一种蓝牙助听器及其音频分配方法

技术领域

本发明涉及助听器技术领域，尤其涉及一种蓝牙助听器及其音频分配方法。

背景技术

随着技术的发展，尤其是蓝牙技术的普及，越来越多的助听器厂商开始研发带有蓝牙功能的助听器，这样，助听器不仅可以实现助听功能，也能实现与手机连接，完成蓝牙电话和蓝牙音乐的功能。这需要对整个系统的音频通道进行设计。

现有技术中，在不同的模式下，蓝牙助听器启用不同的麦克风。这样的方案不支持助听音频与蓝牙音频的混音模式，也就是说蓝牙和助听是互斥的，在助听模式下，用户只能听到助听的声音，而在蓝牙模式下，用户只能听到蓝牙音频，而听不到助听声音。因此这样的方案造成用户在利用蓝牙听音乐的时候无法听到外界的声音，在某些场景下可能会影响用户的安全，因此限制了助听器的使用场合，影响了助听器的使用体验。

发明内容

鉴于上述，本发明旨在提供一种蓝牙助听器及其音频分配方法，利用蓝牙模块控制两个开关，同时采集和播放外界声音和蓝牙音乐，使得用户在接听蓝牙音乐的同时可以听到外界声音，提高了用户的使用安全，提高了助听器的实用性，改善了助听器的使用体验。

本发明采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种蓝牙助听器，包括蓝牙模块、数字处理芯片、第一开关、第二开关、第一麦克风以及喇叭；

蓝牙模块分别与第一开关和第二开关信号连接；

第一开关的输入端与第一麦克风连接，第一开关的第一输出端与数字处理芯片的第一接口连接；

第二开关的第一输入端与蓝牙模块连接，第二开关的输出端与数字处理芯片的第二接口连接；

数字处理芯片的第三接口与喇叭连接。

在其中一种可能的实现方式中，还包括第二麦克风，第二麦克风与第二开关的第二输入端连接。

在其中一种可能的实现方式中，第一开关的第二输出端与蓝牙模块连接。

在其中一种可能的实现方式中，数字处理芯片包括第一处理模块，第一处理模块与第一接口连接。

在其中一种可能的实现方式中，数字处理芯片包括第二处理模块，第二处理模块与第二接口连接。

在其中一种可能的实现方式中，数字处理芯片还包括混音模块，混音模块分别与第一处理模块和第二处理模块连接。

在其中一种可能的实现方式中，第一处理模块和/或第二处理模块包括模数转换模块、多通道滤波器、多通道综合器以及数模转换模块，多通道滤波器与多通道综合器之间设有与每个通道对应的降噪模块和动态范围压缩模块。

在其中一种可能的实现方式中，模数转换模块与数模转换模块之间设有自适应回声消除模块。

在其中一种可能的实现方式中，数字处理芯片与蓝牙模块之间依据集成电路总线协议进行通信。

第二方面，本发明提供了一种基于上述蓝牙助听器的音频分配方法，包括：

通过蓝牙信号接收模式选择指令；

依据模式选择指令向第一开关和第二开关发送蓝牙控制指令，控制第一开关打开其中一个输出端，并控制第二开关打开其中一个输入端。

本发明的构思在于，利用蓝牙模块同时控制两个选择开关，同时采集和播放外界声音和蓝牙音乐，使得用户在接听蓝牙音乐的同时可以听到外界声音，提高了用户的使用安全，提高了助听器的实用性，改善了助听器的使用体验；在助听模式下，通过两个麦克风同时拾音，并进行音频的降噪和放大处理，相对于一个麦克风助听的方案，本方案改善了助听音频的质量；在蓝牙通话模式下，通过麦克风拾取用户自身的音频并进行降噪处理后通过助听器的喇叭播放，帮助用户控制发音音量，同时可以提高发音的正确率。

