CN106537889A - 从耳机输出扬声器的听觉测量 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的一些实施例，提供一种使用耳机输出扬声器作为用于在两个和/或更多个参与方之间的电话呼叫的麦克风、或用于测量用户的生物计量数据的方法。该方法可以包括向耳机的电声输出换能器播放所接收的信号。该方法可以包括指令本地客户端终端的音频处理电路从同一电声输出换能器记录音频信号。该方法可以包括使用本地客户端终端的处理单元，基于组合所记录的语音信号、所接收的信号和过滤系数的函数，来计算语音信号和/或生物计量测量。该方法可以包括通过本地客户端终端的输出接口来发送语音信号和/或生物计量测量。

Description

从耳机输出扬声器的听觉测量
背景技术
在一些实施例中，本发明涉及使用耳机输出扬声器的测量，并且更具体地但不是排他地，涉及从耳机的电声输出换能器的温度、生物计量和/或声测量。
生理和环境测量能由专用设备或通过将特殊传感器添加到客户端终端的辅助设备来执行。例如，玻璃模拟和/或电子数字温度计被用于体温测量。该设备可以被设计成从皮肤接触或使用红外热辐射传感器通过耳道来测量体温。例如，已经将特殊温度传感器添加到耳机，以用于在收听音乐或参与语音呼叫的同时测量智能电话的温度。
个人用途脉搏率监视器使用脉搏传感器和专用电子设备来在需要时或在训练期间连续地测量脉搏率。该专用脉搏率传感器可以被包含在胸带、腕带和耳机中。
在蜂窝和/或无绳电话上的语音通话期间，使用麦克风来测量呼叫中参与方的语音信号，并且将该信号实时地发送给其他参与方。可以使用另一麦克风来降低来自该语音信号的背景和/或高斯噪声。
用于移动设备的耳机包含专用的电声输出换能器，也称为耳机输出扬声器，以播放音乐和/或来自远程参与方的语音信号。
发明内容
根据本发明的一些实施例，提供了一种使用耳机输出扬声器作为用于两个或更多个参与方之间的电话呼叫的麦克风的方法。该方法可以包括向一个或多个耳机的一个或多个电声输出换能器播放所接收的语音信号，其中，所接收的语音信号是从远程客户端终端记录的远程参与方的语音。该方法可以包括指令本地客户端终端的音频处理集成电路从一个或多个电声输出换能器记录语音信号，其中，语音信号是使用本地客户端终端的本地参与方的语音。该方法可以包括使用本地客户端终端的处理单元，基于组合所记录的语音信号、所接收的语音信号和过滤系数的函数来计算传输语音信号。该方法可以包括通过本地客户端终端的输出接口来发送传输语音信号，由此使得能够在用于电话呼叫通信的远程位置处的远程客户端终端上的传输语音信号的声语音播放。
可选地，一个或多个电声输出换能器是连接到耳机的外部扬声器。
可选地，一个或多个电声输出换能器是客户端终端的内部扬声器。
可选地，从同一电声换能器同时执行语音信号记录和所接收的语音信号播放。
可选地，从同一电声换能器交替地执行语音信号记录和所接收的语音信号播放，其中，对于第一时间段，执行播放，并且对于第二时间段，在短得足以不可听见的时间中执行记录。
根据本发明的一些实施例的方面，提供了一种计算机可读介质，包括适配为执行本文描述的方法的计算机可执行指令。
根据本发明的一些实施例的方面，提供了一种将降噪的语音信号发送到在两个或更多个参与方之间的电话呼叫的远程参与方的方法。该方法可以包括向一个或多个耳机的一个或多个电声输出换能器播放所接收的语音信号，其中，所接收的语音信号是从远程客户端终端记录的远程参与方的语音。该方法可以包括指令集成到本地客户端终端的内部麦克风来记录语音信号，其中，语音信号是使用本地客户端终端的本地参与方的语音。该方法可以包括指令本地客户端终端的音频处理集成电路来使用一个或多个电声输出换能器，记录听觉音频信号。该方法可以包括使用本地客户端终端的处理单元，基于组合语音信号、听觉音频信号、所接收的语音信号和过滤系数的函数，来计算降噪的语音信号。该方法可以包括通过输出接口来发送降噪的语音信号，由此使得能够在电话呼叫通信的远程位置处的远程客户端终端上，声播放降噪的语音信号。
可选地，从同一电声输出换能器同时执行听觉音频信号记录和所接收的语音信号播放。
根据本发明的一些实施例的方面，提供了一种呈现脉搏率测量的方法。该方法可以包括向一个或多个耳机的一个或多个电声输出换能器播放输出音频信号。该方法可以包括指令客户端终端的音频处理集成电路使用一个或多个电声输出换能器来记录听觉音频信号。该方法可以包括基于组合听觉音频信号、输出音频信号和过滤系数的函数来计算脉搏率测量。该方法可以包括呈现脉搏率测量。
可选地，从同一一个或多个电声输出换能器同时执行听觉音频信号记录和输出音频信号播放。
可选地，从同一一个或多个电声输出换能器交替地执行听觉音频信号记录和输出音频信号播放，其中，对于第一时间段，执行播放，并且对于第二时间段，在短得足以不可听见的时间中执行记录。
可选地，在听觉音频信号的记录期间，电声输出换能器位于耳道内。
可选地，基于在听觉音频信号和从一个或多个第二电声输出换能器记录的第二听觉音频信号之间的时间偏移的测量来计算脉搏率测量。
可选地，基于耳道的频率响应的改变来计算脉搏率测量。
可选地，通过用户界面向用户呈现脉搏率测量。
可选地，通过输出接口向远程设备呈现脉搏率测量。
根据本发明的一些实施例的方面，提供了一种呈现温度测量的方法。该方法可以包括向一个或多个电声换能器播放输出音频信号。该方法可以包括指令客户端终端的音频处理集成电路使用一个或多个电声换能器来记录音频信号。该方法可以包括基于组合音频信号、输出音频信号和过滤系数的函数，来计算两个或更多个温度测量。该方法可以包括呈现两个或更多个温度测量中的一个或多个。
可选地，一个或多个电声换能器是麦克风。
可选地，一个或多个电声换能器是耳机的输出扬声器。
可选地，一个或多个电声换能器是连接到耳机的外部扬声器，并且两个或更多个温度测量包括环境和内耳温度测量。
可选地，一个或多个电声换能器是客户端终端的内部扬声器，并且两个或更多个温度测量包括环境和设备温度测量。
可选地，在音频信号的记录期间，电声换能器位于目标用户的耳道内部，并且两个或更多个温度测量中的一个是与目标用户的体温相关联的内耳测量。
可选地，通过用户界面向用户呈现两个或更多个温度测量中的一个或多个。
可选地，通过输出接口向远程设备呈现两个或更多个温度测量中的一个或多个。
根据本发明的一些实施例的方面，提供了一种用于发送传输语音信号的计算机程序产品。该计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质。该计算机程序产品可以包括第一程序指令，用于向一个或多个耳机的一个或多个电声输出换能器播放所接收的语音信号。该计算机程序产品可以包括第二程序指令，用于指令本地客户端终端的音频处理集成电路使用一个或多个电声输出换能器来记录语音信号。该计算机程序产品可以包括第三程序指令，用于基于组合所记录的语音信号的函数来计算传输语音信号。该计算机程序产品可以包括第四程序指令，用于通过本地客户端终端的输出接口发送传输语音信号，并且第一、第二、第三和第四程序指令可以被存储在计算机可读存储介质上。
根据本发明的一些实施例的方面，提供了一种用于发送降噪的语音信号的计算机程序产品。该计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质。该计算机程序产品可以包括第一程序指令，用于向一个或多个耳机的一个或多个电声输出换能器播放所接收的语音信号。该计算机程序产品可以包括第二程序指令，指令集成到客户端终端内部的内部麦克风来记录语音信号。计算机程序产品可以包括第三程序指令，用于指令客户端终端的音频处理集成电路使用一个或多个电声输出换能器来记录听觉音频信号。该计算机程序产品可以包括第四程序指令，用于基于组合语音信号、听觉音频信号和过滤系数的函数来计算降噪的语音信号。该计算机程序产品可以包括第五程序指令，用于通过客户端终端的输出接口来发送降噪的语音信号，并且第一、第二、第三、第四和第五程序指令可以被存储在计算机可读存储介质上。
