CN111328009B - 用于可听设备的声学入耳检测方法以及可听设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及用于可听设备的声学入耳检测。公开了一种用于确定包括扬声器和空气压力传感器的耳机的当前使用状态的方法。该方法从空气压力传感器获取指示邻近耳机的空气压力的压力信号，空气压力传感器响应于耳机被插入到用户的耳朵中而产生压力信号。该方法处理所获取的压力信号以确定耳机处于使用状态，并且作为响应，执行以下中的至少一者：(1)通过所述扬声器输出音频信号，表明耳机正在使用，(2)与媒体回放设备建立无线连接以在耳机和媒体回放设备之间交换数据，或它们的组合。

Description

用于可听设备的声学入耳检测方法以及可听设备

技术领域

本发明的一个方面涉及一种可听设备，该可听设备用于基于空气压力变化确定其处于使用状态。也描述了其它方面。

背景技术

头戴受话器是包括一对扬声器的音频设备，当头戴受话器配戴在用户头上或围绕用户头部配戴时，每个扬声器被放置在用户的耳朵上。类似于头戴受话器，耳机(或入耳式头戴受话器)是两个分开的音频设备，每个音频设备具有插入到用户耳朵中的扬声器。头戴受话器和耳机两者通常有线连接到单独的回放设备诸如MP3播放器，该回放设备以音频信号驱动设备的每个扬声器以便生成声音(例如，音乐)。头戴受话器和耳机提供用户可用以单独收听音频内容而不必将音频内容广播给附近其他人的一种方便的方法。

发明内容

无线可听设备诸如无线耳机为用户提供单独收听音频内容(例如，音乐)或进行电话通信而不将声音广播给附近其他人的能力。为了执行此类操作，耳机经由例如BLUETOOTH协议与单独的电子设备诸如智能电话无线地连接或配对以无线地交换音频数据。然而，在初始化与智能电话的无线连接之前，耳机确认其正被用户配戴，所述用户通过配戴耳机而打算将耳机与智能电话配对。一些无线耳机利用接近传感器执行确认过程，所述接近传感器监视接近数据以确定耳机与对象(例如，用户的头部)之间的距离是否低于阈值距离，由此指示耳机正被配戴。但是，依赖接近数据具有缺点。例如，接近数据仅指示耳机与另一对象之间的距离，但该数据没有给出任何对所述对象的实质的指示，因此易受误报的影响(例如，当被保持在用户的手中或在用户的口袋中时)。其他无线耳机在被插入到用户的耳道中时依赖于在耳机的主扬声器产生刺激声音(例如低频声音)时所导致的闭塞增益的增加。这些耳机包括在被插入到用户的耳道中时形成气密密封的头端。当在密封环境中产生刺激声音时，麦克风感测到低频响应的增加，其指示耳机位于用户的耳朵内。然而，该方法依赖于头端产生近乎完美的气密密封。如果密封不完美，则低频响应将受到影响，从而提供不确定的结果以及可能的误报。

本发明的一个方面是由耳机执行的用于通过确定耳机的当前使用状态来确认耳机要被激活(例如，与媒体回放设备无线配对)的方法。这通过使用空气压力传感器来实现，该空气压力传感器连同耳机的扬声器一起被插入到用户的耳道中。当耳机正被插入到用户的耳朵中时，空气压力传感器产生指示耳道内空气压力的空气压力信号。在插入期间和插入之后，空气压力传感器检测耳道内空气压力相对于环境大气压力的变化。当耳机的头端在耳机正被插入到耳朵中时在耳道内形成密封并且压缩空气体积时，耳机的头端引起这些变化。耳机处理空气压力信号以检测空气压力信号的变化，诸如指示用户将耳机插入到用户耳朵中的脉冲。在检测到此类变化时，确定耳机处于位于用户的耳朵内的使用状态，并且作为响应，耳机激活。例如，耳机可通过扬声器输出音频信号(例如，启动声音)，该音频信号向用户表明耳机正在使用。在激活时，耳机也可与媒体回放设备建立无线连接(例如，配对)以交换数据。

通过使用空气压力变化来确定耳机处于使用状态，缓解了原本通过其他方法会发生的任何误报。例如，与在耳机位于用户口袋内时会产生误报的接近传感器不同，空气压力传感器比较不容易受到这些事件的影响，因为此类环境几乎不造成空气压力变化。压力的变化与空气体积的变化成比例相关。就用户的口袋而言，空气体积几乎没有变化，因为空气可自由地穿过口袋(例如，因为口袋由透气材料制成)。与使用闭塞增益的增加来确定耳机在用户耳朵内的其他方法相比，本发明也具有若干优点。例如，与需要耳机的主扬声器产生刺激声音的闭塞增益方法不同，本发明的耳机依赖于耳道内的空气压力变化，而不需要刺激声音，从而节省了原本激活主扬声器所需的电力。另外，与需要在用户耳道内进行气密密封以便使该密封生效的闭塞增益的增加相反，本发明的空气压力传感器可准确地检测空气压力的变化以确定耳机处于使用状态，即使本发明的头端产生的密封为非气密的。

上面的概述不包括本发明的所有方面的详尽列表。设想本发明包括可从上面概述的各个方面以及在下面的具体实施方式中公开并在随该专利申请提交的权利要求书中特别指出的各个方面的所有合适的组合而实践的所有系统和方法。此类组合具有未在上面的概述中具体叙述的特定优点。

附图说明

本发明的各个方面是通过举例而非限制的方式在附图的图中示出，在附图中类似的附图标号指示类似的元素。应当指出的是，本公开中提到发明的“一”或“一个”方面未必是同一方面，并且其意味着至少一个。另外，为了简洁以及减少附图的总数，可使用某个附图示出本发明不止一个方面的特征，并且对于某个方面，可能并不需要该附图中的所有元素。

图1示出可听设备的状态进展，从而使得在声学上检测到该可听设备处于使用状态。

图2示出了根据本发明的一个方面的可听设备的框图。

图3是基于空气压力变化激活可听设备的过程的一个方面的流程图。

图4示出了由可听设备的空气压力传感器产生的空气压力信号的不同图形表示。

图5是基于空气压力变化激活可听设备的过程的另一方面的流程图。

图6示出了例示传感器数据与可听设备的当前状态之间的视觉关系的示意图。

具体实施方式

现在将参考所附附图来解释本发明的多个方面。只要在这些方面中描述的部件的形状、相对位置和其他方面未明确限定，本发明的范围就不仅仅局限于所示出的部件，所示出的部件仅用于说明的目的。另外，虽然阐述了许多细节，但应当理解，本发明的一些方面可在没有这些细节的情况下被实施。在其它情况下，未详细示出熟知的电路、结构和技术，以免模糊对该描述的理解。

图1示出了可听设备100，其响应于在被插入到用户102的耳朵101中时检测到空气压力变化而激活。具体地，该图示出两个阶段105和110，其中可听设备100从用户102的口袋115中被取出，并且被插入到用户的耳朵101中，以便用户102使用可听设备100(例如，收听音乐)。

如本文所用，“可听设备”可以是指被设计成通过集成在其中的扬声器输出一个或多个音频信号的任何入耳式、贴耳式或包耳式电子音频设备。可听设备的示例可包括耳机(或入耳式头戴受话器)、贴耳式或包耳式头戴受话器、或耳植入物诸如助听器。在该图中，可听设备100为耳机，该耳机被配置为检测空气压力变化以确定可听设备100处于“使用状态”，在使用状态中，用户102已将可听设备插入在用户耳朵101的耳道120中。如本文进一步所用，“使用状态”可定义在可听设备相对于用户头部或耳朵的一个或多个部分被放置在位置上、位置之上或位置中时的状态。例如，在一个方面，贴耳式设备在头戴受话器的至少一部分位于用户的耳朵上(例如，设备的衬垫正置放在用户的耳朵上)时处于使用状态。包耳式设备在该设备的至少一部分位于用户的耳朵之上(例如，设备的耳罩在用户的耳朵之上并且耳罩的耳垫置放在用户头部的一侧上)时处于使用状态。

