一種應用于耳機的心率檢測方法和能檢測心率的耳的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應用于耳機的心率檢測方法和能檢測心率的耳機。該方法包括：在耳機內(nèi)設置一個腔體，將第一麥克風安裝在該腔體內(nèi)；在耳機的耳機頭部內(nèi)設置第二麥克風；對第二麥克風采集到的信號進行自適應濾波處理，得到第一麥克風采集到的信號中的耳機喇叭產(chǎn)生的信號的估計信號；從第一麥克風采集到的信號中減去該估計信號，得到心率相關的信號；根據(jù)心率相關的信號進行心率檢測。本發(fā)明的技術方案，采用密閉腔來安置第一麥克風，減小了外界噪聲的干擾，并對第二麥克風采集的信號進行自適應濾波得到估計信號，從第一麥克風采集的信號中減去該估計信號，再進行心率檢測，從而消除了耳機喇叭產(chǎn)生的信號對心率檢測的影響。
【專利說明】一種應用于耳機的心率檢測方法和能檢測心率的耳機
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及耳機及心率檢測【技術領域】，特別涉及一種應用于耳機的心率檢測方法 和能檢測心率的耳機。
【背景技術】
[0002] 隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們的物質生活水平日漸提高，人們也越來越關注自 己的健康。而心率檢測將給人們提供關于健康的非常重要的信息。任何不同于正常心率 的顯示都表明健康出現(xiàn)了問題，通過心率檢測可以及時發(fā)現(xiàn)我們的身體是否出現(xiàn)了問題。 心率檢測還可以在一定程度上反映人們的運動強度是否合適，為了能夠得到最佳的鍛煉效 果，人們在鍛煉的過程中應該將心率保持在一定的范圍內(nèi)，而心率檢測可以為合理的運動 量提供一個指標。
[0003] 檢測心率的技術，除了心率帶之外，現(xiàn)在又新興一種利用耳機來檢測心率的技術， 達到便捷準確的目的。
[0004] 利用耳機來檢測心率的技術是近幾年才出現(xiàn)的。2013年10月23日至25日，日本 橫濱健康器械展上，Kaiteki公司和Bifrostec公司展出了一種可以用耳機測定脈搏波動 的技術。該技術利用耳機緊貼耳道形成封閉空間，由于耳膜的振動，耳道內(nèi)會產(chǎn)生一定的壓 力，并且壓力隨著振動的改變而改變，利用麥克風采集耳道內(nèi)壓力的變化信息，從而達到檢 測心率的目的。但是由于耳機不能占據(jù)整個耳道，會造成耳道內(nèi)氣體的泄露，導致麥克風檢 測不到壓力的變化。
[0005] 此外，利用耳機檢測心率還存在一個重要的問題，就是不可避免地受到耳機喇叭 產(chǎn)生的信號（比如音樂或語音等）的影響，這會大大影響心率的檢測。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種應用于耳機的心率檢測方法和能檢測心率的耳機， 以解決上述問題或者至少部分地解決上述問題。
[0007] 本發(fā)明公開了一種應用于耳機的心率檢測方法，該方法包括：
[0008] 在耳機內(nèi)設置一個腔體，將第一麥克風安裝在所述腔體內(nèi)；所述腔體的口與耳機 殼貼合的位置是，耳機被佩戴時與人耳的耳廓貼合的耳機殼的位置；所述腔體的口所貼合 的耳機殼處有開孔，當耳機被佩戴時所述腔體和與所述開孔貼合的耳廓構成密閉空間；
[0009] 在耳機的耳機頭部內(nèi)還設置第二麥克風；
[0010] 當耳機被佩戴時，由所述第一麥克風采集所述腔體內(nèi)的由壓力變化產(chǎn)生的信號， 由所述第二麥克風采集耳機頭部內(nèi)耳機喇叭產(chǎn)生的信號；
[0011] 對所述第二麥克風采集到的信號進行自適應濾波處理，得到第一麥克風采集到的 信號中的耳機喇叭產(chǎn)生的信號的估計信號；
[0012] 從第一麥克風采集到的信號中減去所述估計信號，得到心率相關的信號；
[0013] 根據(jù)所述心率相關的信號進行心率檢測。