根据本发明的一些实施例的方面，提供了一种用于呈现脉搏率测量的计算机程序产品。该计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质。该计算机程序产品可以包括第一程序指令，用于向一个或多个耳机的一个或多个电声输出换能器播放输出音频信号。该计算机程序产品可以包括第二程序指令，用于指令客户端终端的音频处理集成电路使用一个或多个电声输出换能器来记录听觉音频信号。该计算机程序产品可以包括第三程序指令，用于基于组合所记录的听觉音频信号的函数来计算脉搏率测量。该计算机程序产品可以包括用于呈现脉搏率测量的第四程序指令，并且第一、第二、第三和第四程序指令可以被存储在计算机可读存储介质上。
根据本发明的一些实施例的方面，提供了一种用于呈现温度测量的计算机程序产品。该计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质。该计算机程序产品可以包括第一程序指令，用于向一个或多个耳机的一个或多个电声输出换能器播放输出音频信号。该计算机程序产品可以包括第二程序指令，用于指令客户端终端的音频处理集成电路使用一个或多个输出电声换能器来记录听觉音频信号。该计算机程序产品可以包括第三程序指令，用于基于组合记录的听觉音频信号的函数来计算温度测量。该计算机程序产品可以包括用于呈现温度测量的第四程序指令，并且第一、第二、第三和第四程序指令被存储在计算机可读存储介质上。
根据本发明的一些实施例的方面，提供了一种用于将语音信号发送到电话通话中的远程参与方的设备。该设备包括接口，用于发送电话通话中的本地参与方的本地语音信号并且接收远程参与方的远程语音信号。该设备可以包括用于将耳机连接到设备的音频插口。该设备可以包括一个或多个存储单元，具有用于执行下述动作的处理器指令集：向一个或多个耳机的一个或多个输出扬声器播放所接收的语音信号。存储单元可以包括用于执行下述动作的处理器指令集：指令音频电路记录来自耳机的一个或多个输出扬声器的听觉信号。存储单元可以包括用于执行下述动作的处理器指令集：从听觉信号计算本地语音信号。存储单元可以包括用于执行下述动作的处理器指令集：在电话通话中，将本地语音信号发送到远程参与方的播放器设备。该设备可以包括一个或多个处理单元，被配置用于从一个或多个存储单元中检索处理器指令集，并且执行该处理器指令集。
可选地，该设备包括麦克风，该麦克风记录第二语音信号，该语音信号是使用听觉信号和第二语音信号计算的降噪的语音信号。
根据本发明的一些实施例的方面，提供了一种用于呈现生物计量测量的设备。该设备可以包括用于将耳机连接到设备的音频插口。该设备可以包括一个或多个存储单元，包含用于向一个或多个耳机的一个或多个输出扬声器播放输出音频信号的处理器指令集。存储单元可以包含用于指令音频电路记录来自耳机的一个或多个输出扬声器的听觉信号的处理器指令集。存储单元可以包含用于从听觉信号计算一个或多个生物计量测量的处理器指令集。存储单元可以包含用于呈现一个或多个生物计量测量的处理器指令集。该设备可以包括一个或多个处理单元，被配置用于从一个或多个存储单元中检索处理器指令集并且执行处理器指令集。
可选地，设备包括数据接口，并且使用数据接口在远程设备上呈现一个或多个生物计量测量。
除非另外说明，本文使用的所有技术和/或科技术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。尽管在本发明的实施例的实践或测试中可以使用与本文所述类似或等同的方法和材料，但是下文描述了示例性方法和/或材料。在冲突的情况下，将以包括定义的专利说明书为准。此外，材料、方法和示例仅是说明性的，而不旨在必要的限制。
本发明的实施例的方法和/或系统的实现可以涉及手动地、自动地或其组合地执行或完成所选择的任务。此外，根据本发明的方法和/或系统的实施例的实际仪表和装置，能使用操作系统，通过硬件、软件或固件或其组合来实现若干所选择的任务。
例如，根据本发明的实施例的用于执行所选择的任务的硬件可以被实现为芯片或电路。作为软件，根据本发明的实施例的所选择的任务可以被实现为由计算机使用任何适当的操作系统执行的多个软件指令。在本发明的示例性实施例中，根据本文所述的方法和/或系统的示例性实施例的一个或多个任务由数据处理器来执行，诸如用于执行多个指令的计算平台。可选地，数据处理器包括用于存储指令和/或数据的易失性存储器和/或非易失性存储器，例如，磁硬盘和/或可移动介质，用于存储指令和/或数据。可选地，还提供网络连接。可选地，还提供显示器和/或用户输入设备，诸如键盘或鼠标。
附图说明
参考附图，本文仅通过示例的方式来描述本发明的一些实施例。现在详细地具体参考附图，要强调的是，所示的具体内容仅通过示例并且为了本发明的实施例的示例性描述的目的。在这方面，结合附图的描述使得本领域的技术人员明白如何实践本发明的实施例。
在附图中：
图1A是根据本发明的一些实施例的用于计算来自耳机输出扬声器的语音信号，可选地降噪的语音信号，的系统和方法的示意图；
图1B是根据本发明的一些实施例的用于从耳机输出扬声器记录的听觉信号来计算脉搏和/或温度测量的系统和设备的示意图；
图2是根据本发明的一些实施例的从耳机输出扬声器生成电话通话音频信号的方法的流程图；
图3是根据本发明的一些实施例的从耳机输出扬声器测量脉搏率的方法的流程图；
图4是根据本发明的一些实施例的从耳机输出扬声器测量温度的方法的流程图；以及
图5是根据本发明的一些实施例的用于记录来自耳机输出扬声器的信号、计算信号和/或测量数据并且输出该数据的用户界面的示意图。
具体实施方式
本发明的一些实施例涉及使用耳机输出扬声器的测量，并且更具体地但不是排他地，涉及从耳机的电声输出换能器的温度、生物计量和/或声测量。
用于生物计量和听觉声音测量的当前方法需要专用硬件和电子设备，增加了生成成本、开发时间和开发成本。此外，这些方法中的一些还需要用户在测量期间静止，因为测量设备对背景噪声和主体运动是敏感的。
为了克服这些限制，可以使用耳机的一个或多个输出扬声器来在用户正使用相同的输出扬声器收听音乐、声迹(soundtrack)、电话通话的语音等的同时进行测量。可选地具有重新布线适配的客户端终端的音频处理电路可以被配置为记录来自诸如耳机输出扬声器的耳机电声输出换能器的听觉声音信号。例如，耳机和客户端终端是现成的产品，没有特殊硬件包含在客户端终端中。由客户端终端的处理器处理听觉声音信号以产生对温度、脉搏率、噪声音信号和语音信号的测量。如本文所使用的，术语客户端终端是指智能电话、移动电话、便携式音乐播放器、平板电脑、膝上型电脑、可穿戴设备、个人计算机等。如本文使用的，术语耳机是指耳机、头戴式耳机、耳塞等，包括至少一个输出扬声器，诸如电声换能器。耳机可以是用于每天语音通话和音乐播放的普通耳机，并且不需要特殊传感器或硬件。
例如，听觉声音信号可以用于计算用于在与远程参与方的电话通话中使用的语音信号。在另一示例中，客户端终端和/或耳机具有集成麦克风，并且听觉声音信号可以用于计算用于电话通话的降噪的语音信号。在另一示例中，听觉声音信号的声特性对耳机电声输出换能器的内部和外部的温度是敏感的。在该示例中，利用专用方法处理听觉声音信号允许计算对内耳和环境的温度测量。在另一示例中，分析一个或多个听觉声音信号的定期特征允许计算脉搏率。
例如，使用现有的温度计设备需要主体相对静止，并且在正常的日常活动期间，可能无法长时间地监视温度。使用本文所述的方法的一些实施例，耳机输出扬声器可以用于方便地并且连续地测量体温，支持用于生育用途的体温监视、健康监视、情绪监视和/或其他用途的应用。使用从客户端终端内部的输出扬声器记录的听觉声音信号允许测量客户端终端的温度，并且基于温度测量来确定电量使用。如果客户端终端收发器、处理器和显示器使用没有考虑电量使用，则客户端终端可能发生故障。从用于播放音乐和/或在电话通话期间收听语音信号的同一扬声器记录所记录的听觉声音信号。
根据本发明的一些实施例，提供了一种计算机化方法和设备，用于使用耳机输出扬声器来记录听觉声信号，并且将这些信号转换成耳机输出扬声器的环境的测量。客户端终端设备可以具有音频处理集成电路，或本文称为编码器/解码器(编解码器，CODEC)，其可以被配置为允许从用于播放音乐的同一耳机输出扬声器的信号记录。如本文所使用的，术语编解码器是指可以包括用于处理客户端终端的音频信号的输入和输出的电路或集成电路的音频处理集成电路。可以使用客户端终端来处理听觉声信号，以计算与输出扬声器环境有关的测量。例如，处理听觉声信号以产生移动客户端终端的所有的语音信号，以供在电话通话中使用，甚至当没有麦克风连接到编解码器时使用。例如，声信号用于从麦克风收集的语音信号产生降噪的语音信号。例如，听觉声信号用于计算来自位于耳道附近和/或内部的耳机输出扬声器的心音。例如，声信号用于计算来自位于耳道附近和/或内部的耳机输出扬声器的心率。例如，听觉声信号用于计算来自位于耳道附近和/或内部的耳机输出扬声器的体温。例如，听觉声信号用于计算来自耳机输出扬声器的环境温度。
