一种骨传导耳机及其音频处理方法与流程

1.本发明涉及骨传导耳机技术领域，尤其涉及一种骨传导耳机及其音频处理方法。


背景技术：

2.骨传导是一种声音传导方式，即将声音转化为不同频率的机械振动，通过人的颅骨、骨迷路、内耳淋巴液、螺旋器、听觉中枢来传递声波，相对于通过振膜产生声波的经典声音传导方式，骨传导省去了许多声波传递的步骤，能在嘈杂的环境中实现清晰的声音还原，而且声波也不会因为在空气中扩散而影响到他人，骨传导技术分为骨传导扬声器技术和骨传导麦克风技术。
3.现有的骨传导耳机的音频处理方法主要包括骨振式传导，这是最常见的骨传导耳机音频处理方法，骨传导耳机中一般包括振动单元，即振动器来产生声音振动，然后将振动通过接触点转化为机械振动，通过振动器的振动带动骨传导耳机上的空心耳塞，通过空心耳塞将振动信号直接传递到头骨和内耳，骨传导耳机的音频处理方法使得声音直接传递到内耳，绕过了外耳道和中耳，提供了一种独特的听觉体验，但在现有的骨传导耳机中，由于直接通过骨振式传导，在极其嘈杂的环境下，外部嘈杂的声音信号也会通过外耳道和中耳传递至内耳中，与骨传导耳机所产生的振动信号一起传递至内耳，而当外部的声音信号大于骨传导耳机产生的振动信号时，可能会出现骨传导耳机声音过小，使得影响用户的整体体验。
4.因此，有必要提供一种新的骨传导耳机及其音频处理方法解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.为解决上述现有的骨传导耳机中，由于直接通过骨振式传导，使得耳机的整体的隔音降噪的功能较差，在极其嘈杂的环境下，骨传导耳机可能会声音过小，使得影响用户的整体体验的技术问题，本发明提供一种骨传导耳机及其音频处理方法。
6.本发明提供的骨传导耳机，包括骨传导耳机主体，所述骨传导耳机主体的内部设置有振动单元、处理单元以及控制模块，骨传导耳机主体的一侧设置有固定装置；所述固定装置包括骨传导引导条、实心耳塞部以及隔声板，所述骨传导引导条设置有两个，两个骨传导引导条均设置于所述骨传导耳机主体的一侧，所述实心耳塞部一般设置有两个，两个实心耳塞部均由实心支撑柱以及发声盘构成，两个实心支撑柱固定连接于两个所述发声盘的相对侧，两个实心支撑柱的截面较两个发声盘的截面要小，所述隔声板设置有两块，两块隔声板分别通过两组卡合组件与两个骨传导引导条的相对侧相连接；所述卡合组件包括活动柱、固定板、支撑杆、活动板、弹簧以及两块卡合板，所述活动柱的一侧与所述隔声板的一侧固定连接，所述固定板的一侧与所述骨传导引导条固定连接，活动柱相对于隔声板的一端可与固定板的一侧活动连接，活动柱接近固定板的一端设置有活动槽，所述支撑杆以及所述活动板均设置有两块，两块支撑杆的相对侧活动连接于活动槽的相对的内侧壁，两块活动板的一侧分别与两块支撑杆的一侧固定连接，两块活动
板均呈倾斜设置，两块活动板的相对的侧壁分别与两块所述卡合板的一侧固定连接，所述弹簧的相对端分别与两块活动板相对于两块卡合板的一侧固定连接。
7.优选的，所述振动单元包括振动器以及振动传感器，所述振动器用于将电信号转换为机械振动，将机械振动的信号传导到用户的颞骨或颅骨上，所述振动传感器用于将采集到的声音电信号转换为振动信号。
8.优选的，振动单元还包括控制模块，控制模块用于接收振动传感器将采集到的声音电信号转换的振动信号，并根据振动信号驱动振动器发生振动。
9.优选的，所述处理单元包括处理模块以及传输模块，所述处理模块对用于原始电信号进行降噪过滤处理，所述传输模块用于对降噪后的原始电信号进行输送。
10.优选的，所述处理单元还包括接收模块，所述接收模块用于接收有麦克风将外部声音信号转化的原始电信号。
