CN110278501A - 一种具有对外部声源采集和电子处理控制输出的耳机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有对外部声源采集和电子处理控制输出的耳机，包括一耳机本体、一终端设备，耳机本体与终端设备通过有线通讯方式或第一无线短距离通讯方式连接，耳机本体内设有一控制单元，控制单元以PCB电路板作为载体，PCB电路板集成有以下单元：存储器单元；数字信号处理器；卡拉OK引擎，并且设有耳机左右音频输出端以及麦克风音频输入端，卡拉OK引擎包括外部音源主唱电子处理耳机输出模式和语音学习跟读耳机输出两种模式切换；MCU控制器，MCU控制器分别电连接至所述存储单元以及数字信号处理器。将麦克风输入端输入的音频讯号与终端设备播放音频内容进行电子处理，耳机能够输出使用者的声音，可进行卡拉OK及语音学习。

Description

一种具有对外部声源采集和电子处理控制输出的耳机
技术领域
本发明涉及音频输入输出及控制技术领域，特别是涉及一种具有对外部声源采集和经过电子处理控制输出的耳机。
背景技术
众所周知，智能型手机、平板计算机、笔记型计算机等终端设备，皆会提供音频讯号输出端，供耳机连接。以往音频讯号输出端皆执行成外径3.5mm的耳机插座。然而，3.5mm的耳机插座限制了播放音乐的质量。随着连接器的规格发展，已有规格定义了数位音频传输接脚，例如，USB type-C规格、Lightning规格等。目前市面上已有售采用USB type-C连接器或Lightning连接器的耳机。然而，设计在此类耳机上的控制电路仅仅将从USB type-C连接器或Lightning连接器传送来的音频讯号做放大、数位转类比的处理，并无其他功能。目前市面也未见针对耳机的多功能方面的研发改进，基本都是对提高耳机音频输出的“高保真”音质的研发改进，所以，对于耳机的自身功能的改进还具有较大空间。
发明内容
为了解决现有耳机功能性技术的不足，本发明提供了一种具有对外部声源进行采集及通过电子处理控制在耳机本体扬声器输出的耳机装置技术方案。
本发明所采用的技术方案是：一种具有对外部声源采集和电子处理控制输出的耳机，包括一耳机本体、一终端设备，耳机本体与终端设备通过有线通讯方式或第一无线短距离通讯方式连接，其特征在于：
所述耳机本体内设有一控制单元，控制单元以PCB电路板作为载体，所述PCB电路板集成有以下单元：
一存储器单元，存储器单元分为第一区和第二区，第一区其内存储多笔第一驱动程序，第二区其内存储多笔第二驱动程序，其中该多笔第一驱动程序为第一版本，该多笔第二驱动程序为第二版本。
一数字信号处理器，包括一卡拉OK引擎，并且设有耳机左右音频输出端以及一麦克风音频输入端，卡拉OK引擎包括外部音源主唱电子处理耳机输出模式和语音学习跟读耳机输出两种模式切换。
一MCU控制器，MCU控制器分别电连接至所述存储单元以及数字信号处理器。
所述控制单元开启后，控制器根据该第一版本与该第二版本两者中较新者中择一地执行该多笔第一驱动程序或该多笔第二驱动程序，使用者通过所述终端设备内之一应用程序选择一卡拉OK功能进行唱歌，或语音学习功能进行学习语音；所述控制单元执行该使用者所选择之功能，且根据该使用者所选择之功能选择性地控制所述数字信号处理器选择性地从该麦克风音频输入端输入第一人声音频讯号，以及从耳机本体左右音频输出端输出第一人声音频讯号。
进一步，使用者选择卡拉OK功能，使用者在终端设备输入多个第一参数并且选择一歌曲，该应用程序将该多个第一参数以及关于该选择的歌曲之一背景音乐音频讯号以及一第二人声音频讯号传输至控制单元，卡拉OK引擎启动外部音源主唱电子处理耳机输出模式。