可选地，使用重新布线适配器来使得编解码器能够记录来自耳机输出扬声器的听觉音频信号。
在详细地说明本发明的至少一个实施例之前，应理解，本发明不一定将其应用限定为在下述描述中阐述和/或在附图和/或示例中示出的组件和/或方法的构成和配置的细节。本发明能够具有其他实施例或以各种方式被实践或执行。
本发明可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括具有用于使得处理器执行本发明的各方面的计算机可读程序指令的计算机可读存储介质(或媒介)。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储用于由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质可以是例如但不限于，电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任何适当的组合。计算机可读存储介质的更具体的示例(非穷举的列表)包括下述：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、诸如存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构的机械编码设备、以及上述的任何适当的组合。本文所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
本文所述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到相应计算/处理设备，或者经由例如因特网、局域网、广域网和/或无线网的网络下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、传输光纤、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配器卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并且转发该计算机可读程序指令，以用于存储在相应计算/处理设备内的计算机可读存储介质中。
用于执行本发明的操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一个或多个编程语言的任何组合编写的源代码或对象代码，编程语言包括诸如Smalltalk、C++等的面向对象的编程语言以及常规的过程编程语言，诸如“C”编程语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全在用户的计算机上执行、部分地在用户的计算机上执行、作为独立的软件包、部分地在用户的计算机上并且部分地在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在后者的情形中，远程计算机可以通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN))连接到用户的计算机，或者可以连接到外部计算机(例如，使用因特网服务提供商通过因特网)。在一些实施例中，包括例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)的电子电路可以通过利用计算机可读程序指令的状态信息个性化电子电路来执行计算机可读程序指令，从而执行本发明的各方面。
本文参考根据本发明的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各方面。应当理解，流程图和/或框图的每个框以及流程图和/或框图中的框的组合可以通过计算机可读程序指令来实现。
这些计算机可读程序指令可以被提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而产生机器，使得经由计算机的处理器或其他可编程数据处理装置执行的指令产生用于实现在流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的装置。还可以将这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，其可以引导计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式起作用，使得存储有指令的计算机可读存储介质包括制品，其包括实现在流程图和/或框图中的一个或多个框中指定的功能/动作的各方面的指令。
还可以将计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上，以使得在计算机、其它可编程装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，使得在计算机、其它可编装置或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图图示了根据本发明的各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的架构、功能和操作。在这方面，流程图或框图中的每个框可以表示模块、指令段段或一部分，其包括用于实现指定的逻辑功能的一个或多个可执行指令。在一些替选实现中，框中标注的功能可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，根据所涉及的功能，两个连续的框实际上可以基本并行地执行，并且该框有时可以按相反的顺序执行。还注意，框图和/或流程图中的每个框以及框图和/或流程图中的框的组合可以通过执行指定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以执行专用硬件和计算机指令的组合。
现在参考图1A，图1A是根据本发明的一些实施例的用于计算来自耳机输出扬声器460的语音信号(可选地，降噪的语音信号)的系统400和设备401的示意图。在一些实施例中，客户端终端设备401可以包含用户界面409、处理单元402、音频电路410、语音和/或数据接口408和音频插口409。可以使用用户界面409来控制设备的操作、发出命令，诸如发起电话呼叫，以及查看方法的计算结果。一个或多个音频插口409可以用于将耳机421的一个或多个音频插头424连接到客户端终端401。
处理单元402可以被配置成从存储单元403检索处理器指令、控制音频电路410以及向或从接口传输数据。存储单元403可以包含处理器指令，处理器指令用于配置音频电路410，也称为音频处理集成电路，来从耳机输出扬声器413记录，由此使得能够记录来自耳机输出扬声器的听觉音频信号。例如，使用耳机421输出扬声器422从本地电话通话参与方430的耳432记录听觉信号460，同时将远程参与方461的输出语音信号传送到同一耳432。存储单元403可以进一步包含用于接收要在耳机输出扬声器461上播放的输出音频信号414(诸如电话通话中来自远程参与方440的语音信号)的处理器指令。从用于播放远程参与方语音信号的同一输出扬声器执行该记录。存储单元403可以进一步包含用于从输出耳机记录415听觉音频信号460的处理器指令。存储单元403可以进一步包含下述处理器指令：用于从听觉音频信号460计算本地参与方430的语音信号418，使得语音信号适合于在电话通话中发送到远程参与方440。可选地，存储单元403可以进一步包含用于记录来自麦克风的直接语音信号的处理器指令，如在407。可选地，存储单元403可以进一步包含基于听觉语音信号、直接语音信号和过滤系数来计算降噪的语音信号418的处理器指令。可选地，存储单元403可以进一步包含用于将降噪的语音信号发送到电话通话的远程参与方440的处理器指令。可选地，麦克风是耳机423(诸如头戴式耳机)的一部分。存储单元403可以进一步包含用于将语音信号416(可选地，降噪的语音信号)发送到远程客户端终端441的处理器指令。