附图说明

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：

图1为本发明提供的蓝牙助听器的结构示意图；

图2为本发明提供的数字处理芯片的结构示意图；

图3为本发明提供的第一处理模块和/或第二处理模块的结构示意图；

图4为本发明提供的蓝牙助听器在助听模式下的信号流向示意图；

图5为本发明提供的蓝牙助听器在混音模式下的信号流向示意图；

图6为本发明提供的蓝牙助听器在蓝牙通话模式下的信号流向示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明的构思在于，利用蓝牙模块同时控制两个选择开关，同时采集和播放外界声音和蓝牙音乐，使得用户在接听蓝牙音乐的同时可以听到外界声音，提高了用户的使用安全，提高了助听器的实用性，改善了助听器的使用体验；在助听模式下，通过两个麦克风同时拾音，并进行音频的降噪和放大处理，相对于一个麦克风助听的方案，本方案改善了助听音频的质量；在蓝牙通话模式下，通过麦克风拾取用户自身的音频并进行降噪处理后通过助听器的喇叭播放，帮助用户控制发音音量，同时可以提高发音的正确率。

针对前述核心构思，本发明提供了至少一种蓝牙助听器的实施例，如图1所示，可以包括蓝牙模块(Bluetooth，BT)、数字处理芯片(Digital Signal Processing，DSP)、第一开关、第二开关、第一麦克风以及喇叭。

蓝牙模块BT用于蓝牙助听器与其他终端(例如手机、平板、电脑等) 进行通信，并且用于控制第一开关和第二开关，以及与数字处理芯片DSP 进行通信，下发功能配置指令，例如音量、工作模式等。

具体地，蓝牙模块BT分别与第一开关和第二开关信号连接，以向第一开关和第二开关发送蓝牙控制信号。

第一开关用于控制第一麦克风通过拾音获得的音频信号的流向。具体地，第一开关的输入端与第一麦克风连接，用于接收第一麦克风的音频信号。第一开关的第一输出端与数字处理芯片的第一接口连接，用于将第一麦克风的音频信号传输给数字处理芯片进行处理。第一开关的第二输出端与蓝牙模块BT的麦克风接口连接，用于将第一麦克风的音频信号传输给蓝牙模块BT。

在一种可能的实现方式中，如图1所示，第一开关的第一输出端为常开触点NO，第二输出端为常闭触点NC。

可以理解地，在另一种可能的实现方式中，第一开关的两个输出端也可以均为常闭触点。

第二开关用于将第二麦克风通过拾音获得的音频信号或将蓝牙模块 BT接收的音频信号传输给数字处理芯片DSP。具体地，第二开关的第一输入端与蓝牙模块BT的喇叭接口连接，用于接收蓝牙模块BT输出的音频信号。第二开关的第二输入端与第二麦克风连接，用于接收第二麦克风的音频信号。第二开关的输出端与数字处理芯片DSP的第二接口连接。

在一种可能的实现方式中，如图1所示，第二开关的第一输入端为常闭触点NC，第二输入端为常开触点NO。

可以理解地，在另一种可能的实现方式中，第二开关的两个输出端也可以均为常闭触点。

数字处理芯片DSP的第三接口与喇叭连接，用于将DSP处理后的音频输出。数字处理芯片DSP的第四接口与蓝牙模块BT连接，二者通过有线接口进行通信。在一种可能的实现方式中，数字处理芯片DSP与蓝牙模块 BT之间依据集成电路总线(Inter-IntegratedCircuit，I2C)协议进行通信。

在一种可能的实现方式中，数字处理芯片DSP包括数第一处理模块，第一处理模块与第一接口连接，用于对第一麦克风的音频信号进行处理。

在另一种可能的实现方式中，数字处理芯片DSP包括第二处理模块，第二处理模块与第二接口连接，用于对第二开关输送的第二麦克风的音频信号或蓝牙模块BT输送的音频信号进行处理。

在再一种可能的实现方式中，如图2所示，数字处理芯片DSP包括第一处理模块、第二处理模块以及混音模块。第一处理模块用于对第一麦克风的音频信号进行处理。第二处理模块用于对第二开关输送的第二麦克风的音频信号或蓝牙模块BT的音频信号进行处理。混音模块分别与第一处理模块和第二处理模块连接，用于将第一处理模块获得的第一处理结果和第二处理模块获得的第二处理结果做混音处理。