[0014] 可選地，在從第一麥克風采集到的信號中減去所述估計信號，得到心率相關的信 號之前，該方法進一步包括：對所述第一麥克風采集到的信號進行低通濾波處理，得到低通 濾波信號；
[0015] 所述從第一麥克風采集到的信號中減去所述估計信號，得到心率相關的信號具體 包括：從所述低通濾波信號中減去所述估計信號，得到心率相關的信號。
[0016] 可選地，所述對所述第二麥克風采集到的信號進行自適應濾波處理，得到第一麥 克風采集到的信號中的耳機喇叭產(chǎn)生的信號的估計信號包括：
[0017] 根據(jù)第二麥克風采集到的信號、心率相關的信號以及預設的自適應算法計算自適 應濾波參數(shù)；
[0018] 根據(jù)所述自適應濾波參數(shù)對第二麥克風采集到的信號進行自適應濾波得到所述 估計信號。
[0019] 可選地，所述根據(jù)所述心率相關的信號進行心率檢測包括：
[0020] 對所述心率相關的信號的周期進行檢測；
[0021] 由檢測出的信號的周期的倒數(shù)得到心率。
[0022] 可選地，所述在耳機中的耳機頭部內(nèi)還設置第二麥克風包括：
[0023] 將第二麥克風設置在耳機喇叭的振膜的前方且第二麥克風與振膜之間具有間隙， 以使第二麥克風位于耳機喇叭發(fā)聲時聲波傳播的路徑上，且第二麥克風與耳機喇叭互不影 響。
[0024] 本發(fā)明還公開了一種能檢測心率的耳機，該耳機包括：減法單元、心率檢測單元、 自適應濾波單元、設置在耳機內(nèi)的腔體、安裝在所述腔體內(nèi)的第一麥克風，以及設置在耳機 的耳機頭部內(nèi)的第二麥克風；
[0025] 其中，所述腔體的口與耳機殼貼合的位置是，耳機被佩戴時與人耳的耳廓貼合的 耳機殼的位置；所述腔體的口所貼合的耳機殼處有開孔，當耳機被佩戴時所述腔體和與所 述開孔貼合的耳廓構成密閉空間；
[0026] 所述第一麥克風，用于當耳機被佩戴時，采集所述腔體內(nèi)的由壓力變化產(chǎn)生的信 號并輸出給減法單元；
[0027] 所述第二麥克風，用于當耳機被佩戴時，采集耳機喇叭產(chǎn)生的信號并輸出給所述 自適應濾波單元；
[0028] 所述自適應濾波單元，用于根據(jù)心率相關的信號對所述第二麥克風采集到的信號 進行自適應濾波處理，得到第一麥克風采集到的信號中的耳機喇叭產(chǎn)生的信號的估計信號 后輸出給所述減法單元；
[0029] 所述減法單元，用于從第一麥克風采集到的信號中減去所述估計信號，得到心率 相關的信號輸出給所述心率檢測單元以及所述自適應濾波單元；
[0030] 所述心率檢測單元，用于根據(jù)所述心率相關的信號進行心率檢測。
[0031] 可選地，該耳機進一步包括：低通濾波器，用于對所述第一麥克風采集到的信號進 行低通濾波處理，得到低通濾波信號并輸出給所述減法單元；
[0032] 所述減法單元，用于從所述低通濾波信號中減去所述估計信號，得到心率相關的 信號輸出給所述心率檢測單元。
[0033] 可選地，所述自適應濾波單元包括：參數(shù)可調濾波器和參數(shù)自適應調整單元；
[0034] 所述第二麥克風，用于將采集到的信號輸出給所述參數(shù)可調濾波器和所述參數(shù)自 適應調整單元；
[0035] 所述減法單元，用于將所述心率相關的信號輸出給所述參數(shù)自適應調整單元；
[0036] 所述參數(shù)自適應調整單元，用于根據(jù)第二麥克風采集到的信號、心率相關的信號 以及預設的自適應算法去調整所述參數(shù)可調濾波器的濾波參數(shù)；
[0037] 所述參數(shù)可調濾波器，用于利用濾波參數(shù)對第二麥克風采集的信號進行自適應濾 波，輸出第一麥克風采集到的信號中的耳機喇叭產(chǎn)生的信號的估計信號給所述減法單元。
[0038] 可選地，所述心率檢測單元，用于對所述心率相關的信號的周期進行檢測，由檢測 出的信號的周期的倒數(shù)得到心率。
