阅读说明：本技术 用于确定声音生成物体的佩戴者的耳部之间的距离的方法以及耳戴式声音生成物体 (Method for determining a distance between ears of a wearer of a sound generating object and ear-worn sound generating object ) 是由 J·乌德生 J·B·博尔特 于 2018-05-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于确定声音生成物体的佩戴者的耳部之间的距离(D)的方法。该方法包括以下步骤：选择用于表示声音生成物体(4)的佩戴者的头部(2)的形状的模型以便获得佩戴者的头部的中心轴线(6)。随后的步骤是使第一声音生成物体与佩戴者的耳部相关联,其中第一声音生成物体包括第一加速度计(10)和第二加速度计(12),相应的加速度计被布置成测量以基本上直角与佩戴者的头部的中心轴线相交的至少一个加速度分量(a1、a2)。两个加速度计被布置成使得以基本上直角与佩戴者的头部的中心轴线相交的直线(14)穿过两个加速度计,使得加速度分量(a1、a2)具有相同的方向,所述两个加速度计间隔开已知距离(Δr)。该方法还包括以下步骤：当佩戴者的头部处于运动中时,通过第一加速度计确定第一加速度分量(a1)的值,并且通过第二加速度计确定第二加速度分量(a2)的值。在另一步骤中,在所获得的加速度分量(a1、a2)的值的基础上,确定佩戴者的耳部之间的距离(D)。本公开还涉及包括两个加速度计的第一耳戴式声音生成物体。(The method comprises the steps of selecting a model for representing the shape of the head (2) of a wearer of the sound generating object (4) so as to obtain a central axis (6) of the head of the wearer, the subsequent step of associating a th sound generating object with the ear of the wearer, wherein a th sound generating object comprises a th accelerometer (10) and a second accelerometer (12), the respective accelerometers being arranged to measure at least acceleration components (a1, a2) intersecting the central axis of the head of the wearer at substantially right angles, the two accelerometers being arranged such that a straight line (14) intersecting the central axis of the head of the wearer at substantially right angles passes through the two accelerometers, such that the acceleration components (a1, a2) have the same direction, the two accelerometers being spaced apart by a known distance (Δ r), the method further comprising the steps of determining a distance between the ears of the wearer by a second accelerometer () when the head of the wearer is in motion, determining a distance between acceleration values of the second accelerometer (a) and determining 3637 a further acceleration value of the acceleration of the second accelerometer relating to the acceleration of the ear of the sound generating object (3625, a 3636).)

用于确定声音生成物体的佩戴者的耳部之间的距离的方法以 及耳戴式声音生成物体

技术领域

本公开主要涉及用于确定声音生成物体的佩戴者的耳部之间的距离的方法。

背景技术

在通过诸如头戴式耳机、助听器或可听戴设备等设备的虚拟声音呈现的领域中，可期望听者收到外部化的声音，即包含空间提示的声音。这些空间提示通常由软件在电音频信号中可用的信息的基础上生成。由此产生相对于听者的头部在外部的虚拟声源的错觉。

为了在这方面获得满意的用户体验，需要准确地确立听者的两个耳部之间的物理(即，欧几里得)距离。如果需要调整一般的头部相关传递函数(HRTF)以匹配用户的头部的几何形状，则例如就是这种情况。相关示例涉及双边波速成形器，其中由耳到耳距离表示的头部尺寸是更高级的波速成形应用的重要输入参数。

显然，耳到耳的距离是可手动测量的，但是麻烦且易于传递不准确的结果。

EP 2890161提出了确定佩戴一对助听器的用户的声学头部尺寸的方法。为了得到解决方案在设备方面的最低要求是采用两个听力器械和中间信号提供器，通常是移动电话。这些设备使用音频信号相互通信，以便确定两个耳部之间的声学时间延迟，以估计声学头部尺寸。此处，声学头部尺寸可被限定为一对通常布置的助听器之间的声学距离。该声学距离是从与由相应的助听器的麦克风捕获的声音信号相关联的时间延迟值得到的。