在一种可能的实现方式中，可以将第一处理结果和第二处理结果线性叠加后求平均，获得混音结果。

上述混音方法的衰减幅度较大，影响助听器的输出效果。基于这样的考虑，在另一种可能的实现方式中，可以通过自适应加权混音算法对第一处理结果和第二处理结果进行混音。自适应加权混音算法中衰减因子随音频的变化而变化，确保混合后音频的衰减程度适当，改善了用户的使用体验。

在一种可能的实现方式中，第一处理模块和/或第二处理模块包括模数转换模块(ADC)、多通道滤波器、多通道综合器以及数模转换模块(DAC)，多通道滤波器与多通道综合器之间设有与每个通道对应的降噪模块和动态范围压缩模块(WDRC)。

模数转换模块ADC是一种把模拟电信号转成数字信号的功能模块，具体原理是，把模拟电信号进行拆分，与一个基准电压进行比较，1代表大于基准电压，0代表小于基准电压。根据比较的结果，形成类似010101的数字信号，从而完成模数转换的功能。

多通道滤波器根据频率段将音频信号划分成多通道子带信号。对每个通道的子带信号单独进行降噪和WDRC处理。每个通道的处理是同步进行的，但是处理的手段会各有差异，这样，就形成了多通道的降噪和压缩放大。多通道的子带信号处理完成后，经过多通道综合器将所有通道的信号合并成一路信号，即完成了数字信号的压缩放大处理。

数模转换模块DAC将压缩放大后的数字信号转换成模拟电信号。

可以理解地，在另一种可能的实现方式中，模数转换模块与多通道滤波器之间还包括高通滤波器和啸叫抑制模块。高通滤波器对数字信号进行高通滤波，对不需要的信号频段进行抑制，这样可以更好地进行后续的信号处理。啸叫抑制模块对高通滤波器的输出信号进行啸叫检测，对即将会发生啸叫的信号进行压制处理，压制后的信号就不再具备啸叫的条件，从而达到消除啸叫的现象。

在再一种可能的实现方式中，如图3所示，第一处理模块和/或第二处理模块除了包括模数转换模块ADC、高通滤波器、啸叫抑制模块、多通道滤波器、每个通道的降噪模块和动态范围压缩模块以及多通道综合器、数模转换模块DAC外，在数模转换模块DAC与啸叫抑制模块之间还设有自适应回声消除模块，用于消除数字信号中的回声后进一步做啸叫抑制处理。

基于上述蓝牙助听器的结构，可以实现三个模式：助听模式、混音模式以及蓝牙通话模式。

图4示出了利用两个麦克风进行助听的双麦助听模式。双麦助听模式时，蓝牙模块BT控制第一开关打开第一输出端(NO端)，第二开关打开到第二输入端(NO端)。第一麦克风和第二麦克风对外界声音进行拾音后经第一开关和第二开关将音频信号传输至数字处理芯片DSP，在数字处理芯片DSP内，两个音频信号分别进行降噪放大处理，并经自适应加权混音算法进行混音后输出给喇叭。此模式下，数字处理芯片DSP通过双麦阵列降噪算法，相对于利用单独的麦克风进行助听的方案，本发明的方案可以提升助听效果。

图5示出了混音模式，该模式用于蓝牙音乐和助听音频的混音。混音模式时，蓝牙模块BT控制第一开关打开第一输出端(NO端)，第二开关打开到第一输入端(NC端)。第一麦克风对外界声音进行拾音后经第一开关将音频信号传输至数字处理芯片DSP。蓝牙模块BT从终端接收音乐音频后经第二开关将音乐音频传输至数字处理芯片DSP。在数字处理芯片DSP内，两个音频信号分别进行降噪放大处理，并经自适应加权混音算法进行混音后输出给喇叭。

