CN112534221A

CN112534221A - 用于测量戴耳塞或不戴耳塞的耳内有效声音暴露，以及用于确定穿戴者引起的干扰的方法和***

Info

Publication number: CN112534221A
Application number: CN201980045608.7A
Authority: CN
Inventors: 法比安·博内; 热雷米·瓦; 于格·内利桑; 马科斯·诺加洛利
Original assignee: Irsst Quebec Institute Of Occupational Safety And Health; College Of Technology
Current assignee: Irsst Quebec Institute Of Occupational Safety And Health; College Of Technology
Priority date: 2018-05-09
Filing date: 2019-05-09
Publication date: 2021-03-19
Also published as: WO2019213773A1; US20210236339A1; CA3128399A1; EP3811041A4; JP2024071479A; AU2019265243A1; JP2021531473A; US11986374B2; KR20210020009A; EP3811041A1; BR112020022658A2

Abstract

个性化的校准方法和设备，适用于识别将应用于耳内剂量测定的声学校正。所述声学校正允许将用户耳道内的测得的声压转换为耳鼓和/或自由场中的等效声压。所述方法和设备还允许将源自用户的噪声与耳塞遮盖的耳朵中的环境噪声区分开，使用两个麦克风同时测量耳道内和耳道外的声压来完成这种区分所述设备可以用于确定用户在预定时间段内暴露于周围声音的累积声压级剂量。

Description

用于测量戴耳塞或不戴耳塞的耳内有效声音暴露，以及用于确定穿戴者引起的干扰的方法和***

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2018年5月9日提交的美国临时专利申请62/669,177的优先权，其内容在此被并入。

技术领域

本方案涉及噪音暴露检测领域，尤其是，本方案涉及耳内有效声音暴露领域。

背景技术

每天，全世界亿万工人暴露于可能影响其听力的噪声水平。不仅在发展中国家，而且在许多发达国家，工作中的噪音仍然是一个主要问题。2000年，有7％的欧洲工人报告说他们的工作活动影响了他们的健康并导致了听力障碍。但是，实际上，可以避免噪声引起的听力损失(NIHL，noise-inducedhearing loss)，前提是要及时发现受影响工人的过度噪声暴露。不幸的是，由于有危险的工人实际上并没有意识到自己正处于听力危险之中，因此常常没有采用可能阻止NIHL的安全措施。此类措施可能包括噪音控制措施，使用适当的听力保护设备(HPDs，hearing protection devices)或行政控制措施，例如引入更短的工作时间。为了确保及时采取此类措施，必须在工作场所中准确确定任何给定个人的噪声暴露水平。

个人噪声暴露测量旨在评估一个人(通常是工人)的噪声暴露，以确保遵守给定法规的职业暴露极限。这种评估通常通过确定两个变量来进行：由个人接收的环境(不受保护的)噪声水平，以及HPD提供的衰减(如果HPD磨损)。可以使用标准声级计或更精确地通过使用个人安装的剂量计来估算环境噪声水平。个人噪声剂量计在声学环境随时间变化很大的情况下特别有用，因为这些设备可以跟踪个人耳朵(通常戴在肩膀上)附近的声音暴露。但是，这些问题与麦克风的放置效果以及穿戴者的声音对噪声测量的影响有关，无法解决潜在HPD提供的衰减问题。此外，尽管在估计HPD的现场性能方面取得了进展，但是当前的拟合测试方法仍然存在许多不确定性，这使得难以在给定的个体上建立特定HPD的有效衰减。最后，个人噪声剂量计仅提供有关环境噪声水平的信息，因此无法考虑穿戴者的放置效果和穿戴者耳部几何形状之间的个体差异。受到相同环境噪声水平影响的不同人的确可能在耳膜处收到明显不同的声压级(SPL，sound pressurelevels)，并且给定人员接收的入耳声压级也可能随后者的头部和身体朝向而变化。虽然现有噪声标准的损坏风险标准是指自由场测量，但通常认为，听力损失的风险与鼓膜或鼓膜所接收的水平更直接相关。

鉴于上述问题，已经开始出现改进的***，其直接在耳朵内部连续监测个人的噪声暴露。这些***不仅能够解决HPD衰减问题，而且对穿戴者的放置效果以及每个人的耳朵的独特形状也很敏感。但是，当前的入耳式噪声剂量计(IENDs，in-ear noise dosimeters)不允许直接收集鼓膜数据，因为出于舒适和安全的原因，通常将其特色的入耳式麦克风保持在距鼓膜一定距离的位置。因此，需要进行校正以将测得的SPL转换为鼓膜。尽管可以使用平均校正，例如在人体模型上测量的校正，但是通过考虑每个耳道的几何形状非常不同，各个校正因子应提供更好的结果。此外，个人噪声暴露量度旨在评估一个人(通常是工人)的噪声暴露量，以确保该暴露量符合给定法规的暴露量限制。监测暴露水平的一种方法是个人佩戴的剂量计，它提供了在个人位置进行连续监测的便利。当个人需要在工作期间频繁移动或难以预测工作场所的声学环境时，个人噪声剂量计特别有用，因为标准声级计的测量无法考虑这些变量。通常将它们固定在穿戴者的肩膀上，以测量靠近耳朵的噪音水平。尽管足够，但该位置并不总是能抵消麦克风放置的影响，特别是对于定向声场。此外，如果受到穿戴者声音的影响，测得的声压级(SPLs)可能无法正确表示环境噪声。而且，当佩戴听力保护装置(HPD)时，个人噪声剂量计的准确性会受到损害。实际上，应该从环境噪声水平中减去HPD提供的衰减会显示出较大的变化和不确定性。尽管在估计HPD的现场性能方面取得了进展，但当前的拟合测试方法仍受到主要不确定因素的困扰，例如测量不确定度，频谱不确定度和拟合变异性，并且也无法解决HPD去除问题。这种环境噪声水平和HPD有效衰减方面的不确定性使得很难准确确定给定穿着HPD的工人在一段时间内所接收到的实际噪声。