发明内容

因此，目前本发明的一个目的是至少减轻与现有技术相关联的缺点。

上述目的通过根据独立权利要求所述的用于确定声音生成物体的佩戴者的耳部之间的距离的方法以及耳戴式声音生成物体，并且通过根据从属权利要求所述的实施例来实现。

更具体地，本公开的第一方面提供了用于确定声音生成物体的佩戴者的耳部之间的距离(D)的方法，该方法包括：选择用于表示声音生成物体的佩戴者的头部的形状的模型以便获得佩戴者的头部的中心轴线；使第一声音生成物体与佩戴者的耳部相关联，其中第一声音生成物体包括第一加速度计和第二加速度计，相应的加速度计(即，第一加速度计和第二加速度计)被布置成测量以基本上直角与佩戴者的头部的中心轴线相交的至少一个加速度分量(a1、a2)，其中第一加速度计和第二加速度计被布置成使得以基本上直角与佩戴者的头部的中心轴线相交的直线穿过第一加速度计和第二加速度计，使得加速度分量(a1、a2)具有相同的方向，第一加速度计和第二加速度计间隔开已知距离(Δr)；当佩戴者的头部处于运动中时，通过第一加速度计确定第一加速度分量(a1)的值，并且通过第二加速度计确定第二加速度分量(a2)的值，在所获得的加速度分量(a1、a2)的值的基础上确定佩戴者的耳部之间的距离(D)。在一个或多个示例性方法中，确定佩戴者的耳部之间的距离(D)是基于模型。在一个或多个示例性方法中，确定佩戴者的耳部之间的距离(D)是基于第一加速度计和第二加速度计之间的已知距离。

此处，术语距离在本申请的上下文中应当被解释为欧几里得距离，即，空间中的两个点之间的直线距离。在该上下文中，此欧几里得距离不能与上述声学距离相关。进一步，佩戴者的头部的中心轴线是基本上垂直于水平地平面的轴线，所述轴线进一步与头部枢轴点(即，头部围绕其左右旋转的点)相交。此外，使第一声音生成物体与佩戴者的耳部相关联需要将所述物体布置在耳部处或附近。

在下文中，参考本发明的第一方面提出目前本发明的积极效果和优点。

通过执行根据上述的方法，可实现佩戴者的耳部之间的距离(D)的自动调整。换句话说，不需要用户的参与以方便地且准确地确定耳到耳距离。此外，所述方法由于其固有的简单性而容易集成在现有软件中。最终，通过本发明的方法赋予的效果是关于由声音生成物体生成的虚拟(3D)音频信号的呈现的提高的保真度。

另外，通过准确且自动确定头部尺寸，可在声音生成物体中(特别地，在助听器中)采用更高级的波束成形模型。在相关上下文中，当准确地确定头部尺寸时，可以显著改进语音信号的到达方向(DOA)的预估。

在本公开的另一方面，提供了第一耳戴式声音生成物体，其中第一耳戴式声音生成物体包括：用于允许声音生成物体的佩戴者选择用于表示头部形状以便获得佩戴者的头部的中心轴线的模型；第一加速度计和第二加速度计，相应的加速度计(即，第一加速度计和第二加速度计)被布置成测量以基本上直角与佩戴者的头部的中心轴线相交的至少一个加速度分量(a1、a2)，其中第一加速度计和第二加速度计被布置成使得以基本上直角与佩戴者的头部的中心轴线相交的直线穿过第一加速度计和第二加速度计，使得加速度分量(a1、a2)具有相同的方向，第一加速度计和第二加速度计间隔开已知距离(Δr)，其中第一加速度计设置有用于确定第一加速度计分量(a1)的值的装置，并且第二加速度计设置有用于确定第二加速度计分量(a2)的值的装置，并且其中第一耳戴式声音生成物体(4)设置有用于在所获得的加速度分量(a1、a2)的值的基础上确定佩戴者的耳部之间的距离(D)的装置。

在一个或多个示例性第一耳戴式声音生成物体中，用于确定佩戴者的耳部之间的距离(D)的装置包括用于基于模型确定佩戴者的耳部之间的距离(D)的装置。在一个或多个示例性第一耳戴式声音生成物体中，用于确定佩戴者的耳部之间的距离(D)的装置包括用于基于第一加速度计和第二加速度计之间的已知距离确定佩戴者的耳部之间的距离(D)的装置。

当结合附图阅读以下详细描述时，实施例的进一步的优点和特征将变得显而易见。

附图说明

图1是示意性地示出耳戴式声音生成物体的用户的头部的透视图。

图2是根据本发明的一个实施例的加速度计配置的特写视图。

图3是示出根据本发明的一个实施例的方法步骤的流程图。

具体实施方式

现在将在下文中参考附图更充分地描述本发明，在附图中示出优选实施例。然而，本发明可以许多不同的形式体现并且不应被解释为受限于本文阐述的实施例；相反，提供这些实施例，使得本公开将完善和完整，并且将向本领域技术人员充分传达本发明的范围。在附图中，相似的附图标记指代相似元件。

