耳机故障检测方法及考试专用耳机与流程

本发明涉及故障检测技术领域，尤其涉及一种耳机故障检测方法及考试专用耳机。

背景技术：

现有的听说类考试会配置给考生一台电脑及一个耳机。考生通过电脑登录考试系统，并通过耳机进行语音播放及语音答题，电脑会将考生的信息及答案存储并上传至相关服务器上进行评分。为了保障考试的公平，需保障每个考试耳机在考试过程中均无故障，否则会产生不必要的纠纷。如某考生为了了解考试的题型，在整个考试过程中并无发声，考试结束后申诉耳机发生故障，从而获得重考机会，这样会严重影响考试的公平性。

现有的检测方式是在耳机的麦克风处增加一个附加声音产生装置。在学生答题录音时，采集学生的原始语音和附加声音，再通过对附加声音的频率和能量的检测来判定麦克风是否损坏。虽然该方法能够对考试耳机上的麦克风进行实时检测，但是附加声音会破坏考生的原始语音，对考生成绩的评判带来了影响。即使考试评分时对该附加声音进行去除，但这种去除方式也不能完全回复考生的原始语音，在法律角度来讲，这种讲过有损处理的语音文件很难作为有力的证据。另外，现有技术中并无提及如何检测耳机喇叭的故障，若考试过程中考生的某一侧喇叭发生故障，会对考生造成不必要的影响，也有悖于考试的公平性。

技术实现要素：

本发明实施例提出一种耳机故障检测方法及考试专用耳机，能检测耳机喇叭和麦克风是否发生故障，保障考试的公平性。

本发明实施例提供一种耳机故障检测方法，包括：

判断喇叭是否在麦克风处于非录音状态下被触发语音播放；

若否，则返回继续判断；

若是，则在所述麦克风的位置上采集第一能量；所述第一能量包括：所述麦克风所接收的外部声音能量和由所述喇叭通过导音管传递给所述麦克风的喇叭声音能量；所述喇叭通过所述导音管与所述麦克风连接；