已经开发了一些***来连续监测个人在HPD下的噪声暴露。但是，为了准确地确定个人是否得到了适当的防噪声保护，需要考虑自感应声音对入耳式噪声剂量计测量的影响，因为在HPD以下测得的SPLs可能会受到穿戴者发出的噪音的明显影响。当戴上耳塞时尤其如此，因为众所周知的闭塞效应(OE,occlusion effect)会放大大多数来自穿戴者的声音，尤其是在低频时。这种声音，可能会进一步称为穿戴者诱发的干扰(WID,wearer-induced disturbances)，可能是由于喊叫，说话，唱歌，咳嗽或打喷嚏而引起的，但与咀嚼，行走，抓挠，嗅探或吞咽相关的较柔和的声音可能也需要在低环境噪声的环境中考虑。确实，以前的研究表明，由于中耳和神经元水平都存在抑制机制，自生噪声固有的听力损失风险可以小于外部噪声。此外，OE往往会放大由于测量仪器与穿戴者之间的相互作用而产生的非生理性噪音，例如敲击耳机的线或当线刷在某物上时听到的沙沙声和重击声(通常称为微音)。

因此，需要测量除个体产生的噪声之外的平均噪声暴露，尤其是当佩戴耳塞时。此外，需要将在耳朵内测得的SPLs转换为膜(鼓膜)上的等效SPLs和/或转换为等效的自由场SPLs。

发明内容

本发明的上述和其他目的均通过总体上提供一种用于估计个人的耳道的有效耳内声压级的方法和耳机来实现本发明的前述和其他目的。

在本发明的是一个方面，提供了一种用于估计个人的耳道的有效耳内声压级的方法。所述方法包括：在所述耳道外捕获基线外耳声压水平，在所述耳道的中间位置捕获基线耳内声压水平，在不阻塞所述耳道的情况下，根据捕获的所述基线外耳声压水平和捕获的所述基线耳内声压水平确定校正因子，在所述耳道的所述中间位置捕获第一声压级和根据确定的所述校正因子和捕获的所述第一声压级估计所述有效耳内声压级。

所述第一声压级可以被捕获在听力保护装置之后。估计所述有效耳内声压级是将测量的所述第一声压级转换成等效的自由场声压级。通过从捕获的所述基线外耳声压级中减去捕获的所述基线耳内声压级来计算所述校正因子。

估计所述有效耳内声压级是将捕获的所述第一声压级转换成等效的鼓膜声压级。确定所述校正因子还包括根据捕获的所述基线耳内声压级和捕获的所述基线外耳声压级之间的差来识别预定滤波器和驻波最小频率。

所述方法还包括与所述第一声压级的捕获同时从所述耳道外部捕获第二声压级，其中，所述有效耳内声压级根据捕获的所述第二声压级进一步估计。所述有效耳内声压级的估计还包括计算与捕获的所述第一声压级和所述第二声压级相关联的两个传递函数之间的平均比。针对预定最小频率与预定最大频率之间的频率确定两个传递函数之间的平均比。与所捕获的第一声压级和第二声压级相关联的两个传递函数之间的平均比被定义为：

所述方法还包括检测穿戴者引起的干扰，其中，根据检测到的穿戴者引起的扰动进一步估计所述有效耳内噪声级。针对在预定的最小频率和预定的最大频率之间的频率，根据检测到的穿戴者引起的干扰的噪声级来进一步估计所述有效的耳内噪声级。通过将捕获的所述第一声压级与噪声级阈值进行比较来确定检测到的穿戴者引起的干扰的所述噪声级。当检测到穿戴者引起的干扰时以及捕获的所述第一声压级的所述噪声级低于所述噪声级阈值时，根据捕获的所述第二声压级来估计所述有效耳内声压级。

根据捕获的所述第一声压级和捕获的所述第二声压级之间的相干函数来检测所述穿戴者引起的干扰。根据在预定频率范围内的所述相干函数的平均值来检测所述穿戴者引起的干扰。当所述相干函数的所述平均值大于所述预定阈值时，所述穿戴者引起的干扰被检测。通过忽略所检测到的穿戴者引起的干扰来估计所述有效耳内声压级。根据捕获的所述第二声压级和所估计的噪声减小来估计所述有效耳内声压级。当所述相干函数的所述平均值低于所述阈值时，根据捕获的所述第一声压级和捕获的所述第二声压级来确定所述估计的噪声减少。

当所述相干函数的所述平均值低于所述阈值时，根据捕获的所述第一声压级来估计所述有效耳内声压级。所述穿戴者引起的干扰具有低于预定阈值噪声级的噪声级或者高于预定阈值噪声级的噪声级。

在本发明的另一个方面，提供了一种用于检测穿戴者引起的来自个人耳道的干扰的方法。所述方法包括：在耳道的中间位置捕获第一声压级；与所述第一声压级同时捕获在所述耳道外的第二声压级和根据捕获的所述第一声压级和捕获的所述第二声压级之间的相干函数来检测所述穿戴者引起的干扰。

根据在预定频率范围内的所述相干函数的平均值来检测所述穿戴者引起的干扰，或当所述相干函数的所述平均值大于阈值时，检测所述穿戴者引起的干扰。在所述预定频率范围内的相干函数的所述平均值被确定为：

所述预定频率范围在500Hz与2000Hz之间。所述预定频率范围在500Hz与1500Hz之间。所述预定频率范围在500Hz与1000Hz之间。

还根据捕获的所述第一声压级来表征检测到的穿戴者引起的干扰的类型。当捕获的所述第一声压级低于预定噪声阈值级时，将所述检测到的穿戴者引起的干扰表征为低噪声级，而如果捕获的所述第一声压级高于所述预定噪声阈值级时，将所述检测到的穿戴者引起的干扰表征为高噪声级。所述预定噪声阈值级是70dB至85dB之间的噪声级，或预定噪声阈值级是75dB的噪声级。

以低噪声级为特征的所述检测到的穿戴者引起的干扰表示生理噪声，或者以高噪声级为特征的所述检测到的穿戴者引起的干扰表示语音。

在本发明的再一个方面，提供了一种用于测量来自个人的耳道的有效声压级的耳机***。所述耳机包括：基座，其具有成型来接合耳道的耳道接合部分；外耳麦克风，其位于所述基座上，用于测量耳道的入口位置的外耳声压。所述外耳麦克风配置为：在所述耳道的入口位置捕获外耳声压；和将所述外耳声压传输至转换模块。所述耳机还包括耳内麦克风，其位于所述基座上，用于测量所述耳道的中间位置的耳内声压，所述耳内麦克风配置为：在所述耳道的中间位置捕获耳内声压；和将所述耳内声压传输至所述转换模块。所述耳机还包括接合部分，所述接合部分限定了校准导管，所述校准导管被配置为允许来自环境的声波通过所述接合部分进所述耳道。

所述耳道接合部是耳塞。

所述校准导管可以用可移除盖密封。在对所述耳机进行校准期间，所述校准导管未密封，并且在用所述耳机进行测量期间，所述校准导管被密封。所述耳机还包括用于致动所述可移除盖的可枢转杆。