11.优选的，所述蓝牙芯片接收器用于接收接收由其他电子设备所发出的音频信号，并将音频声音信号转变为电信号。
12.一种骨传导耳机音频处理方法，包括以下步骤：步骤一：通过蓝牙芯片接收器接收由其他电子设备所发出的音频信号，并将音频声音信号转变为电信号，随后将转变后的电信号传输至处理单元中；步骤二：通过处理单元中的接收模块接收原始电信号，通过处理模块对原始电信号进行小波分解，对分解后的各系数组分进行降噪处理，随后将处理后的各低噪系数组分重构，获得降噪后的原始电信号，最后通过传输模块对降噪后的原始电信号进行输送；步骤三：通过将采集到的降噪后的电信号通过振动转换器转换为振动信号，并将振动信号传输给传输至控制模块；步骤四：通过控制模块驱动振动器发生振动，通过振动器振动带动骨传导引导条振动，通过骨传导引导条与人体头部的内耳直接接触，通过内耳中的听觉神经刺激大脑，使用户能够感知到声音。
13.优选的，所述步骤二中降噪过滤处理的方式通过阈值函数对高频小波系数去噪处理得到降噪系数。
14.与相关技术相比较，本发明提供的骨传导耳机及其音频处理方法具有如下有益效果：1、通过将隔音板一侧固定连接的活动柱送入至固定板的内部，而活动柱的一侧设置有活动槽，两块支撑杆的相对侧活动连接于活动槽的相对的内侧壁，两块活动板的一侧分别与两块支撑杆的一侧固定连接，且两块活动板之间通过弹簧固定连接，使得在活动柱与固定板接触时，通过将两块活动板向同侧靠近，而两块活动板的相对侧均固定连接有卡合板，当两块卡合板完全通过固定板时，则放松两块活动板，通过两块活动板之间的弹簧的弹力使得两块活动板向相对的方向移动，使得通过两块活动板带动两块卡合板向相对的方向运动，通过两块卡合板与固定板的接触实现活动柱与固定板的固定，而活动柱的一侧与隔声板的一侧固定连接，固定板的一侧与骨传导引导条固定连接，使得最终实现骨传导引导条与隔声板之间的固定，通过安装隔声板可以在一定程度上降低外界声音对音频的影响，且隔声板的材质为柔性材质，使得隔声板可以更加贴合人耳。
15.2、通过设置实心支撑柱以及发声盘，较传统的一般为空心设置的耳塞部，可能会
出现由于空心的耳塞部振动与人耳之间的碰撞，在碰撞时耳塞部的内部空腔可能会产生杂音的情况，这种情况在高音频时可能会更加明显，而设置实心支撑柱则不会出现由于耳塞空腔而产生的回音，保障了在高音频时减小杂音的情况。
16.3、通过设置实心支撑柱的截面较发声盘的截面要小，发生盘的材质为柔性材质，使得在支撑柱进入到人耳时，较大横截面的发生盘可以直接更加与人耳朵贴合，使得在支撑柱振动时，人耳可以更好的感受到振动的频率，在一定程度上提高了音频的精确性。
17.4、通过设置处理模块对原始电信号进行小波分解，对分解后的各系数组分进行降噪处理，随后将处理后的各低噪系数组分重构，获得降噪后的原始电信号，最后通过传输模块对降噪后的原始电信号进行输送，使得可以对原始电信号进行分解处理后再进行重组并输出，较传统的直接对原始电信号进行过滤处理的方式，使得整体的降噪效果更好。
附图说明
18.图1为本发明提供的骨传导耳机的整体结构示意图；图2为本发明提供的骨传导耳机的局部示意图一；图3为本发明提供的骨传导耳机的局部示意图二；图4为本发明提供的卡合组件的示意图；图5为本发明提供的活动柱的剖面图；图6为本发明提供的骨传导耳机的系统框图；图7为本发明提供的骨传导耳机的音频处理方法的步骤流程图；图8为本发明提供的处理单元对原始电信号的处理步骤流程框图。
19.图中标号：1、骨传导耳机主体；2、骨传导引导条；3、发声盘；4、隔声板；5、固定板；6、活动柱；7、支撑柱；8、支撑杆；9、卡合板；10、弹簧；11、活动板。