该设备可以包括语音和/或数据接口408，用于通过诸如蜂窝和/或以太网的网络450与远程客户端终端441进行电话通话。该设备可以被连接到耳机421，并且该耳机可以包含一个或多个输出扬声器422和一个或多个可选麦克风423。
现在参考图1B，图1B是根据本发明的一些实施例的从耳机输出扬声器记录的听觉信号计算脉搏和/或温度测量的系统460和设备401的示意图。在一些实施例中，客户端终端设备401可以包含用户界面409、处理单元402、存储单元403、音频电路410和音频插口409。用户界面409可以用于控制设备的操作、发出诸如请求脉搏和/或温度测量的命令、以及查看计算结果。音频插口409可以用于将耳机421的一个或多个音频插头424连接到客户端终端401的音频电路410。
存储单元403可以包含用于指令413音频电路410(也称为音频处理集成电路)从耳机421输出扬声器422记录听觉信号的处理器指令。存储单元403可以进一步包含下述处理器指令：用于接收要在耳机421输出扬声器422上播放的输出音频信号414，诸如在执行听觉信号记录和计算生物计量测量的同时要播放的音乐信号461。存储单元403可以进一步包含用于从耳机421输出扬声器422记录415听觉信号460的处理器指令。存储单元403可以进一步包含用于基于听觉音频信号460来计算生物计量测量417(诸如脉搏率和温度测量)的处理器指令。存储单元403可以进一步包含用于将生物计量测量数据419输出到客户端终端401用户界面409的处理器指令。可选地，数据接口408可以用于诸如在生物数据的远程监视中在网络450上将生物计量测量输出到远程存储器和/或显示器。
可选地，客户端终端401还可以包含一个或多个内部输出扬声器406，以用于测量客户端终端的内部温度和/或客户端终端周围的环境温度。
用于电话通话的系统400和用于生物计量测量的系统460二者可以共同包括大部分系统组件。例如，客户端终端401和耳机421可以是应用于不同使用情况并且使用不同计算的同一硬件。例如，客户端终端401和耳机421是不具有特殊硬件技术特征的现成产品。
根据本发明的一些实施例，提供了用于在语音通话中将耳机用于降噪和/或在语音通话中将耳机用作麦克风的计算机化方法。
现在参考图2，图2是根据本发明的一些实施例的从耳机输出扬声器生成电话通话语音信号的方法。客户端终端401的计算机化处理单元402可以指令音频处理集成电路410从耳机421输出扬声器422进行记录101。由本地客户端终端401在电话通话中从远程参与方440的远程客户端终端441接收105远程语音信号，并且在耳机输出扬声器461上播放该远程语音信号。与在耳机421上输出远程语音信号并行地，从本地耳机421输出扬声器422记录102听觉音频信号。在接收过滤系数107之后，处理单元402可以使用记录的音频和单独接收的远程语音信号来计算本地语音信号103。然后，由处理单元402将该本地语音信号发送到远程参与方客户端终端104，由此使得能够在不需要使用连接到本地客户端终端设备的麦克风的情况下提供语音信号。
当本地客户端终端401具有附接的麦克风时，该方法可以用于通过处理单元402将降噪的本地语音信号发送到远程终端104。计算机化处理单元402指令音频处理电路410记录109来自麦克风407的本地参与方的语音信号，并且然后从麦克风407记录110远程参与方的语音信号。处理单元40将2从本地耳机421输出扬声器422所记录的语音信号与过滤系数107、远程语音信号105和所记录的音频信号460一起用于计算103降噪的本地语音信号，由处理单元402将其发送104到远程参与方客户端终端441。
根据本发明的一些实施例，提供了使用用于播放音频信号的同一耳机输出扬声器来记录心音和/或测量脉搏率的计算机化方法。
现在参考图3，图3是根据本发明的一些实施例的从耳机421输出扬声器422测量脉搏率的方法的流程图。处理单元402指令音频电路410记录201来自耳机输出扬声器422的音频信号，并且随后，记录202来自耳机输出扬声器的音频信号。可以在耳机输出扬声器422上并行地输出206先前接收的音频信号205，如在461处。在接收过滤参数207之后，由处理单元402使用所记录的音频和所接收的音频输出信号来计算心音信号和/或脉搏率203。由处理单元402将心音信号和/或脉搏率输出204到用户界面409和/或通过数据接口408和因特网450输出到远程设备。
根据本发明的一些实施例，提供了用于使用诸如一个或多个耳机输出扬声器的输出音频换能器来测量温度的计算机化方法。
现在参考图4，图4是根据本发明的一些实施例的从耳机输出扬声器422测量温度的方法的流程图。处理单元402指令音频电路410记录301来自耳机421输出扬声器422的音频信号，并且随后，记录302来自耳机输出扬声器的音频信号，如在460处。处理单元402可以在耳机输出扬声器306上并行地(例如同时或交错地)输出先前接收的音频信号305。在接收过滤参数307之后，由处理单元402使用所记录的音频和所接收的音频输出信号来计算内耳、用户的身体和耳机输出扬声器303周围环境的温度数据。然后，由处理单元402将温度数据输出304到用户界面409和/或通过数据接口408和因特网450输出到远程设备。
根据本发明的一些实施例，提供了用于使客户端终端从麦克风和/或耳机的声输出换能器接收输入的计算机化方法。如果音频处理电路可以被配置为使用作为输入源的耳机来同时或交错地记录耳空间内的声音，则可以使用该方法。即使不存在连接到客户端终端的麦克风，所计算的信号也可以是语音信号。例如，使用耳机的输出扬声器来记录用于电话呼叫应用的语音信号。
从耳机记录的信号可以用于计算语音信号，可选地，与来自麦克风的输入一起来产生降噪的语音信号。
可选地，从耳机的一个或多个扬声器收集背景信号。
可选地，在不需要连接的麦克风的情况下，仅使用耳机来在智能电话中使能语音通话。例如，作为没有内部麦克风和/或没有耳机麦克风的客户端终端的音乐播放器使用耳机输出扬声器作为麦克风来使用WiFiTM数据连接参与电话通话。在该示例中，音乐播放器被配置成记录听觉信号并且计算用于发送到电话通话的远程参与方的语音信号。
根据本发明的实施例的一些方面，该方法将音频电路配置成连接从耳机到客户端终端的音频处理电路的输入路径。该方法还允许交替和/或同时地从耳机的一个或两者输出扬声器进行记录。例如，可以在短的间隔期间进行交替记录，同时停止对扬声器的输出信号，使得收听方不会听到扬声器声输出中的中断。例如，可以与从耳机输出扬声器播放音频输出信号并行地进行同时记录。对于降噪应用，该方法可以允许接收来自可选麦克风的输入。
例如，现在参考用于计算降噪信号的示例性函数。为了简略，定义下述：
E表示从输出耳机扬声器记录的输入信号矢量；
A表示传送到耳机的输出音频信号矢量，其中，如果交错地记录，则A＝0；
M表示由麦克风记录的输入信号矢量；
Ce[N1]表示耳机输出系数，N1个元素的矢量
Ve[N2]表示每用户和耳机校准的耳机变换常数，N2个元素的矢量
Cf[N3]表示过滤系数，N3个元素的矢量；以及
T表示麦克风降噪系数矢量。
当不存在麦克风输入时，可以是使用诸如Ve*Cf*(E-Ce*A)的函数来计算语音信号，其中*表示卷积函数。
可选地，从两个或更多个耳机收集输入，并且E表示平均输入信号。例如，从左耳机收集E1并且从右耳机收集E2，并且E表示E1和E2的平均值。
可选地，N1、N2和N3具有不同值。这些不同值对应于不同滤波器系数矢量的不同频率响应函数。
例如，当发送音频输出信号A以由耳机播放时，耳机的声音频输出为Ce*A。
例如，当E是来自耳机输出扬声器的耳内部记录的音频信号时，K＝Ve*E是语音信号声音。
例如，过滤系数实现有关频率的权重函数，其中，权重0被应用于颅骨没有良好地阻挡外部噪声的低频率并且被应用于在语音频谱外的频率。非0权重被应用于用于颅骨阻挡外部噪声的语音频谱内的频率。