在处于该状态时，可听设备100能够执行一个或多个联网和/或音频处理操作。例如，可听设备100可利用例如BLUETOOTH协议或无线局域网通过无线计算机网络与媒体回放设备(未示出)诸如智能电话、平板电脑、膝上型计算机等建立无线连接。在所建立的无线连接期间，可听设备100可与媒体回放设备交换(例如，发射和接收)数据分组(例如，互联网协议(IP)分组)。在一个方面，该无线连接正在将可听设备100与媒体回放设备配对，以便允许可听设备100执行原本可在媒体回放设备处执行的操作。例如，用户102可参与由媒体回放设备发起但通过可听设备100进行的免提电话呼叫。例如，可听设备100可从媒体回放设备接收包括电话呼叫的音频的音频信号，可听设备100通过扬声器回放(例如，呈现和输出)该音频信号。结合回放音频信号，可听设备可包括麦克风，该麦克风被配置为感测声音(例如，用户102的语音)并将声音转换成麦克风信号，该麦克风信号然后被发射回媒体回放设备以替代由媒体回放设备的麦克风所捕获的声音以用于电话呼叫。本文描述了关于可听设备100的能力的更多信息。

可听设备100包括耳夹(或耳挂)103、头端125和空气压力传感器130。在一个方面，可听设备100还包括扬声器(未示出)。耳夹103为可听设备100的在被用户102配戴时贴合在用户耳部背部周围以将可听设备100保持在适当位置的部分。在一个方面，可听设备100可以不包括耳夹103。头端125用于在可听设备100被插入到用户的耳朵101中时在耳道120中提供气密密封。所述密封有助于减少在可听设备100使用时外部环境噪声渗漏到耳道120中的量。气密密封还使可听设备100能够提供更好的低频响应，从而为用户102提供总体更好的声音体验。然而，如果所述密封不是气密的或者根本没有密封，则低频响应可能受到影响，因为在可听设备100的扬声器产生声音时，空气将从耳道120逸出。在一个方面，头端可由任何柔性材料诸如硅树脂、橡胶和塑料制成。

空气压力传感器130被配置成检测可听设备100外部的空气压力，并且作为响应产生空气压力信号。传感器130可为力收集器型，其检测由于施加于力收集器(例如，诸如隔膜、活塞等)的空气力而导致的压力，并且将所述压力转换为电信号。例如，传感器130可以是将由空气压力导致的隔膜上的应变转化为对应的空气压力信号的压力换能器。在一个方面，与专门的电子部件诸如压力换能器相反，传感器130可以是(例如，参考或语音)麦克风，类似于图2中所描述的麦克风。在另一方面，空气压力传感器130可为气压计，或能够产生表示空气压力的信号的任何类型的传感器。

如前所述，当常规可听设备在用户的口袋中时，设备实际上可在用户102的口袋115中时无意地激活(如图1的阶段105中所示)。例如，常规可听设备可响应于接近传感器检测到设备位于对象(诸如人头部的侧面)的阈值距离内而激活。然而，这种方法可能导致可听设备的许多误报或错误激活，因为大多数接近传感器不能区分计算距离所针对的对象。具体地，由于可听设备位于用户的口袋115(其为封闭空间)中，如果可听设备100使用这些方法(例如，接近数据)来激活，则最有可能这样做，因为接近传感器会检测到近在咫尺的口袋115的布料。因此，仅接近传感器不可能提供关于可听设备当前处于使用状态的足够置信度水平。

与常规方法相比，可听设备100在阶段105处不激活，因为空气压力传感器130在可听设备100在用户102的口袋115中时没有检测到空气压力的变化。在一个方面，在不活动时，可听设备100可处于节电模式，在该模式中可减少可听设备执行的操作以节省电池电力。然而，在处于该模式时，某些计算操作和/或传感器可保持活动，以便确定可听设备是否正(或将)被用户102使用。例如，空气压力传感器130可保持活动(例如，产生空气压力信号)，并且处理器可继续监视空气压力信号以确定何时存在传感器130检测到的变化。本文描述了关于空气压力传感器130的更多信息。

与常规可听设备不同，可听设备100提供关于可听设备正被使用的更高置信度水平，因为其依赖于空气压力相对于环境空气压力的变化，而不是依赖于所检测到的距离是否低于阈值距离。因此，可听设备100在用户的口袋115中时不激活。根据理想气体定律，空气压力可被定义为

P＝ρRT

其中ρ为空气的密度，R为常数，并且T为温度。空气的密度ρ可被定义为

其中M为空气的质量，并且V为空气的体积。随着空气的体积减小，空气密度成比例地增大，并且因此空气压力成比例地增大。就用户的口袋115而言，空气压力传感器130产生的空气压力信号不表明导致激活可听设备100的(例如，足够的)变化，因为口袋中空气的体积相对于环境没有显著变化。这可能是由于口袋115由允许空气自由流动的透气材料(例如，棉)制成。因此，由于传感器130没有检测到压力的变化，因此可听设备100不激活。

阶段110示出可听设备100在检测到指示可听设备100处于位于用户102的耳道120内的使用状态的空气压力变化时激活。具体地，在该阶段中，用户102已从口袋115取出可听设备100，并且戴上可听设备100以便使用它(例如，在免提电话呼叫期间)。在这种情况下，与在可听设备100位于用户的口袋115中不同，可听设备检测到空气压力的变化。例如，如该阶段所示，用户102将可听设备100放置在耳道120的入口处。如图所示，可听设备100的头端125形成防止空气逸出的密封。当头端125在耳道120的入口处时，耳道具有空气体积135(被显示为彼此间隔开的黒点)。随着可听设备100被定位到耳朵101上，头端125穿越通过耳道120，直到其被完全插入。此时，空气的体积140比头端125位于耳道120的入口处时的空气体积135低(被显示为更靠近地分组在一起的块点)。由于空气体积的该减小，空气密度增大，因为空气被可听设备100的头端125密封在耳道120中，从而导致耳道120内空气压力变化(例如，增大)。

为了进一步说明，当在两组不同条件下比较相同物质时，Boyle定律指示以下为真：

P₁V₁＝P₂V₂

因此，空气压力的变化可被定义为

随着耳道120的体积减小，耳道120中的压力将成比例增大。压力的该增大被空气压力传感器130检测到，从而导致可听设备100激活。

在一个方面，一些常规可听设备可基于音频闭塞增益来检测设备处于使用状态。具体地，耳道的闭塞将导致耳道中低频声压的增大或增益。这些常规设备通过经由耳道中的扬声器产生低频刺激声音(例如，20Hz声音)来利用这个效应，并且如果耳道内的麦克风感测到低频声压的增益，则可听设备于是被确定为处于使用状态。然而，这些方法依赖于可听设备的头端产生近乎完美的密封。否则，如果在该测试期间允许一些空气从耳道逸出，则可能导致不确定的结果。

然而，本公开是对这种常规方法的改进，因为可听设备100依赖于耳道120内空气压力的变化，这即使在头端125不产生接近完美的密封的情况下也发生。在一个方面，即使空气在可听设备100被插入到耳道120中时逸出，空气压力传感器也将在可听设备穿越通过耳道120时仍然检测到空气压力的变化。因此，与该方法相比，本公开提供更高的准确性和置信度。本公开相比于该常规方法所具有的另一优点是，不需要产生刺激声音以便确定可听设备当前是否正在使用。由于不需要产生刺激声音，本公开可执行相同或相似的确定而需要更少的处理操作，从而消耗更少的电力。