使用者歌唱的第一人声音频讯号从麦克风音频输入端输入，控制单元控制所述卡拉OK引擎根据该多个第一参数处理该背景音乐音频讯号以及该第一人声音频讯号，并根据该多个第一参数且基于该第一人声音频讯号处理该第二人声音频讯号，第二人声音频讯号进行一快速傅立叶处理，以降低该第二人声音讯号的音量或消除该第二人声音频讯号，第一人声音频讯号再进行混音成该耳机左右音频讯号再从该耳机左右音频输出端输出。
卡拉OK引擎根据该多个第一参数选择性地将该背景音乐音频讯号经由一变奏处理，且选择性地将该第一人声音频讯号经由一多重频段等化处理、一变声处理、一反射处理、一回音处理以及一延迟处理。
进一步，使用者选择语音学习功能，使用者在终端设备输入多个第二参数并且选择一语音播放，该应用程序将该多个第二参数以及关于该选择的语音音频讯号传输至控制单元，卡拉OK引擎启动语音学习跟读耳机输出模式。
该使用者跟读的语音音频讯号从麦克风音频输入端输入，控制单元控制所述卡拉OK引擎根据该多个第二参数处理该语音播放音频讯号以及该跟读音频讯号进行处理，降低该语音播放音频讯号的音量或消除该语音播放音频讯号，跟读音频讯号再进行混音成该耳机左右音频讯号再从该耳机左右音频输出端输出。
进一步，所述耳机本体与终端设备通过第一无线短距离通讯方式连接，控制单元设有第一无线短距离通讯单元，第一无线短距离通讯单元选择采用WIFI协定、IEEE802.11系列协定、LTE网络协定以及蓝牙协定所组成之群组中任意一项。
进一步，耳机本体与终端设备通过有线通讯方式连接，耳机本体的控制单元通过音频线连接一第一连接器，终端设备设置第二连接器，第一连接器与第二连接器匹配连接，第一连接器和第二连接器采用USB系列规格或者是Lightning规格。
进一步，所述控制单元或设计一耳机插座，耳机插座分别电连接耳机左右音频输出端以及麦克风音频输入端。
进一步，所述控制单元或设计第二无线短距离通讯单元，第二无线短距离通讯单元分别电连接至耳机左右音频输出端，以及麦克风音频输入端，第二无线短距离通讯单元以第二无线短距离通讯方式发送耳机左右音频讯号以及接收第一人声音频讯号，第二无线短距离通讯方式选择采用WIFI协定、IEEE802.11系列协定、LTE网络协定以及蓝牙协定所组成之群组中任意一项。
进一步，控制单元设有一电压位准转换单元，电压位准转换单元电连接于控制单元与数字信号处理器之间，用于转换传输于控制单元与数字信号处理器之间的音频讯号的电压位准，且控制单元设有控制按键及状态指示灯。
进一步，该使用者执行于该终端设备内的应用程序选择一韧体更新功能、卡拉OK功能、语音学习功能以及该基本控制功能所组成之群组中之任一功能，所述控制器执行该使用者所选择之该功能，且根据该使用者所选择之该功能选择性地控制数字信号处理器，数字信号处理器选择性地从耳机左右音频输出端输出该耳机左右音频讯号以及从该麦克风音频输入端输入该第一人声音频讯号。
进一步，该使用者执行于该终端设备内的应用程序选择一动态等化功能、韧体更新功能、卡拉OK功能、语音学习功能以及该基本控制功能所组成之群组中之任一功能，所述控制器执行该使用者所选择之该功能，且根据该使用者所选择之该功能选择性地控制数字信号处理器，数字信号处理器选择性地从耳机左右音频输出端输出该耳机左右音频讯号以及从该麦克风音频输入端输入该第一人声音频讯号。
进一步，控制器执行使用者所选择一动态等化功能、韧体更新功能、卡拉OK功能、语音学习功能以及该基本控制功能所组成之群组中之任一功能，控制器发送一回应讯号至该应用程序，该应用程序根据回应讯号于终端设备上的显示器上显示一操作界面。
进一步，使用者选择韧体更新功能，终端设备经由一网络链接至一网站下载多笔第三驱动程序，且传输至该控制器，该控制器根据该第一版本与该第二版本两者中较旧者两者择一地将该多笔第三驱动程序覆写至该存储器单元之该第一区或该第二区；多笔第三驱动程序系符合HEX文件格式下载至该终端设备。