[0039] 可選地，所述第二麥克風設置在耳機喇叭的振膜的前方且第二麥克風與振膜之間 具有間隙，以使第二麥克風位于耳機喇叭發(fā)聲時聲波傳播的路徑上，且第二麥克風與耳機 喇叭互不影響。
[0040] 由上述可見，本發(fā)明實施例中的這種技術方案，采用了由耳機內(nèi)的腔體和耳機殼 構成的密閉腔體來安置第一麥克風，減小了外界噪聲的干擾，并強化了第一麥克風采集到 的信號信息。但第一麥克風會不可避免地采集到耳機喇叭產(chǎn)生的信號，對此，在耳機中加入 了第二麥克風來采集耳機喇叭產(chǎn)生的信號，對第二麥克風采集的信號進行自適應濾波得到 第一麥克風采集信號中的耳機喇叭產(chǎn)生的信號的估計信號，從第一麥克風采集的信號中減 去該估計信號，再進行心率檢測，從而消除了耳機喇叭產(chǎn)生的信號對心率檢測的影響，達到 獲得準確心率的目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0041] 圖1為本發(fā)明實施例中的一種能檢測心率的耳機的結構示意圖；
[0042] 圖2A是本發(fā)明一個實施例中的設置有腔體110的耳機100的側面示意圖；
[0043] 如2B是本發(fā)明一個實施例中的設置有腔體110的耳機100背面示意圖；
[0044] 圖2C是本發(fā)明一個實施例中的設置有腔體110的耳機100的側面剖視圖；
[0045] 圖3是本發(fā)明一個實施例中的第二麥克風的安放位置的示意圖；
[0046] 圖4為本發(fā)明又一個實施例中的一種能檢測心率的耳機的結構示意圖；
[0047] 圖5是自適應濾波器的一般結構示意圖；
[0048] 圖6為本發(fā)明實施例中一種應用于耳機的心率檢測方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0049] 為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明實施方 式作進一步地詳細描述。
[0050] 圖1為本發(fā)明實施例中的一種能檢測心率的耳機的結構示意圖。如圖1所示，該 能檢測心率的耳機100包括：減法單元150、心率檢測單元160、自適應濾波單元140、設置 在耳機內(nèi)的腔體110和安裝在腔體110內(nèi)的第一麥克風120,以及設置在耳機的耳機頭部內(nèi) 的第二麥克風130、；
[0051] 其中，腔體110的口與耳機殼貼合的位置是，耳機被佩戴時與人耳的耳廓貼合的 耳機殼的位置；腔體110的口所貼合的耳機殼處有開孔，當耳機被佩戴時腔體和與開孔貼 合的耳廓構成密閉空間。
[0052] 第一麥克風120,用于當耳機100被佩戴時，采集腔體110內(nèi)的由壓力變化產(chǎn)生的 信號并輸出給減法單元150。
[0053] 第二麥克風130,用于當耳機被佩戴時，采集耳機喇叭產(chǎn)生的信號并輸出給自適應 濾波單元140。
[0054] 自適應濾波單元140,用于根據(jù)心率相關的信號對第二麥克風130采集到的信號 進行自適應濾波處理，得到第一麥克風120采集到的信號中的耳機喇叭產(chǎn)生的信號的估計 信號后輸出給減法單元150。
[0055] 減法單元150,用于從麥克風采集到的信號中減去自適應濾波單元140輸出的估 計信號，得到心率相關的信號輸出給心率檢測單元160以及自適應濾波單元140。
[0056] 心率檢測單元160,用于根據(jù)心率相關的信號進行心率檢測。
[0057] 第一麥克風120在采集腔體110內(nèi)的由壓力變化產(chǎn)生的信號的同時會采集到耳機 喇叭產(chǎn)生的信號。因此圖1中對第二麥克風130檢測到的信號進行自適應濾波處理，使得 能根據(jù)第二麥克風130采集到的耳機喇叭產(chǎn)生的信號準確地估計出第一麥克風120采集到 信號中的耳機喇叭產(chǎn)生的信號，其目的是消除耳機喇叭產(chǎn)生的信號對心率檢測的影響。第 一麥克風120和第二麥克風130都會檢測到耳機喇叭產(chǎn)生的信號，雖然這兩種信號周期一 致，但幅度會有差異，因此需要采用自適應濾波器消除這種差異，使得能夠將耳機喇叭產(chǎn)生 的信號從第一麥克風120采集到的信號中消除，以獲得有效的心率信息。
