為貝爾或者分貝。人耳對(duì)聲壓有一個(gè)承受限度，如果承受的聲壓過大，或者承受的時(shí)間過長(zhǎng)，都會(huì)對(duì)聽力造成損害。
經(jīng)過以上的分析結(jié)合圖3圖4可以看出，現(xiàn)有的幾種保護(hù)聽力的方法所采用的只是單純的限制音頻設(shè)備的電信號(hào)的電壓，這是不足夠和不科學(xué)的，如果要達(dá)到保護(hù)聽力的目的，必須根據(jù)人耳所能承受的聲壓作為標(biāo)準(zhǔn)，來控制從耳機(jī)出來的聲音信號(hào)，也就是，控制進(jìn)入耳朵之前的所有環(huán)節(jié)，包括音頻設(shè)備和耳機(jī)，這樣才是最安全和有效的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服已知技術(shù)的上述缺陷，提供在音頻設(shè)備的使用中，實(shí)時(shí)監(jiān)控從耳機(jī)出來的聲音信號(hào)的瞬間聲壓和一段時(shí)間內(nèi)的累加聲壓從而有效保護(hù)人耳，使用方便，成本低廉，放音品質(zhì)和自動(dòng)化程度高的避免音頻設(shè)備損害聽力的方法以及音頻設(shè)備。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的避免音頻設(shè)備損害聽力的方法，結(jié)合人耳所能承受的聲壓標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)控從耳機(jī)出來的聲音信號(hào)的聲壓，實(shí)時(shí)監(jiān)控耳朵承受的瞬間聲壓以及耳朵在一段時(shí)間內(nèi)所承受的聲壓累加值，當(dāng)達(dá)到人耳所能承受的極限標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，就發(fā)出警告提醒用戶并采取相應(yīng)保護(hù)操作，以避免音頻設(shè)備損害聽力，該方法執(zhí)行的步驟如下第一步在音頻設(shè)備中存儲(chǔ)根據(jù)不同國(guó)家或者地區(qū)規(guī)定的避免損害人耳的聲音信號(hào)所具有的瞬間聲壓的安全標(biāo)準(zhǔn)值和在一段時(shí)間內(nèi)累加聲壓的安全標(biāo)準(zhǔn)值；第二步所述音頻設(shè)備獲取所述耳機(jī)的音頻特性參數(shù)；第三步所述音頻設(shè)備根據(jù)所述耳機(jī)的音頻特性參數(shù)，計(jì)算出聲音電信號(hào)經(jīng)過耳機(jī)后的特性參數(shù)，包括到達(dá)人耳的聲壓，并同時(shí)執(zhí)行第四步和第五步；第四步所述音頻設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控到達(dá)所述耳機(jī)的瞬間聲壓，并與瞬間聲壓的安全標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，當(dāng)超過安全標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，執(zhí)行第六步；第五步所述音頻設(shè)備累加一段時(shí)間內(nèi)通過所述耳機(jī)的聲壓，并與累加聲壓的安全標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，當(dāng)超過安全標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，執(zhí)行第六步；第六步音頻設(shè)備發(fā)出警告提醒用戶并采取相應(yīng)保護(hù)措施。
本發(fā)明避免音頻設(shè)備損害聽力的方法，其中在所述第二步中，所述耳機(jī)的音頻特性參數(shù)包括頻率響應(yīng)，脈沖響應(yīng)，靈敏度，頻率-阻抗曲線，諧振頻率，最大聲壓等。
本發(fā)明避免音頻設(shè)備損害聽力的方法，其中在所述第二步中，所述音頻設(shè)備中提前存儲(chǔ)有與該音頻設(shè)備配用的耳機(jī)所具有的音頻特性參數(shù)。
本發(fā)明避免音頻設(shè)備損害聽力的方法，其中在所述第二步中，所述耳機(jī)裝有一內(nèi)存芯片，該耳機(jī)的音頻特性參數(shù)提前存儲(chǔ)在所述內(nèi)存芯片中，所述音頻設(shè)備讀取所述內(nèi)存芯片中的音頻特性參數(shù)。