具体实施方式
20.下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
21.请结合参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7以及图8，其中，图1为本发明提供的骨传导耳机的整体结构示意图；图2为本发明提供的骨传导耳机的局部示意图一；图3为本发明提供的骨传导耳机的局部示意图二；图4为本发明提供的卡合组件的示意图；图5为本发明提供的活动柱的剖面图；图6为本发明提供的骨传导耳机的系统框图；图7为本发明提供的骨传导耳机的音频处理方法的步骤流程图；图8为本发明提供的处理单元对原始电信号的处理步骤流程框图。
22.在具体实施过程中，如图1-图8所示，一种骨传导耳机，包括骨传导耳机主体，骨传导耳机主体的内部设置有振动单元、处理单元以及控制模块，骨传导耳机主体的一侧设置有固定装置；固定装置包括骨传导引导条2、实心耳塞部以及隔声板4，骨传导引导条2设置有两个，两个骨传导引导条2均设置于骨传导耳机主体1的一侧，实心耳塞部一般设置有两个，两个实心耳塞部均由实心支撑柱7以及发声盘3构成，两个实心支撑柱7固定连接于两个发声盘3的相对侧，两个实心支撑柱7的截面较两个发声盘3的截面要小，隔声板4设置有两块，两块隔声板4分别通过两组卡合组件与两个骨传导引导条2的相对侧相连接，两块隔声板4的
材质为柔性材质；卡合组件包括活动柱6、固定板5、支撑杆8、活动板11、弹簧10以及两块卡合板9，活动柱6的一侧与隔声板4的一侧固定连接，固定板5的一侧与骨传导引导条2固定连接，活动柱6相对于隔声板4的一端可与固定板5的一侧活动连接，活动柱6接近固定板5的一端设置有活动槽，支撑杆8以及活动板11均设置有两块，两块支撑杆8的相对侧活动连接于活动槽的相对的内侧壁，两块活动板11的一侧分别与两块支撑杆8的一侧固定连接，两块活动板11均呈倾斜设置，两块活动板11的相对的侧壁分别与两块卡合板9的一侧固定连接，弹簧10的相对端分别与两块活动板11相对于两块卡合板9的一侧固定连接。
23.振动单元包括振动器以及振动传感器，振动器用于将电信号转换为机械振动，将机械振动的信号传导到用户的颞骨或颅骨上，振动传感器用于将采集到的声音电信号转换为振动信号。
24.振动单元还包括控制模块，控制模块用于接收振动传感器将采集到的声音电信号转换的振动信号，并根据振动信号驱动振动器发生振动。
25.处理单元包括处理模块以及传输模块，处理模块对用于原始电信号进行降噪过滤处理，传输模块用于对降噪后的原始电信号进行输送。
26.处理单元还包括接收模块，接收模块用于接收有麦克风将外部声音信号转化的原始电信号。
27.蓝牙芯片接收器用于接收接收由其他电子设备所发出的音频信号，并将音频声音信号转变为电信号。
28.一种骨传导耳机音频处理方法，包括以下步骤：步骤一：通过蓝牙芯片接收器接收由其他电子设备所发出的音频信号，并将音频声音信号转变为电信号，随后将转变后的电信号传输至处理单元中；步骤二：通过处理单元中的接收模块接收原始电信号，通过处理模块对原始电信号进行小波分解，对分解后的各系数组分进行降噪处理，随后将处理后的各低噪系数组分重构，获得降噪后的原始电信号，最后通过传输模块对降噪后的原始电信号进行输送；步骤三：通过将采集到的降噪后的电信号通过振动转换器转换为振动信号，并将振动信号传输给传输至控制模块；步骤四：通过控制模块驱动振动器发生振动，通过振动器振动带动骨传导引导条振动，通过骨传导引导条与人体头部的内耳直接接触，通过内耳中的听觉神经刺激大脑，使用户能够感知到声音。