[0058] 圖1所示的能檢測心率的耳機100中，在耳機100內(nèi)設置腔體110來安置第一麥 克風120,從而減小了外界噪聲的干擾，并強化了第一麥克風120采集到的信號信息。但第 一麥克風120不可避免地會采集到耳機喇叭產(chǎn)生的信號，對此，該能檢測心率的耳機100中 加入了第二麥克風130來采集耳機喇叭產(chǎn)生的信號，對第二麥克風130采集的信號進行自 適應濾波，從第一麥克風120采集的信號中減去自適應濾波后的第二麥克風信號，再進行 心率檢測，從而進一步消除了耳機喇叭產(chǎn)生的信號對心率檢測的影響。
[0059] 在本發(fā)明的一個實施例中，圖1所示的耳機進一步包括低通濾波器，用于對第一 麥克風120采集到的信號進行低通濾波處理，得到低通濾波信號后再輸出給減法單元150。 即減法單元150,用于從低通濾波信號中減去自適應濾波單元140輸出的估計信號，得到心 率相關的信號輸出給心率檢測單元160。這是因為脈搏振動的頻率較低（0. 3Hz-3Hz左右）， 而外界噪聲頻率較高，根據(jù)這一特點，通過低通濾波器可以消除外界高頻噪聲的影響。例 如，低通濾波器可以選擇截止頻率為5Hz的FIR濾波器等。
[0060] 在現(xiàn)有的耳機檢測心率的技術中，通常麥克風直接放置在耳機中正對耳道的位 置，用于采集耳膜振動產(chǎn)生的耳腔內(nèi)壓力變化信息，但一方面由于耳機和耳道形成的空間 較大，會造成耳道內(nèi)氣體的泄露，使得麥克風采集的壓力變化信息很微弱，另一方面耳機往 往不能占據(jù)整個耳道，直接將麥克風放在耳機中，會受到外界噪聲的干擾。因此本發(fā)明的圖 1所示耳機中設計了另外一種麥克風（本申請中的第一麥克風）的安裝方式，具體可以參見 圖 2A-2C。
[0061] 圖2A是本發(fā)明一個實施例中的設置有腔體110的耳機100的側面示意圖。如2B 是本發(fā)明一個實施例中的設置有腔體110的耳機1〇〇背面示意圖。圖2C是本發(fā)明一個實 施例中的設置有腔體110的耳機100的側面剖視圖。為了更好地采集和心跳相關的有用信 號，本發(fā)明設計了一種小腔體用于放置第一麥克風120。參見圖2A和圖2B，圖中虛線所示 的范圍是內(nèi)部腔體110的位置的示意。參見圖2C腔體110的開口和耳機殼貼合。可以看 出，在該實施例中，腔體110位于耳機邊緣貼近耳廓的部位，耳機在其和腔體貼合的部位有 個開孔111，在耳機被佩戴時，這個開孔111和耳廓緊密貼合，這樣，腔體110和貼緊的耳廓 部分構成一個密閉的空間。將第一麥克風120安裝在該腔體110中，耳廓壁的收縮振動會 引起腔體110內(nèi)壓力的變化，那么第一麥克風120就會采集到腔體110內(nèi)壓力的變化信息， 該信息在一定程度上反映了心臟的跳動頻率，因此可以據(jù)此進行心率檢測。
[0062] 圖3是本發(fā)明一個實施例中的第二麥克風的安放位置的示意圖。本實施例中第二 麥克風130裝置在耳機的耳機頭部內(nèi)。參見圖3,第二麥克風130可以設置在耳機100的如 圖3所示的位置，這時耳機喇叭和耳機外殼相互配合，在耳機喇叭的前方形成一個空腔，第 二麥克風130可以設置在該空腔中。較佳地，第二麥克風130設置在耳機喇叭的振膜的前 方且第二麥克風130與振膜之間具有間隙，以使第二麥克風位于耳機喇叭發(fā)聲時聲波傳播 的路徑上，且第二麥克風與耳機喇叭互不影響。
[0063] 在物理學中，對于密閉的空間（不考慮溫度），壓強和體積成反比，也就是說體積 越小壓強越大，那么作用在一定面積上的壓力也越大。當用戶帶上耳機后，耳道內(nèi)形成一個 密閉的空間，由于血管的脈壓波動導致耳壁收縮，那么在腔體內(nèi)會產(chǎn)生一定的壓力變化，該 壓力變化信號就會被第一麥克風檢測到。一般來說血管的脈壓波動非常微弱，密閉的空間 越大，那么第一麥克風檢測到的壓力變化越小，為了增加第一麥克風檢測到的壓力變化強 度，將第一麥克風裝置在一個密閉的小腔體內(nèi)，將該部分緊貼耳道，由于血管的脈壓波動 導致耳壁產(chǎn)生收縮振動，此振動造成小腔體內(nèi)的第一麥克風檢測到壓力的變化。并且小腔 體的設計在一定程度上會減小耳機喇叭產(chǎn)生的信號的影響。
