一种用于骨导听觉装置的状态监测装置及监测方法与流程

1.本发明属于音频通信和骨导听觉装置的状态监测技术领域，具体地说，涉及一种用于骨导听觉装置的状态监测装置及监测方法。


背景技术：

2.为保障国民听力健康，听觉装置自主技术开发能力仍需增强。骨导听觉装置的推广将成为传统气传导耳机的有效补充,支持听力康复和可穿戴设备的技术进步。骨导听觉技术通过颅骨振动将外界声波传递至内耳，进而感知外界声音，具备不堵耳、佩戴舒适且不易产生啸叫等优势。但相比于气传导耳机理论技术，骨传导听觉装置的理论技术远不够成熟，还有许多亟待解决的科学技术问题。骨导听觉装置的通常包括：骨导助听器、骨导耳机等。骨导听觉装置在医疗助听领域和消费电子领域都逐渐被推广应用，已经逐渐成为一种重要的声重放装置。
3.目前，现有的骨导听觉装置上设置用于自动关机的温度传感器或其他额外的传感器，来探测骨导听觉装置的使用状态。当骨导听觉装置的使用状态发生变化时，骨导听觉装置的负载力阻抗发生变化，实时反馈，使骨导听觉装置的输入电阻抗发生变化。因此，在骨导听觉装置的开机状态下，从佩戴者取下骨导听觉装置时，无法自动断电，不能达到自动省电效果，无法避免电池的电能浪费和缩短电池的使用寿命。本发明不需要使用额外的传感器来探测骨导听觉装置使用状态，直接通过听觉装置内部实时测量输入电流和电压信号可得输入电阻抗，从而判断骨导听觉装置的负载情况，进而判断骨导听觉装置的使用状态，当负载判断为空载时，就启动自动断电或静音状态，从而达到省电效果。当骨导听觉装置的负载被判断为从空载转为佩戴状态时，也可自动调节到正常音量或偏好音量进行放音。


技术实现要素：

4.为解决现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种用于骨导听觉装置的状态监测装置，该装置包括：
5.数据采集模块，用于实时获取设置在骨导听觉装置上的输入电阻抗检测电路所采集的输入电阻抗；
6.判断模块，用于根据电阻抗判别准则，基于实时获取的输入电阻抗，判断当前状态下，骨导听觉装置的佩戴状态；或根据负载力阻抗判别准则，基于实时获取的负载力阻抗，判断当前状态下，骨导听觉装置的佩戴状态；和
7.状态监测模块，用于根据判断结果，监测骨导听觉装置的佩戴状态，对骨导听觉装置进行开关机和调整音量操作，完成对骨导听觉装置的状态监测。
8.作为上述技术方案的改进之一，所述电阻抗判别准则的具体建立过程为：
9.分别测量骨导听觉装置在佩戴状态和空载状态时的输入电阻抗，分别绘制佩戴状态下输入电阻抗随频率变化的曲线和空载状态下输入电阻抗随频率变化的曲线，并根据对应的曲线，得到骨导听觉装置在佩戴状态下的输入电阻抗特性和在空载状态下的输入电阻
抗特性；
10.通过聚类方法，对得到的骨导听觉装置在佩戴状态下的输入电阻抗特性和在空载状态下的输入电阻抗特性进行聚类，并分析出骨导听觉装置在佩戴状态和空载状态时的主要可区别的特征，从而得到佩戴阈值、空载阈值、佩戴转空载阈值和空载转佩戴阈值，进而形成骨导听觉装置佩戴与否的电阻抗判别准则。
11.作为上述技术方案的改进之一，所述判断模块的具体判断过程为：
12.根据实时获取的输入电阻抗，利用建立的电阻抗判别准则，判断当前状态下，骨导听觉装置的佩戴状态；
13.如果实时获取的输入电阻抗小于或等于预先设定的佩戴阈值，则判定骨导听觉装置的佩戴状态为佩戴状态；
14.如果实时获取的输入电阻抗大于或等于预先设定的空载阈值，则判定骨导听觉装置的佩戴状态为空载状态；