所述转换模块被配置为根据所述外耳声压和所述耳内声压来计算校正因子。根据所述校正因子来校准所述耳内麦克风。所述转换模块根据所述耳内声压和所述校正因子来计算所述有效声压级。所述有效声压级是等效的自由场声压级或等效的鼓膜声压级。

所述转换模块被配置为根据所述耳内声压和所述外耳声压来检测穿戴者引起的干扰。所述转换模块被配置为根据所述外耳声压级和所述耳内声压级来计算校正因子。所述转换模块还被配置为：当未检测到穿戴者引起的干扰时，根据测量的所述耳内声压和所述校正因子来计算所述有效声压级。

在本身的另一个方面，提供了一种使用耳机来测量有效声压级以确定在预定时间段内个人暴露于其的累积声压级剂量的方法。

被认为是新颖的本发明的特征在所附权利要求中被特别地阐述。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述，本发明的其他特征和优点将变得显而易见，其中：

图1示出了根据一个实施例的，当耳朵被耳塞阻塞时耳道的剖视图，其中，耳道内具有确定的声压测量位置；

图2示出了根据一个实施例的，在耳朵张开或不闭塞时耳道的剖视图，其中，耳道内具有确定的声压测量位置；

图3A示出了根据一个实施例的可以被校准化的剂量测定耳塞或闭塞耳机的透视图；

图3B示出了根据一个实施例的可自动校准并且可用于校准图3A的剂量测定耳塞的敞开式耳机的透视图；

图3C示出了根据一个实施例的图3B的开放式耳机的透视图和图3A的闭塞式耳机的透视图，所述耳机具有用于控制耳机的***深度的耳支撑构件；

图3D示出了根据一个实施例的闭塞式耳机的透视图，所述闭塞式耳机具有可密封的导管，所述导管具有可移除的盖以允许耳机的自动校准；

图3E示出了根据一个实施例的闭塞式耳机的透视图，所述闭塞式耳机具有可枢转的构件以致动导管上的可移除盖以允许耳机的自动校准；

图3F示出了根据一个实施例的闭塞式耳机的剖视图，例如***耳道中的耳塞，所述闭塞式耳机具有用于测量耳道内声级的入耳式麦克风，用于测量耳道的入口处的声级的外耳麦克风和可密封的开口，以允许耳机的自动校准；

图4A示出了根据一个实施例的用于校准图3A至3F的耳机并且提供有效的耳内声压级测量的***；

图4B示出了一种用于根据从耳道的中间位置捕获的声压级测量值来估计等效自由场声压级的方法；

图5示出了对十个人进行的声级测量的曲线图，这些测量表明在鼓膜附近测得的声级与距每个人的未闭塞的耳朵的耳道入口(Lp₃–Lp₂)十毫米(10mm)的耳道内测量到的声级之间的差值；

图6示出了图5的声级测量结果，重点关注频率范围，其中测量值(Lp₃–Lp₂)根据所述频率变化很大并达到峰值；

图7示出了在一定频率范围内根据函数Lp₁–Lp₂和Lp₃–Lp₂从个人的未闭塞的耳朵获取的声级测量值，其中Lp₁处的声级测量值位于耳道入口处，在Lp₂在距Lp₁八毫米(8mm)的耳道内，而Lp₃在耳膜附近；

图8示出了一种用于根据从耳道的中间位置捕获的声压级测量值来估计等效鼓膜声压级的方法；

图9示出了根据一个实施例的用于检测穿戴者诱发的干扰(WIDs,wearer induceddisturbances)的方法；

图10呈现了在强噪声环境中个体讲话时一段时间内以变量增量(Delta)(Δ)值或DB(分贝)表示的可检测事件的图表；

图11示出了根据一个实施例的用于校准图3A至3F的耳机并且适于检测WIDs以提供根据WIDs检测的有效的入耳声压级测量的***；和

图12A和12B示出了根据一个实施例的一种方法，该方法将从耳道捕获的声压测量值转换为等效的自由场声压级或等效的鼓膜声压级。

具体实施方式

在下文中将描述一种新颖的方法和***，该方法和***用于测量在耳塞下或没有耳塞下的耳内有效声音暴露并确定穿戴者引起的干扰。尽管根据特定的说明性实施例描述了本发明，但是应当理解，本文所描述的实施例仅是示例性的，并且本发明的范围不限于此。

在下文中将描述在诸如耳塞(例如，闭塞的耳朵)之类的听力保护装置(HPD，hearing protection device)或者在没有(诸如未闭塞的耳朵)HPD的情况下，校准和测量耳内有效声级暴露的方法和***。尽管根据特定的说明性实施例描述了该***和方法，但是应当理解，本文描述的实施例仅是示例性的，并且该装置和方法的范围并不旨在由此受到限制。

参照图1，示出了根据一个实施例的，用于测量闭塞的耳朵10的耳道12中的声压的位置的示意图，例如通过耳塞21。Lp’₂是闭塞的耳道12中的中间位置2的声压级和Lp'₃是耳道12闭塞时在鼓膜14处(例如在鼓膜位置3处)的声压级。在HPD下耳内的有效声级曝光是鼓膜Lp'₃处的声压级，但是Lp'₃很难测量，因为鼓膜位置3很难达到。此外，将探针放置在鼓膜位置3附近可能会伤害鼓膜，并且也会对穿戴者造成极大的刺激。

此外，听力健康标准通常以自由场声压级表示声压级暴露。自由场声压级是在耳道外部测得的声压级。因此，必须将耳道内测得的声压级转换为自由场声压级，以正确地将测得的声级与听力健康标准进行比较。

根据一个实施例，通过测量闭塞的耳道12的中间位置2处的声压级Lp'₂并将鼓膜校正因子TP-CORR乘以Lp'₂来估计HPD下鼓膜Lp'₃的声压级。膜校正因子TP-CORR根据在敞开的耳朵或未闭塞的耳朵中进行的声压级测量确定，例如在去除HPD的情况下。

根据另一个实施例，通过测量闭塞的耳道12的中间位置2处的声压级Lp'₂并将自由场校正因子FF-CORR乘以Lp'₂来估计HPD下鼓膜Lp'₃的声压级。自由场校正因子FF-CORR根据在敞开的耳朵或未闭塞的耳朵中进行的声压级测量确定，例如在去除HPD的情况下。