根据所述第一能量，计算在n个时间段内的n个喇叭能量比；其中，n≥2；

当所述n个喇叭能量比均小于第一阈值时，则在所述喇叭处于非播放状态时，在所述麦克风的位置采集第二能量；

根据所述第二能量，计算在m个时间段内的m个喇叭能量比；其中，m≥2；

判断所述m个喇叭能量比与预设基准值的差值是否均小于第二阈值；

若是，则确定所述麦克风发生故障；

否则，确定所述喇叭发生故障。

进一步的，所述耳机故障检测方法还包括：当所述n个喇叭能量比不是均小于第一阈值时，则确定所述麦克风没有故障。

进一步的，所述根据所述第一能量，计算在n个时间段内的n个喇叭能量比，具体为：

通过以下公式计算n个时间段内的n个喇叭能量比；

αi＝10log10(φi/φ0)；

其中，αi为第i个喇叭能量比；фi为第i个单位时间内采集的所述第一能量；ф0为所述基准值。

进一步的，所述喇叭通过所述导音管与所述麦克风连接，具体为：

所述导音管的一端连接至所述喇叭的发音振膜，另一端连接至所述麦克风的振动传感器。

进一步的，所述基准值为在安静环境下，单位时间内所述麦克风在区间 300hz至3400hz内的能量总和。

相应地，本发明实施例还提供一种考试专用耳机，包括：喇叭、麦克风、导音管和控制器；

其中，所述喇叭通过所述导音管与所述麦克风连接；

所述控制器分别与所述喇叭、所述麦克风连接；

所述控制器用于执行权利要求1至4任一项所述的耳机故障检测方法。

进一步的，所述喇叭通过所述导音管与所述麦克风连接，具体为：

所述导音管的一端连接至所述喇叭的发音振膜，另一端连接至所述麦克风的振动传感器。

进一步的，所述考试专用耳机还包括：指示灯；

所述指示灯与所述控制器连接，用于在所述控制器确定所述喇叭或所述麦克风发生故障时启动，以指示监考人员更换故障设备。

进一步的，所述麦克风为心形指向麦克风。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明实施例提供的一种耳机故障检测方法及考试专用耳机，喇叭通过导音管与麦克风连接并传递声音，控制器在麦克风处于非录音状态且喇叭处于播放状态时进行第一能量的采集，并根据第一能量计算出n个喇叭能量比，最后在n个喇叭能量比均小于第一阈值时，控制器在喇叭处于非播放状态下进行第二能量的采集，这时检测第二能量与基准值的差值是否小于第二阈值，若是则确定麦克风发生故障，否则，确定喇叭发生故障。现有技术的解决方案是在麦克风附近添加附加声源，会造成原始声音损坏，且现有技术没有关于喇叭的检测方法，本发明通过导音管将喇叭与麦克风连接，在非录音时段将喇叭播放的声源通过导音管传递给麦克风，实现喇叭和麦克风的同时检测，保障考试的公平性。另外，本发明无需像现有技术一样添加附加发声装置，减少了器件，提高了耳机的可靠性。

附图说明

图1是本发明提供的耳机故障检测方法的一种实施例的流程示意图；

图2是本发明提供的考试专用耳机的一种实施例的结构示意图；

图3是本发明提供的考试专用耳机的另一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，是本发明提供的耳机故障检测方法的一种实施例的流程示意图，该方法包括步骤101至109，具体如下：

步骤101：判断喇叭是否在麦克风处于非录音状态时被触发语音播放；若否，则返回步骤101；若是，则执行步骤102。

在本实施例中，耳机中的控制器同时定义4个状态点，分别为：录音开始点、录音结束点、播放开始点和播放结束点。其中，录音开始点和结束点针对的是麦克风的工作状态，播放开始点和结束点针对喇叭的工作状态。由对应的开始点和结束点，控制器可确定麦克风处于录音状态或者非录音状态，以及确定喇叭处于播放状态或非播放状态。

步骤102：在麦克风的位置上采集第一能量；第一能量包括：麦克风所接收的外部声音能量和由喇叭通过导音管传递给麦克风的喇叭声音能量；喇叭通过导音管与麦克风连接。

在本实施例中，喇叭通过导音管与麦克风连接，具体为：导音管的一端连接至喇叭的发音振膜，另一端连接至麦克风的振动传感器。其中，这里的导音管可以但不限于紧贴发音振膜或者振动传感器，可以距离一定的距离，如2毫米至3毫米。

在本实施例中，第一能量包括：麦克风所接收的外部声音能量和由喇叭通 过导音管传递给麦克风的喇叭声音能量。

步骤103：根据第一能量，计算在n个时间段内的n个喇叭能量比；其中，n≥2。

在本实施例中，步骤103具体为：通过以下公式计算n个时间段内的n个喇叭能量比；

αi＝10log10(φi/φ0)；

其中，αi为第i个喇叭能量比，单位是db。фi为第i个单位时间内采集的第一能量。ф0为基准值，基准值为在安静环境下，单位时间内麦克风在区间300hz至3400hz内的能量总和。基准值受到喇叭通电后的白噪声、导音管材质、导音管外形和麦克风类型等多个参数的影响，但对于同款耳机是一个固定参数，在出厂前经由消音室进行检测获得，

步骤104：判断n个喇叭能量比是否均小于第一阈值，若是，则执行步骤106，否则，执行步骤105。

在本实施例中，取n＝10作为说明，若连续10个单位时间内的10个喇叭能量比均小于第一阈值，这里预设第一阈值为10db，则可以断定喇叭发生故障。

步骤105：确定麦克风没有故障。

在本实施例中，如果n个喇叭能量比不是全小于第一阈值，则可以确定麦克风没有故障，但不能确定喇叭是否故障。譬如在喇叭坏掉的情况下，系统将外界分贝较大的背景音作为喇叭播放音来采集，这时，n个喇叭能量比不是全小于第一阈值。本发明无法在该情形下识别喇叭是否发生故障，但与现有技术相比，本发明仍能在正常情形下识别喇叭是否发生故障，因此，本发明具有创造性与实用性。

