一种应用于耳机的心率检测方法和能检测心率的耳机技术

本发明专利技术公开了一种应用于耳机的心率检测方法和能检测心率的耳机。该方法包括：在耳机内设置一个腔体，将麦克风安装在该腔体内；在耳机中还设置加速度传感器；对加速度传感器采集到的信号进行自适应滤波处理，得到麦克风采集到的信号中的由于佩戴者的身体运动所产生的信号的估计信号；从麦克风采集到的信号中减去该估计信号，得到心率相关的信号；根据心率相关的信号进行心率检测。本发明专利技术的技术方案，采用密闭腔来安置麦克风，减小了外界噪声的干扰，强化了麦克风采集到的信号信息，并对加速度传感器采集的信号进行自适应滤波得到估计信号，从麦克风采集的信号中减去该估计信号，再进行心率检测，从而消除了佩戴者的身体运动对心率检测的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于耳机的心率检测方法和能检测心率的耳机
本专利技术涉及耳机及心率检测
，特别涉及一种应用于耳机的心率检测方法和能检测心率的耳机。
技术介绍
随着社会经济的不断发展，人们的物质生活水平日渐提高，人们也越来越关注自己的健康。而心率检测将给人们提供关于健康的非常重要的信息。任何不同于正常心率的显示都表明健康出现了问题，通过心率检测可以及时发现我们的身体是否出现了问题。心率检测还可以在一定程度上反映人们的运动强度是否合适，为了能够得到最佳的锻炼效果，人们在锻炼的过程中应该将心率保持在一定的范围内，而心率检测可以为合理的运动量提供一个指标。另外，很多人在运动的过程中，喜欢带着耳机听音乐，为了能够测得运动过程中的心率，又不需要随身携带其他设备，人们开始研究如何利用耳机来检测心率的相关技术。检测心率的技术，除了心率带之外，现在又新兴一种利用耳机来检测心率的技术，达到便捷准确的目的。利用耳机来检测心率的技术是近几年才出现的。2013年10月23日至25日，日本横滨健康器械展上，Kaiteki公司和Bifrostec公司展出了一种可以用耳机测定脉搏波动的技术。该技术利用耳机紧贴耳道形成封闭空间，由于耳膜的振动，耳道内会产生一定的压力，并且压力随着振动的改变而改变，利用麦克风采集耳道内压力的变化信息，从而达到检测心率的目的。但是由于耳机不能占据整个耳道，会造成耳道内气体的泄露，导致麦克风检测不到压力的变化，并且心率的检测会受到外界噪声的干扰。利用耳机检测心率，除了存在上述问题外，还有一个重要因素，影响着对心率的准确检测，即人的身体运动。由于人的身体运动必然会引起耳壁的振动，这种振动同样会造成耳道内压力的变化，这种压力变化同时会被麦克风采集到，从而干扰了对心率信号的分析。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种应用于耳机的心率检测方法和能检测心率的耳机，以解决上述问题或者至少部分地解决上述问题。本专利技术公开了一种应用于耳机的心率检测方法，该方法包括：在耳机内设置一个腔体，将麦克风安装在腔体内；腔体的口与耳机壳贴合的位置是，耳机被佩戴时与人耳的耳廓贴合的耳机壳的位置；腔体的口所贴合的耳机壳处有开孔，当耳机被佩戴时腔体和与开孔贴合的耳廓构成密闭空间；在耳机中还设置加速度传感器；当耳机被佩戴时，由麦克风采集腔体内的由压力变化产生的信号，由加速度传感器采集由于佩戴者的身体运动所产生的信号；对加速度传感器采集到的信号进行自适应滤波处理，得到麦克风采集到的信号中的由于佩戴者的身体运动所产生的信号的估计信号；从麦克风采集到的信号中减去估计信号，得到心率相关的信号；根据心率相关的信号进行心率检测。可选地，在从麦克风采集到的信号中减去估计信号，得到心率相关的信号之前，该方法进一步包括：对麦克风采集到的信号进行低通滤波处理，得到低通滤波信号；上述从麦克风采集到的信号中减去估计信号，得到心率相关的信号具体包括：从低通滤波信号中减去估计信号，得到心率相关的信号。