本發(fā)明避免音頻設(shè)備損害聽力的方法，其中在所述第二步中，所述音頻設(shè)備與計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)相連，所述音頻設(shè)備從網(wǎng)絡(luò)下載所述耳機(jī)的音頻特性參數(shù)。
本發(fā)明避免音頻設(shè)備損害聽力的方法，其中在所述第六步中，所述音頻設(shè)備可以自動(dòng)采取保護(hù)相應(yīng)保護(hù)措施，自動(dòng)對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行處理，包括音量控制、均衡控制以及線性/非線性處理。其中線性處理通過有限沖激響應(yīng)濾波、無限沖激響應(yīng)濾波或快速卷積來實(shí)現(xiàn)，非線性處理通過自動(dòng)增益控制和波形整形來實(shí)現(xiàn)。
為達(dá)到前述目的，本發(fā)明提供的采用上述方法制造的避免音頻損害聽力的電聲裝置，包括音頻設(shè)備和通過音頻信號(hào)電纜和插接件與所述音頻設(shè)備相連的耳機(jī)，其中所述音頻設(shè)備包括主控制器及與之分別相連的實(shí)時(shí)累加比較電路和音頻驅(qū)動(dòng)電路，所述主控制器存儲(chǔ)有避免損害人耳的聲音信號(hào)所具有的瞬間聲壓的安全標(biāo)準(zhǔn)值和累加聲壓的安全標(biāo)準(zhǔn)值，所述主控制器的輸出信號(hào)接至所述實(shí)時(shí)累加比較電路，所述實(shí)時(shí)累加比較電路將音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲壓信號(hào)，并與所述標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，其輸出信號(hào)接至所述主控制器，所述主控制器的輸出信號(hào)接至所述音頻驅(qū)動(dòng)電路，所述音頻驅(qū)動(dòng)電路的音頻輸出信號(hào)接至所述耳機(jī)。
本發(fā)明避免音頻損害聽力的電聲裝置，其中所述實(shí)時(shí)累加比較電路由CPU構(gòu)成，用于對(duì)音頻輸出信號(hào)到達(dá)耳機(jī)的瞬間聲壓和一段時(shí)間內(nèi)的累加聲壓進(jìn)行監(jiān)控并與預(yù)先存儲(chǔ)在所述主控制器中的安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，并將結(jié)果反饋至所述主控制器。
本發(fā)明避免音頻損害聽力的電聲裝置，其中所述音頻設(shè)備為CD/MD/MP3音頻設(shè)備或音響/電視。
本發(fā)明避免音頻損害聽力的電聲裝置，其中所述耳機(jī)為雙聲道耳機(jī)，所述音頻驅(qū)動(dòng)電路由左聲道音頻驅(qū)動(dòng)電路和右聲道音頻驅(qū)動(dòng)電路組成，所述左聲道音頻驅(qū)動(dòng)電路和右聲道音頻驅(qū)動(dòng)電路的音頻輸出信號(hào)分別接至所述左聲道和右聲道耳機(jī)。
本發(fā)明避免音頻設(shè)備強(qiáng)音損害人耳的方法及裝置的優(yōu)點(diǎn)在于第一，由于聲音是以聲壓級(jí)來衡量，以dB值為單位的，所以本發(fā)明采用實(shí)時(shí)監(jiān)控瞬間聲壓和累加聲壓的方法，比現(xiàn)有方法更科學(xué)有效；第二，由聲音傳遞過程的階段分析圖4看出，本發(fā)明結(jié)合了耳機(jī)的音頻特性參數(shù)，計(jì)算經(jīng)過耳機(jī)之后到達(dá)人耳的聲壓，也就控制了圖4中進(jìn)入耳朵之前所有環(huán)節(jié)，包括音頻設(shè)備和耳機(jī)，所以比現(xiàn)有方法更合理；第三，本發(fā)明采用實(shí)時(shí)監(jiān)控瞬間聲壓和累加聲壓的辦法，并以人耳所能承受的極限聲壓級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)，比現(xiàn)有方法更安全，更能最大限度的保護(hù)聽力，還可以依據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn)的不同而調(diào)整，應(yīng)用范圍廣泛。同時(shí)，其使用方便，成本低廉，放音品質(zhì)和自動(dòng)化程度高。