29.步骤二中降噪过滤处理的方式通过阈值函数对高频小波系数（给一个给定信号进行小波变换,就是将该信号按某一小波函数簇展开）去噪处理得到降噪系数，而最优阈值估计方法如下：s1：设置阈值范围，迭代次数ｎ，为使最优阈值有效地包含于该范围中，λ的下限ａ应不大于“噪声最大样本法”得到的偏小估计值，上限ｃ应不小于“降噪最小样本法”得到的偏大估计值计算初始离散阈值域下的估计信号样本，针对离散阈值集｛a，b，c｝，ｂ＝（a+c）／2，基于试验性函数估计各阈值下的降噪信号和噪声信号，并计算其样本值，，，，，,计算曲率值，根据样本计算阈值对应综合，，及其曲率，
值，形成离散曲率集｛，｝，其中计算公式为：
[0030][0031]
s2：选择当代最大曲率下对应的阈值，以为中心，阈值域的前位为首元素，（－）／2为步长构造新阈值，，顺序形成下一代离散阈值集｛，，，｝，若＝，则取下对应阈值为中心，（－）为步长构造新阈值；=-，=+；s3：考察新阈值集各元素对应曲率值，计算新一代各阈值下估计信号的样本值，，，，，，，。进而计算，，阈值下综合熵曲率值，形成新离散曲率域｛， ,｝，其计算公式为：
[0032][0033][0034]
s4：终止迭代，判断是否满足迭代条件，若满足则最大曲率值为估计曲率拐点，对应的阈值即为最优估计阈值，否则转至步骤 s3基于半步长构造新一代离散阈值集，继续考察新阈值处的曲率，不断逼近最优阈值点，通过阈值函数对高频小波系数去噪处理得到降噪系数。
[0035]
本发明提供的工作原理如下：通过将隔音板一侧固定连接的活动柱6送入至固定板5的内部，而活动柱6的一侧设置有活动槽，两块支撑杆8的相对侧活动连接于活动槽的相对的内侧壁，两块活动板11的一侧分别与两块支撑杆8的一侧固定连接，且两块活动板11之间通过弹簧10固定连接，使得在活动柱6与固定板5接触时，通过将两块活动板11向同侧靠近，而两块活动板11的相对侧均固定连接有卡合板9，当两块卡合板9完全通过固定板5时，则放松两块活动板11，通过两块活动板11之间的弹簧10的弹力使得两块活动板11向相对的方向移动，使得通过两块活动板11带动两块卡合板9向相对的方向运动，通过两块卡合板9与固定板5的接触实现活动柱6与固定板5的固定，而活动柱6的一侧与隔声板4的一侧固定连接，固定板5的一侧与骨传导引导条2固定连接，使得最终实现骨传导引导条2与隔声板4
之间的固定。
[0036]
本发明中涉及的电路以及控制均为现有技术，在此不进行过多赘述。
[0037]
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种骨传导耳机，其特征在于，包括骨传导耳机主体（1），所述骨传导耳机主体（1）的内部设置有蓝牙芯片接收器、振动单元以及处理单元，骨传导耳机主体（1）的一侧设置有固定装置；所述固定装置包括骨传导引导条（2）、实心耳塞部以及隔声板（4），所述骨传导引导条（2）设置有两个，两个骨传导引导条（2）均设置于所述骨传导耳机主体（1）的一侧，所述实心耳塞部设置有两个，两个实心耳塞部均由实心支撑柱（7）以及发声盘（3）构成，两个实心支撑柱（7）固定连接于两个所述发声盘（3）的相对侧，两个实心支撑柱（7）的截面较两个发声盘（3）的截面要小，两个发生盘的材质为柔性材质，所述隔声板（4）设置有两块，两块隔声板（4）分别通过两组卡合组件与两个骨传导引导条（2）的相对侧相连接；所述卡合组件包括活动柱（6）、固定板（5）、支撑杆（8）、活动板（11）、弹簧（10）以及两块卡合板（9），所述活动柱（6）的一侧与所述隔声板（4）的一