当从麦克风收集语音信号时，可以使用函数T*Cf*M计算降噪的语音信号。
系数T可以针对例如0.1秒时间段被重新计算。从下述等式计算T：
T＝argminT(||T*M-Ve*Cf*(E-Ce*A)||2)
其中，argmin被定义为给定自变量(该示例中的T)的值，对该T，括号中的函数获得其最小值。
该函数可以找到在耳机和语音信号的麦克风记录之间的关联的最佳降噪滤波器。类似地，可以使用两个记录来找到可以从麦克风记录减少的背景噪声。例如，从麦克风记录减少背景白噪声。例如，从麦克风记录减少重复背景噪声，诸如火车和/或其他电动车辆噪声。例如，可以使用等式M-Ve*Cf*(E-Ce*A)计算降噪的语音信号。
可选地，计算在两个音频信号之间的互相关以找到背景声音，并且从包括语音信号的音频信号中移除背景声音，使得语音信号更可听见。
可选地，最小化成本函数以使用数学优化来找到T。例如，可以使用迭代法、试探法和/或通过解算相应的线性等式来找到成本函数||T*M-Ve*Cf*(E-Ce*A)||2的最小值。例如，可以使用单纯形法、最小二乘法、牛顿迭代法、模拟退火法、组合算法等来找到成本函数最小值。
根据本发明的一些实施例，提供了一种计算机化方法，用于使客户端终端在音频输出换能器在用户的耳朵内或紧紧地放在用户的耳朵上的同时使用这些音频输出换能器来测量心脉搏率。例如，可以使用输出换能器来代替麦克风，记录来自耳中的血液脉搏的声信号，并且使用该信号来计算心脉搏率。
可选地，来自输出音频换能器的声记录与来自同一输出音频换能器的音频信号的播放是同时或交错(交替)的。
可选地，从一个耳的换能器、从两个耳单独地或从两个耳一起执行声记录。
可选地，可以使用三个现象来估计用户的脉搏率。
第一现象是静脉脉搏可以是耳内可听的。可以通过假定由信号P+N对耳内部和/或附近记录的音频进行建模来使用该现象，其中P是静脉脉搏信号并且N是噪声信号。当在传送音频输出信号的同时执行记录时，那么N可以是所传送的音频、来自声卡的噪声和白噪声的总和。当交错地记录时，那么N可以仅是来自声卡的噪声和白噪声的总和。
信号P1和P2的下标1和2表示两个耳中的每一个的静脉脉搏信号。这些信号是类似的并且包括由于从心脏到每个耳的动脉的不同流动路径而导致的时间偏移。
可以用于计算脉搏率的第二现象是P1和P2之间的时间偏移可以与脉搏率成反比。因此，找到P1和P2之间的时间偏移可以确定脉搏率，因为在足够小的时间间隔中，在用于特定人的某些条件下，其可以具有与时间偏移的线性关系。当没有假定诸如年龄、身高、体重和性别的人的参数时，该线性关系可能更复杂。当在测量时段期间脉搏值范围变化时，该线性关系会更复杂。可选地，在时间偏移和脉搏率之间的管辖内的非线性方面针对每个个体被具体校准。
用于测量脉搏率的第三现象是血压的改变可以导致耳道的体积的改变。血压可以与耳道的体积成反比。由此，计算耳道体积的改变可以用于推断血压波。耳道的体积的任何改变可以改变耳道的频率响应。可以通过同时播放和记录来自耳朵内部和/或紧紧地放在耳朵上的换能器的音频信号，来进行计算耳道频率响应。
例如，现在参考用于从音频信号计算脉搏率的示例性函数。例如，函数ALG.1和ALG.2使用第一现象，而函数ALG.3和ALG.4使用第二现象。当记录来自两个耳中的每一个的输入信号时，可以使用ALG.1和ALG.3来找到脉搏率。当记录仅来自一个耳的输入时，那么可以使用函数ALG.1来找到脉搏率。当已知来自两个耳的记录的输入的总和时，可以使用ALG.2和ALG.4来找到脉搏率。可选地，使用多个函数和/或算法并且输出平均结果。例如，函数ALG.5使用第三现象来计算脉搏率。
用于从音频信号计算脉搏率的函数可以使用加窗口的自相关函数来找到来自输出换能器的记录的音频信号中的相似性模式。这些加窗口的自相关函数可以通过搜索音频记录的分段的重复模式来找到所记录的音频信号中的重复心搏声。
为了简化，另外定义下述：
Ce[]表示换能器系数矢量
A[]表示由换能器传送的输出音频信号
CVSC[][]表示声卡噪声的协方差矩阵
W表示用于脉搏率测量的窗口间隔长度
Dr表示对应于一个心搏周期的0.1的样本数
E[]表示来自输出换能器的输入信号矢量
Sd表示对应于P1和P2之间的偏移的样本数，其中，d是每一心搏的样本数
R[][]表示r×r矩阵，使得CVSC＝RR'
TC[][]表示等于的t×t矩阵
E1[]和E2[]表示来自各个换能器的输入信号矢量
E[]可以表示来自两个换能器的信号的总和
fr表示每秒的样本中的音频信号样本率
hr表示每分钟的心跳率hr＝60×fr/(10×Dr)
可选地，当Ni是所传送的音频、来自声卡的噪声和白噪声的总和时，ALG.1从通过E＝Pi+Ni建模的音频信号找到脉搏率。在该模型中，E可以是来自任何一个耳的音频信号。仅信号的总长度是重要的。
使F＝E-Ce*A，并且算子z[x,y]表示包括指数x和y在内之间的z的子矢量。例如，F1＝E1-Ce*A1和F2＝E2-Ce*A2。该示例中的相关函数是：
Yi,j＝F[i·W,(i+1)·W]-F[i·W+j,(i+1)·W+j]
在该示例中，使用下述成本函数来针对50和150之间的hr值计算hr：
Σi＝1…MΣj＝9Dr,9Dr+1,…,11DrΣk＝1,…,W-t Yi,j[k,k+t]TTC-1Yi,j[k,k+t] ALG.1
其中，M＝length(E)/W，并且考虑到Dr和hr之间的关系，该输出是对应于成本函数ALG.1的最大值的hr的值。
例如，采样率为44KHz，每秒44,000个样本，测量信号达10秒，并且心率为每秒1拍或每心搏(d)44,000个样本。因此，总样本为10*44,000＝440,000。Dr为4,400，并且j可以具有从9*4,400(39,600)到11*4,4000(48,400)的值。给定W等于3脉搏(＝3秒)，那么W＝3*44,000＝132,000，并且i可以具有从1至3的值。
可选地，ALG.2从通过E＝P1+P2+N建模的音频信号找到脉搏率，其中，N表示来自两个耳的传送的音频、来自声卡的噪声和白噪声的总和。
在这种情况下，相关函数为：
Yi,j＝F[i·W,(i+1)·W]-F[i·W+j,(i+1)·W+j]
在该示例中，使用下述成本函数来针对在50和150之间的hr值计算hr：
Σi＝1…MΣj＝9Dr,…,11Dr(Σk＝1,…,W-t Yi,j[k,k+t]TTC-1Yi,j[k,k+t])
(Σk＝1,…,W-t Yi,j[Sj+k,Sj+k+t]TTC-1Yi,j[Sj+k,Sj+k+t]) ALG.2
并且考虑到Dr和hr之间的关系，该输出是对应于成本函数ALG.2的最大值的hr的值。
可选地，ALG.3从通过E1＝P1+N1和E2＝P2+N2建模的音频信号找到脉搏率，其中，Ni表示针对每个耳的白噪声、所传送的音频和来自声卡的噪声的总和。
在该示例中，相关函数为：
Zi,j＝F1[i·W,(i+1)·W]-F2[i·W+j,(i+1)·W+j]
在该示例中，使用下述成本函数来针对50和150之间的hr值计算hr：
Σi＝1…MΣj＝9Dr,…,11DrΣk＝1,…,W-t Zi,Sj[k,k+t]TTC-1Zi,Sj[k,k+t] ALG.3
并且考虑到Dr和hr之间的关系，该输出是对应于成本函数ALG.3的最大值的hr的值。
可选地，ALG.4从通过E2＝P2+P2+N建模的音频信号找到脉搏率，其中，N表示传送的音频、来自声卡的噪声和白噪声的总和。
在该示例中，相关函数为：
Yi,j＝F[i·W,(i+1)·W]-F[i·W+j,(i+1)·W+j]
在该示例中，使用下述成本函数来针对50和150之间的hr值计算hr：
Σi＝1…MΣj＝9Dr,…,11Dr(Σk＝1,…,W-t Yi,j[Sj+k,Sj+k+t]TTC-1Yi,j[Sj+k,Sj+k+t])ALG.4
并且考虑到Dr和hr之间的关系，该输出是对应于成本函数ALG.4的最大值的hr的值。
可选地，不存在传送的音频并且A[]＝0。
可选地，修改用于所计算的心率的容限。例如，以上定义针对10％的容限定义了Dr和示例性函数或Dr。可以在所计算心率的中，针对更高或更低容限，诸如每分钟心搏中的5％的容限、每分钟心搏中的2％的容限、每分钟心搏中的1％的容限、每分钟心搏中的0.1％的容限等，编写替选的定义和函数。