下面將結(jié)合實(shí)施例參照附圖進(jìn)行詳細(xì)說明，以對(duì)本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)有深入的理解。


圖1為本發(fā)明避免音頻損害聽力的系統(tǒng)的方框圖；圖2為本發(fā)明避免音頻設(shè)備損害聽力的方法的流程圖；圖3為各種播放器產(chǎn)生聲音的過程分析圖；圖4為聲音傳遞過程的階段分析圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的核心在于由背景技術(shù)分析的現(xiàn)有幾種保護(hù)方法并結(jié)合圖3和圖4可以看出，現(xiàn)有幾種保護(hù)聽力的方法所采用的單純的限制音頻設(shè)備的電信號(hào)的電壓是不足夠和不科學(xué)的，如果要達(dá)到保護(hù)聽力的目的，必須根據(jù)人耳所能承受的聲壓作為標(biāo)準(zhǔn)，來控制從耳機(jī)出來的聲音信號(hào)，也就是，控制進(jìn)入耳朵之前的所有環(huán)節(jié)，包括音頻設(shè)備和耳機(jī)，這樣才是最安全和有效的。本發(fā)明為一種實(shí)時(shí)監(jiān)控從耳機(jī)出來的聲音信號(hào)的瞬間聲壓和一段時(shí)間內(nèi)的累加聲壓從而達(dá)到保護(hù)聽力的方法，該方法的原理是，結(jié)合人耳所能承受的聲壓標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)控從耳機(jī)出來的聲音信號(hào)的聲壓，實(shí)時(shí)監(jiān)控耳朵承受的瞬間聲壓以及耳朵在一段時(shí)間內(nèi)所承受的聲壓累加值，當(dāng)達(dá)到人耳所能承受的極限標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，就發(fā)出警告提醒用戶并采取相應(yīng)保護(hù)操作。其中第一，由于聲音是以聲壓級(jí)來衡量，以dB值為單位的，所以本發(fā)明采用實(shí)時(shí)監(jiān)控瞬間聲壓和累加聲壓的方法，比現(xiàn)有方法更科學(xué)有效；第二，由聲音傳遞過程的階段分析圖4看出，本發(fā)明結(jié)合了耳機(jī)的音頻特性參數(shù)，計(jì)算經(jīng)過耳機(jī)之后到達(dá)人耳的聲壓，也就控制了圖5中進(jìn)入耳朵之前所有環(huán)節(jié)，包括音頻設(shè)備和耳機(jī)，所以比現(xiàn)有方法更合理；第三，本發(fā)明采用實(shí)時(shí)監(jiān)控瞬間聲壓和累加聲壓的辦法，并以人耳所能承受的極限聲壓級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)，比現(xiàn)有方法更安全，更能最大限度的保護(hù)聽力，還可以依據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn)的不同而調(diào)整，應(yīng)用范圍廣泛。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)對(duì)本發(fā)明避免音頻損害聽力的電聲裝置進(jìn)行具體說明。
參照?qǐng)D1，本發(fā)明避免音頻損害聽力的電聲裝置，包括音頻設(shè)備1和通過音頻信號(hào)電纜和插接件與所述音頻設(shè)備1相連的耳機(jī)2。音頻設(shè)備1包括主控制器10及與之分別相連的實(shí)時(shí)累加比較電路11和音頻驅(qū)動(dòng)電路。音頻驅(qū)動(dòng)電路的音頻輸出信號(hào)接至耳機(jī)2。
主控制器10存儲(chǔ)有避免損害人耳的聲音信號(hào)所具有的瞬間聲壓的安全標(biāo)準(zhǔn)值和累加聲壓的安全標(biāo)準(zhǔn)值，其輸出信號(hào)接至音頻驅(qū)動(dòng)電路。
在本發(fā)明避免音頻損害聽力的電聲裝置的實(shí)施例中，耳機(jī)2包括左聲道和右聲道耳機(jī)，音頻驅(qū)動(dòng)電路包括左聲道音頻驅(qū)動(dòng)電路12和右聲道音頻驅(qū)動(dòng)電路13，左聲道音頻驅(qū)動(dòng)電路12和右聲道音頻驅(qū)動(dòng)電路13的音頻輸出信號(hào)分別接至左聲道和右聲道耳機(jī)。