[0064] 即使耳機能夠占據(jù)整個耳道，形成完全封閉的腔體，但耳機喇叭產(chǎn)生的信號對心 率檢測的影響也是不可避免的，因為耳機喇叭包含在耳機頭部內(nèi)。因此這種耳機喇叭產(chǎn)生 的信號不可避免地會被第一麥克風檢測到。那么，第一麥克風采集到的數(shù)據(jù)不僅包括了由 于血管的脈壓波動產(chǎn)生的壓力變化信息，同時包括了耳機喇叭產(chǎn)生的信號。為了消除該被 第一麥克風采集到的耳機喇叭產(chǎn)生的信號對心率檢測的影響，本發(fā)明在耳機中加入第二麥 克風，第二麥克風裝置在耳機頭部內(nèi)，比如圖3中所示的耳機位置。利用第二麥克風采集耳 機喇叭產(chǎn)生的信號。第一麥克風采集到的耳機喇叭產(chǎn)生的信號和第二麥克風采集到的耳機 喇叭產(chǎn)生的信號具有很強的相關性，以此為基礎可以采用一定的濾波器消除耳機喇叭產(chǎn)生 的信號的影響。
[0065] 根據(jù)前面的分析，如果能從第一麥克風檢測到的信號中濾除耳機喇叭產(chǎn)生的信 號，那么就可以得到由于血液流動造成耳道自身收縮產(chǎn)生的信號，此信號和心臟跳動頻率 有關，基于此信號得到心率信息。
[0066] 第二麥克風采集到的耳機喇叭產(chǎn)生的信號和第一麥克風采集到的耳機喇叭產(chǎn)生 的信號具有很強的相關性，但二者并不完全等同，不能直接將該信號從第一麥克風采集到 的信號中去掉，因此本實施例通過自適應濾波的方法來濾除外界噪聲所產(chǎn)生的干擾。
[0067] 綜上所述，本發(fā)明實施例中：首先，采用體積較小的密閉腔體來安置第一麥克風， 減小了外界噪聲干擾，并強化了第一麥克風檢測到的信號信息。其次，在耳機中加入了第二 麥克風，用于采集耳機喇叭產(chǎn)生的信號，并通過設計自適應濾波器來消除耳機喇叭產(chǎn)生的 信號對心率檢測的影響。再者，根據(jù)脈搏振動頻率的特點，設計了低通濾波器，進一步減小 了外界噪聲的影響。下面以圖4為例進行進一步的說明。
[0068] 圖4為本發(fā)明又一個實施例中的一種能檢測心率的耳機的結構示意圖。如圖4所 示，該能檢測心率的耳機400包括：減法單元450、心率檢測單元460、低通濾波器470、設置 在耳機的耳機頭部內(nèi)的第二麥克風430、自適應濾波單元440、設置在耳機內(nèi)的腔體410和 安裝在腔體410內(nèi)的第一麥克風420。其中，自適應濾波單元440包括：參數(shù)可調濾波器441 和參數(shù)自適應調整單元442。
[0069] 其中，腔體410的口與耳機殼貼合的位置是，耳機被佩戴時與人耳的耳廓貼合的 耳機殼的位置；腔體410的口所貼合的耳機殼處有開孔，當耳機被佩戴時腔體和與開孔貼 合的耳廓構成密閉空間。
[0070] 第一麥克風420,用于當耳機400被佩戴時，采集腔體410內(nèi)的由壓力變化所產(chǎn)生 的信號并輸出給低通濾波器470。第一麥克風420在采集腔體110內(nèi)的由壓力變化產(chǎn)生的 信號的同時會采集到耳機喇叭產(chǎn)生的信號。
[0071] 低通濾波器470,用于對第一麥克風420采集到的信號進行低通濾波處理，得到低 通濾波信號后再輸出給減法單元450。
[0072] 第二麥克風430,用于當耳機被佩戴時，采集耳機喇叭產(chǎn)生的信號并輸出給自適應 濾波單元440中的參數(shù)可調濾波器441和參數(shù)自適應調整單元442。
[0073] 參數(shù)自適應調整單元442,用于根據(jù)第二麥克風430采集到的信號、心率相關的信 號以及預設的自適應算法去調整參數(shù)可調濾波器441的濾波參數(shù)。