本发明的有益效果在于：通过本技术方案研发设计的耳机，其具备传统的音频讯号传输、放大、音频处理，然后从耳机输出端输出的同时，进一步创新设计了其主控控制单元，将麦克风输入端输入的音频讯号与终端设备播放音频内容进行电子处理，终端设备播放的音频内容包括音乐、外语词汇或句子等。选择播放音乐，即可以进行卡拉OK，使用者跟唱的音频讯号由麦克风的音频输入端输入，同时，歌曲本身的主唱音频进行傅立叶处理，降低或消除歌曲本身的主唱的声音，而此时是耳机的音频输出端输出使用者歌唱的声音，卡拉OK功能是还具有对背景音乐音频讯号变奏处理，且选择性地将歌唱者的声音频讯号经由一多重频段等化处理、变声处理、反射处理、回音处理以及一延迟处理等。同样类似原理，终端设备播放外语语音学习的词汇或句子，通过麦克风语音输入端输入使用者跟读的词汇语音或朗诵的句子语音，使用者能够从耳机听到自己跟读或朗诵的语音，有利于语音学习，提高外语口语学习效率。另外一要点在于韧体更新功能，终端设备经由一网络链接至一网站下载多笔第三驱动程序，且传输至该控制器，该控制器根据该第一版本与该第二版本两者中较旧者两者择一地将该多笔第三驱动程序覆写至该存储器单元之该第一区或该第二区，通过韧体更新功能达到控制器实现的控制程序进一步更新、丰富及完善，以适应及满足使用者的需求。
附图说明
图1为本发明的耳机控制单元与终端设备连接的原理结构示意图。
图2为本发明的耳机控制单元与终端设备连接的另一实施例原理结构示意图。
图3为本发明的耳机控制单元与终端设备连接的另一实施例原理结构示意图。
图4为本发明的耳机控制单元与终端设备连接的另一实施例原理结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
请参阅图1，图1为以功能区块示意的本发明之一较佳的具体实施例的一种具有外部声源采集和电子处理控制输出的耳机，本技术方案所述的终端设备3可采用智能手机、平板及计算机中的任一种。
本发明技术方案包括一耳机本体、一终端设备3，耳机本体与终端设备3通过有线通讯方式或第一无线短距离通讯方式连接。所述耳机本体内设有一控制单元1，控制单元1以PCB电路板作为载体，所述PCB电路板集成有以下单元：
一存储器单元10，存储器单元10分为第一区102和第二区104，第一区102其内存储多笔第一驱动程序，第二区104其内存储多笔第二驱动程序，其中该多笔第一驱动程序为第一版本，该多笔第二驱动程序为第二版本。
一数字信号处理器12，包括一卡拉OK引擎122，并且设有耳机左右音频输出端124以及一麦克风音频输入端126，卡拉OK引擎122包括外部音源主唱电子处理耳机输出模式和语音学习跟读耳机输出两种模式切换。
一MCU控制器14，MCU控制器14分别电连接至所述存储单元10以及数字信号处理器12。
所述控制单元1开启后，MCU控制器14根据该第一版本与该第二版本两者中较新者中择一地执行该多笔第一驱动程序或该多笔第二驱动程序，使用者通过所述终端设备3内之一应用程序选择一卡拉OK功能进行唱歌，或语音学习功能进行学习语音；所述控制单元1执行该使用者所选择之功能，且根据该使用者所选择之功能选择性地控制所述数字信号处理器12选择性地从该麦克风音频输入端126输入第一人声音频讯号，以及从耳机本体左右音频输出端124输出第一人声音频讯号。
进一步，使用者选择卡拉OK功能，使用者在终端设备3输入多个第一参数并且选择一歌曲，该应用程序将该多个第一参数以及关于该选择的歌曲之一背景音乐音频讯号以及一第二人声音频讯号传输至控制单元1，卡拉OK引擎122启动外部音源主唱电子处理耳机输出模式。