可选地，上述对加速度传感器采集到的信号进行自适应滤波处理，得到麦克风采集到的信号中的由于佩戴者的身体运动所产生的信号的估计信号包括：根据加速度传感器采集到的信号、心率相关信号以及预设的自适应算法计算自适应滤波参数；根据自适应滤波参数对加速度传感器采集到的信号进行自适应滤波得到估计信号。可选地，根据心率相关的信号进行心率检测包括：对心率相关的信号的周期进行检测；由检测出的信号的周期的倒数得到心率。可选地，上述在耳机中还设置加速度传感器包括：将加速度传感器设置在耳机中的不接触佩戴者皮肤的位置。本专利技术还公开了一种能检测心率的耳机，该耳机包括：减法单元、心率检测单元、加速度传感器、自适应滤波单元、设置在耳机内的腔体和安装在腔体内的麦克风；其中，腔体的口与耳机壳贴合的位置是，耳机被佩戴时与人耳的耳廓贴合的耳机壳的位置；腔体的口所贴合的耳机壳处有开孔，当耳机被佩戴时腔体和与开孔贴合的耳廓构成密闭空间；麦克风，用于当耳机被佩戴时，采集腔体内的由压力变化产生的信号并输出给减法单元；加速度传感器，用于当耳机被佩戴时，采集由于佩戴者的身体运动所产生的信号并输出给自适应滤波单元；自适应滤波单元，用于根据心率相关信号对加速度传感器采集到的信号进行自适应滤波处理，得到麦克风采集到的信号中的由于佩戴者的身体运动所产生的信号的估计信号后输出给减法单元；减法单元，用于从麦克风采集到的信号中减去估计信号，得到心率相关的信号输出给心率检测单元以及自适应滤波单元；心率检测单元，用于根据心率相关的信号进行心率检测。可选地，该耳机进一步包括：低通滤波器，用于对麦克风采集到的信号进行低通滤波处理，得到低通滤波信号并输出给减法单元；减法单元，用于从低通滤波信号中减去估计信号，得到心率相关的信号输出给心率检测单元。可选地，自适应滤波单元包括：参数可调滤波器和参数自适应调整单元；加速度传感器，用于将采集到的信号输出给参数可调滤波器和参数自适应调整单元；减法单元，用于将心率相关信号输出给参数自适应调整单元；参数自适应调整单元，用于根据加速度传感器采集到的信号、心率相关信号以及预设的自适应算法去调整参数可调滤波器的滤波参数；参数可调滤波器，用于利用滤波参数对加速度传感器采集的信号进行自适应滤波，输出麦克风采集到的信号中的由于佩戴者的身体运动所产生的信号的估计信号给减法单元。可选地，心率检测单元，用于对心率相关的信号的周期进行检测，由检测出的信号的周期的倒数得到心率。可选地，加速度传感器设置在耳机中的不接触佩戴者皮肤的位置。由上述可见，本专利技术实施例中的这种技术方案，采用了由耳机内的腔体和耳机壳构成的密闭腔体来安置麦克风，减小了外界噪声的干扰，并强化了麦克风采集到的信号信息。此外，该方法还在耳机中加入了加速度传感器来采集由佩戴者的身体运动产生的信号，对加速度传感器采集的信号进行自适应滤波，从麦克风采集的信号中减去自适应滤波后的加速度传感器信号，再进行心率检测，从而消除了佩戴者的身体运动对心率检测的影响，达到获得准确心率的目的。附图说明图1为本专利技术实施例中的一种能检测心率的耳机的结构示意图；图2A是本专利技术一个实施例中的设置有腔体110的耳机100的侧面示意图；如2B是本专利技术一个实施例中的设置有腔体110的耳机100背面示意图；图2C是本专利技术一个实施例中的设置有腔体110的耳机100的侧面剖视图；图3是本专利技术一个实施例中的加速度传感器的安放位置的示意图；图4为本专利技术又一个实施例中的一种能检测心率的耳机的结构示意图；图5是自适应滤波器的一般结构示意图；图6为本专利技术实施例中一种应用于耳机的心率检测方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。图1为本专利技术实施例中的一种能检测心率的耳机的结构示意图。