可选地，表示为W的用于计算心率的窗口具有对应于两个或更多个心搏的样本数的值。可选地，用于计算心率的窗口具有对应于3次和12次心搏之间的样本数的值。
可选地，在不需要特殊硬件要求的情况下，从具有标准的现成耳机的输出换能器记录输入信号矢量。
可选地，在主体移动期间和/或存在背景噪声的情况下，从输出换能器记录输入信号矢量。
可选地，在通过输出换能器播放输出音频信号期间，从同一输出换能器记录输入信号矢量。
可选地，ALG.5从血压信号找到脉搏率。可以通过置于耳内的换能器播放输出信号(由A[]表示)来计算血压信号，通过置于耳内的同一和/或另一换能器来记录表示为E[]的信号，并且使用算法来从E[]和A[]估计血压信号。该算法可以采用E[]包含由耳道反射(echo)的A[]的现象。这些反射受耳道体积的频率响应的影响，其与血压信号相关联。
为了简化，另外定义下述：
E[]表示由换能器记录的音频信号；
A[]表示由客户端终端播放的音频信号；
Ct[]表示换能器的频率响应的系数矢量；
Ce(i)[]表示在时间帧i处的耳道的频率响应的系数矢量；
T[]表示在Ce(i)的差与耳道信号的体积导数之间的函数；T[]是预先执行的校准过程的输出
Di表示在时间i处的血压信号的导数，并且Di＝-<T,Ce(i+)-Ce(i)>；以及
BP表示血压信号，并且BP(i)＝∑j＝1…I Dj.。
为计算血压信号，首先将信号E[]和A[]划分成在秒/(5*脉搏)和秒/(50*脉搏)之间的长度中的短连续间隔。由A(i)和E(i)表示第i间隔。由下述公式估计Ce(i)：
Ce(i)＝argmin||E(i)-Ct*A(i)+Ce(i)*Ct*A(i)||2ALG.5
并且计算：
Di＝-<T,Ce(i+1)-Ce(i)>
其中，Di可以是对在时间i处的血压信号的导数的估计：
BP(t)＝∑j＝1…t Dj
可以使用本文所述的先前方法来进行从信号BP找到脉搏率。函数T[]可以是用于特定耳机和/或耳道的输出信号和输入信号之间的变换函数的线性近似。可选地，T[]是二阶或更高阶的近似函数，例如使用二次函数。
算法描述
当播放的音频为A[]并且由换能器记录的音频为E[]时，那么
E＝Ct*A+Ce*Ct*A
其中，Ct[]可以是系数的短矢量，使得由换能器播放的音频为Ct*A。Ct是常数并且当耳机不在耳道内时，能通过记录和播放声音来校准。
Ce[]是耳道的频率响应矢量。当在耳内播放音频信号X时，由换能器记录信号Ce*X。Ce[]是由耳道反射的X的结果。
该算法可以使用连续短时间帧来估算频率响应矢量，其中Ce(i)可以是对应于第i帧的矢量。耳道的体积导数可以是连续时间帧之间的差的函数。近似线性的该函数可以估计在时间I处的耳道的体积导数，诸如<T,Δi>，其中，Δi＝Ce(i+1)-Ce(i)。由此，在时间i处的血压信号的导数可以是<T,Δi>。每个时间帧的导数可以估计血压信号，并且特别是脉搏率。
根据本发明的一些实施例，提供一种了计算机化方法，用于使客户端终端使用诸如耳机扬声器的音频输出换能器来测量温度。为了使用音频换能器来测量温度，可以将音频换能器同时连接到音频处理集成电路的输入混合器和输出混合器。由输出换能器播放的输出音频信号和在用作麦克风时从输出换能器记录的输入音频信号可以用于计算温度。例如，当由用户A佩戴的耳机使用允许向和从耳机的同时输出和输入路径的声卡连接到客户端终端时，测量用户的体温。在该示例中，使用客户端终端来执行体温的计算。可以同时使用耳机的音频输出换能器来对输出音频信号进行输出并且记录音频信号。由输出换能器播放的音频输出信号可以是任何音频输出信号。例如，输出音频信号是音乐信号、语音信号等。
所测量的温度可以是换能器的周围环境的温度，其可能改变很大。例如，所测量的温度是膜的周围的平均温度和输出换能器的背面周围的平均温度。这两个温度可能非常不同，例如在膜周围的温度是用户的内耳的温度，而后腔的周围温度是用户的外耳的周围温度的耳机的情况下。
音频换能器可以与记录表示为E[]的音频信号同时地传送标识为A[]的音频输出信号。例如，E是将输出换能器用作麦克风进行记录的音频信号，并且所记录的信号E包括对音频输出信号A的记录。矢量A和E可以用于计算相应输出换能器的正面和背面的温度。可选地，音频输出换能器的温度可以由客户端终端立即计算，或者可以在稍后的时间出并且可选地在远程位置处被存储、可选地传送和计算。
A[]和E[]之间的频率响应可以用于计算温度。允许计算输出换能器的正面和背面的温度的物理原理可以是先前描述的、根据温度的函数的频率响应改变。这些频率响应改变对换能器的正面和背面的温度改变可以是不同的，由此允许两个温度之间的差异。
例如，现在参考使用A[]和E[]之间的频率响应来计算温度的示例性函数。分别在输出换能器的正面和背面的基础温度tb0和tf0时测量频率响应Ctf0,tb0。在与换能器的正面的tf0差Δ的温度或在与换能器的背面的tb0差Δ的温度处，测量频率响应Ctf0+Δ,tb0和Ctf0,tb0+Δ，并且由此确定Ctf0,tb0和Ctf0+Δ,tb0之间的线性变换TΔ,0以及Ctf0,tb0和Ctf0,tb0+Δ之间的线性变换T0,Δ。由于TΔ,0和T0,Δ可以是对分别对应于扬声器的正面或背面的改变Δ的线性变换，并且假定它们对于足够接近tf0和tb0的温度基本上是恒定的，通过将TΔ,0和T0,Δ迭代地应用于Ctf0,tb0可以在新的温度tb0+kb·Δ和tf0+kf·Δ处估计频率响应。通过颠倒该过程，可以使用所测量的频率响应来计算将产生该频率响应的正面和背面温度。
例如，在输出换能器的正面和背面的25摄氏度时测量频率响应，并且发现与5kHz时的-2.0dB衰减齐平。在输出换能器的背面的25.5摄氏度时测量的频率响应与可以5kHz时的-2.5dB衰减齐平。在输出换能器的前面的25.5摄氏度时测量的频率响应可以与5kHz时的-2.2dB衰减和3kHz时的-0.5dB衰减齐平。在输出换能器的未知温度tb0+kb·Δ和tf0+kf·Δ时测量的频率响应可以与5kHz时的-6.4dB衰减以及3kHz时的+6.0dB衰减齐平。通过找到次数kb和kf，需要应用两次线性变换，可以将正面和背面的温度分别计算为37和27摄氏度。
为了简化，另外定义下述：
C0[]表示在基线温度tf0,tb0时的换能器系数矢量，其中tb0是换能器的背面的温度，并且tf0是换能器的正面的温度。
k1,k2＝argmin||TΔ,0 k1(T0,Δ k2(C0))*A–E||2表示换能器系数矢量的线性变换，使得TΔ,0 k1(T0,Δ k2(C0))是分别在背面和正面的温度tb0+k1·Δ和tf0+k2·Δ时的换能器系数，其中，Δ是用于测量线性变换的温度阶跃，并且k1和k2是温度阶跃的次数。对C0迭代地施加k1和k2次用于正面和背面温度二者的线性变换，以达到实际测量的信号E。
||x||表示x的l2范数
x*y表示x和y的卷积。
tf,tb分别表示输出换能器的正面和背面的温度
Hf,Hb分别表示输出换能器的正面和背面的热传递系数。
该方法可以使用下述函数来将温度tf,tb估计为tb0+k1·Δ和tf0+k2·Δ：
k1,k2＝argmin||TΔ,0 k1(T0,Δ k2(C0))*A–E||2
可选地，通过使用等于0的D的导数的线性等式解算D＝argmin||D*A–E||2，可以得到tf和tb，此后，得到k1,k2，使得k1,k2＝argmin||TΔ,0 k1(T0,Δ k2(C0))–D||2
可选地，使用用于TΔ1[N][N]和TΔ2[N][N]的两个不同温度阶跃解算来执行温度计算，其中，Δ2>>Δ1。在这种情况下，可以如前计算D，并且计算k1,k2，使得k1,k2＝argmin||TΔ1 k1(TΔ2 k2(C0))-D||2。该不同的解算阶跃允许在正面和背面温度对系数矢量的影响之间的更好的区分。
可选地，该算法可以使用几个基本系数集。即，C0[N],…,Cs[N]，其是在温度tb0,…tbs和tf0,…tfs时的换能器系数。在这种情况下，可以如前计算D，但是使用下述等式计算tf/tb：
tf,tb＝argminΣi＝0,…,s||TΔ,0 (tb-tbi)/Δ(T0,Δ (tf-tfi)/Δ(Ci))*A–E||2