實(shí)時(shí)累加比較電路將音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲壓信號(hào)，并與所述標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較。實(shí)時(shí)累加比較電路11由一CPU構(gòu)成，CPU為可實(shí)現(xiàn)控制和計(jì)算的芯片，如8051系列。由CPU對(duì)放音信號(hào)到達(dá)耳機(jī)的瞬間聲壓和一段時(shí)間內(nèi)的累加聲壓進(jìn)行監(jiān)控并與預(yù)先存儲(chǔ)在所述主控制器10中的安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，并將結(jié)果反饋至主控制器10。
本發(fā)明避免音頻損害聽力的電聲裝置的工作過程為主控制器10傳遞給耳機(jī)的聲音信號(hào)被實(shí)時(shí)累加控制電路11進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與累加1.實(shí)時(shí)監(jiān)控到達(dá)耳機(jī)的瞬間聲壓，與預(yù)先存儲(chǔ)在主控制器中的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，如果短時(shí)聲壓超過標(biāo)準(zhǔn)值，則將結(jié)果返回給主控制器，主控制器會(huì)采取相應(yīng)保護(hù)措施，如警告并降低音量。
2.監(jiān)控一段時(shí)間內(nèi)到達(dá)耳機(jī)的聲壓并累加，與預(yù)先存儲(chǔ)在主控制器中的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，如果一段時(shí)間內(nèi)累加的聲壓超過標(biāo)準(zhǔn)值，則將比較結(jié)果返回給主控制器，主控制器會(huì)采取相應(yīng)保護(hù)措施，發(fā)出警告并降低音量在本發(fā)明避免音頻損害聽力的耳機(jī)中，音頻設(shè)備可為CD/MD/MP3音頻設(shè)備或音響/電視。
參照?qǐng)D2，本發(fā)明避免音頻設(shè)備損害聽力的方法，通過對(duì)耳機(jī)的聲壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和累加監(jiān)控，給出提醒用戶的警告及保護(hù)操作，以避免音頻設(shè)備損害聽力，下面結(jié)合附圖詳細(xì)對(duì)本發(fā)明避免音頻設(shè)備損害聽力的方法進(jìn)行具體說明首先，開始放音(步驟101)。
第一步在音頻設(shè)備中存儲(chǔ)根據(jù)不同國(guó)家或者地區(qū)規(guī)定的避免損害人耳的聲音信號(hào)所具有的瞬間聲壓的安全標(biāo)準(zhǔn)值和在一段時(shí)間內(nèi)累加聲壓的安全標(biāo)準(zhǔn)值(步驟102)。關(guān)于人耳所能承受的標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)國(guó)家都有自己的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，所以這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)可以根據(jù)不同國(guó)家或者地區(qū)而有所不同。以美國(guó)職業(yè)安全與健康監(jiān)察局(以下簡(jiǎn)稱OSHA)和美國(guó)國(guó)家職業(yè)安全與健康研究所(以下簡(jiǎn)稱NIOSH)規(guī)定的人長(zhǎng)期在不同分貝聲音環(huán)境下所能承受的標(biāo)準(zhǔn)為例，

由表中可以看出，OSHA和NIOSH都對(duì)人耳在一定連續(xù)聲音環(huán)境中做出了安全標(biāo)準(zhǔn)的限制，如根據(jù)OSHA的標(biāo)準(zhǔn)，人在85dB的連續(xù)聲音環(huán)境中所承受的時(shí)間不能超過16小時(shí)，在95dB的環(huán)境中不能超過4個(gè)小時(shí)，而NIOSH的數(shù)據(jù)則更加保守，在85dB的連續(xù)聲音環(huán)境中所承受的時(shí)間不能超過8小時(shí)，在95dB的環(huán)境中不能超過3/4個(gè)小時(shí)，如果超過了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，則會(huì)對(duì)聽力造成損害，而依據(jù)相應(yīng)的法規(guī)，企業(yè)也要負(fù)一定的責(zé)任。