就包耳式电子音频设备而言，对于在用户102配戴包耳式电子音频设备时空气压力的增大，适用与入耳式头戴受话器相同的原理。例如，随着包耳式电子音频设备的耳垫(或头戴受话器衬垫)定位在用户的耳朵101之上，它们由于将(左右)耳垫连接在一起的头带所导致的张力而朝向用户的耳朵被压缩，以便保持头戴受话器附接到用户的头部。这种压缩导致内耳(和耳道)中空气体积减小，从而增大内耳内的压力，这可由位于耳垫内侧上(朝向用户的耳朵)的空气压力传感器感测到。包耳式可听设备于是可由于内耳内空气压力的变化而激活。

图2示出了根据本发明一个方面的可听设备200的框图。可听设备200包括控制器205、运动传感器210、接近传感器215、空气压力传感器220、麦克风225、扬声器230和网络接口235。在一些方面，这些元件中的每一者被集成到可听设备200的外壳中。在一个方面，可听设备200可以与图1的可听设备100相同，使得包括在可听设备200内的元件中的至少一些被集成在可听设备100内。可听设备200可以是能够通过扬声器230输出一个或多个音频信号、通过麦克风225捕获声音、以及利用空气压力传感器220感测空气压力的任何入耳式、贴耳式或包耳式电子音频设备。在一个方面，可听设备200可以是无线设备，如前所述。例如，网络接口235被配置为与另一电子设备建立无线通信链路(例如，配对)，以便与该电子设备交换数据。例如，设备200可通过任何已知的无线协议诸如BLUETOOTH配对协议与另一电子设备配对。在一个方面，网络接口被配置为与无线接入点建立无线通信链路，以便通过无线网络(例如，互联网)与电子服务器交换数据。在一些方面，可听设备200可为有线音频设备，使得扬声器230之间的连接可被集成到有线连接至回放设备的外壳(例如，头戴受话器)中。在另一方面，可听设备可为包括入耳式、贴耳式和包耳式扬声器中至少一者的可穿戴设备，诸如智能眼镜。

控制器205可以是专用处理器诸如专用集成电路(ASIC)、通用微处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号控制器、或一组硬件逻辑结构(例如滤波器、算术逻辑单元、和专用状态机)。控制器205被配置为确定可听设备200是否正被用户使用(例如，当可听设备200是入耳式设备时，可听设备200被插入在用户的耳朵内，如图1所示)，并且如果是的话，则管理由于可听设备200被用户使用而要执行的处理操作(例如，网络和音频处理操作)。控制器也被配置为通过限制可听设备200在不使用时(例如，在用户的口袋115中时，如图1所示)执行的计算操作的量来去激活可听设备200。

在一个方面，控制器205被配置为将可听设备200置于省电模式以便节省电池电力。具体地，可听设备200在被用户配戴时所执行的许多操作需要来自被集成到可听设备200中的电池(未示出)的电力。此类操作在可听设备200未被用户配戴或使用时不是必要的。例如，在可听设备在用户的口袋中时，不需要与另一设备建立无线通信链路以便交换数据。因此，当处于节电模式时，控制器205可将可听设备的元件诸如网络接口235保持离线，以便节省电池的电力。为了退出该模式，从而激活可听设备200，控制器205能够以高置信度水平确定可听设备200正(或即将)被用户使用。否则，如先前在常规方法中所描述的，可听设备200在用户没有正在配戴可听设备200时有时可能无意激活，从而导致电池电力的损失。后面描述关于控制器205如何以高置信度水平退出节电模式的更多信息。

运动传感器210被配置成感测可听设备200的运动并产生指示此类移动的运动数据。运动传感器210可为能够感测运动和/或振动的任何传感器，诸如加速度计和陀螺仪。运动数据可将可听设备200的移动指示为可听设备200当前行进速度的变化。此类移动可响应于用户将可听设备200从口袋115中取出并且开始将可听设备200朝用户102的耳朵101移动，如图1所示。

接近传感器215被配置成检测可听设备200外部的附近对象的存在，并产生指示该对象与可听设备200之间的距离的接近传感器信号。接近传感器215可为包括发射特定波长的光(例如，红外光)的光发射器的光学接近传感器。所发射的光碰到所述附近对象，并且返回到接近传感器215的偏转光被接近传感器215的光传感器(例如光电二极管)感测，该光传感器基于返回光生成电子信号。接近信号基于光发射器所发射的光与返回光之间的飞行时间来指示距离。在一个方面，接近传感器可基于对返回(或感测)光的强度的检测而产生指示距离的接近信号。具体地，返回光在从邻近对象反射时将具有较高的强度，而从更远对象返回的光将具有较低的强度。在一个方面，接近传感器215可为能够检测附近对象的存在及其与可听设备200的距离的任何类型的接近传感器215，诸如电感传感器、电容传感器、光学传感器、和光学接近传感器。在一些方面，可听设备200可包括两个或更多个接近传感器，每个接近传感器能够以与先前所述类似或不同的方式检测外部附近对象与可听设备200之间的距离。

控制器205还被配置为执行接近检测算法以确定由接近传感器215感测的可听设备200与附近(外部)对象之间的距离是否低于阈值距离。阈值距离可表示在被用户配戴时可听设备200与用户头部的距离。在一个方面，该阈值距离是预定义的(例如，先前在受控环境中确定)。在一个方面，该距离可以是控制器205在可听设备200被用户配戴时随着时间的推移例如利用机器学习算法学习的距离。阈值距离可以是小距离，例如，一英寸、3/4英寸、1/2英寸、1/4英寸等，因为在配戴时，可听设备200将靠近用户的头部，如图1的阶段110所示。如将在图6中所述，该距离可以较小，以便试图限制误报的数量。与可将接近附近设备用作对于是否激活可听设备的确定因素的常规可听设备相反，控制器205所确定的距离可以是确认用户正将可听设备200插入(或放置)在用户的耳朵中(或耳朵上)的第一步骤。作为第二确认，空气压力传感器220可用于提供用户正配戴可听设备200的更高置信度水平。本文描述了关于空气压力传感器220被用作第二确认的更多信息。

空气压力传感器220用于感测邻近可听设备200的空气压力(例如，其变化)。具体地，空气压力传感器220产生包括表示用户耳朵内(或周围)的空气压力的空气压力数据的空气压力信号。例如，就入耳式可听设备而言，空气压力传感器220可检测用户耳道内的变化，如图1中所述。在一些方面，空气压力传感器220感测用户耳朵内的空气压力，并且响应于可听设备200被插入到用户耳朵中(或被放置在用户耳朵上)而产生空气压力信号。又如，就贴耳式(或包耳式)可听设备而言，空气压力传感器220可检测内耳和耳道作为整体的变化。在一个方面，空气压力传感器220可被定位成靠近(例如，邻近或接近)可听设备200的扬声器230，因为可听设备200的扬声器230将紧邻用户的耳朵。在这种情况下，空气压力信号指示邻近可听设备200的扬声器230的空气压力。在一些方面，空气压力传感器220可被定位成靠近扬声器230，因为扬声器230将要么在耳朵中(就耳机而言)要么朝向耳朵(就在头戴受话器上/之上而言)。在一个方面，空气压力传感器220为图1的相同空气压力传感器130。空气压力传感器220将空气压力信号发送给控制器205进行处理。

控制器205还被配置成从空气压力传感器220获取(接收)空气压力信号，并且处理所获取的空气压力信号以检测空气压力信号内代表空气压力变化的变化。在一个方面，空气压力信号内的变化用于确定可听设备200正被用户使用。例如，控制器205被配置成确定空气压力的变化是否高于阈值。如果是，则确定可听设备200当前正在使用。在一个方面，所述阈值可被配置为在高于可听设备200外部的环境空气压力的特定阈值处的范围内。因此，在一个方面，所述阈值被配置为高于环境外部空气压力0.1％至10％之间，所述环境外部空气压力可通过使用感测所述设备200外部的空气压力的另一空气压力传感器(例如，参考空气压力传感器)来感测。例如，参考空气压力传感器可感测用户耳朵外的空气压力。在一个方面，环境外部空气压力可通过网络接口235从能感测空气压力的另一设备检索。