在图2中，根据一个实施例示出了用于测量敞开的耳朵10的耳道12中的声压的位置的示意图。Lp₁是在敞开的耳道12的耳道入口位置1处的声压级。Lp₂是敞开的耳道12的中间位置2的声压级。Lp3是敞开的耳道12的鼓膜位置3的声压级。Lp是位于头部中间位置0处的声压级，该位置大约位于头部中间位置，但是没有人体时-就像头部中间处于打开状态一样。

在图4中所示，根据一个实施例，存在一种用于估计“自由场”声压级或“鼓膜”声压级的***40。***40具有转换模块42和估计器44。该转换模块适合于例如从图3A的耳机20接收至少一个IEM 24，并将IEM 24转换成“自由场”声压级。例如，等效的自由场声压级或“鼓膜”声压级，例如等效的鼓膜声压级。然后，由估计器44处理“自由场”声压级或“鼓膜”声压级，以估计在一定时间段内穿戴者的噪声暴露量。转换模块42根据先前获得的IEM(in-ear microphone，耳内麦克风)24'声压级测量值和OEM(outer-ear microphone，耳外麦克风)22'声压级测量值(例如使用开放式耳机20')来计算等效自由场声压级或等效鼓膜声压级。根据一个实施例，***40具有适于接收IEM 24'测量值和OEM 22'测量值的校准模块46。根据IEM 24'的测量值和OEM22'的测量值，校准模块46根据期望的校正因子来计算自由场校正因子或鼓膜校正因子。然后，转换模块42使用计算出的校正因子将IEM 24测量值转换为等效的“自由场”声压级Lp或等效的“鼓膜”声压级Lp'₃。

应该认识到，图4的IEM 24也可以是如图3B所示的开放式耳机20'的IEM24'。使用相同的校正因子FF-CORR或TP-CORR将测量结果转换为等效的“自由场”声压级Lp或等效的“鼓膜”声压级Lp₃。

注意，术语校正因子CORR用于指示自由场校正因子FF-CORR或鼓膜校正因子TP-CORR之一。

各种形式的耳机

图3A至3F展示了各种类型的耳机。每个耳机20、20'和20'具有一个外耳麦克风(OEM)22和一个耳内麦克风(IEM)24。

根据一个实施例，图3A的耳机20具有HPD，例如耳塞21。麦克风22和24分别捕获耳外和耳内声压级(Lp'₁和Lp'₂)。通过将校正因子CORR乘以所测量的Lp'₂，耳机20允许测量在耳塞21下方(例如在闭塞的耳朵中)的有效内耳声音暴露。外部麦克风22允许捕获在耳道外部，例如在耳道的入口处的声压。IEM24连接到管或麦克风探头25，以在耳道的给定点或深度处(例如在中间位置2处)捕获耳塞21下方的耳道中的声压。根据一个实施例，耳塞21限定了可调节的通道31，以允许将麦克风探头25从一个末端***耳塞21的另一端。根据未安装有HPD的耳机的麦克风22'和24'捕获的声压来校准耳机20，例如图3B的开放式耳机20'。该校准允许确定校正以应用于由IEM 24测量的各种声压水平，以便将测得的入耳式声压水平转换为等效的“自由场”(Lp)声压水平和/或转换成等效的“鼓膜”(Lp₃)声压级。

应当认识到，被调节的通道31可以具有任何形状或形式，只要其适于允许在不损害由耳塞21提供的衰减或实质上损害了耳塞21提供的衰减的情况下将所捕获的声压在耳道内传输至IEM24即可。

还将认识到，IEM24也可以是微型IEM24，其足够小以被定位在耳塞21的尖端，以便直接捕获耳道内的声压而无需麦克风探头25。在这种情况下，调整后的通道31可以成形为允许导线通过，以将表示捕获的声压的信号传输到处理器。注意，如果微型IEM 24适于将表示所捕获的声压的信号无线地发送到处理器，则可以完全去除调节的通道31。

根据一个实施例，图3B的耳机20'不具有HPD，并且允许测量未闭塞的耳朵中有效的入耳声暴露。耳机20'具有引导件29，该引导件被成形为被引入耳道中并且限定了通道33，以允许环境的声波从那里穿过而进入耳道而没有阻塞。OEM 22'允许在通道33的入口处(例如在耳道的入口处)捕获耳道外部的声压。IEM 24'连接到微音探针25，该微音探针25轴向穿过通道33，以在确定的点或深度处捕获耳道中的声压。

注意，由OEM22'和IEM24'测量的各种声级不仅可以校准图3A的耳机20，而且还可以校准打开的耳机20'本身。该校准允许确定校正因子，以应用于由IEM 24'测量的各种声压水平，以便将测得的入耳式声压水平转换为等效的“自由场”(Lp)声压水平和/或等效的“鼓膜”(Lp₃)声压级。

根据一个实施例，如图3C所示，图3A的闭塞式耳机20和图3B的开放式耳机20'具有邻接构件30，以确保将耳机20和20'***耳道中相同的深度或至少确保两个耳机20和20'的IEM 24和24'位于相同的中间位置2，如图1和图2所示。

根据如图3D所示的另一实施例，存在具有HPD的耳机20”，例如耳塞21。耳机20”具有OEM22”，该OEM 22”用于捕获耳道外部的声压，例如，在耳道入口位置1处。耳机还具有连接到管或麦克风探头25的IEM24”。IEM24”允许在确定的耳道深度处捕获耳塞21下方或后面的耳道中的声压。根据一个实施例，耳塞21形成可调节的通道31，该通道允许***麦克风探头25以及可密封的导管23从耳塞21的一个末端到另一末端的***。可密封的导管23可以由可移除的盖26密封。当导管23打开时，导管23允许声波经由耳塞21后面的空气传导朝向耳道通过。当导管23被密封时，外部噪声由耳塞21减弱。根据一个实施例，耳机20”具有至少两个功能模式，第一个是可以在导管23打开并且盖26被移除时执行的校准模式。当处于校准模式时，耳机20”可以确定校正因子CORR，以应用于由IEM 24”或图3A的IEM 24测量的各种声压级，以转换耳声压级分为等效的“自由场”(Lp)声压级和/或等效的“鼓膜”(Lp₃)声压级，如下所述。

第二模式是可以在导管23被盖26关闭时执行的测量模式。当处于测量模式时，耳机20”可以确定耳道下的有效声暴露。耳塞21根据IEM 24”提供的声压级测量结果和确定的校正因子CORR。

应当认识到，调节通道31可以具有任何形状或形式，只要它能够允许将所捕获的声压在耳道内传递至IEM 24”并提供可密封的声通道而无需当可密封声音通道关闭时，损害耳塞21的衰减或实质上损害耳塞21的衰减。