第二步所述音頻設(shè)備獲取所述耳機(jī)的音頻特性參數(shù)(步驟103)。耳機(jī)的音頻特性參數(shù)包括頻率響應(yīng)，脈沖響應(yīng)，靈敏度，頻率-阻抗曲線，諧振頻率，最大聲壓等等，獲得參數(shù)有如下幾種途徑(1)將音頻設(shè)備與已知參數(shù)的耳機(jī)固定在一起，即耳機(jī)的連線是固定在音頻設(shè)備上的，不可以拿下來，不可以替換。這樣，就可以將耳機(jī)的音頻特性參數(shù)提前存儲(chǔ)在音頻設(shè)備中。
(2)音頻設(shè)備出售時(shí)，配一個(gè)已知參數(shù)的原廠耳機(jī)，即將音頻設(shè)備和原配耳機(jī)一起出售，將耳機(jī)的音頻特性參數(shù)提前存儲(chǔ)在音頻設(shè)備中。如果在使用的過程中耳機(jī)出了問題，則需要到音頻設(shè)備廠家指定的地點(diǎn)進(jìn)行更換。
(3)音頻設(shè)備接智能耳機(jī)，即在耳機(jī)內(nèi)加入內(nèi)存芯片，該內(nèi)存芯片里存有耳機(jī)的音頻特性參數(shù)。這樣，音頻設(shè)備就可以從耳機(jī)中讀取到參數(shù)。
(4)將音頻設(shè)備與計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)相連，根據(jù)耳機(jī)的型號(hào)，將耳機(jī)的音頻特性參數(shù)下載到音頻設(shè)備中或者手動(dòng)輸入?yún)?shù)到音頻設(shè)備中。
第三步所述音頻設(shè)備根據(jù)所述耳機(jī)的音頻特性參數(shù)，計(jì)算出聲音電信號(hào)經(jīng)過耳機(jī)后的特性參數(shù)，包括到達(dá)人耳的聲壓(步驟104)，并同時(shí)執(zhí)行第四步和第五步。
第四步所述音頻設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控到達(dá)所述耳機(jī)的瞬間聲壓(步驟107)，并與瞬間聲壓的安全標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較(步驟108)，當(dāng)超過安全標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，執(zhí)行第六步。
第五步所述音頻設(shè)備累加一段時(shí)間內(nèi)通過所述耳機(jī)的聲壓(步驟105)，并與累加聲壓的安全標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較(步驟106)，當(dāng)超過安全標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，執(zhí)行第六步。
第六步音頻設(shè)備發(fā)出警告提醒用戶并采取相應(yīng)保護(hù)措施(步驟109)。
其中，音頻設(shè)備發(fā)出警告提醒用戶的方式有很多，如發(fā)出警告音，在音頻設(shè)備顯示屏上顯示警告文字，音頻設(shè)備自身振動(dòng)，或者安裝一個(gè)警告燈閃爍等等。
而用戶在收到警告之后就可以采取相應(yīng)的保護(hù)措施，保護(hù)措施分為用戶主動(dòng)和被動(dòng)兩種，主動(dòng)措施依靠的是用戶的自覺性，即用戶自覺手動(dòng)去降低音量或者不再收聽等等，被動(dòng)措施就是當(dāng)超出標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，音頻播放器自動(dòng)對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行處理，包括音量控制、均衡控制以及線性/非線性處理。其中線性處理通過有限沖激響應(yīng)濾波、無限沖激響應(yīng)濾波或快速卷積來實(shí)現(xiàn)，非線性處理通過自動(dòng)增益控制和波形整形來實(shí)現(xiàn)。音頻設(shè)備可以自動(dòng)采取的保護(hù)措施也有很多方法，如對(duì)于第四步瞬間聲壓超過標(biāo)準(zhǔn)的，可以立刻降低音量，直到聲壓減小至安全標(biāo)準(zhǔn)值以內(nèi)；對(duì)于第五步一段時(shí)間內(nèi)聲壓累加超過標(biāo)準(zhǔn)的，可以記住用戶連續(xù)收聽的時(shí)間，在一定時(shí)間之內(nèi)(比如一天24小時(shí)或者半天12小時(shí))不允許使用者再收聽，音頻設(shè)備會(huì)自動(dòng)關(guān)機(jī)，過了規(guī)定的時(shí)間之后才能再次開機(jī)。