15.如果实时获取的输入电阻抗大于或等于预先设定的佩戴转空载阈值，则判定骨导听觉装置的佩戴状态为佩戴转空载状态；
16.如果实时获取的输入电阻抗小于或等于预先设定的空载转佩戴阈值，则判定骨导听觉装置的佩戴状态为空载转佩戴状态。
17.作为上述技术方案的改进之一，所述负载力阻抗判别准则的具体建立过程为：
18.分别测量骨导听觉装置在佩戴状态和空载状态时的输入电阻抗，分别绘制佩戴状态下输入电阻抗随频率变化的曲线和空载状态下输入电阻抗随频率变化的曲线，并根据对应的曲线，得到骨导听觉装置在佩戴状态下的输入电阻抗特性和在空载状态下的输入电阻抗特性；
19.通过聚类方法，对得到的骨导听觉装置在佩戴状态下的输入电阻抗特性和在空载状态下的输入电阻抗特性进行聚类，
20.当已知骨导听觉装置的电力耦合模型和对应的参数时，将实时获取的输入电阻抗逆推，得到对应的骨导听觉装置的负载力阻抗，作为实时获取的负载力阻抗，通过聚类方法分析骨导听觉装置在佩戴状态下的负载力阻抗和骨导听觉装置在空载时的负载力阻抗的主要可区别的特征，从而得到佩戴阈值、空载阈值、佩戴转空载阈值和空载转佩戴阈值，进而形成骨导听觉装置佩戴与否的负载力阻抗判别准则。
21.作为上述技术方案的改进之一，所述判断模块的具体判断过程为：
22.根据实时获取的负载力阻抗，利用建立的负载力阻抗判别准则，判断当前状态下，骨导听觉装置的佩戴状态；
23.如果实时获取的负载力阻抗大于或等于预先设定的佩戴阈值，则判定骨导听觉装置的佩戴状态为佩戴状态；
24.如果实时获取的负载力阻抗小于或等于预先设定的空载阈值，则判定骨导听觉装置的佩戴状态为空载状态；
25.如果实时获取的负载力阻抗小于或等于预先设定的佩戴转空载阈值，则判定骨导听觉装置的佩戴状态为佩戴转空载状态；
26.如果实时获取的负载力阻抗大于或等于预先设定的空载转佩戴阈值，则判定骨导听觉装置的佩戴状态为空载转佩戴状态。
27.作为上述技术方案的改进之一，所述状态监测模块的具体过程为：
28.如果判断结果为骨导听觉装置处于佩戴状态，则保持状态不变，不进行任何操作；
29.如果判断结果为骨导听觉装置处于空载状态，则关机或减小音量；
30.如果判断结果为骨导听觉装置处于佩戴转空载状态，则对骨导听觉装置进行自动关机断电、减小音量，或静音状态；
31.如果判断结果为骨导听觉装置处于空载转佩戴状态，则对骨导听觉装置进行开机和根据佩戴者之前的使用情况和个人偏好，增大或减小音量至正常音量。
32.本发明还提供了一种用于骨导听觉装置的状态监测方法，该方法包括：
33.数据采集模块实时获取设置在骨导听觉装置上的输入电阻抗检测电路所采集的输入电阻抗；
34.判断模块根据电阻抗判别准则，基于实时获取的输入电阻抗，判断当前状态下，骨导听觉装置的佩戴状态；或判断模块根据负载力阻抗判别准则，基于实时获取的负载力阻抗，判断当前状态下，骨导听觉装置的佩戴状态；
35.状态监测模块根据判断结果，监测骨导听觉装置的佩戴状态，对骨导听觉装置进行开关机和调整音量操作，完成对骨导听觉装置的状态监测。
36.本发明与现有技术相比的有益效果是：
37.本发明的装置仅利用骨导听觉装置的输入电阻抗作为输入参数，判断骨导听觉装置的使用状态，使其不依赖其他额外的传感器，就可以实时判断骨导听觉装置的使用状态，即佩戴状态、空载状态、佩戴转空载状态和空载转佩戴状态，达到骨导听觉装置能够实现自动关机高效省电的效果，有助于骨导助听器、骨导耳机等骨导听觉装置的高效节省电能。
附图说明
38.图1是本发明的一种基于软件定义网络的指令块加载方法的一个实施例的流程图；