[0074] 參數(shù)可調濾波器441，用于利用濾波參數(shù)對第二麥克風430采集的信號進行自適 應濾波，輸出第一麥克風420采集到的信號中的耳機喇叭產(chǎn)生的信號的估計信號給減法單 元 450。
[0075] 減法單元450,用于從低通濾波器輸出的信號中減去參數(shù)可調濾波器441輸出的 估計信號，得到心率相關的信號輸出給心率檢測單元460 ;減法單元450,還用于將心率相 關的信號輸出給參數(shù)自適應調整單元442。
[0076] 這里參數(shù)自適應調整單元442根據(jù)輸入的第二麥克風430采集的信號以及減法單 元450反饋的心率相關的信號，采用自適應算法計算出參數(shù)可調濾波器441的濾波參數(shù)。
[0077] 心率檢測單元460,用于根據(jù)心率相關的信號進行心率檢測。
[0078] 在本發(fā)明的一個實施例中，心率檢測單元460,用于對心率相關的信號的周期進行 檢測，由檢測出的信號的周期的倒數(shù)得到心率。例如，心率檢測單元460,可以利用現(xiàn)有的自 相關方法、閾值方法等檢測出心率相關的信號的周期。
[0079] 圖5是自適應濾波器的一般結構示意圖。如圖5所示，自適應濾波器主要由參數(shù) 可調濾波器和調整濾波器系數(shù)的參數(shù)自適應調整單元兩部分構成。自適應濾波器在設計 時不需要事先知道有關信號的統(tǒng)計特性的知識，它能夠在自己的工作過程中逐漸"了解"或 估計出所需的統(tǒng)計特性，并以此為依據(jù)自動調整自己的參數(shù)，以達到最佳濾波效果。圖5 中，Ex (η)是期望信號，In (η)是輸入信號，Out (η)是輸出信號，e(n)為估計誤差，e(n)= Ex (n) - Out (η)。自適應濾波器的濾波系數(shù)受誤差信號控制，e (η)通過預定自適應算法對 自適應系數(shù)進行調整，最終使得e(n)的均方誤差最小，此時輸出信號最逼近期望信號。
[0080] 在圖4所示的耳機中，采用了自適應濾波器對第二麥克風采集到的信號進行濾波 處理，以準確估計出第一麥克風采集到的耳機喇叭產(chǎn)生的信號。如圖4所示，yl (η)是第 二麥克風430采集到的信號，即為應自適應濾波單元440中的輸入信號，y2 (η)為自適應濾 波單元440的輸出信號，xL(n)表示對應的期望信號，
【權利要求】
1. 一種應用于耳機的心率檢測方法，其特征在于，所述方法包括： 在耳機內(nèi)設置一個腔體，將第一麥克風安裝在所述腔體內(nèi)；所述腔體的口與耳機殼貼 合的位置是，耳機被佩戴時與人耳的耳廓貼合的耳機殼的位置；所述腔體的口所貼合的耳 機殼處有開孔，當耳機被佩戴時所述腔體和與所述開孔貼合的耳廓構成密閉空間； 在耳機的耳機頭部內(nèi)還設置第二麥克風； 當耳機被佩戴時，由所述第一麥克風采集所述腔體內(nèi)的由壓力變化產(chǎn)生的信號，由所 述第二麥克風采集耳機頭部內(nèi)耳機喇叭產(chǎn)生的信號； 對所述第二麥克風采集到的信號進行自適應濾波處理，得到第一麥克風采集到的信號 中的耳機喇叭產(chǎn)生的信號的估計信號； 從第一麥克風采集到的信號中減去所述估計信號，得到心率相關的信號； 根據(jù)所述心率相關的信號進行心率檢測。
2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于， 在從第一麥克風采集到的信號中減去所述估計信號，得到心率相關的信號之前，該方 法進一步包括:對所述第一麥克風采集到的信號進行低通濾波處理，得到低通濾波信號； 所述從第一麥克風采集到的信號中減去所述估計信號，得到心率相關的信號具體包 括：從所述低通濾波信號中減去所述估計信號，得到心率相關的信號。