在一个方面，为了检测空气压力信号的变化，控制器205确定空气压力信号是否包括至少一个脉冲，其中所述信号的一部分在相对于时间作图时表现出一个或多个快速发生的脉冲。例如，如图4所示，空气压力信号401的空气压力信号脉冲402包括持续第一时间段的静默(或稳定)部分421、持续第二时间段的具有一系列(例如，一个或多个)脉冲的脉冲区域422、以及持续第三时间段的另一静默(或稳定)部分423。在一个方面，脉冲402可被表征为增大到第一幅值的信号，然后在第二时间段之后，信号降低到可以与第一幅值相同或不同的第二幅值。在一个方面，所述一系列脉冲的第二时间段(或脉冲区域宽度)可表示用户将可听设备200插入到用户的耳朵中所花费的时间和/或用户将可听设备200放置到用户的耳朵上所花费的时间。关于控制器205如何处理所获取的空气压力信号以便检测可听设备处于使用状态的更多信息在图3-6中进行描述。

当可听设备200正被用户使用时，控制器205如前所述执行许多附加操作。例如，控制器205被配置为与网络接口235进行交互。控制器205可与另一电子设备建立无线通信链路(例如，配对)，以通过无线计算机网络(例如，BLUETOOTH或无线局域网)与另一电子设备交换数据。当与另一电子设备诸如媒体回放设备配对时，电子设备可发射要由可听设备200的扬声器230输出的音频内容。在该情况下，控制器205将从网络接口235接收一段音频节目内容的音频信号。音频信号可以是单个输入音频通道。然而，另选地，可存在不止一个输入音频通道，诸如双通道输入，即音乐作品的立体声记录或双耳记录的左通道和右通道。另选地，可存在不止两个输入音频通道。在这种情况下，由于存在一个扬声器230，因此当存在多个输入音频通道时，在一个方面，这些通道可被下混合以产生单个经下混合的音频信号。

在一个方面，控制器205被配置为处理(或调节)从网络接口235(或从本地存储器)获取的音频信号，诸如对音频信号的至少一部分执行频谱整形或动态范围控制，由音频信号中的多个通道创建下混合，执行波束成形器处理以产生用于(例如可听设备中)扩音器换能器阵列的扬声器驱动器信号，执行束波束成形器处理以由(例如可听设备中)麦克风阵列所产生的两个或更多个麦克风信号生成至少一个方向性波束图案，或者其它数字处理以产生可更好地“匹配”可听设备200的声学环境或扬声器能力的扬声器驱动器信号。在一个方面，控制器205可根据用户偏好(例如，音频的特定频谱形状或音频的特定音量)来处理音频信号。一旦音频信号已被控制器205处理，控制器205就产生驱动信号。扬声器230用于从控制器205接收驱动器信号并且使用驱动器信号来产生声音。扬声器230可以是可被专门设计用于特定频带的声音输出的电动驱动器，例如诸如低音扬声器、高音扬声器或中音驱动器。在一个方面，音频信号的回放是指可集成在可听设备200内的扬声器230将所得到的数字扬声器驱动器信号转换为声音。

在一个方面，可听设备200可包括两个或更多个扬声器，诸如当可听设备是具有至少一个左扬声器和至少一个右扬声器的头戴受话器时。在这种情况下，控制器205可接收一个或多个输入音频信号并处理所述信号以产生用于通过左扬声器和右扬声器输出的立体音频信号和/或双耳音频信号。在一个方面，控制器205可通过将空间传递函数(例如，头相关传递函数(HRTF))应用于输入音频信号，以通过可听设备的扬声器产生空间音频来执行空间音频处理。在一个方面，HRTF可以是预定义的，而在另一方面，其可通过任何方法特别针对用户的人体测量来生成。

控制器205还被配置为处理来自麦克风225的麦克风信号。麦克风225可以是将被用于将由在声学空间中传播的声波导致的声能转换成电麦克风信号的任何类型的麦克风(例如，差分压力梯度微机电系统(MEMS)麦克风)。在接收到电麦克风信号时，控制器205可执行音频处理操作。例如，控制器可应用滤波器(例如，高通滤波器)以便移除低频噪声。在一个方面，控制器205可执行有源噪声消除(ANC)功能，以便产生在被用于驱动扬声器230时消除泄漏到用户耳朵中的噪声的抗噪声信号。为了执行ANC功能，可听设备200可包括参考麦克风(例如，用于感测可听设备200外部的环境声音)和误差麦克风(例如，用于感测用户耳朵内的声音)中的至少一者。在另一方面，可使用麦克风225代替空气压力传感器220来检测空气压力的变化。在一个方面，控制器205被配置为经由网络接口235将麦克风信号发射给另一电子设备，诸如在免提电话呼叫期间。

在一个方面，用户可同时使用两个独立的可听设备，一个可听设备用于左耳并且一个可听设备用于右耳。在一个方面，这两个可听设备可分别与电子设备诸如媒体回放设备配对。在另一方面，不是这两个可听设备分别与电子设备配对，而是可听设备之一可充当另一者的桥接器。例如，左可听设备可与媒体回放设备配对，而右可听设备与左可听设备配对。此类拓扑可节省右可听设备的电池消耗，因为它不必产生强无线信号来建立与媒体回放设备的连接。在一个方面，拓扑可在可听设备之间变化。

可听设备200可基于由前述传感器中至少一者提供的传感器数据在合理量的置信度内确定其处于使用状态。虽然由单独传感器提供的传感器数据提供一定的置信度水平(例如，如接近传感器那样)，但可基于来自多个传感器的传感器数据获得更高的置信度水平。因此，本发明的方面使用来自空气压力传感器、接近传感器和运动传感器(举几个例子)中至少一者的传感器数据，而不是依赖一个传感器诸如如先前在图1中所述可能提供误报的接近传感器。然而，在一个方面，与使用接近传感器215和运动传感器210相反，可听设备200可仅基于由空气压力传感器220产生的空气压力信号来确定其是否处于使用状态。

图3为在根据空气压力的变化确定可听设备处于使用状态时激活可听设备的过程300的一个方面的流程图。在一个方面，过程300由可听设备100、200中任一者来执行，如图1-2中所述。过程300将参照图2和图4进行描述。在图3中，过程300开始于从空气压力传感器220获取指示邻近可听设备200的空气压力的空气压力信号，而可听设备200不输出(或回放)任何声音(在框305处)。在一个方面，在可听设备200为耳机的情况下，空气压力传感器220响应于耳机被插入到用户耳朵中而产生空气压力信号。在另一方面，空气压力传感器220可在可听设备200不导致扬声器230输出声音时被激活以感测空气压力。在一个方面，可听设备200在空气压力传感器220被激活时去激活扬声器230。

过程300处理所获取的空气压力信号以检测指示用户将可听设备200插入在用户耳朵内或将可听设备放置在用户耳朵上(或之上)的空气压力变化(在框310处)。在一个方面，控制器205可以多种方法中的至少一者来处理空气压力信号。例如，控制器205可处理所获取的空气压力信号以确定用户耳朵内的空气压力是否高于阈值。又如，控制器205可处理所获取的空气压力信号以确定在空气压力信号内是否存在至少一个脉冲。又如，控制器205可计算空气压力信号的声压水平(SPL)信号，以便确定是否存在SPL脉冲。又如，控制器205可查看空气压力信号(和/或SPL信号)的频谱内容以确定哪些频率箱相对于其他频率箱具有最大能量。