还将认识到，IEM 24”也可以是微型IEM 24”，其尺寸小到足以被放置以便直接捕获耳道内所需深度的声压而无需使用麦克风探头25。在这种情况下，可将调整后的通道31成形为允许导线通过以将表示捕获的声压的信号传输到处理器。请注意，如果微型IEM 24”适于将表示捕获的声压的信号无线传输到处理器，则调节后的通道31随后将仅成形为可密封的声音通道，或者仅成形为提供可密封的导管的通道23。

根据至少一个实施例，图3B的耳机20'适于测量开放式耳道12中的声压。OEM22'具有短的微音探针27，以测量耳道入口位置处的声压水平。IEM 24'还具有一个麦克风探头25。但是，麦克风探头25比短麦克风探头27长，以便可以在中间位置2进行声压测量。在校正因子CORR的情况下，由于根据声压级Lp₁和Lp₂估算了声压级Lp₃，因此不需要在鼓膜上(例如在鼓膜位置3处)测量声压。

确定自由场校正因子FF-CORR

自由场校正因子FF-CORR允许将耳内声压级测量值转换为等效的自由场声压级。本解决方案的***和方法试图识别将测得的耳内声压级转换成等效的“自由场”(Lp)声压级所需的声学校正。

识别的声学校正之一是麦克风到鼓膜校正(MEC，Microphone to EardrumCorrection)。参考图1，MEC尝试在阻塞耳道时将测得的声压级(Lp'₂)转换为耳膜处的声压级(Lp'₃)。Lp'₂和Lp'₃之间的关系由以下MEC方程表示：

MEC＝Lp’₃–Lp’₂

识别的另一种声学校正是张开耳朵的传递函数(TFOE，Transfer Function ofthe Open Ear)。参考图2，TFOE声学校正将张开耳朵中的鼓膜声压级(Lp₃)与自由场声压级(Lp)相联系。此关系由以下TFOE公式表示：

TFOE＝Lp-Lp₃

根据MEC和TFOE确定校正因子CORR，以便将在耳道内的耳塞21下测量的声压级(Lp'₂)转换为等效的自由场声压级(Lp)，如图1、3A和3B至3F所示。校正因子CORR是MEC和TFOE之和：

CORR＝MEC+TFOE

CORR＝Lp’₃–Lp’₂+Lp-Lp₃

根据该方法的一个实施例，在中间位置2和在鼓膜位置3处在鼓膜方向上的声阻抗不受耳塞21的存在的影响。换句话说，传递函数对于如图1所示的闭塞的耳朵或如图2所示的张开的耳朵，将测得的声压级Lp'₂和Lp₂与测得的声压级Lp'₃和Lp3相关联是相似或几乎相同的。对于闭塞的耳朵或张开的耳朵，在中间位置2和鼓膜位置3处测得的压力水平实际上是相同的，如以下公式所示：

Lp’₃–Lp’₂≈Lp₃–Lp₂

由于以下原因，校正因子CORR可以表示为Lp–Lp₂：

CORR＝Lp’₃–Lp’₂+Lp-Lp₃

CORR＝Lp₃–Lp₂+Lp-Lp₃

CORR＝Lp–Lp₂

在耳道的入口位置1处测得的声压与在耳道内的任何点处测得的声压之间的比率，无论是在张开的还是闭塞的耳朵中(即Lp'₂；Lp₂或Lp'₃；Lp₃)通常独立于外部噪声的入射方向。

在图4B中呈现，存在一种方法50，用于根据IEM24或IEM24'提供的声压测量值来估计等效的自由场声压水平。方法50包括51:在穿戴者附近产生声场，并52:在中间位置2(Lp₂或Lp₂')处测量第一声压，并且53:在存在声场的情况下在位置x(Lp_x)处测量另一声压。位置x位于耳道外部，耳道的入口位置1或中间位置2的上游，例如位于耳道入口位置1和中间位置2之间的任何位置，如图2所示。方法50还包括54:在存在声音的情况下在位置2(基线Lp₂)处的张开的耳朵中测量基线声压级，然后55：计算基线Lp₂和Lp_x(或基线Lp₂-Lp_x)之间的差。方法50还包括56：将计算出的差应用于第一声压级(Lp₂或Lp₂')，并57：估计等效自由场声压级。

根据一个实施例，如图12A所示，存在一种用于将测得的声压级(Lp₂)或(Lp₂”)转换为等效自由场声压级120的方法。方法120包括122：确定自由场校正因子，然后123：测量声压级(Lp₂)或(Lp₂')，并124：将测得的(Lp₂)或(Lp₂')转换为等效的自由场声压级。

确定鼓膜校正因子TP-CORR

鼓膜校正因子TP-CORR允许将耳内声压级测量值转换成等效的鼓膜声压级Lp₃(当测量是通过开放式耳机进行时)或转换成在耳塞下进行时的Lp₃'。

根据一个实施例，提出了一种用于耳内剂量测定的个性化校准方法。该方法包括识别函数Lp₃-Lp₂，以确定耳膜处的声压级。通常，该方法允许通过应用Lp₃-Lp₂函数来测量耳道内的声级(例如Lp₂)并确定相应的声压值(例如Lp₃)。

图5所示的图表描述了在十个不同的个体上测得的Lp₃和Lp₂之间的差异。Lp₂的测量距离张开的耳朵(未遮挡的耳朵)中距耳道入口10毫米的深度。Lp₃–Lp₂差异是根据各种频率表示的。可以注意到，在4500Hz和8000Hz之间可以观察到最大的dB差异。最大差异的频率位置根据Lp₂和Lp₃的测量位置之间的距离而变化，如图2所示。请注意，Lp₃和Lp₂之间的差异取决于分隔中间位置2和鼓膜位置3的耳道的剩余长度。

图6给出了图5的各个曲线在测量最大差异(Lp₃–Lp₂)的频率上的重叠(叠加)。可以注意到，各个曲线都呈现出相似的轮廓。虚线曲线表示以1/12倍频程频带频率表示的重叠曲线的平均值。根据一个实施例，虚线曲线是用于确定Lp₃的滤波器62。

本领域技术人员将认识到，基于另一组个体或更大的一组个体，在类似分析之后可以提取其他过滤器。根据所分析个体的耳道形态参数，过滤器可能会略有不同。形态参数可能包括耳道长度，耳道几何形状，耳垢的存在，鼓膜阻抗等。