步骤106：在喇叭处于非播放状态时，在麦克风的位置采集第二能量，并根据第二能量，计算在m个时间段内的m个喇叭能力比；其中，m≥2。

步骤107：判断m个喇叭能量比与预设基准值的差值均小于第二阈值，若否，则执行步骤108，若是，则执行步骤109。

在本实施例中，第二阈值为误差值，该值可以由用户根据不同耳机参数进行调节，本发明中只需检测到m个喇叭能量比均约等于该基准值，即可说明该麦克风或喇叭哪个发生故障。

步骤108：确定喇叭发生故障。

步骤109：确定麦克风发生故障。

另一方面，参见图2，图2是本发明提供的考试专用耳机的一种实施例的结构示意图。如图2所示，该考试专用耳机包括：喇叭201、麦克风203、导音管202和控制器204。

其中，喇叭201通过导音管202与麦克风203连接。控制器204分别与喇叭201、麦克风203连接。控制器204用于执行上文所述的耳机故障检测方法。

在本实施例中，喇叭通过导音管与麦克风连接，具体为：导音管的一端连接至喇叭的发音振膜，另一端连接至麦克风的振动传感器。

作为本实施例的一种举例，该考试专用耳机还包括：指示灯。指示灯与控制器204连接，用于在控制器204确定喇叭201或麦克风203发生故障时启动，以指示监考人员更换故障设备。另外，耳机还可以设置通信模块，通过通信模块向与耳机连接的电脑终端发送示警信息，该示警信息可直接在考生电脑终端上显示，也可以直接在监考人员的控制电脑上显示，提高监考人员对考试整个过程的监管效率。

作为本实施例的一种举例，麦克风203可以但不限于为心形指向麦克风，实现对弱化周围语音信号，提高考生答案和背景音的信噪比。心形麦克风使得识音器的正面和背面形成大小不等的音腔，而实验证明正面音腔空余部分容积和背面音腔空余部分容积的比值为3:1的效果最好。消音暗室的测试结果标明，正面和背面的灵敏度相差可以超过25db，有利于自动语音识别，消除背景音。

作为本实施例的一种举例，参见图3，图3是本发明提供的考试专用耳机的另一实施例的结构示意图。如图3所示，该考试专用耳机包括：左侧喇叭301、右侧喇叭302、第一导音管303、第二导音管304、麦克风305和控制器306。本举例的考试专用耳机设置双导音管分别连接耳机的左侧喇叭301和右侧喇叭 302，通过控制器控制左右两侧喇叭单独发声，可以进一步测量是左侧喇叭301发生故障还是右侧喇叭302发送故障。

由上可见，本发明实施例提供的一种耳机故障检测方法及考试专用耳机，喇叭通过导音管与麦克风连接并传递声音，控制器在麦克风处于非录音状态且喇叭处于播放状态时进行第一能量的采集，并根据第一能量计算出n个喇叭能量比，最后在n个喇叭能量比均小于第一阈值时，控制器在喇叭处于非播放状态下进行第二能量的采集，这时检测第二能量与基准值的差值是否小于第二阈值，若是则确定麦克风发生故障，否则，确定喇叭发生故障。相比于现有技术在麦克风处添加附加声源造成原始声音损坏，而且没有关于喇叭的检测方法，本发明通过导音管将喇叭与麦克风连接，在非录音时段将喇叭播放声源通过导音管传递给麦克风，实现喇叭和麦克风的同时检测，保障考试的公平性。而且本发明无需像现有技术一样添加附加发声装置，减少了器件，提高了耳机的可靠性。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)或随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)等。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。