这可以通过解算线性等式来计算。可选地，可以使用任何数目的基础温度。
可选地，通过两个或更多个线性变换对来计算温度。例如，TΔ1,0[N][N],TΔ1’,0[N][N]和T0,Δ2[N][N],T0,Δ2’[N][N]，使得Δ1’>>Δ1并且Δ2’>>Δ2。在这种情况下，可以如前计算D，但是使用下述等式来计算k1,k1’,k2,k2’：
k1,k1’,k2,k2’＝argmin||TΔ1’,0 k1’·TΔ1,0 k1(T0,Δ2’ k2’·T0,Δ2 k2(C0))*A–E||2
可选地，不同基础温度和不同温度解算阶跃可以一起用于确定目标温度。
可选地，两次或更多次地计算tb和/或tf，并且值被外推至未来稳定状态温度值。例如，A和E被连续收集并且分割成窗口，其中针对每个窗口计算tb和/或tf值。例如，该过程可以被重复x次，并且然后，采用最终tb和/或tf来进行x中间结果的外推。
如本文所述的温度测量的问题可以是，所测量的温度是换能器的背面和正面的温度，而不是内耳或环境的温度。可以长时间地采用换能器温度来达到其周围的温度。为此，可以使用换能器的温度改变的速度来估计其周围的温度。可选地，使用热传递系数Hb和Hf，并且如果正面和背面温度为tb和tf，并且稍后第二正面和背面温度为tb'和tf'，则周围温度为δb＝Hb·(tb’-tb)和δf＝Hf·(tf’-tf)。
可选地，使用指数函数和热传递系数来外推最终稳定状态温度。
现在参考图5，图5是根据本发明的一些实施例的用于记录来自耳机输出扬声器的信号、计算信号和/或测量数据并且输出数据的用户界面的示意图。用户界面可以包含用于命令菜单501的区域。用户界面可以包含用于测量显示502的区域，包括对体温、周围温度、脉搏率、心脏信号、电话信息、呼叫信息、降噪度量等的测量。用户界面可以包含用于用户定义的按钮504的区域。用户界面可以在客户端终端的显示器上被呈现。例如，显示器503是智能电话、个人计算机、膝上型电脑、音乐播放器、平板电脑等的屏幕。
在制造集成电路芯片时可以采用上文所述的方法。
附图中的流程图和框图图示了根据本发明的各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这方面，流程图或框图中的每个方框可以表示模块、代码段或一部分，其包括用于实现规定的逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应当注意，在一些替选实现中，框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，根据所涉及的功能，两个连续的框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个框以及框图和/或流程图中的框的组合可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
为了说明的目的，对本发明的各种实施例进行了描述，但是对本发明的各种实施例的描述无意穷举或局限于所公开的实施例。对于所属技术领域内的技术人员，许多修改和变更显而易见，而不脱离所描述的实施例的实质范围。为了更好地解释实施例的原理、实际应用或优于市场上存在的技术的技术进步，选择本文使用的术语，或使得所属技术领域内的技术人员明白本文公开的实施例。
预期在由该申请获得的专利的寿命期内，将开发出许多相关耳机，并且术语耳机的范围意在包括推演的所有这种新技术。
本文使用的术语“约”指±10％。
术语“包括”、“包含”、“具有”及其变型指“包含当不局限于”。该术语包括术语“由……构成”和“基本上由……构成”。
仅当其他成分和/或步骤不从实质上影响要求保护的构造或方法的基本特征和新颖性特征，短语“基本上由……构成”指该构成或方法可以包括其他成分和/或步骤。
如本文使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也包括复数形式，除非上下文另外清楚地指明。例如，术语“一个复合物”或“至少一个复合物”可以包括含有其混合物的多个复合物。
本文采用单词“示例性”指“作为一个例子、范例或示例”。描述为“示例性”的任何实施例都不一定是优选实施例，也不一定是优于其他实施例的实施例，并且/或不一定排除包括其他实施例的特征。
本文采用单词“可选地”指“在一些实施例中提供而在其他实施例中不提供”。本发明的任何特定实施例都可以包括多个“可选”特征，除非这些特征矛盾。
在本申请中，以范围方式描述本发明的各种实施例。应当明白，范围方式的描述仅是为了方便和简洁，而不应当理解为是对本发明范围的刚性限制。因此，应当将范围描述理解为具体公开了所有可能的子范围以及该范围内的独立数值。例如，诸如从1至6的范围描述应当理解为具体公开了诸如从1至3、从1至4、从1至5、从2至4、从2至6、从3至6等的子范围以及位于该范围内的独立值，例如，1、2、3、4、5和6。无论该范围的宽度多大，这都适用。
每当本文指出数值范围时，都指在所指出的范围内包括任何所指出的数(小数或整数)。本文可互换地采用短语第一指示数与第二指示数“之间的范围”和“从”第一指示数“到”第二指示数的“范围”，并且它们指包括第一和第二指示数以及其间的所有小数和整数。
要明白，为了清楚起见在各实施例的上下文中描述的本发明的特定特征也可以在单个实施例中以组合方式实现。相反，为了清楚起见在单个实施例的上下文中描述的本发明的各种特征也可以分别实现或以任何适当子组合的方式实现，或在本发明的任何其他所述实施例中适当地实现。不认为各种实施例的上下文中描述的特定特征是这些实施例的实质特征，除非在没有这些要素的情况下，该实施例不能工作。
尽管结合其特定实施例描述了本发明，但是显然对于所属技术领域的技术人员，许多变型、修改和变更是显而易见的。因此，意在包括落入所附权利要求书的实质并且宽泛的范围内的所有这些变型、修改和变更。
本文，通过引用将本说明书中提到的所有公开、专利和专利申请整体合并到本说明书中，如同本文通过引用来合并逐一单独指出的每个单独公开、专利或专利申请。此外，本申请中提到或确认的任何引用都不应看作认可将该引用用作本发明的现有技术。正如所采用的小节标题，不能将它们理解为必然限定。

Claims (37)

1.一种使用耳机输出扬声器作为用于在多个参与方之间的电话呼叫的麦克风的方法，包括：
向至少一个耳机的至少一个电声输出换能器播放所接收的语音信号，其中，所接收的语音信号是从远程客户端终端记录的远程参与方的语音；
指令本地客户端终端的音频处理集成电路从同一所述至少一个电声输出换能器记录语音信号，其中，所述语音信号是使用所述本地客户端终端的本地参与方的语音；
使用所述本地客户端终端的处理单元，基于组合所记录的语音信号、所接收的语音信号和过滤系数的函数来计算传输语音信号；以及
通过所述本地客户端终端的输出接口来发送所述传输语音信号，由此使能在用于电话呼叫通信的远程位置处的所述远程客户端终端上的对所述传输语音信号的声语音播放。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个电声输出换能器是连接到耳机的外部扬声器。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个电声输出换能器是所述客户端终端的内部扬声器。
4.如权利要求1所述的方法，其中，从同一电声换能器同时执行所述语音信号的记录和所接收的语音信号的播放。
5.如权利要求1所述的方法，其中，从同一电声换能器交替地执行所述语音信号的记录和所接收的语音信号的播放，其中，对于第一时间段执行播放，并且对于第二时间段，以短得足以不可听见的时间执行记录。
6.一种计算机可读介质，包括适配为执行如权利要求1所述的方法的计算机可执行指令。
7.一种将降噪的语音信号发送到在多个参与方之间的电话呼叫的远程参与方的方法，包括：
向至少一个耳机的至少一个电声输出换能器播放所接收的语音信号，其中，所接收的语音信号是从远程客户端终端记录的远程参与方的语音；
指令集成到本地客户端终端的内部麦克风记录语音信号，其中，所述语音信号是使用所述本地客户端终端的本地参与方的语音；
指令所述本地客户端终端的音频处理集成电路使用同一所述至少一个电声输出换能器来记录听觉音频信号；