公开了用于确定声音生成物体的佩戴者的耳部之间的距离(D)的方法。该方法包括：选择用于表示声音生成物体的佩戴者的头部的形状的模型以便获得佩戴者的头部的中心轴线。

该方法包括：使第一声音生成物体与佩戴者的耳部相关联(诸如布置或定位)，其中第一声音生成物体包括第一加速度计和第二加速度计，相应的加速度计被布置成测量以基本上直角与佩戴者的头部的中心轴线相交的至少一个加速度分量(a1、a2)，其中第一加速度计和第二加速度计被布置成使得以基本上直角与佩戴者的头部的中心轴线相交的直线穿过第一加速度计和第二加速度计，使得加速度分量(a1、a2)具有相同的方向，第一加速度计和第二加速度计间隔开已知距离。因此，清楚的是，第一声音生成物体定位或布置在佩戴者的耳部处或附近，诸如在耳后、在耳内或部分地在耳内。

该方法包括：当佩戴者的头部处于运动中时通过第一加速度计确定第一加速度分量(a1)的值，并且通过第二加速度计确定第二加速度分量(a2)的值，并且在模型、所获得的第一和第二加速度分量(a1、a2)的值、以及第一加速度计和第二加速度计之间的已知距离的基础上确定佩戴者的耳部之间的距离(D)。

第一加速度分量可以以基本上直角与佩戴者的头部的中心轴线相交和/或与穿过第一加速度计和第二加速度计的直线相交。换句话说，第一加速度分量可与佩戴者的头部的中心轴线和/或穿过第一加速度计和第二加速度计的直线形成基本上直角。

第二加速度分量可以以基本上直角与佩戴者的头部的中心轴线相交和/或与穿过第一加速度计和第二加速度计的直线相交。换句话说，第二加速度分量可与佩戴者的头部的中心轴线和/或穿过第一加速度计和第二加速度计的直线形成基本上直角。

在该方法中，距离(D)可根据时间确定并且在时间间隔内取平均。时间间隔的长度可为至少60秒。

还公开了(第一)耳戴式声音生成物体，包括：用于允许声音生成物体的佩戴者选择用于表示头部形状的模型以便获得佩戴者的头部的中心轴线的装置；第一加速度计和第二加速度计，相应的加速度计被布置成测量以基本上直角与佩戴者的头部的中心轴线相交的至少一个加速度分量(a1、a2)，其中第一加速度计和第二加速度计被布置成使得以基本上直角与佩戴者的头部的中心轴线相交的直线穿过第一加速度计和第二加速度计，使得加速度分量(a1、a2)具有相同的方向，第一加速度计和第二加速度计间隔开已知距离；其中第一加速度计设置有用于确定第一加速度分量(a1)的值的装置并且第二加速度计(12)设置有用于确定第二加速度分量(a2)的值的装置；并且其中耳戴式声音生成物体设置有用于在所获得的第一和第二加速度分量(a1、a2)的值的基础上确定佩戴者的耳部之间的距离(D)的装置。佩戴者的耳部之间的距离(D)可基于该模型。佩戴者的耳部之间的距离(D)可基于第一加速度计和第二加速度计之间的已知距离。

换句话说，声音生成物体被配置成当佩戴在用户的耳部处时，基于第一加速度分量和第二加速度分量确定佩戴者的耳部之间的距离(D)。在基本上垂直于中心轴线的平面中确定加速度分量。

第一耳戴式声音生成物体可为听力器械。

声音生成物体可被属于双耳式耳机的耳垫包住。因此，公开了包括耳垫的双耳式耳机，耳垫包住声音生成物体。

声音生成物体可为作为头戴式耳机的一部分的听筒。因此，公开了包括听筒的头戴式耳机，听筒包括如本文公开的声音生成物体。

声音生成物体可为可听戴设备。

还公开了第一加速度计和第二加速度计在如本文公开的耳戴式声音生成物体中的使用以便确定佩戴者的耳部之间的距离(D)，其中相应的加速度计被布置成测量以基本上直角与佩戴者的头部的中心轴线相交的至少一个加速度分量(a1、a2)，其中第一加速度计与第二加速度计间隔开已知距离，并且其中当佩戴者的头部(2)处于运动中时，第一加速度计设置有用于确定第一加速度分量(a1)的值的装置并且第二加速度计设置有用于确定第二加速度分量(a2)的值的装置。