根据该方法的一个实施例，根据在耳道的两个不同位置处进行的声压测量来估计Lp₃和Lp₂之间的差。例如，Lp₃和Lp₂之间的差是根据在中间位置2处获取的第一测量值Lp₂和在第一位置上游的任何位置(例如，在耳道的耳道入口位置1，或在耳道入口位置1与入耳位置2之间的位置，或完全在耳道12的外部，如图2所示)处获取的第二测量值Lp_x来估计的。Lp₂与Lp_x或(Lp₂-Lp_x)之间的差值可以确定驻波最小值或驻波最大值(如果差异表示为Lp_x–Lp₂)。驻波最小值通常是由入射波和反射波在耳道12中的重叠引起的。驻波最小值的频率通常取决于鼓膜14和用于测量Lp₂的中间位置2之间的距离，并且与搜索到的Lp₃-Lp₂函数所对应的最大差的频率相同或至少相似。因此，差值Lp₂-Lp_x可用于估计与Lp₃和Lp₂(或Lp₃-Lp₂函数)之间的最大差异相对应的频率。

例如，图7给出了在同一个人中测量的曲线图70，该曲线图具有标识为曲线74的函数Lp₁-Lp₂和标识为曲线72的函数Lp₃-Lp₂，其中在8mm的耳道深度处测量了Lp₂在耳道入口处测量了Lp₁。如曲线74所示，函数Lp₁-Lp₂的驻波最小值约为5600Hz，如曲线72所示，Lp₃与Lp₂之间的最大值之差也对应于约5600Hz的频率。

现在参考图8，存在一种用于确定Lp₃-Lp₂函数的方法80，以便根据Lp₂和Lp_x估计鼓膜处的声级。该方法包括在穿戴者附近82：产生声场，并且84：在存在声场的情况下在中间位置2处测量第一声压，并且85：在位置x处测量第二声压。位置x位于耳道外部，耳道的入口位置1或中间位置2的上游，例如位于耳道入口位置1和中间位置2之间的任何位置，如图2所示。该方法还包括86：计算Lp₂和Lp_x(或Lp₂-Lp_x)之间的差。根据计算出的Lp₂和Lp_x之间的差值88：确定对应于驻波最小值的频率。89：根据识别出的频率估算Lp₃-Lp₂。

产生的声场82是由诸如扬声器之类的声源产生的，该声场指向穿戴者，并且优选地是覆盖或扫描感兴趣的频率范围内的所有频率的声场，所述频率通常是范围介于50Hz和10kHz之间的频率。此外，声场的声级应当足够高并且可以大于穿戴者通常产生的生理噪声的声级，例如呼吸声级，心跳声级等。声场是白噪声。根据另一个实施例，声场是正弦扫描。

在中间位置2或2'处测量第一声压84，优选在鼓膜和耳道入口之间的中间位置或在距耳道入口的任何预定深度处测量。优选在位于声源和穿戴者的头部之间的位置处测量第二声压105。注意，该第二声压测量可以在穿戴者存在或不存在的情况下进行。

Lp₂与Lp_x之间的差值可以通过计算以分贝表示的压力比Lp₂/Lp_x来计算86。

根据一个实施例，根据预定的平均滤波器，诸如在图6的曲线图中描绘为虚线曲线的滤波器，对Lp₃与Lp₂之间的差进行估计89。通常根据对几个个体的测量来建立滤波器。理想的是，预定的平均滤波器应该经常居中，以便基本上具有对应于所识别的驻波最小值88的最大值。

根据一个实施例，方法80允许通过使用“开放式”剂量测定耳机(例如图3B的耳机20')来校准耳机。可以注意到，耳机20'不提供衰减，并且校正Lp₃-Lp₂允许将在耳道内测得的声压级转换成给定穿戴者在耳膜处的声压级。考虑到“开放式”剂量测定耳机20'具有适于在中间位置2处测量声压的IEM 24'，可以将估计的校正值Lp₃-Lp₂应用于例如图3A的闭塞式耳机20的IEM 24提供的声压测量，因为耳机20的IEM 24在明显相同的中间位置2处测量声压。

根据另一实施例，通过使用剂量测定耳机20”来执行校准方法80，该剂量测定耳机适于通过具有OEM22”，IEM 24”和可密封导管23的耳塞21向穿戴者提供衰减。在校准模式下使用时可以打开，在剂量测定模式下使用时可以关闭。可密封导管23由可移动盖26密封。从而可以在不移除耳机20'的情况下执行校准，并且校准可以实时或实时地进行。此外，在校准期间以及在剂量测定过程中，确保中间位置2和鼓膜位置3之间的距离相同，以及在剂量测定过程中，在执行剂量测定时，应确保将校正因子Lp₃-Lp₂应用于IEM测量。

根据一个实施例，如图12B所示，存在一种用于将测得的声压级(Lp₂)或(L_p2')转换为等效的鼓膜声压级121的方法。方法121包括125：确定鼓膜校正因子，然后126：测量声压级(Lp₂)或(L_p2')，并127：将所测量的(Lp₂)或(L_p2')转换为等效的鼓膜声压级。

确定穿戴者引起的干扰(WIDs)

当诸如图1所示的耳朵被闭塞时，当穿戴者或使用者产生自己的声音(例如讲话，咳嗽，咀嚼，步行的声音等)时，声压水平会显着提高。这些声音被作为穿戴者引起的干扰(WID)。人们认为某些声音反射(例如骨反射)可以使人耳保护自己免受自己产生的噪音的影响。因此，重要的是，在测量HPD下的噪声剂量时，能够分离出穿戴者自己产生的声音贡献和环境中产生的声音贡献。不幸的是，常规的耳内剂量测定装置不允许将WID与环境中产生的声音分离。

根据一个实施例，该方法和***允许区分由穿戴者产生的噪声(WID)。诸如图3A的耳机20之类的耳机的IEM 24适于测量穿戴者所暴露于其中的噪声剂量，但是根据噪声的来源，可以忽略由IEM 24提供的测量值以提供准确的噪声暴露评估。噪声的来源可以是穿着者引起的噪声(WID)或环境噪声，并根据OEM 22和IEM 24提供的测量值确定。在某些实施例中，该***适于检测穿着者产生的噪声。通过比较OEM 22测量值与IEM 24测量值。可以实时执行比较，也可以在记录OEM 22和IEM 24提供的测量值之后进行比较。但是请注意，可以根据各种检测方法来执行WID的检测。

检测WIDs的第一种方法

根据一个实施例，耳机20适于将OEM和IEM的测量值传输到处理器(例如数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processor)。处理器允许根据以下方法比较和处理由OEM 22和IEM 24捕获的信号。