使用所述本地客户端终端的处理单元，基于组合所述语音信号、所述听觉音频信号、所接收的语音信号和过滤系数的函数，来计算降噪的语音信号；以及
通过输出接口发送所述降噪的语音信号，由此使能在用于电话呼叫通信的远程位置处的所述远程客户端终端上的对所述降噪的语音信号的声播放。
8.如权利要求7所述的方法，其中，从同一电声输出换能器同时执行所述听觉音频信号的记录和所接收的语音信号的播放。
9.如权利要求7所述的方法，其中，从同一电声输出换能器交替地执行所述听觉音频信号的记录和所接收的语音信号的播放，其中，对于第一时间段执行播放，并且对于第二时间段，以短得足以不可听见的时间执行记录。
10.如权利要求7所述的方法，其中，在所述听觉音频信号的记录期间，所述电声换能器位于耳道内。
11.一种计算机可读介质，包括适配为执行如权利要求7所述的方法的计算机可执行指令。
12.一种呈现脉搏率测量的方法，包括：
向至少一个耳机的至少一个电声输出换能器播放输出音频信号；
指令客户端终端的音频处理集成电路使用同一所述至少一个电声输出换能器来记录听觉音频信号；
基于组合所述听觉音频信号、所述输出音频信号和过滤系数的函数来计算脉搏率测量；以及
呈现所述脉搏率测量。
13.如权利要求12所述的方法，其中，从同一所述至少一个电声输出换能器同时执行所述听觉音频信号的记录和所述输出音频信号的播放。
14.如权利要求12所述的方法，其中，从同一所述至少一个电声输出换能器交替地执行所述听觉音频信号的记录和所述输出音频信号的播放，其中，对于第一时间段执行播放，并且对于第二时间段，以短得足以不可听见地执行记录。
15.如权利要求12所述的方法，其中，在所述听觉音频信号的记录期间，所述至少一个电声输出换能器位于耳道内。
16.如权利要求12所述的方法，其中，基于在所述听觉音频信号与从至少一个第二电声输出换能器记录的第二听觉音频信号之间的时间偏移的测量来计算所述脉搏率测量。
17.如权利要求12所述的方法，其中，基于耳道的频率响应的改变来计算所述脉搏率测量。
18.如权利要求12所述的方法，其中，通过用户界面向用户呈现所述脉搏率测量。
19.如权利要求12所述的方法，其中，通过输出接口向远程设备呈现所述脉搏率测量。
20.一种计算机可读介质，包括适配为执行如权利要求12所述的方法的计算机可执行指令。
21.一种呈现温度测量的方法，包括：
向至少一个电声换能器播放输出音频信号；
指令客户端终端的音频处理集成电路使用同一所述至少一个电声换能器来记录音频信号；
基于组合所述音频信号、输出音频信号和过滤系数的函数来计算多个温度测量；以及
呈现所述多个温度测量中的至少一个。
22.如权利要求21所述的方法，其中，所述至少一个电声换能器是麦克风。
23.如权利要求21所述的方法，其中，所述至少一个电声换能器是耳机的输出扬声器。
24.如权利要求21所述的方法，其中，所述至少一个电声换能器是连接到耳机的外部扬声器，并且所述多个温度测量包括环境和内耳温度测量。
25.如权利要求21所述的方法，其中，所述至少一个电声换能器是客户端终端的内部扬声器，并且所述多个温度测量包括环境和设备温度测量。
26.如权利要求21所述的方法，其中，在所述音频信号的记录期间，所述电声换能器位于目标用户的耳道内，并且所述多个温度测量中的一个是与所述目标用户的体温相关联的内耳测量。
27.如权利要求21所述的方法，其中，通过用户界面向用户呈现所述多个温度测量中的至少一个。
28.如权利要求21所述的方法，其中，通过输出接口向远程设备呈现所述多个温度测量中的至少一个。
29.一种计算机可读介质，包括适配为执行如权利要求21所述的方法的计算机可执行指令。
30.一种用于发送传输语音信号的计算机程序产品，包括：
计算机可读存储介质；
第一程序指令，所述第一程序指令用于向至少一个耳机的至少一个电声输出换能器播放所接收的语音信号；
第二程序指令，所述第二程序指令指令本地客户端终端的音频处理集成电路使用同一所述至少一个电声输出换能器来记录语音信号；
第三程序指令，所述第三程序指令用于基于组合所记录的语音信号的函数来计算传输语音信号；以及
第四程序指令，所述第四程序指令用于通过所述本地客户端终端的输出接口来发送所述传输语音信号；
其中，所述第一程序指令、所述第二程序指令、所述第三程序指令和所述第四程序指令被存储在所述计算机可读存储介质上。
31.一种用于发送降噪的语音信号的计算机程序产品，包括：
计算机可读存储介质；
第一程序指令，所述第一程序指令用于向至少一个耳机的至少一个电声输出换能器播放所接收的语音信号；
第二程序指令，所述第二程序指令指令集成到客户端终端的内部麦克风来记录语音信号；
第三程序指令，所述第三程序指令用于指令所述客户端终端的音频处理集成电路使用同一所述至少一个电声输出换能器来记录听觉音频信号；
第四程序指令，所述第四程序指令用于基于组合所述语音信号、所述听觉音频信号和过滤系数的函数来计算降噪的语音信号；以及
第五程序指令，所述第五程序指令用于通过所述客户端终端的输出接口来发送所述降噪的语音信号；
其中，所述第一程序指令、所述第二程序指令、所述第三程序指令、所述第四程序指令和所述第五程序指令被存储在所述计算机可读存储介质上。
32.一种用于呈现脉搏率测量的计算机程序产品，包括：
计算机可读存储介质；
第一程序指令，所述第一程序指令用于向至少一个耳机的至少一个电声输出换能器播放输出音频信号；
第二程序指令，所述第二程序指令指令客户端终端的音频处理集成电路使用同一所述至少一个电声输出换能器来记录听觉音频信号；
第三程序指令，所述第三程序指令用于基于组合所记录的听觉音频信号的函数来计算脉搏率测量；以及
第四程序指令，所述第四程序指令用于呈现所述脉搏率测量；
其中，所述第一程序指令、所述第二程序指令、所述第三程序指令和所述第四程序指令被存储在所述计算机可读存储介质上。
33.一种用于呈现温度测量的计算机程序产品，包括：
计算机可读存储介质；
第一程序指令，所述第一程序指令用于向至少一个耳机的至少一个电声换能器播放输出音频信号；
第二程序指令，所述第二程序指令指令客户端终端的音频处理集成电路使用同一所述至少一个电声换能器来记录听觉音频信号；
第三程序指令，所述第三程序指令用于基于组合所记录的听觉音频信号的函数来计算温度测量；以及
第四程序指令，所述第四程序指令用于呈现所述温度测量；
其中，所述第一程序指令、所述第二程序指令、所述第三程序指令和所述第四程序指令被存储在所述计算机可读存储介质上。
34.一种用于将语音信号发送到电话通话中的远程参与方的设备，包括：
接口，所述接口用于发送所述电话通话中的本地参与方的本地语音信号并且接收远程参与方的远程语音信号；
音频插口，所述音频插口用于将耳机连接到所述设备；
至少一个存储单元，所述至少一个存储单元包括用于执行下述动作的处理器指令集：
向至少一个耳机的至少一个电声换能器播放所接收的语音信号；
指令音频电路从所述耳机的同一所述至少一个电声换能器记录听觉信号；
从所述听觉信号计算所述本地语音信号；
将所述本地语音信号发送到所述电话通话中的所述远程参与方的播放器设备；以及
至少一个处理单元被配置用于从所述至少一个存储单元检索所述处理器指令集，并且执行所述处理器指令集。
35.如权利要求34所述的设备，其中，所述设备进一步包括麦克风，所述麦克风记录第二语音信号，所述语音信号是使用所述听觉信号和所述第二语音信号计算的降噪的语音信号。
36.一种用于呈现生物计量测量的设备，包括：
音频插口，所述音频插口用于将耳机连接到所述设备；
至少一个存储单元，所述至少一个存储单元包括用于执行下述动作的处理器指令集：
向至少一个耳机的至少一个电声换能器播放输出音频信号；
指令音频电路从所述耳机的同一所述至少一个电声换能器记录听觉信号；
从所述听觉信号计算至少一个生物计量测量；
呈现所述至少一个生物计量测量；以及
至少一个处理单元被配置用于从所述至少一个存储单元检索所述处理器指令集，并且执行所述处理器指令集。
37.如权利要求36所述的设备，其中，所述设备进一步包括数据接口，并且使用所述数据接口来在远程设备上呈现所述至少一个生物计量测量。
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