图4示出了由可听设备200的空气压力传感器220产生的空气压力信号的不同图形表示。具体地，这些图中的每一者是在可听设备200被用户配戴(例如，被插入到用户的耳朵中和/或放置到用户的耳朵上)时空气压力信号的响应的不同表示。

控制器205通过查看空气压力信号的不同表示以标识空气压力信号的表示中每一者内(或从空气压力信号提取)的指示用户正在使用可听设备的某些特性来处理空气压力信号。例如，控制器205可查看原始空气压力信号，更确切地讲，空气压力传感器220产生的原始电信号，以便确定(或检测)原始电信号是否具有在一个时间段内超过电压阈值的至少一个脉冲。

图4中的400相对于时间示出空气压力传感器220产生的原始空气压力信号401。在图4中的400中有两个脉冲，在时间段t₁-t₂内(或上)超过电压阈值V_th的第一脉冲402、和在另一时间段t₃-t₄内(或上)超过V_th的第二脉冲403。如前所述，脉冲402可包括位于信号401的两个静默(或稳定)部分421、423之间的脉冲区域422。“静默”是指信号不在阈值(其可不同于V_th)以上(或以下)波动。在一个方面，阈值可为相对于信号401的预定义值(例如，高于和/或低于信号401的电压)。在一些方面，静默部分421的阈值可为信号401的电压的百分比(例如，10％)。在一个方面，由于空气压力传感器220产生的原始电信号可在正反方向上变化，所以脉冲402的脉冲区域422可被定义成信号在一时间点(例如t₁)沿一个方向穿过V_th(或-V_th)、然后在另一时间点(例如t₂)沿相反方向再次穿过V_th(或-V_th)的部分，其中这两个穿越之间的时间段在一时间范围内。在一个方面，脉冲区域422可占所述时间段(t₁-t₂)的一部分，从而空气压力信号穿过V_th(或-V_th)的最后时间点可在所述时间段的末端t₂之前。在另一方面，脉冲也可由在所述时间段内穿过V_th(或-V_th)的脉冲的数量来限定。

脉冲可由空气压力传感器220响应于可听设备200被插入到用户耳朵中或被放置到用户耳朵上或之上而产生。例如，参见图1，第一脉冲402可为可听设备穿越耳道120的结果，因为当其穿越耳道120时，空气将以与可听设备200行进相反的方式推顶空气压力传感器220。在一个方面，时间段t₁-t₂可以不直接对应于可听设备穿越耳道120所花费的时间量，而是可为控制器205在其间确定信号是否包括脉冲(或脉冲区域)的预定时间量。于是，当用户停止在耳道内推动可听设备200时，信号401可在时间段t₂-t₃之间趋于平稳。第二脉冲403可表示在用户的手放开可听设备200时的回弹。在一些方面，空气压力信号内的脉冲402、403可响应于用户对已在使用中的可听设备200的调节。具体地，空气压力传感器220可在用户触摸或调节可听设备200的贴合以及插入和戴上可听设备200时检测到空气压力的变化。在一个方面，每个脉冲可在50毫秒至500毫秒范围内的时间段内。在一些方面，每个脉冲区域的宽度(例如t₁-t₂和/或t₃-t₄)可在从50毫秒到500毫秒的范围内。在其中检测到脉冲的总时间长度t₁-t₄可在从50毫秒至2秒的范围内。在一个方面，每个脉冲402和403可在50毫秒至500毫秒内。例如，脉冲402的静默部分421、脉冲宽度422和静默部分423可在该时间段内。在一个方面，脉冲402的静默部分421、423可具有相同或不同的宽度。在一些方面，信号可包含单个脉冲，而不是具有两个(或更多个)脉冲。在一个方面，脉冲区域可具有两个脉冲。因此，当在原始空气压力信号内检测到至少一个脉冲时，控制器205可确定可听设备200处于使用状态。

如前所述，空气压力传感器220可为压力换能器，其基于隔膜的移动来测量空气压力的变化。由于隔膜的移动可用于测量空气压力，因此可使用麦克风诸如梯度空气压力麦克风，而不是专门的空气压力传感器。因此，在一个方面，原始空气压力信号401可为原始麦克风信号。在一个方面，压力换能器和麦克风可提供类似的空气压力信号。

在一些方面，除了(或代替)通过检测空气压力传感器220的原始电信号的变化来确定是否存在空气压力变化，控制器205可处理空气压力信号以查看空气压力传感器220的SPL。SPL是由声波引起的相对于环境大气压力的压力偏差。SPL指示空气压力传感器(或麦克风)处声音的强度。具体地，SPL为以对数标度(例如，dB)测量的由声波引起的声压与环境声压(例如，已知的听力阈值)的比率。然而，在这种情况下，在感测空气压力时，空气压力的变化不是由扬声器(例如，230)所产生的声波引起。相反，原始信号的所计算SPL表示在用户戴上可听设备时或者在用户在可听设备200在用户耳朵中/上时触摸可听设备200时由空气中的振动引起的压力波的强度。

图4中的405相对于时间示出由原始空气压力信号计算的SPL信号406。在该图4中的405中，信号406包括两个脉冲，在时间段t₁-t₂内(或上)超过SPL_th的第一脉冲407、和在时间段t₃-t₄内(或上)超过SPL_th的第二脉冲408。如图所示，脉冲407和408两者在图4中的400中各自分别对应于脉冲402和403，并且图4中的405的时间t₁-t₄对应于图4中的400的时间t₁-t₄。在一个方面，SPL_th可为在20dB和50dB之间的范围内的对数值。类似于对原始信号401的分析，当存在在时间长度t₁-t₄内超过SPL_th的至少一个SPL脉冲时，控制器205可确定可听设备200处于使用状态。在一个方面，类似于图4中的400的脉冲，每个脉冲407和408可包括介于脉冲区域之间的静默部分。

在一个方面，SPL信号406可利用线性或非线性滤波器进行滤波。具体地，SPL信号406可通过低通滤波器以滤除高于频率阈值的声音内容，该频率阈值可介于1Hz和100Hz之间。在一个方面，SPL信号406已被低通滤波。与未滤波的SPL信号相比，对SPL信号进行低通滤波可给予可听设备正被插入和/或放置在用户耳朵上的更高置信度水平。这是因为未滤波的SPL信号可包括由于更宽范围的声音音频(例如，具有20Hz至20kHz的频率范围的音频声音)而导致的脉冲。移除高于低频率诸如100Hz的频谱内容就减少了脉冲是外部音频的结果的概率，从而减少潜在误报的数量。

在一个方面，控制器205可处理所获取的空气压力信号以在一段时间例如一秒、五秒、十秒内在其中检测到至少一个脉冲，以便确定可听设备200是否处于使用状态。在一些方面，控制器205将在该段时间内间歇地监视空气压力信号。例如，控制器205可对于一个时间段(例如，500毫秒)处理空气压力信号，对于接下来的时间段(例如，10秒)停止处理空气压力信号，并且对于另一时间段(例如，500毫秒)开始处理空气压力信号。在一个方面，控制器205可在空气压力信号不被处理的时间段期间去激活空气压力传感器220以便节省电池电力。