通常，根据WID检测方法40的一个实施例，根据OEM22和IEM24捕获的信号来确定42两个传递函数H1和H2，根据两个传递函数计算44检测值Δ，并将检测值Δ与WIDs检测阈值Δs进行比较46，以检测WID 48。

根据OEM 22捕获的信号和IEM 24捕获的信号确定两个传递函数H1和H2。例如，根据两次测量之间的谱间G_xy确定传递函数H1和H2。传递函数H1和H2还分别由OEM 22测量的外部信号和IEM 24测量的内部信号的自动频谱G_xx和G_yy确定。

根据针对fmin和fmax之间的频率的传递函数H1和H2之间以dB为单位的平均比率来计算检测值Δ。注意，Δ是针对预定持续时间(例如一秒)计算的。例如，使用以下公式计算Δ：

N是频带数。

WIDs检测阈值Δs指示检测值Δ，在该检测值Δ之上，OEM22和IEM24的相应测量信号被认为被诸如语音之类的WID污染。当检测值Δ低于阈值Δs(Δ＜Δs)时，该方法认为不存在WID。当检测值Δ大于阈值Δs(Δ＞Δs)时，方法40检测到WID。

根据一个实施例，方法40进一步验证49噪声类型或WID是否由穿戴者产生的高或低噪声级引起。如果由穿戴者产生的噪声级低，则方法40可以确定由OEM22测量的信号不受WID的影响，并且可以用于估计入耳噪声水平。例如，生理噪声类型(例如吞咽，咀嚼，心跳，呼吸等)通常会产生较低的噪声水平，并且不会影响OEM 22测得的信号。

为了确定影响检测值Δ的噪声的类型，定义了噪声水平阈值Lp_s。例如，可以基于在穿戴者说话或不说话时进行的测量之间的声压水平比较来确定该阈值Lp_s。可以为OEM22或IEM 24捕获的声压级定义Lp_s值。根据一个实施例，下表给出了用于检测穿戴者产生的语音的决策过程的示例：

根据判定过程，当Δ>Δs且Lp'₂>Lp_s时，方法40检测到高噪声级WIDs，并且忽略由OEM 22和IEM 24测量的信号。当Δ>Δs且Lp'₂<Lp_s时且Lp'2，检测到低噪声级WIDs，并且该方法仅忽略IEM 24测得的信号，OEM 22信号可用于估计入耳式噪声级。然而，当Δ＜Δs时，没有检测到WIDs，并且由IEM 24测量的信号可以用于估计入耳噪声水平。

根据一个实施例，方法40还适于确定穿戴者的声音暴露级Lp_exp。声音暴露级Lp_exp是在没有高噪声级WIDs的情况下(例如，当Δ<Δs和/或Lp'₂<Lp_s时)捕获的任何入耳噪声暴露级。

有几种方法可以计算Lp_exp级。在某些实施例中，基于IEM 24的自动频谱测量来计算Lp_exp。在这种情况下，根据以下等式确定Lp_exp级：

Lp_exp＝Lp’₂

在其他实施例中，基于IEM 24的相关功率来计算Lp_exp级。在这种情况下，根据以下等式确定Lp_exp级：

Lp_exp＝Lp’₂+10log₁₀(γ)

其中：

基于与OEM24相比的IEM24的相关功率的Lp_exp的计算允许排除或至少减少不相关噪声的影响，例如当Δ>Δs和/或Lp'₂<Lp_s时。非相关噪声是对OEM 22捕获的噪声影响很小的捕获的噪声。实际上，非相关噪声通常是穿戴者产生的生理噪声，例如呼吸，吞咽，打喷嚏甚至走路，衣服上的金属丝摩擦或涉及面部接触的动作。

根据一个实施例，耳机20适于将OEM和IEM测量值传送到处理器，例如数字信号处理器(DSP)。处理器允许根据以下方法比较和处理由OEM 22和IEM 24捕获的信号。

测量WIDs的第二种方法

在另一个实施例中，特定频率下的两个信号之间的相关性是相干函数γ2。它被定义为：

其中S_OO(f)是OEM 22测量的时间信号o(t)的自谱，S_II(f)是IEM 24测量的时间信号i(t)的自谱，S_OI(f)是两个信号o(t)和i(t)之间的互谱。相干性γ²(f)测量任意给定频率或频带中心频率下两个信号之间的线性关系程度，范围从0(o(t)和i(t)不相关)到1(o(t)和i(t)完全相关)。

对于给定的时间范围i，可以计算特定频率下的相干函数，并在所需频率范围内对其进行平均。这给出了量Δi，即以dB表示的平均相干函数，如下所示：

其中，fmin和fmax是要确定的所需频率范围的最低和最高频段，N是该范围内的频段数。平均相干函数Δi是一个以dB表示的正数，并且在时间范围i内两个麦克风信号在fmin和fmax之间高度相干时，接近0。fmin和fmax的值指示要检测的干扰信号(例如，语音，咳嗽，打喷嚏，走路等)。根据一个实施例，公式(1)和(2)被实现为分数带计算，因为从窄带值计算Δ会降低性能，因为它可能给较高的频率带来过多的权重。

根据一个实施例，针对持续时间ΔT的每个时间帧(例如，每0.5s)计算平均相干函数Δ，并将其与阈值Δ_th进行比较，在该阈值Δ_th之上，假设由IEM由穿戴者产生的噪声组成。当Δi<Δ_th时，WID对IEM 24接收的声压的影响可以忽略不计，这意味着：

其中L_IEM,i(f)是声压级(SPL，sound pressure level)，例如在时间范围i内被闭塞的耳朵内部测得的Lp2'，而

是将在没有WIDs的情况下进行测量。

当Δ_i>Δ_th时，可以使用两种不同的方法来估算在没有WID

的情况下测得的SPL。

方法1)：假设在WID期间耳塞衰减保持恒定

估计在没有WIDs的情况下测得的SPL的第一种方法涉及通过假设耳塞衰减在WIDs期间保持恒定来计算

其中，L_OEM,i(f)是OEM在时间范围i内测得的SPL，NR_tmp(f)是在上次满足“Δ<Δ_th”的情况下测得的估计降噪量(OEM与IEM之间的SPL差)，即最后一次未检测到WIDs的时间。此方法特别适合于WIDs，这些WIDs会增加耳朵内部的SPL，但几乎不会对OEM 22在耳朵外部测得的声压产生任何影响。此方法更适合于中低噪声环境，例如以下WIDs。作为“低级WIDs”，通常在高噪声环境中几乎不影响IEM 24的信号。