图1是示意性地示出耳戴式声音生成物体4的用户的头部2的透视图。更具体地，示出了头骨和包括颈椎的脊椎9的一部分。进一步，示出了佩戴者的头部的中心轴线6和对应的头部枢轴线点5。如上文所限定，中心轴线6是基本上垂直于水平地平面的轴线，并且中心轴线6与头部枢轴线点5(即，头部围绕其左右旋转的点)相交。如所见的那样，头部枢轴点5定位在头骨和最上层椎骨7(也称为寰椎)的交界面处。还示出了耳戴式声音生成物体4。此处，所述物体可选自包括以下装置的组：听力器械、属于双耳式耳机的耳垫、作为头戴式耳机一部分的听筒、或者可听戴设备。将结合图2更完整地描述声音生成物体的相关结构特征。

对于某些应用，虽然繁琐，但是有可能在现实生活中精确地确定头部枢轴点。随后在该信息的基础上确定中心轴线的位置。然而，更方便的方法是使头部形状与具有中心轴线的已知枢轴点/位置的公知的几何体(例如，圆柱体、椭圆体、或球体)的形状近似。这些近似及其对诸如头部枢轴点等参数的含义是技术人员公知的。为了本发明的目的，根据上述的近似模型给予足够的精度并且容易集成到周围的软件基础设施中。

图2是根据本发明的实施例的加速度计配置的特写视图。该配置以顶视图示出，并且中心轴线垂直于纸面的平面延伸。示意性地示出了声音生成物体，此处为助听器。该助听器包括第一加速度计和第二加速度计，相应的加速度计被布置成测量以基本上直角与佩戴者的头部的中心轴线相交的至少一个加速度分量(a1、a2)。进一步，两个加速度计被布置成使得以基本上直角与佩戴者的头部的中心轴线相交的直线穿过两个加速度计。加速度计间隔开已知距离(Δr)。在助听器中，由于空间限制，该距离通常低于10mm，优选在5mm和8mm之间。

使用上述设置并且为了确定佩戴者的耳部之间的距离(D)，利用两个加速度计测量的加速度为a_mea1(t)和a_meas2(t)，并且距离(Δr)是已知距离。现在，待计算的距离首先是从头部的中心轴线到第一加速度计的距离R₁，以及到第二加速度计的对应距离R₂，其中R₂＞R₁，即，R₁定位成与R₂相比更接近中心轴线。如结合图1所论述的，当声音生成物体的佩戴者选择用于表示头部形状的模型时，获得佩戴者的头部的中心轴线的位置。一旦用户开始旋转其头部，就以以下方式计算R₂和R₁：

在给定时间t₀处，源自头部旋转的角加速度的大小为α₀。

由于α₀对于整个头部是恒定的(在时间t₀处)，所以我们有：

结合Δr＝R₂-R₁，我们有带有两个未知数的两个方程式，我们可以求解R₁：

距离D现在将为：

通过执行根据上述的方法，可实现佩戴者的耳部之间的距离(D)的自动调整。换句话说，为了方便地且准确地确定耳到耳距离，不需要用户的参与。此外，所述方法由于其固有的简单性而容易集成在现有软件中。最终，通过本发明的方法赋予的效果是关于由声音生成物体生成的虚拟(3D)音频信号的呈现的提高的保真度。另外，通过准确且自动地确定头部尺寸，可利用更高级的波束成形器。在相关背景中，当准确地确定头部尺寸时，可以显著地改进语音信号的到达方向(DOA)的预估。

当距离(D)根据时间确定并且在时间间隔内取平均时，可获得甚至更好、更少噪声的结果。通常，时间间隔的长度为至少60秒。在某些应用中，可使用甚至更长的时间间隔。

在上述上下文中，携带两个加速度计的助听器在本领域中是已知的。特别地，在WO9914985中公开了此类设置，其试图减小微型助听器中的振动。为此目的，两个加速度计布置在完全耳道内式(CIC)助听器中。因为他们测量由于助听器内的反馈回路而产生的振动，加速度计被如此定位在助听器内，使得他们物理固定到其外壳。另外，他们在助听器中的位置是完全任意的。