使用者歌唱的第一人声音频讯号从麦克风音频输入端126输入，控制单元1控制所述卡拉OK引擎122根据该多个第一参数处理该背景音乐音频讯号以及该第一人声音频讯号，并根据该多个第一参数且基于该第一人声音频讯号处理该第二人声音频讯号，第二人声音频讯号进行一快速傅立叶处理，以降低该第二人声音讯号的音量或消除该第二人声音频讯号，第一人声音频讯号再进行混音成该耳机左右音频讯号再从该耳机左右音频输出端124输出。
卡拉OK引擎122根据该多个第一参数选择性地将该背景音乐音频讯号经由一变奏处理，且选择性地将该第一人声音频讯号经由一多重频段等化处理、一变声处理、一反射处理、一回音处理以及一延迟处理。
进一步，使用者选择语音学习功能，使用者在终端设备3输入多个第二参数并且选择一语音播放，该应用程序将该多个第二参数以及关于该选择的语音音频讯号传输至控制单元1，卡拉OK引擎122启动语音学习跟读耳机输出模式。
该使用者跟读的语音音频讯号从麦克风音频输入端126输入，控制单元控制1所述卡拉OK引擎122根据该多个第二参数处理该语音播放音频讯号以及该跟读音频讯号进行处理，降低该语音播放音频讯号的音量或消除该语音播放音频讯号，跟读音频讯号再进行混音成该耳机左右音频讯号再从该耳机左右音频输出端124输出。
进一步，如图1，所述耳机本体与终端设备3通过第一无线短距离通讯方式连接，控制单元1设有第一无线短距离通讯单元22，第一无线短距离通讯单元22选择采用WIFI协定、IEEE802.11系列协定、LTE网络协定以及蓝牙协定所组成之群组中任意一项。
进一步，如图2，耳机本体与终端设备3通过有线通讯方式连接，耳机本体的控制单元1通过音频线连接一第一连接器24，终端设备3设置第二连接器34，第一连接器24与第二连接器34匹配连接，第一连接器24和第二连接器34采用USB系列规格或者是Lightning规格。
进一步，如图3，所述控制单,1或设计一耳机插座26，耳机插座26分别电连接耳机左右音频输出端124以及麦克风音频输入端126。
进一步，如图4，所述控制单元1或设计第二无线短距离通讯单元28，第二无线短距离通讯单元28分别电连接至耳机左右音频输出端124，以及麦克风音频输入端126，第二无线短距离通讯单元28以第二无线短距离通讯方式发送耳机左右音频讯号以及接收第一人声音频讯号，第二无线短距离通讯方式选择采用WIFI协定、IEEE802.11系列协定、LTE网络协定以及蓝牙协定所组成之群组中任意一项。
进一步，控制单元1设有一电压位准转换单元16，电压位准转换单元16电连接于控制单元1与数字信号处理器12之间，用于转换传输于控制单元1与数字信号处理器12之间的音频讯号的电压位准，且控制单元1设有控制按键18及状态指示灯20。
进一步，该使用者执行于该终端设备3内的应用程序选择一韧体更新功能、卡拉OK功能、语音学习功能以及该基本控制功能所组成之群组中之任一功能，所述控制器14执行该使用者所选择之该功能，且根据该使用者所选择之该功能选择性地控制数字信号处理器12，数字信号处理器12选择性地从耳机左右音频输出端124输出该耳机左右音频讯号以及从该麦克风音频输入端126输入该第一人声音频讯号。
进一步，该使用者执行于该终端设备3内的应用程序选择一动态等化功能、韧体更新功能、卡拉OK功能、语音学习功能以及该基本控制功能所组成之群组中之任一功能，所述控制器14执行该使用者所选择之该功能，且根据该使用者所选择之该功能选择性地控制数字信号处理器12，数字信号处理器12选择性地从耳机左右音频输出端124输出该耳机左右音频讯号以及从该麦克风音频输入端126输入该第一人声音频讯号。
进一步，控制器14执行使用者所选择一动态等化功能、韧体更新功能、卡拉OK功能、语音学习功能以及该基本控制功能所组成之群组中之任一功能，控制器14发送一回应讯号至该应用程序，该应用程序根据回应讯号于终端设备3上的显示器32上显示一操作界面。