39.图2是本发明的一种基于软件定义网络的指令块加载方法中建立的电阻抗判别准则所用到的不同受试者在佩戴骨导听觉装置时的不同状态的输入电阻抗的幅度与频率之间的变化关系图；
40.图3是本发明的一种基于软件定义网络的指令块加载方法中建立的电阻抗判别准则所用到的不同受试者在佩戴骨导听觉装置时的不同状态的输入电阻抗的相位与频率之间的变化关系图；
41.图4是骨导听觉装置的输入电阻抗测试的电路示意图。
具体实施方式
42.现结合附图对本发明作进一步的描述。
43.本发明提供了一种用于骨导听觉装置的状态监测装置，该装置包括：
44.数据采集模块，用于实时获取设置在骨导听觉装置上的输入电阻抗检测电路所采集的输入电阻抗；
45.其中，如图4所示，输入电阻抗检测电路为电源、电阻和骨导听觉装置串联在一起的电路；
46.其中，骨导装置的输入电阻抗z：
47.z＝r
r
·
v2/(v2‑
v1)；
48.其中，r
r
为电阻的电阻值；v1为电阻r
r
和骨导听觉装置串联在一起后测得的输入电压；v2为骨导听觉装置上测得的输入电压；
49.如图4所示，r
g
为电源的负载电阻；e
g
为电源的工作电压；
50.判断模块，用于根据电阻抗判别准则，基于实时获取的输入电阻抗，判断当前状态下，骨导听觉装置的佩戴状态；或根据负载力阻抗判别准则，基于实时获取的负载力阻抗，判断当前状态下，骨导听觉装置的佩戴状态；和
51.具体地，如图2和3所示，电阻抗判别准则包括两种情况：第一个是基于输入电阻抗建立的判别准则；第二个是利用输入电阻抗逆推得到的负载力阻抗建立的判别准则；
52.其中，第一个基于输入电阻抗建立的判别准则的具体建立过程为：
53.分别测量骨导听觉装置在佩戴状态和空载状态时的输入电阻抗，分别绘制佩戴状态下输入电阻抗随频率变化的曲线和空载状态下输入电阻抗随频率变化的曲线，并根据对应的曲线，得到骨导听觉装置在佩戴状态下的输入电阻抗特性和在空载状态下的输入电阻抗特性；
54.通过聚类方法，对得到的骨导听觉装置在佩戴状态下的输入电阻抗特性和在空载状态下的输入电阻抗特性进行聚类，并分析出骨导听觉装置在佩戴状态和空载状态时的主要可区别的特征，从而得到佩戴阈值、空载阈值、佩戴转空载阈值和空载转佩戴阈值，进而形成骨导听觉装置佩戴与否的电阻抗判别准则。
55.基于上述建立的判别准则，判断模块的具体判断过程为：
56.根据实时获取的输入电阻抗，利用建立的电阻抗判别准则，判断当前状态下，骨导听觉装置的佩戴状态；
57.如果实时获取的输入电阻抗小于或等于预先设定的佩戴阈值，则判定骨导听觉装置的佩戴状态为佩戴状态；
58.如果实时获取的输入电阻抗大于或等于预先设定的空载阈值，则判定骨导听觉装置的佩戴状态为空载状态；
59.如果实时获取的输入电阻抗大于或等于预先设定的佩戴转空载阈值，则判定骨导听觉装置的佩戴状态为佩戴转空载状态；
60.如果实时获取的输入电阻抗小于或等于预先设定的空载转佩戴阈值，则判定骨导听觉装置的佩戴状态为空载转佩戴状态。
61.第二个基于输入电阻抗逆推得到的负载力阻抗建立的负载力阻抗判别准则的具体建立过程为：
62.分别测量骨导听觉装置在佩戴状态和空载状态时的输入电阻抗，分别绘制佩戴状态下输入电阻抗随频率变化的曲线和空载状态下输入电阻抗随频率变化的曲线，并根据对应的曲线，得到骨导听觉装置在佩戴状态下的输入电阻抗特性和在空载状态下的输入电阻抗特性；
63.通过聚类方法，对得到的骨导听觉装置在佩戴状态下的输入电阻抗特性和在空载状态下的输入电阻抗特性进行聚类，
64.当已知骨导听觉装置的电力耦合模型和对应的参数时，通过将输入电阻抗逆推，