图3是示出根据本发明的一个实施例的用于确定声音生成物体的佩戴者的耳部之间的距离(D)的方法的流程图。该方法可在诸如助听器、可听戴设备、或双耳式耳机中执行。特别地，加速度计集成在助听器中的应用引起该行业越来越多的兴趣。该方法包括选择20用于表示声音生成物体装置的佩戴者的头部的形状的模型，用于允许声音生成物体的佩戴者选择用于表示头部形状的模型以便获得佩戴者的头部的中心轴线。根据优选模型，头部的形状由公知的几何体(例如，圆柱体、椭圆体、或球体)近似。根据上述的近似模型提供了足够的精度并且容易集成到周围的软件基础设施中。随后，该方法包括将第一声音生成物体与佩戴者的耳部相关联30，其中第一声音生成物体包括第一加速度计和第二加速度计，相应的加速度计被布置成测量以基本上直角与佩戴者的头部的中心轴线相交的至少一个加速度分量(a1、a2)，所述两个加速度计间隔开已知距离(Δr)。该方法还包括当佩戴者的头部处于运动中时，通过第一加速度计确定40以基本上直角与佩戴者的头部的中心轴线相交的第一加速度分量(a1)的值，并且通过第二加速度计确定以基本上直角与佩戴者的头部的中心轴线相交的第二加速度分量(a2)的值。该方法还包括在所获得的加速度分量(a1、a2)的值的基础上，确定50佩戴者的耳部之间的距离(D)。还公开了根据以下项中的任一个的方法、耳戴式声音生成物体及其使用。

项1.一种用于确定声音生成物体(4)的佩戴者的耳部之间的距离(D)的方法，该方法包括以下步骤：

-选择(20)用于表示声音生成物体(4)的佩戴者的头部(2)的形状的模型以便获得佩戴者的头部的中心轴线(6)，

-使第一声音生成物体(4)与佩戴者的耳部相关联(30)，其中第一声音生成物体(4)包括第一加速度计(10)和第二加速度计(12)，相应的加速度计(10、12)被布置成测量以基本上直角与佩戴者的头部的中心轴线(6)相交的至少一个加速度分量(a1、a2)，其中两个加速度计(10、12)被布置成使得以基本上直角与佩戴者的头部的中心轴线(6)相交的直线(14)穿过两个加速度计(10、12)，使得加速度分量(a1、a2)具有相同的方向，所述两个加速度计(10、12)间隔开已知距离(Δr)，

-当佩戴者的头部(2)处于运动中时，通过第一加速计(10)确定(40)第一加速度分量(a1)的值并且通过第二加速度计(12)确定第二加速度分量(a2)的值，

-在所获得的加速度分量(a1、a2)的值的基础上确定(50)佩戴者的耳部之间的距离(D)。

项2.根据项1所述的方法，其中距离(D)根据时间确定并且在时间间隔内取平均。

项3.根据项2所述的方法，其中时间间隔的长度为至少60秒。

项4.一种第一耳戴式声音生成物体(4)，所述物体包括：

用于允许声音生成物体的佩戴者选择用于表示头部(2)的形状的模型以便获得佩戴者的头部的中心轴线(6)的装置，

第一加速度计(10)和第二加速度计(12)，相应的加速度计被布置成测量以基本上直角与佩戴者的头部(2)的中心轴线相交的至少一个加速度分量(a1、a2)，其中两个加速度计(10、12)被布置成使得以基本上直角与佩戴者的头部的中心轴线(6)相交的直线(14)穿过两个加速度计(10、12)，使得加速度分量(a1、a2)具有相同的方向，所述两个加速度计(10、12)间隔开已知距离(Δr)，

其中第一加速度计(10)设置有用于确定第一加速度分量(a1)的值的装置，并且第二加速度计(12)设置有用于确定第二加速度分量(a2)的值的装置，

所述物体(4)还设置有用于在所获得的加速度分量(a1、a2)的值的基础上确定佩戴者的耳部之间的距离(D)的装置。

项5.根据项4所述的第一耳戴式声音生成物体(4)，其中声音生成物体是听力器械。

项6.根据项4所述的第一耳戴式声音生成物体(4)，其中声音生成物体被属于双耳式耳机的耳垫包住。

项7.根据项4所述的第一耳戴式声音生成物体(4)，其中声音生成物体是作为头戴式耳机的一部分的听筒。

项8.根据项4所述的第一耳戴式声音生成物体(4)，其中声音生成物体是可听戴设备。

项9.第一加速度计(10)和第二加速度计(12)在根据项4-8中任一项的耳戴式声音生成物体(4)中的使用以便确定佩戴者的耳部之间的距离(D)，其中相应的加速度计被布置成测量以基本上直角与佩戴者的头部的中心轴线(6)相交的至少一个加速度分量(a1、a2)，所述两个加速度计间隔开已知距离(Δr)，并且其中当佩戴者的头部(2)处于运动中时，第一加速度计设置有用于确定第一加速度分量(a1)的值的装置，并且第二加速度计设置有用于确定第二加速度分量(a2)的值的装置。

在附图和说明书中，已经公开了本发明的典型的优选实施例，并且虽然采用了具体术语，但是他们仅在一般和描述性意义上使用而不是为了限制的目的，本发明的范围在以下权利要求中阐述。