音頻設(shè)備在放音的過程中執(zhí)行上述步驟直至放音結(jié)束(步驟110)。
音頻設(shè)備分析聲音信號(hào)的特性時(shí)，結(jié)合耳機(jī)的特性參數(shù)對(duì)聲壓進(jìn)行實(shí)時(shí)和累加監(jiān)控，由于沒有其他配套的電子裝置，其成本低廉，用戶操作簡(jiǎn)便，放音品質(zhì)高，并且是自動(dòng)完成的。
權(quán)利要求
1.一種避免音頻設(shè)備損害聽力的方法，通過音頻設(shè)備中的主控制器對(duì)耳機(jī)產(chǎn)生的放音信號(hào)的聲壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和累加監(jiān)控，并給出提醒用戶的警告及保護(hù)操作，以避免音頻設(shè)備損害聽力，該方法執(zhí)行的步驟如下第一步在音頻設(shè)備中存儲(chǔ)根據(jù)不同國(guó)家或者地區(qū)規(guī)定的避免損害人耳的聲音信號(hào)的瞬時(shí)聲壓的安全標(biāo)準(zhǔn)值和在一段時(shí)間內(nèi)的累加聲壓的安全標(biāo)準(zhǔn)值；第二步所述音頻設(shè)備獲取所述耳機(jī)的音頻特性參數(shù)；第三步所述音頻設(shè)備根據(jù)所述耳機(jī)的音頻特性參數(shù)，計(jì)算出聲音電信號(hào)經(jīng)過耳機(jī)后的特性參數(shù)，包括到達(dá)人耳的聲壓，并同時(shí)執(zhí)行第四步和第五步；第四步所述音頻設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控到達(dá)所述耳機(jī)的瞬間聲壓，并與瞬間聲壓的安全標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，當(dāng)超過安全標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，執(zhí)行第六步；第五步所述音頻設(shè)備累加一段時(shí)間內(nèi)通過所述耳機(jī)的聲壓，并與累加聲壓的安全標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，當(dāng)超過安全標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，執(zhí)行第六步；第六步音頻設(shè)備發(fā)出警告提醒用戶并采取相應(yīng)保護(hù)措施。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于其中在所述第二步中，所述耳機(jī)的音頻特性參數(shù)包括頻率響應(yīng)，脈沖響應(yīng)，靈敏度，頻率-阻抗曲線，諧振頻率和最大聲壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于其中在所述第二步中，所述音頻設(shè)備中提前存儲(chǔ)有與該音頻設(shè)備配用的耳機(jī)所具有的音頻特性參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于其中在所述第二步中，所述耳機(jī)裝有一內(nèi)存芯片，該耳機(jī)的音頻特性參數(shù)提前存儲(chǔ)在所述內(nèi)存芯片中，所述音頻設(shè)備讀取所述內(nèi)存芯片中的音頻特性參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于其中在所述第二步中，所述音頻設(shè)備與計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)相連，所述音頻設(shè)備從網(wǎng)絡(luò)下載所述耳機(jī)的音頻特性參數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4或5所述的方法，其特征在于其中在所述第六步中，所述音頻設(shè)備采取相應(yīng)保護(hù)措施，包括對(duì)聲音信號(hào)的音量控制、均衡控制以及線性和/或非線性處理，其中線性處理包括有限沖激響應(yīng)濾波、無限沖激響應(yīng)濾波或快速卷積處理，非線性處理包括自動(dòng)增益控制和波形整形處理。