得到对应的骨导听觉装置的负载力阻抗，作为实时获取的负载力阻抗，通过聚类方法分析导听觉装置在佩戴状态下的负载力阻抗(颅骨力阻抗)和导听觉装置在空载时的负载力阻抗的主要可区别的特征，从而得到佩戴阈值、空载阈值、佩戴转空载阈值和空载转佩戴阈值，进而形成骨导听觉装置佩戴与否的判别准则。
65.基于上述判别准则，判断模块的具体判断过程为：
66.根据实时获取的负载力阻抗，利用建立的负载力阻抗判别准则，判断当前状态下，骨导听觉装置的佩戴状态；
67.如果实时获取的负载力阻抗大于或等于预先设定的佩戴阈值，则判定骨导听觉装置的佩戴状态为佩戴状态；
68.如果实时获取的负载力阻抗小于或等于预先设定的空载阈值，则判定骨导听觉装置的佩戴状态为空载状态；
69.如果实时获取的负载力阻抗小于或等于预先设定的佩戴转空载阈值，则判定骨导听觉装置的佩戴状态为佩戴转空载状态；
70.如果实时获取的负载力阻抗大于或等于预先设定的空载转佩戴阈值，则判定骨导听觉装置的佩戴状态为空载转佩戴状态。
71.如图2所示，输入电阻抗的幅频响应在佩戴状态和空载状态的差异显著，且佩戴状态时的骨导装置输入电阻抗的特性基本不随佩戴个体的变化而变化，不同使用者佩戴时对应的骨导装置输入电阻抗的幅频响应差异很小。在个体的佩戴状态下，骨导听觉装置的幅频响应比较平坦，基本没有尖锐的共振峰。在空载状态下，骨导听觉装置在0.1khz到1khz频段内会出现非常尖锐的共振峰。
72.如图3所示，输入电阻抗的相频响应在佩戴状态和空载状态的差异显著，且佩戴状态时的骨导装置输入电阻抗的特性基本不随佩戴个体的变化而变化，不同使用者佩戴时对应的骨导装置输入电阻抗的相频响应差异很小。在空载状态下，在0.1khz到1khz频段内对应幅频响应共振峰的共振频率处，相应的会出现非常陡变的相位变化。
73.状态监测模块，用于根据判断结果，监测骨导听觉装置的佩戴状态，对骨导听觉装置进行开关机和调整音量操作，完成对骨导听觉装置的状态监测。
74.如果判断结果为骨导听觉装置处于佩戴状态，则保持状态不变，不进行任何操作；
75.如果判断结果为骨导听觉装置处于空载状态，则自动关机断电，或减小音量，或调整成静音状态，从而达到省电效果；
76.如果判断结果为骨导听觉装置处于佩戴转空载状态，则对骨导听觉装置进行自动关机断电、减小音量，或静音状态，从而达到省电效果；
77.如果判断结果为骨导听觉装置处于空载转佩戴状态，则对骨导听觉装置进行开机和根据佩戴者之前的使用情况和个人偏好，增大或减小音量至正常音量。
78.如图1所示，本发明还提供了一种用于骨导听觉装置的状态监测方法，该方法包括：
79.数据采集模块实时获取设置在骨导听觉装置上的输入电阻抗检测电路所采集的输入电阻抗；
80.判断模块根据电阻抗判别准则，基于实时获取的输入电阻抗，判断当前状态下，骨导听觉装置的佩戴状态；或判断模块根据负载力阻抗判别准则，基于实时获取的负载力阻
抗，判断当前状态下，骨导听觉装置的佩戴状态；
81.状态监测模块根据判断结果，监测骨导听觉装置的佩戴状态，对骨导听觉装置进行开关机和调整音量操作，完成对骨导听觉装置的状态监测。
82.本发明的方法是通过实时在线监测骨导听觉装置的输入电阻抗，判断骨导听觉装置的使用状态，实现骨导听觉装置自动关机省电功能。该方法不需要加入额外的传感器，仅从骨导听觉装置中获取输入电压，以及骨导听觉装置与电阻串联后测得的输入电压，以及电阻的阻值，即可测量该装置输入电阻抗，测量简易，可高效实现骨导听觉装置的自动节能省电功能。
83.实施例1.