3. 如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述對所述第二麥克風采集到的信號進 行自適應濾波處理，得到第一麥克風采集到的信號中的耳機喇叭產(chǎn)生的信號的估計信號包 括： 根據(jù)第二麥克風采集到的信號、心率相關的信號以及預設的自適應算法計算自適應濾 波參數(shù)； 根據(jù)所述自適應濾波參數(shù)對第二麥克風采集到的信號進行自適應濾波得到所述估計 信號。
4. 如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述心率相關的信號進行心率 檢測包括： 對所述心率相關的信號的周期進行檢測； 由檢測出的信號的周期的倒數(shù)得到心率。
5. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在耳機中的耳機頭部內(nèi)還設置第二麥 克風包括： 將第二麥克風設置在耳機喇叭的振膜的前方且第二麥克風與振膜之間具有間隙，以使 第二麥克風位于耳機喇叭發(fā)聲時聲波傳播的路徑上，且第二麥克風與耳機喇叭互不影響。
6. -種能檢測心率的耳機，其特征在于，該耳機包括：減法單元、心率檢測單元、自適 應濾波單元、設置在耳機內(nèi)的腔體、安裝在所述腔體內(nèi)的第一麥克風，以及設置在耳機的耳 機頭部內(nèi)的第二麥克風； 其中，所述腔體的口與耳機殼貼合的位置是，耳機被佩戴時與人耳的耳廓貼合的耳機 殼的位置；所述腔體的口所貼合的耳機殼處有開孔，當耳機被佩戴時所述腔體和與所述開 孔貼合的耳廓構成密閉空間； 所述第一麥克風，用于當耳機被佩戴時，采集所述腔體內(nèi)的由壓力變化產(chǎn)生的信號并 輸出給減法單元； 所述第二麥克風，用于當耳機被佩戴時，采集耳機喇叭產(chǎn)生的信號并輸出給所述自適 應濾波單元； 所述自適應濾波單元，用于根據(jù)心率相關的信號對所述第二麥克風采集到的信號進行 自適應濾波處理，得到第一麥克風采集到的信號中的耳機喇叭產(chǎn)生的信號的估計信號后輸 出給所述減法單元； 所述減法單元，用于從第一麥克風采集到的信號中減去所述估計信號，得到心率相關 的信號輸出給所述心率檢測單元以及所述自適應濾波單元； 所述心率檢測單元，用于根據(jù)所述心率相關的信號進行心率檢測。
7. 如權利要求6所述的耳機，其特征在于，該耳機進一步包括：低通濾波器，用于對所 述第一麥克風采集到的信號進行低通濾波處理，得到低通濾波信號并輸出給所述減法單 元； 所述減法單元，用于從所述低通濾波信號中減去所述估計信號，得到心率相關的信號 輸出給所述心率檢測單元。
8. 如權利要求6或7所述的耳機，其特征在于，所述自適應濾波單元包括：參數(shù)可調濾 波器和參數(shù)自適應調整單元； 所述第二麥克風，用于將采集到的信號輸出給所述參數(shù)可調濾波器和所述參數(shù)自適應 調整單元； 所述減法單元，用于將所述心率相關的信號輸出給所述參數(shù)自適應調整單元； 所述參數(shù)自適應調整單元，用于根據(jù)第二麥克風采集到的信號、心率相關的信號以及 預設的自適應算法去調整所述參數(shù)可調濾波器的濾波參數(shù)； 所述參數(shù)可調濾波器，用于利用濾波參數(shù)對第二麥克風采集的信號進行自適應濾波， 輸出第一麥克風采集到的信號中的耳機喇叭產(chǎn)生的信號的估計信號給所述減法單元。
9. 如權利要求6或7所述的耳機，其特征在于， 所述心率檢測單元，用于對所述心率相關的信號的周期進行檢測，由檢測出的信號的 周期的倒數(shù)得到心率。
10. 如權利要求6所述的耳機，其特征在于， 所述第二麥克風設置在耳機喇叭的振膜的前方且第二麥克風與振膜之間具有間隙， 以使第二麥克風位于耳機喇叭發(fā)聲時聲波傳播的路徑上，且第二麥克風與耳機喇叭互不影 響。
【文檔編號】A61B5/024GK104244126SQ201410422876
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月25日 優(yōu)先權日:2014年8月25日
【發(fā)明者】李波, 樓廈廈, 李娜 申請人:歌爾聲學股份有限公司