如图1所示，该能检测心率的耳机100包括：减法单元150、心率检测单元160、加速度传感器130、自适应滤波单元140、设置在耳机内的腔体110和安装在腔体110内的麦克风120；其中，腔体110的口与耳机壳贴合的位置是，耳机被佩戴时与人耳的耳廓贴合的耳机壳的位置；腔体110的口所贴合的耳机壳处有开孔，当耳机被佩戴时腔体和与开孔贴合的耳廓构成密闭空间。麦克风120，用于当本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于耳机的心率检测方法，其特征在于，所述方法包括：在耳机内设置一个腔体，将麦克风安装在所述腔体内；所述腔体的口与耳机壳贴合的位置是，耳机被佩戴时与人耳的耳廓贴合的耳机壳的位置；所述腔体的口所贴合的耳机壳处有开孔，当耳机被佩戴时所述腔体和与所述开孔贴合的耳廓构成密闭空间；在耳机中还设置加速度传感器；当耳机被佩戴时，由所述麦克风采集所述腔体内的由压力变化产生的信号，由所述加速度传感器采集由于佩戴者的身体运动所产生的信号；对所述加速度传感器采集到的信号进行自适应滤波处理，得到麦克风采集到的信号中的由于佩戴者的身体运动所产生的信号的估计信号；从麦克风采集到的信号中减去所述估计信号，得到心率相关的信号；根据所述心率相关的信号进行心率检测。

【技术特征摘要】
1.一种应用于耳机的心率检测方法，其特征在于，所述方法包括：在耳机内设置一个腔体，将麦克风安装在所述腔体内；所述腔体的口与耳机壳贴合的位置是，耳机被佩戴时与人耳的耳廓贴合的耳机壳的位置；所述腔体的口所贴合的耳机壳处有开孔，当耳机被佩戴时所述腔体和与所述开孔贴合的耳廓构成密闭空间；在耳机中还设置加速度传感器；当耳机被佩戴时，由所述麦克风采集所述腔体内的由压力变化产生的信号，由所述加速度传感器采集由于佩戴者的身体运动所产生的信号；对所述加速度传感器采集到的信号进行自适应滤波处理，得到麦克风采集到的信号中的由于佩戴者的身体运动所产生的信号的估计信号；从麦克风采集到的信号中减去所述估计信号，得到心率相关的信号；根据所述心率相关的信号进行心率检测。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在从麦克风采集到的信号中减去所述估计信号，得到心率相关的信号之前，该方法进一步包括：对所述麦克风采集到的信号进行低通滤波处理，得到低通滤波信号；所述从麦克风采集到的信号中减去所述估计信号，得到心率相关的信号具体包括：从所述低通滤波信号中减去所述估计信号，得到心率相关的信号。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述对所述加速度传感器采集到的信号进行自适应滤波处理，得到麦克风采集到的信号中的由于佩戴者的身体运动所产生的信号的估计信号包括：根据加速度传感器采集到的信号、心率相关信号以及预设的自适应算法计算自适应滤波参数；根据所述自适应滤波参数对加速度传感器采集到的信号进行自适应滤波得到所述估计信号。4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述心率相关的信号进行心率检测包括：对所述心率相关的信号的周期进行检测；由检测出的信号的周期的倒数得到心率。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在耳机中还设置加速度传感器包括：将加速度传感器设置在耳机中的不接触佩戴者皮肤的位置。6.一种能检测心率的耳机，其特征在于，该耳机包括：减法单元、心率检测单元、加速度传感器、自适应滤波单元、设置在耳机内的腔体和安装在所述腔体内的麦克风；其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘崧，李波，李娜，
申请(专利权)人：歌尔声学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37