侧固定连接，所述固定板（5）的一侧与所述骨传导引导条（2）固定连接，活动柱（6）相对于隔声板（4）的一端可与固定板（5）的一侧活动连接，活动柱（6）靠近固定板（5）的一端设置有活动槽，所述支撑杆（8）以及所述活动板（11）均设置有两块，两块支撑杆（8）的相对侧活动连接于活动槽的相对的内侧壁，两块活动板（11）的一侧分别与两块支撑杆（8）的一侧固定连接，两块活动板（11）均呈倾斜设置，两块活动板（11）的相对的侧壁分别与两块所述卡合板（9）的一侧固定连接，所述弹簧（10）的相对端分别与两块活动板（11）相对于两块卡合板（9）的一侧固定连接。2.根据权利要求1所述的骨传导耳机，其特征在于，所述振动单元包括振动器以及振动传感器，所述振动器用于将电信号转换为机械振动，将机械振动的信号传导到用户的颞骨或颅骨上，所述振动传感器用于将采集到的声音电信号转换为振动信号。3.根据权利要求2所述的骨传导耳机，其特征在于，振动单元还包括控制模块，控制模块用于接收振动传感器将采集到的声音电信号转换的振动信号，并根据振动信号驱动振动器发生振动。4.根据权利要求3所述的骨传导耳机，其特征在于，所述处理单元包括处理模块以及传输模块，所述处理模块对用于原始电信号进行降噪过滤处理，所述传输模块用于对降噪后的原始电信号进行输送。5.根据权利要求4所述的骨传导耳机，其特征在于，所述处理单元还包括接收模块，所述接收模块用于接收有麦克风将外部声音信号转化的原始电信号。6.根据权利要求5所述的骨传导耳机，其特征在于，所述蓝牙芯片接收器用于接收由其他电子设备所发出的音频信号，并将音频声音信号转变为电信号。7.一种骨传导耳机音频处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：通过蓝牙芯片接收器接收由其他电子设备所发出的音频信号，并将音频声音信号转变为电信号，随后将转变后的电信号传输至处理单元中；步骤二：通过处理单元中的接收模块接收原始电信号，通过处理模块对原始电信号进行小波分解，对分解后的各系数组分进行降噪处理，随后将处理后的各低噪系数组分重构，获得降噪后的原始电信号，最后通过传输模块对降噪后的原始电信号进行输送；步骤三：通过将采集到的降噪后的电信号通过振动转换器转换为振动信号，并将振动信号传输给传输至控制模块；步骤四：通过控制模块驱动振动器发生振动，通过振动器振动带动骨传导引导条（2）振
动，通过骨传导引导条（2）与人体头部的内耳直接接触，通过内耳中的听觉神经刺激大脑，使用户能够感知到声音。8.据权利要求7所述的一种骨传导耳机音频处理方法，其特征在于，所述步骤二中降噪过滤处理的方式通过阈值函数对高频小波系数去噪处理得到降噪系数。

技术总结
本发明提供一种骨传导耳机及其音频处理方法，涉及骨传导耳机技术领域，包括骨传导耳机主体，骨传导耳机主体的内部设置有蓝牙芯片接收器、振动单元以及处理单元，骨传导耳机主体的一侧设置有固定装置，通过将隔音板一侧固定连接的活动柱送入至固定板的内部，在活动柱与固定板接触时，通过将两块活动板向同侧靠近，两块卡合板完全通过固定板时，两块活动板之间的弹簧的弹力使得两块活动板向相对的方向移动，使得通过两块活动板带动两块卡合板向相对的方向运动，通过两块卡合板与固定板的接触实现活动柱与固定板的固定，通过安装隔声板可以在一定程度上降低外界声音对音频的影响，且隔声板的材质为柔性材质，使得隔声板可以更加贴合人耳。加贴合人耳。加贴合人耳。


技术研发人员：伍军华 赵苓忠 赵正萍
受保护的技术使用者：深圳市鑫正宇科技有限公司
技术研发日：2023.09.12
技术公布日：2023/10/20