84.本发明还提供了一种用于骨导听觉装置的状态监测方法，该方法包括：
85.步骤1)数据采集模块实时获取设置在骨导听觉装置上的输入电阻抗检测电路所采集的输入电阻抗；
86.基于采集的骨导听觉装置在佩戴状态和空载状态时输入电阻抗的大小。如图2所示，骨导听觉装置在空载时的输入电阻抗基本固定在一种情形，但在佩戴状态下输入电阻抗由于不同受试者的颅骨力阻抗不同而不再统一于某一种情形。不同受试者在同一位置佩戴同一款骨导听觉装置时输入电阻抗非常趋近；且佩戴状态下的输入电阻抗与空载时的输入电阻抗有明显的区别。
87.图2显示多名受试者在同一位置佩戴同一款骨导耳机时的输入电阻抗，同时显示了其空载时的输入电阻抗。
88.通过聚类方法分析佩戴状态下的输入电阻抗与空载时的输入电阻抗的主要可区别特征，进而形成骨导听觉装置佩戴与否的电阻抗判别准则。
89.步骤2)判断模块根据上述建立的电阻抗判别准则，基于实时获取的输入电阻抗，实时判断骨导听觉装置的佩戴状态；
90.步骤3)状态监测模块根据判断结果，监测骨导听觉装置的佩戴状态，对骨导听觉装置进行开关机和调整音量操作，完成对骨导听觉装置的状态监测。
91.具体地，如果判断结果为骨导听觉装置处于佩戴状态，则保持状态不变，不进行任何操作；
92.如果判断结果为骨导听觉装置处于空载状态，则自动关机断电，或减小音量，或调整成静音状态，从而达到省电效果；
93.如果判断结果为骨导听觉装置处于佩戴转空载状态，则对骨导听觉装置进行自动关机断电、减小音量，或静音状态，从而达到省电效果；
94.如果判断结果为骨导听觉装置处于空载转佩戴状态，则对骨导听觉装置进行开机和根据佩戴者之前的使用情况和个人偏好，增大或减小音量至正常音量。
95.实施例2.
96.步骤1)数据采集模块实时获取设置在骨导听觉装置上的输入电阻抗检测电路所采集的输入电阻抗；
97.基于采集的骨导听觉装置在佩戴状态和空载状态时输入电阻抗的大小，骨导听觉装置在空载时的输入电阻抗基本固定在一种情形，但在佩戴状态下输入电阻抗由于不同受试者的颅骨力阻抗不同而不再统一于某一种情形。不同受试者在同位置佩戴同一款骨导听
觉装置时输入电阻抗非常趋近；且佩戴状态下的输入电阻抗与空载时的输入电阻抗有明显的区别。
98.步骤2)当已知骨导听觉装置的电力耦合模型和对应的参数时，通过将实时获取的输入电阻抗逆，得到对应的推骨导听觉装置的负载力阻抗，作为实时获取的负载力阻抗，通过聚类方法分析佩戴状态下的负载力阻抗(颅骨力阻抗)和空载时的力阻抗的主要可区别的特征，进而形成骨导听觉装置佩戴与否的负载力阻抗判别准则。
99.步骤3)判断模块根据上述建立的负载力阻抗判别准则，基于实时获取的负载力阻抗，实时判断骨导听觉装置的佩戴状态；
100.步骤4)状态监测模块根据判断结果，监测骨导听觉装置的佩戴状态，对骨导听觉装置进行开关机和调整音量操作，完成对骨导听觉装置的状态监测。
101.具体地，如果判断结果为骨导听觉装置处于佩戴状态，则保持状态不变，不进行任何操作；
102.如果判断结果为骨导听觉装置处于空载状态，则自动关机断电，或减小音量，或调整成静音状态，从而达到省电效果；
103.如果判断结果为骨导听觉装置处于佩戴转空载状态，则对骨导听觉装置进行自动关机断电、减小音量，或静音状态，从而达到省电效果；
104.如果判断结果为骨导听觉装置处于空载转佩戴状态，则对骨导听觉装置进行开机和根据佩戴者之前的使用情况和个人偏好，增大或减小音量至正常音量。
105.最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。