进一步，使用者选择韧体更新功能，终端设备3经由一网络链接至一网站下载多笔第三驱动程序，且传输至该控制器14，该控制器14根据该第一版本与该第二版本两者中较旧者两者择一地将该多笔第三驱动程序覆写至该存储器单元之该第一区102或该第二区104；多笔第三驱动程序系符合HEX文件格式下载至该终端设备3。
作为较优地方式之一，所述的终端设备3所供使用者操作执行的韧体更新功能、卡拉OK功能、语音学习功能以及该基本控制功能所组成之群组中的任一功能的程序载体采用APP软件或网页版软件，使用者通过终端设备3之显示器32开启APP软件或网页版软件进行所述功能之操作。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。而对于属于本发明的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种具有对外部声源采集和电子处理控制输出的耳机，包括一耳机本体、一终端设备，耳机本体与终端设备通过有线通讯方式或第一无线短距离通讯方式连接，其特征在于：
所述耳机本体内设有一控制单元，控制单元以PCB电路板作为载体，所述PCB电路板集成有以下单元：
一存储器单元，存储器单元分为第一区和第二区，第一区其内存储多笔第一驱动程序，第二区其内存储多笔第二驱动程序，其中该多笔第一驱动程序为第一版本，该多笔第二驱动程序为第二版本；
一数字信号处理器，包括一卡拉OK引擎，并且设有耳机左右音频输出端以及一麦克风音频输入端，卡拉OK引擎包括外部音源主唱电子处理耳机输出模式和语音学习跟读耳机输出两种模式切换；
一MCU控制器，MCU控制器分别电连接至所述存储单元以及数字信号处理器。
2.根据权利要求1所述的一种具有对外部声源采集和电子处理控制输出的耳机，其特征在于：所述控制单元开启后，控制器根据该第一版本与该第二版本两者中较新者中择一地执行该多笔第一驱动程序或该多笔第二驱动程序，使用者通过所述终端设备内之一应用程序选择一卡拉OK功能进行唱歌，或语音学习功能进行学习语音；所述控制单元执行该使用者所选择之功能，且根据该使用者所选择之功能选择性地控制所述数字信号处理器选择性地从该麦克风音频输入端输入第一人声音频讯号，以及从耳机本体左右音频输出端输出第一人声音频讯号。
3.根据权利要求2所述的一种具有对外部声源采集和电子处理控制输出的耳机，其特征在于：使用者选择卡拉OK功能，使用者在终端设备输入多个第一参数并且选择一歌曲，该应用程序将该多个第一参数以及关于该选择的歌曲之一背景音乐音频讯号以及一第二人声音频讯号传输至控制单元，卡拉OK引擎启动外部音源主唱电子处理耳机输出模式；
使用者歌唱的第一人声音频讯号从麦克风音频输入端输入，控制单元控制所述卡拉OK引擎根据该多个第一参数处理该背景音乐音频讯号以及该第一人声音频讯号，并根据该多个第一参数且基于该第一人声音频讯号处理该第二人声音频讯号，第二人声音频讯号进行一快速傅立叶处理，以降低该第二人声音讯号的音量或消除该第二人声音频讯号，第一人声音频讯号再进行混音成该耳机左右音频讯号再从该耳机左右音频输出端输出。
4.根据权利要求3所述的一种具有对外部声源采集和电子处理控制输出的耳机，其特征在于：所述卡拉OK引擎根据该多个第一参数选择性地将该背景音乐音频讯号经由一变奏处理，且选择性地将该第一人声音频讯号经由一多重频段等化处理、一变声处理、一反射处理、一回音处理以及一延迟处理。
5.根据权利要求2所述的一种具有对外部声源采集和电子处理控制输出的耳机，其特征在于：使用者选择语音学习功能，使用者在终端设备输入多个第二参数并且选择一语音播放，该应用程序将该多个第二参数以及关于该选择的语音音频讯号传输至控制单元，卡拉OK引擎启动语音学习跟读耳机输出模式；