到目前为止，空气压力信号的处理是基于信号是否包括至少一个脉冲。然而，频谱分析可进一步辅助确定可听设备200是否处于被用户使用的状态。具体地，控制器205用于将空气压力信号变换(或转换)到频域中，在频域中，空气压力信号由若干频率分量(或箱)表示，每个频率分量由该特定频率分量对空气压力信号所贡献的能量水平限定。在一个方面，当低频率箱具有比组合的其他频率箱中至少一些频率箱更高的能量水平时，控制器205可确定可听设备200处于使用状态。例如，控制器205可确定所述若干频率分量中每一者的频率内容的能量水平。在检测到低频率分量具有比其他频率分量的能量水平更高的能量水平时，控制器205确定可听设备200处于使用状态。在一个方面，低频率箱可包括压力信号的最高至介于1Hz至100Hz之间的频率阈值的频率内容。在一些方面，低频率箱可仅包括1Hz和100Hz之间(例如，1Hz和20Hz之间)的频率内容的一部分。在一个方面，当低频率箱包括贡献于空气压力信号的所有频率箱的总能量水平的至少51％时，低频率箱被认为具有更高的能量水平。在一个方面，该确定可基于一个或多个频率箱的比较，而不是其组合的全部。在一些方面，低频率箱可具有比任何其他频率箱更高的能量水平，而不是相对于所有频率箱的总能量水平。

图4中的410是频谱图，其是在随时间变化时在不同频率箱处信号的能量水平的频谱的视觉表示。图4中的410示出与图4中的400和405相同时间段t₁-t₂和t₃-t₄之间的能量水平。在每个时间段中，其显示与频谱图的其余部分相比存在显著量的频谱能量低于频率阈值λ_th，其被图示为图4中的410的较暗部分。为了确定可听设备是否处于使用状态，控制器205用于确定在每个频率箱内最集中的能量在哪里。具体地，控制器205用于检测低频率箱在所述时间段上具有比其他频率箱的能量水平更高的能量水平(或更多能量)。在一个方面，频率箱低于频率阈值λ_th，频率阈值可为1Hz和100Hz之间的频率，如前所述。

在一个方面，控制器205可根据在一段时间内检测到的特定量的频谱能量来确定可听设备200是否正在使用，而不是在包括脉冲402(和407)的频谱能量的时间段t₁-t₂之间进行该确定。为此，控制器205可在一段时间例如一秒、五秒、十秒内等处理所获取的空气压力信号，以便确定可听设备200是否处于使用状态。在一个方面，如后面在图6中所述，控制器205可在确定由接近信号指示的距离小于阈值距离时开始监视频谱内容。参考图4中的410，控制器205可在t₁之前的某个时间开始监视频谱能量，并且继续监视频谱能量直到其对于一个或多个较小的时间片段(例如，十毫秒片段)一贯地超过阈值(例如λ_th)。在一个方面，控制器205可对于整个所述时间段监视所述能量。在一个方面，当频谱内容在一个或多个顺序片段或一个或多个间歇片段(例如，每100毫秒间隔开的10毫秒片段)内超过所述阈值时可作出所述确定。

返回图3，过程300确定是否存在检测到的空气压力变化，其指示可听设备200可能正被用户使用，诸如处于位于用户耳朵中和/或在用户耳朵上(或之上)的使用状态(在决策框315处)。具体地，控制器可基于例如并且如上所述在空气压力信号中是否检测到至少一个脉冲、空气压力信号内的大部分声能低于频率阈值、和/或用户耳朵内的空气压力是否高于阈值来作出这个决策。在一个方面，该决策可基于图4所示400、405和410中的至少一者。

如果确定存在检测到的指示可听设备200正在使用的空气压力信号变化，则过程300通过执行以下中至少一者来激活可听设备200：(1)通过扬声器230输出表明可听设备200正在使用的音频信号，(2)与另一电子设备诸如媒体回放设备建立无线连接(例如，配对)以交换数据，或它们的组合(在框320处)。具体地，控制器响应于确定用户正试图使用可听设备而将使可听设备退出省电模式并通过管理各种处理操作诸如联网和/或音频渲染操作来激活可听设备，如前所述。在一个方面，为了输出音频信号，控制器205将从本地存储器(例如，控制器205内的存储器)检索音频信号。在一些方面，控制器205将经由网络接口235远程地检索音频信号。然而，如果空气压力信号不指示可听设备200正在使用，例如没有脉冲、大部分声能不低于频率阈值、和/或空气压力不高于阈值，则过程300结束。

一些方面执行过程300的变型形式。例如，过程300的特定操作可不以所示出和所描述的确切顺序执行。可不在连续的一系列操作中执行该特定操作，并且可在不同方面中执行不同的特定操作。在一个方面，并非当在决策框315处确定没有检测到空气压力变化则结束过程300，而是过程300可返回框310以继续处理所获取的空气压力信号。在一个方面，空气压力信号将被处理直到检测到变化，或者其可被处理持续特定量的时间(例如，两秒)。

图5为在根据空气压力的变化确定可听设备处于使用状态时激活可听设备的过程500的一个方面的流程图。在一个方面，过程500由可听设备100、200中任一者来执行，如图1-2中所述。过程500将参照图2-3进行描述。例如，过程500中描述的一些操作诸如框525-540可分别与图3的过程300中描述的操作305-320相同或相似。在图5中，过程500开始于确定是否正从运动传感器210接收运动数据，并且如果是，则确定其是否高于阈值水平(在决策框505处)。具体地，运动传感器210将运动数据发送给控制器205，该控制器于是确定可听设备200是否正以高于阈值速度的速度移动。

在一个方面，与该确定一起，控制器205还可确定所述速度是否在一段时间内(例如，一秒，两秒等)保持高于该阈值。在这种情况下，如果可听设备200正在所述时间段内高于阈值速度移动，则可认为用户正(例如，从桌面)拿起可听设备200以便配戴可听设备200。如果该速度不在所述时间段内保持高于阈值速度，则过程500继续监视运动数据并返回到决策框505。在一个方面，在该步骤处，可听设备200可处于节电模式。在该模式期间，控制器205可继续监视运动传感器数据，同时保持可听设备200的其他传感器和/或操作离线。这可以是由于运动传感器210比其他传感器消耗更少的电力。

然而，如果控制器205确定速度高于阈值速度(并且持续至少所述时间段)，则过程500前进至激活接近传感器215以感测外部附近对象的存在，并产生表示外部附近对象与可听设备200之间的距离的接近信号(在框510处)。在一个方面，接近传感器215可比运动传感器210消耗更多的电力。因此，接近传感器215可保持不活动(或关闭)，直到如框505中所述确定可听设备200处于运动中，以便节省电力。

过程500确定可听设备200与外部附近对象之间的距离是否低于阈值距离，使得可听设备200的用户可能正将可听设备戴在用户耳朵中、上或之上(在决策框515处)。具体地，接近传感器215监视来自接近传感器215的接近信号，以检测外部附近对象是否正靠近或接近可听设备200。如前所述，阈值距离可以是小距离(例如1/2英寸)，因为在使用中，可听设备200将非常靠近用户头部的一侧。在一个方面，控制器205可基于距离是否在阈值距离内持续一段时间(例如，一秒，两秒等)来进行该确定。在一个方面，控制器205可确定距离是否减小到低于特定比率，而不是确定距离是否在阈值距离内。具体地，当用户试图戴上可听设备200时，可以认为用户将以受控方式这样做，以便将可听设备正确地对准到用户的耳朵中(或在用户的耳朵上对准)。因此，如果距离在阈值内和/或距离改变为低于特定比率，则可认为用户正在试图配戴可听设备。

返回过程500，如果距离不低于阈值距离，则过程500去激活接近传感器215并返回到决策框505(在框520处)。由于检测到的对象太远，因此认为用户没有正在将可听设备200戴在用户的耳朵中/上。在一个方面，在前进到在决策框515处进行决策之前，过程500可等待一段时间例如五秒，以便给控制器205足够的时间来检测用户是否正试图使用可听设备200。因此，控制器205将等待该时间段并继续处理接近信号以确定其是否低于阈值。在一个方面，如果接近信号指示不存在附近外部对象(例如，对象针对接近传感器确定其与可听设备200的距离太远)，则过程500前进至框520。