7.一種采用權(quán)利要求1-6所述方法制成的避免音頻設(shè)備損害聽力的音頻設(shè)備，包括音頻設(shè)備(1)和通過音頻信號(hào)電纜和插接件與所述音頻設(shè)備(1)相連的耳機(jī)(2)，其特征在于其中所述音頻設(shè)備(1)包括主控制器(10)及與之分別相連的實(shí)時(shí)累加比較電路(11)和音頻驅(qū)動(dòng)電路，所述主控制器(10)存儲(chǔ)有避免損害人耳的聲音信號(hào)所具有的瞬間聲壓的安全標(biāo)準(zhǔn)值和累加聲壓的安全標(biāo)準(zhǔn)值，所述實(shí)時(shí)累加比較電路(11)將音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲壓信號(hào)，并與所述標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，其輸出信號(hào)接至所述主控制器(10)，所述主控制器(10)的輸出信號(hào)接至所述音頻驅(qū)動(dòng)電路，所述音頻驅(qū)動(dòng)電路的音頻輸出信號(hào)接至所述耳機(jī)(2)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的音頻設(shè)備，其特征在于其中所述實(shí)時(shí)累加比較電路(11)包括一CPU，用于對(duì)音頻輸出信號(hào)到達(dá)耳機(jī)的瞬間聲壓和一段時(shí)間內(nèi)的累加聲壓進(jìn)行監(jiān)控并與預(yù)先存儲(chǔ)在所述主控制器(10)中的安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，并將結(jié)果反饋至主控制器(10)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的音頻設(shè)備，其特征在于其中所述音頻設(shè)備為CD/MD/MP3音頻設(shè)備或音響/電視。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的音頻設(shè)備，其特征在于其中所述耳機(jī)(2)為雙聲道耳機(jī)，所述音頻驅(qū)動(dòng)電路由左聲道音頻驅(qū)動(dòng)電路(12)和右聲道音頻驅(qū)動(dòng)電路(13)組成，所述左聲道音頻驅(qū)動(dòng)電路(12)和右聲道音頻驅(qū)動(dòng)電路(13)的音頻輸出信號(hào)分別接至所述左聲道和右聲道耳機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明提供的實(shí)時(shí)監(jiān)控從耳機(jī)出來的聲音信號(hào)的瞬間聲壓和一段時(shí)間內(nèi)的累加聲壓從而避免音頻設(shè)備損害人耳的方法，通過計(jì)算聲音信號(hào)的聲壓瞬間和累計(jì)值并與其安全標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，即聲音信號(hào)的聲壓監(jiān)控來保護(hù)人耳。本發(fā)明提供的采用這一方法制造的避免音頻損害聽力的電聲裝置，其主控制器存儲(chǔ)有聲壓的安全標(biāo)準(zhǔn)值，主控制器的輸出接至音頻驅(qū)動(dòng)電路，實(shí)時(shí)累加比較電路進(jìn)行從音頻信號(hào)到聲壓的轉(zhuǎn)換及與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并將結(jié)果反饋至主控制器。音頻驅(qū)動(dòng)電路的音頻輸出接至耳機(jī)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于采用聲音信號(hào)的聲壓監(jiān)控，可以更加有效地保護(hù)人耳，其使用方便，成本低廉，放音品質(zhì)和自動(dòng)化程度更高。
文檔編號(hào)H03G3/20GK101060724SQ20071009872
公開日2007年10月24日 申請(qǐng)日期2007年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月25日
發(fā)明者屈家偉 申請(qǐng)人:比特聯(lián)創(chuàng)電子(北京)有限公司