使用者跟读的语音音频讯号从麦克风音频输入端输入，控制单元控制所述卡拉OK引擎根据该多个第二参数处理该语音播放音频讯号以及该跟读音频讯号进行处理，降低该语音播放音频讯号的音量或消除该语音播放音频讯号，跟读音频讯号再进行混音成该耳机左右音频讯号再从该耳机左右音频输出端输出。
6.根据权利要求1所述的一种具有对外部声源采集和电子处理控制输出的耳机，其特征在于：所述耳机本体与终端设备通过第一无线短距离通讯方式连接，控制单元设有第一无线短距离通讯单元，第一无线短距离通讯单元选择采用WIFI协定、IEEE802.11系列协定、LTE网络协定以及蓝牙协定所组成之群组中任意一项。
7.根据权利要求1所述的一种具有对外部声源采集和电子处理控制输出的耳机，其特征在于：耳机本体与终端设备通过有线通讯方式连接，耳机本体的控制单元通过音频线连接一第一连接器，终端设备设置第二连接器，第一连接器与第二连接器匹配连接，第一连接器和第二连接器采用USB系列规格或者是Lightning规格。
8.根据权利要求1所述的一种具有对外部声源采集和电子处理控制输出的耳机，其特征在于：所述控制单元或设计一耳机插座，耳机插座分别电连接耳机左右音频输出端以及麦克风音频输入端。
9.根据权利要求1所述的一种具有对外部声源采集和电子处理控制输出的耳机，其特征在于：所述控制单元或设计第二无线短距离通讯单元，第二无线短距离通讯单元分别电连接至耳机左右音频输出端，以及麦克风音频输入端，第二无线短距离通讯单元以第二无线短距离通讯方式发送耳机左右音频讯号以及接收第一人声音频讯号，第二无线短距离通讯方式选择采用WIFI协定、IEEE802.11系列协定、LTE网络协定以及蓝牙协定所组成之群组中任意一项。
10.根据权利要求1所述的一种具有对外部声源采集和电子处理控制输出的耳机，其特征在于：控制单元设有一电压位准转换单元，电压位准转换单元电连接于控制单元与数字信号处理器之间，用于转换传输于控制单元与数字信号处理器之间的音频讯号的电压位准，且控制单元设有控制按键及状态指示灯。
11.根据权利要求2所述的一种具有对外部声源采集和电子处理控制输出的耳机，其特征在于：使用者执行于该终端设备内的应用程序选择一韧体更新功能、卡拉OK功能、语音学习功能以及该基本控制功能所组成之群组中之任一功能，所述控制器执行该使用者所选择之该功能，且根据该使用者所选择之该功能选择性地控制数字信号处理器，数字信号处理器选择性地从耳机左右音频输出端输出该耳机左右音频讯号以及从该麦克风音频输入端输入该第一人声音频讯号。
12.根据权利要求2所述的一种具有对外部声源采集和电子处理控制输出的耳机，其特征在于：使用者执行于该终端设备内的应用程序选择一动态等化功能、韧体更新功能、卡拉OK功能、语音学习功能以及该基本控制功能所组成之群组中之任一功能，所述控制器执行该使用者所选择之该功能，且根据该使用者所选择之该功能选择性地控制数字信号处理器，数字信号处理器选择性地从耳机左右音频输出端输出该耳机左右音频讯号以及从该麦克风音频输入端输入该第一人声音频讯号。
13.根据权利要求12所述的一种具有对外部声源采集和电子处理控制输出的耳机，其特征在于：控制器执行使用者所选择一动态等化功能、韧体更新功能、卡拉OK功能、语音学习功能以及该基本控制功能所组成之群组中之任一功能，控制器发送一回应讯号至该应用程序，该应用程序根据回应讯号于终端设备上的显示器上显示一操作界面。
14.根据权利要求2所述的一种具有对外部声源采集和电子处理控制输出的耳机，其特征在于：使用者选择韧体更新功能，终端设备经由一网络链接至一网站下载多笔第三驱动程序，且传输至该控制器，该控制器根据该第一版本与该第二版本两者中较旧者两者择一地将该多笔第三驱动程序覆写至该存储器单元之该第一区或该第二区；多笔第三驱动程序系符合HEX文件格式下载至该终端设备。
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