然而，响应于距离小于阈值距离，过程500激活空气压力传感器220以开始感测空气压力来产生空气压力信号(在框525处)。在一些方面，空气压力传感器220被激活，使得空气压力传感器220感测用户耳朵内(例如，耳道内或内耳内)的空气压力，并且产生空气压力信号。如前所述，一旦与接近信号相关联的距离低于阈值，常规方法就可激活设备。然而，这种方法容易产生误报。因此，并非仅依赖于接近信号，空气压力传感器220产生的空气压力信号是关于可听设备200正在使用的第二确认源。

过程500处理所获取的空气压力信号，以检测指示用户将可听设备200插入在用户耳朵内或将可听设备放置在用户耳朵上(或之上)的空气压力变化(在框530处)。过程500确定是否存在检测到的空气压力变化，其指示可听设备200可能正被用户使用，诸如处于位于用户耳朵中和/或位于用户耳朵上的使用状态(在决策框535处)。如果空气压力信号不包括至少一个脉冲、大部分声能不低于频率阈值、和/或空气压力不高于阈值，则过程500返回到决策框515以确定外部附近对象是否仍在阈值距离内。在一个方面，在返回到决策框515时，控制器205可去激活空气压力传感器220以节省电力。然而，如果确定存在检测到的指示可听设备200正在使用的空气压力信号变化，则过程500通过执行以下中至少一者来激活可听设备200：(1)通过扬声器230输出表明可听设备200正在使用的音频信号，(2)与另一电子设备诸如媒体回放设备建立无线连接(例如，配对)以交换数据，或它们的组合(在框540处)。

现在已确定用户想要使用可听设备，控制器205将监视传感器数据以检测用户何时移除可听设备200。例如，用户可能已戴上可听设备200以便进行免提电话呼叫。在电话呼叫之后，用户可移除可听设备200，并将其放置在口袋中，如图1所示。为此，控制器205将监视由接近传感器215产生的接近传感器信号(数据)，以检测是否存在外部对象(在本示例中将是用户的头部)与可听设备200之间的距离的变化。过程500确定外部附近对象与可听设备200之间的距离是否仍在阈值距离内(在决策框545处)。例如，如先前所述，控制器获取由接近传感器215输出的表示可听设备与可听设备外部的对象之间的距离的接近传感器数据。如果距离保持低于阈值距离，这意味着可听设备200仍然正被用户使用。在这种情况下，过程500返回至框540以保持可听设备200活动。

然而，如果确定距离高于阈值距离，则过程500通过将可听设备200重新置于省电模式来去激活该可听设备(在框550处)。具体地，当可听设备200与另一设备配对时，控制器205响应于基于确定距离高于阈值距离检测到可听设备不再位于耳朵上或耳朵中而终止与另一设备的无线连接。在一个方面，可听设备可向另一设备表明其将进入省电模式。例如，控制器205可向另一设备发送消息，指示其正终止通信链路并且因此将不与该设备交换数据。在一个方面，控制器205可仅终止通信链路而不通知另一设备。在这种情况下，另一设备可继续发送数据，直到在一定时间段中没有从可听设备200接收到应答。

一些方面执行过程500的变型形式。例如，过程500的特定操作可不以所示出和所描述的确切顺序执行。可不在连续的一系列操作中执行该特定操作，并且可在不同方面中执行不同的特定操作。在一个方面，传感器可以已被激活并产生传感器数据，而不是分别在框510和525处激活接近传感器215和/或空气压力传感器220。因此，在这些框处，过程500可获取已由这些传感器产生的信号并开始处理信号。在一些方面，过程500可仅依赖于由空气压力传感器220产生的空气压力信号来确定可听设备是否正在使用，如图3所述。在一个方面，空气压力传感器220可保持活动以持续产生空气压力信号，或者空气压力传感器220可间歇地感测空气压力(例如，持续500毫秒、每隔2秒，如前所述)。因此，操作505-520可完全从过程500中省略。

图6示出了例示传感器数据与可听设备200的当前状态之间的视觉关系的示意图600。该图示出空气压力传感器220如何通过作为接近传感器215的第二确认源来提供关于可用设备200正在使用的更高置信度水平。图6中的600包括四个图，每个图均相对于时间。图6中的第一605是可听设备200的活动状态(例如，被去激活或被激活)。图6中的第二610示出可听设备200的“真状态”。在一个方面，真状态被定义为以下两种状态中的一者：1)“离耳”，即可听设备200没有正被用户配戴；和2)“耳内/耳上”，即可听设备200处于被插入到用户的耳朵中和/或在用户的耳朵上(或之上)的使用状态。图6中的第三615是由接近传感器215产生的接近传感器信号；并且图6中的第四620为由空气压力传感器220产生的空气压力信号。

在一个方面，空气压力传感器220通过限制原本在可听设备200仅使用接近传感器215进行确认的情况下可能发生的任何误报来提供关于可听设备正在使用的第二确认。以下是对图6中的600的按时间顺序的讨论。在T₀，可听设备200没有正被用户配戴并且其被去激活(例如，在省电模式中)。此时，接近传感器215是活动的并且正在产生接近传感器信号。在一个方面，T₀可位于图5的过程500的框510处。在T₁，图6中的615中的接近传感器信号指示可听设备200与附近对象之间的距离低于距离阈值P_th，这指示用户可能正在配戴可听设备200。作为响应，控制器205在时间窗口TW₁期间处理空气压力信号。在一个方面，该时间窗口可为预定义的时间长度，例如1/2秒、3/4秒、一秒、两秒等。在另一方面，该时间窗口是通过机器学习算法基于用户戴上可听设备200通常花费的时间量来学习的。然而，在该时间窗口期间，控制器205没有检测到图6中的620中空气压力信号内的空气压力变化。另外，在TW₁期间，图6中的615指示接近传感器信号已增大到高于距离阈值。接近传感器信号的减小和突然增大可能是由于对象移动经过可听设备200而不是由于用户试图配戴设备200。因此，如果可听设备200仅依赖于接近传感器信号，则其可以在时间T₁被激活，从而产生误报。

再次，在T₂，图6中的615中的接近传感器信号通过阈值下方，并且作为响应，控制器205在第二时间窗口TW₂期间开始处理空气压力信号。但是，与T₁处的误报相反，这次用户正戴上可听设备200以使用该设备(例如，在免提电话呼叫中)。从接近传感器信号的图6中的615缓慢降低至最小距离这一事实可以明显看出这一点。同时(或紧接着)，控制器205开始在TW₂内处理空气压力信号。在T₃，用户已戴上(或正在戴)可听设备200，并且现在可听设备200的真状态为耳内/耳上，如图6中的610所示。因此，控制器205检测当可听设备200正被戴在用户的耳朵中/上时由压力差导致的脉冲625。一旦检测到脉冲625，就存在关于可听设备200位于用户的耳朵中/上的高置信度水平。因此，图6中的605中可听设备200的活动状态在T₄从被去激活(或在节电模式中)转变为被激活。

在T₃和T₅之间，可听设备200正在被用户使用。然而，在T₅，用户已完成使用可听设备200并将其取下，从而将其真状态改变成离耳状态。当设备200正被取下时，接近传感器信号所指示的距离开始上升，从而指示可听设备与用户头部之间的距离增大。一旦该距离在T₆超过阈值距离，就可认为用户正在取下可听设备200。因此，可听设备去激活(或切换回省电模式)。

如前所述，本发明的一个方面可为其上存储有指令的非暂态机器可读介质(诸如微电子存储器)，所述指令对一个或多个数据处理部件(这里一般性地称为“处理器”)进行编程以执行网络操作、信号处理操作、音频信号处理操作、和声音拾取操作。在其他方面，可通过包含硬连线逻辑的特定硬件部件来执行这些操作中的一些操作。另选地，可通过所编程的数据处理部件和固定硬连线电路部件的任何组合来执行那些操作。