混音模式下，蓝牙助听器可以实现听音乐的同时进行助听，避免用户在听音乐的时候无法听到外界的声音，确保了用户在听音乐时的安全，扩大了蓝牙助听器的使用场景，改善了用户体验。需要说明的是，现有的一些助听器方案，通过助听器的蓝牙模块接收到的蓝牙音乐，直接输送至助听器的喇叭进行播放，而蓝牙音乐中的音调和音量都是针对无听损用户的，这样的音效不利于听损用户。本发明的混音模式中，将蓝牙音乐经过数字处理芯片DSP进行了降噪和放大处理，使得蓝牙音乐调整到听损用户舒适的程度，大大改善了利用助听器收听蓝牙音乐的使用体验。

图6示出了蓝牙通话模式，该模式用于远程通话。蓝牙通话模式时，蓝牙模块BT控制第一开关打开第二输出端(NC端)，第二开关打开到第一输入端(NC端)。在蓝牙语音通话场景下，当通话对方远程发音时，蓝牙模块BT接收终端发送的对方语音，并经第二开关将音频信号传输给数字处理芯片DSP进行降噪和放大处理，然后通过喇叭播放给用户。

听损患者在脱离助听或助听效果不佳的情况下进行通话时，其接收到对方的音量相对较小，会无意间提高自己的音量，意图让对方听清楚自己的发音。本发明中，通过将蓝牙通话中对方的音频进行处理，使得音量调整到适合用户的大小，避免因用户的错觉而增加用户的发音难度，大大提高了用户的舒适度。

在蓝牙语音通话场景下，当助听器用户自身发音时，第一麦克风收集用户的音频信号，并经第二开关将音频信号传输给数字处理芯片DSP进行降噪和放大处理，然后通过喇叭播放给用户。

现有的蓝牙通话方案中，仅仅将通话对方的声音播放给用户，而本发明中，将用户自身的声音通过助听器进行播放，有助于用户根据自身声音的助听修正自己的发音和调节自己的音量。

本发明中，在双麦助听模式下，第一麦克风用于助听；在蓝牙通话模式下，第一麦克风用于蓝牙语音通话场景用户自身发音的拾取，因此第一麦克风具有双重功能，这种复用功能使得蓝牙助听器的结构紧凑，并且降低了成本。

基于上述蓝牙助听器的结构，本发明还提供了一种蓝牙助听器的音频分配方法。音频分配方法包括如下步骤：

S710：通过蓝牙信号接收模式选择指令，该模式选择指令包括双麦助听模式、混音模式以及蓝牙通话模式。

具体地，蓝牙助听器通过蓝牙模块BT与终端建立通信，终端通过蓝牙信号将指令传输到蓝牙助听器。

S720：依据模式选择指令向第一开关和第二开关发送蓝牙控制指令，控制第一开关打开其中一个输出端，并控制第二开关打开其中一个输入端。

具体地，蓝牙助听器的蓝牙模块BT依据接收到的模式选择指令向第一开关和第二开关发送蓝牙控制指令。

若接收到双麦助听模式指令，则控制第一开关打开第一输出端(NO端)，第二开关打开到第二输入端(NO端)。

若接收到混音模式指令，则控制第一开关打开第一输出端(NO端)，第二开关打开到第一输入端(NC端)。

若接收到蓝牙通话模式指令，则控制第一开关打开第二输出端(NC端)，第二开关打开到第一输入端(NC端)。

本发明实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示单独存在A、同时存在A和B、单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a和b和c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

本领域技术人员可以意识到，本说明书中公开的实施例中描述的各模块、单元及方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方式来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

以及，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于装置、设备等实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以相关之处可参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置、设备等实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的模块、单元等可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个地方，例如系统网络的节点上。具体可根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块、单元来实现上述实施例方案的目的。本领域技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，但以上仅为本发明的较佳实施例，需要言明的是，上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征，本领域技术人员可以在不脱离、不改变本发明的设计思路以及技术效果的前提下，合理地组合搭配成多种等效方案；因此，本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。