虽然已经在附图中描述和示出了某些方面，但是应当理解，这些方面仅仅是对本发明的说明而非限制，并且本发明不限于所示出和所述的具体结构和布置，因为本领域的普通技术人员可以想到各种其他修改型式。因此，要将描述视为示例性的而非限制性的。

众所周知，使用个人可识别信息应遵循公认为满足或超过维护用户隐私的行业或政府要求的隐私政策和做法。具体地，应管理和处理个人可识别信息数据，以使无意或未经授权的访问或使用的风险最小化，并应当向用户明确说明授权使用的性质。

在一些方面，本公开可包括语言例如“[元素A]和[元素B]中的至少一者”。该语言可以是指这些元素中的一者或多者。例如，“A和B中的至少一者”可以是指“A”、“B”、或“A和B”。具体地讲，“A和B中的至少一者”可以是指“A中至少一者和B中至少一者”或者“至少A或B任一者”。在一些方面，本公开可包括语言例如“[元素A]、[元素B]、和/或[元素C]”。该语言可以是指这些元素中任一者或其任何组合。例如，“A、B和/或C”可以是指“A”、“B”、“C”、“A和B”、“A和C”、“B和C”或“A、B和C”。

Claims (20)

1.一种由耳机的处理器执行的用于确定包括扬声器和空气压力传感器的所述耳机的当前使用状态的方法，所述方法包括：

利用接近传感器确定所述耳机与所述耳机外部的对象之间的距离低于阈值距离；

响应于所述距离低于所述阈值距离，激活所述空气压力传感器以开始感测邻近所述耳机的空气压力；

从所述空气压力传感器获取指示邻近所述耳机的空气压力的空气压力信号；以及

在一段时间内处理所获取的空气压力信号以检测空气压力信号中的变化，所述变化指示所述耳机处于紧贴用户的耳朵或者被插入到用户的耳朵中的使用状态，并且

响应于在该段时间内检测到空气压力信号中的变化，执行以下中的至少一者：(1)通过所述扬声器输出音频信号，表明所述耳机处于使用中，(2)与媒体回放设备建立无线连接以在所述耳机和所述媒体回放设备之间交换数据，或它们的组合。

2.根据权利要求1所述的方法，其中处理所述空气压力信号以检测变化包括检测所述空气压力信号具有至少一个脉冲。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述空气压力信号内的所述至少一个脉冲在50毫秒至500毫秒范围的时间段上被检测到。

4.根据权利要求1所述的方法，其中处理所述空气压力信号包括由所述空气压力信号生成声压水平(SPL)信号以及在所述SPL信号内检测至少一个脉冲，其中所述脉冲超过介于20dB和50dB之间的SPL阈值。

5.根据权利要求1所述的方法，其中处理所述空气压力信号包括：

将所述空气压力信号转化成多个频率分量；

确定所述多个频率分量中每一者的能量水平；

检测所述多个频率分量中的低频率分量具有比所述多个频率分量中的高频率分量的能量水平高的能量水平。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述低频率分量介于1-100Hz之间。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括响应于在该段时间内没有检测到所述空气压力信号中的变化，去激活所述空气压力传感器。

8.一种可听设备，包括：

外壳；

处理器；

扬声器；

接近传感器；

空气压力传感器，其中所述扬声器和所述空气压力传感器被集成到所述外壳中；和

其中存储有指令的存储器，所述指令在由所述处理器执行时使得所述可听设备：

利用所述接近传感器确定所述可听设备与所述可听设备外部的对象之间的距离低于阈值距离；

响应于所述距离低于所述阈值距离，激活所述空气压力传感器以开始感测邻近所述可听设备的空气压力；

从所述空气压力传感器获取指示邻近所述可听设备的空气压力的空气压力信号；以及

在一段时间内处理所述空气压力信号以检测所述空气压力信号中的变化，所述变化指示所述可听设备处于紧贴用户的耳朵或位于用户的耳朵内的使用状态，并且

响应于在该段时间内检测到所述空气压力信号中的变化，执行以下中的至少一者：(1)通过所述扬声器输出音频信号，向所述用户表明所述可听设备处于使用中，(2)与媒体回放设备建立无线连接以在所述可听设备和所述媒体回放设备之间交换数据，或它们的组合。

9.根据权利要求8所述的可听设备，其中用于处理所述空气压力信号以检测变化的所述指令包括用于检测所述空气压力信号具有至少一个脉冲的指令。

10.根据权利要求9所述的可听设备，其中所述空气压力信号内的所述至少一个脉冲在50毫秒至500毫秒范围的时间段上被检测到。

11.根据权利要求8所述的可听设备，其中用于处理所述空气压力信号的所述指令包括用于由所述空气压力信号生成声压水平(SPL)信号以及在所述SPL信号内检测至少一个脉冲的指令，其中所述脉冲超过介于20dB和50dB之间的SPL阈值。

12.根据权利要求8所述的可听设备，其中用于处理所述空气压力信号的所述指令包括用于以下操作的指令：

将所述空气压力信号转化成多个频率分量；

确定所述多个频率分量中每一者的能量水平；

检测所述多个频率分量中的低频率分量具有比所述多个频率分量中的高频率分量的能量水平高的能量水平。

13.根据权利要求12所述的可听设备，其中所述低频率分量介于1-100Hz之间。

14.根据权利要求8所述的可听设备，其中，所述存储器还具有用于响应于在该段时间内没有检测到所述空气压力信号中的变化，去激活所述空气压力传感器的指令。

15.一种可听设备，包括：

外壳；

处理器；

扬声器；

空气压力传感器；

接近传感器，其中所述扬声器、所述空气压力传感器和所述接近传感器被集成到所述外壳中；和

其中存储有指令的存储器，所述指令在由所述处理器执行时使得所述可听设备：

获取由所述接近传感器输出的表示所述可听设备与所述可听设备外部的对象之间的距离的数据接近传感器信号；

利用所述接近传感器信号确定所述距离低于阈值距离，并且作为响应，激活所述空气压力传感器以产生空气压力信号；

获取由所述空气压力传感器产生的指示邻近所述可听设备的空气压力的所述压力信号；

在一段时间内处理所述空气压力信号以检测所述空气压力信号中的变化，所述变化指示所述可听设备处于紧贴用户的耳朵或位于用户的耳朵内的使用状态；

响应于在该段时间内检测到所述空气压力信号中的变化，建立与媒体回放设备的无线连接以从所述媒体回放设备接收音频信号来驱动所述扬声器产生声音；以及

基于确定由所述接近传感器信号表示的所述距离高于阈值距离，检测到所述可听设备不再位于耳朵上或位于耳朵中，并且作为响应，终止与所述媒体回放设备的所述无线连接。

16.根据权利要求15所述的可听设备，其中所述空气压力传感器在所述扬声器没有被音频信号驱动以产生声音时产生所述空气压力信号。

17.根据权利要求15所述的可听设备，其中用于处理所述空气压力信号的所述指令包括用于处理所述空气压力信号以在50毫秒至500毫秒范围的时间段内检测至少一个脉冲的指令。

18.根据权利要求15所述的可听设备，其中用于处理所述空气压力信号的所述指令包括用于以下操作的指令：

将所述空气压力信号转化成多个频率分量；

确定所述多个频率分量中每一者的能量水平；以及

确定所述多个频率分量中的低频率分量具有比所述多个频率分量中的高频率分量的能量水平高的能量水平。

19.根据权利要求18所述的可听设备，其中所述低频率分量介于1-100Hz之间。

20.根据权利要求15所述的可听设备，其中，所述存储器还具有用于响应于在该段时间内没有检测到所述空气压力信号中的变化，去激活所述空气压力传感器的指令。

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