方法2a)假设环境噪声水平保持恒定

估计将在不存在WIDs的情况下测量的SPL的第二种方法涉及通过假设在WIDs期间环境噪声水平保持恒定来计算

其中，L_tmp(f)是IEM 24在上次满足“Δ<Δ_th”条件(即上次未检测到WIDs)时测得的SPL。该方法特别适用于严重影响OEM 22测得的水平的WIDs。以下WIDs(以下称为“高级WIDs”)包括所有声音WIDs(语音，咳嗽，清嗓等)和其他被定义的WIDs此方法不适用于穿戴者的生理噪声(呼吸，心跳等)持续影响耳道内部声压的低噪声环境，因此即使满足以下条件，也很难满足“Δ<Δ_th”标准时间短。

方法2b)：假设环境噪声水平保持恒定

请注意，

可以近似等于与上一次满足“Δ<Δ_th”条件时或使用公式(4)最后估计

时相同。由于Δ_th值已经超出了因为低级别的WIDs。当方法(2a)与方法(1)一起使用时，该方法只是方法(2a)的变体。

结合方法1)和2b)

根据一个实施例，

是根据两种方法来计算的(即，假设在WIDs期间耳塞衰减保持恒定，并且假设环境噪声水平保持恒定)。两种方法可以一起使用，因为每种方法都适合于特定类型的WIDs，这意味着应该找到一种策略来区分低级WIDs和高级WIDs。可以帮助区分两种类型的WIDs的特征是相应信号生成的入耳式SPL。确实，诸如语音之类的高级WIDs可能比低级(和非语音)WIDs产生更高的入耳声压级。因此，区分高级WIDs和低级WIDs的一种方法是考虑阈值水平L_th，低于该阈值水平L_th理论上不会发生。感兴趣的频率范围内的耳内SPL定义为：

与公式(2)保持一致，将耳内SPLs和阈值L_th在用于计算平均相干函数Δ(f_min＜f＜f_max)的相同频率范围内进行比较。每当L_i>L_th时，任何检测到的WIDs都被视为“高级”(即对L_oEM,i(f)产生重大影响)，这意味着应使用方法(2b)而不是方法(1)。最后，方法(2b)需要具有L_tmp(f)和NR_tmp(f)的公知知识，这意味着应事先满足“Δ<Δ_th”标准。当检测到WIDs(Δ>Δ_th)并且变量L_tmp(f)和NR_tmp(f)尚未初始化时，可以使用以下表达式估算

其中数量-10log₁₀(γ²(f))表示从与OEM 24测量的信号无关的信号部分估计的噪声贡献，以dB为单位。

图9总结了建议的总体方法。

根据一个实施例，根据IEM 24的自动频谱或根据IEM 24的相关功率直接计算声级暴露Lp_exp。

在强噪声环境中检测WIDs

图10中显示的是在强噪声环境中个人讲话时一段时间内以Delta(Δ)值或DB表示的可检测事件的图表，如曲线104所示。可以注意到，检测阈值(Δ_S)(标记为线102)设置为3dB，任何关联的Delta(Δ)值大于检测阈值(Δ_S)的事件都将被语音视为WIDs，如曲线106所示。请注意，将滑动平均值“立即邻近”应用于图形的值，以忽略未完成的值。检测到的语音事件明智地对应于所监视的发声(由穿戴者产生的语音)时间段，如曲线105所示。

图10以3dB的检测阈值Δs，0.5秒的时间步长，500Hz的最小频率fmin，1000Hz的最大频率fmax和70dBA的IEM声级阈值Lp_s表示获得的结果。

应当认识到，尽管图10的示例针对语音作为WID的检测，但是任何其他类型的WID或WIDs的组合都可以通过该方法来检测。可以根据要检测的WID的类型来设置相关的检测阈值Δs，时间步长，最小频率和最大频率。此外，还可以根据要检测的WID的类型来设置用于IEM的声级阈值Lp_s。在某些情况下，可以设置各种检测参数组以分别检测几种类型的WIDs。在其他情况下，通常可以设置一组检测参数来检测几种类型的WIDs。例如，IEM的声级阈值Lp_s可以是介于65dBA和85dBA之间的任何声级，例如75dBA。

根据一个实施例，在穿戴者的环境中产生的环境噪声被用于执行耳机20”的校准。即，使用环境噪声作为声源来估计声学校正Lp₃-Lp₂和/或Lp-Lp₂。根据一种校准方法，在测量Lp_x和Lp₂之前，该方法包括验证环境噪声中有足够数量的频率可用以执行校准。例如，仅当Δ<Δs，并且OEM22”对所有感兴趣的频率进行的声级测量均大于50dB时，才可以执行校准。

根据又一实施例，校准方法以预定间隔自动且重复地执行。在这样的实施例中，耳机20”或耳机20”的控制器被配置为连续地或周期性地更新Lp₃-Lp₂校正功能。这种自动校准将不需要穿戴者的干预，或者仅需要穿戴者的最小干预。

根据一个实施例，如图11所示，***90还具有WIDs检测器98，该WIDs检测器98适于根据由IEM22和IEM24进行的测量来确定是否存在WID。并且确定是否必须采用WID。考虑在内。WID检测器98将WID指示符传送到对话模块92。转换模块92根据WID指示符转换IEM 24声压级。

应当认识到，在不脱离本解决方案的范围的情况下，图3A至3C的耳机20和20'以及图3D至3F的自动校准耳机20”可以被配置为检测WIDs。

尽管已经在上面详细描述了本发明的说明性的和当前优选的实施例，但是应当理解，本发明构思可以以其他方式被不同地体现和采用，并且所附权利要求旨在被解释为包括这样的变型，除了在现有技术所限制的范围内。

Claims

1.一种用于估计个人的耳道的有效耳内声压级的方法，所述方法包括：

在所述耳道外捕获基线外耳声压水平；

在所述耳道的中间位置捕获基线耳内声压水平；

在不阻塞所述耳道的情况下，根据捕获的所述基线外耳声压水平和捕获的所述基线耳内声压水平确定校正因子；

在所述耳道的所述中间位置捕获第一声压级；和

根据确定的所述校正因子和捕获的所述第一声压级估计所述有效耳内声压级。

2.根据权利要求1所述的用于估计有效耳内声压级的方法，其中，所述第一声压级被捕获在听力保护装置之后。

3.根据权利要求1所述的用于估计有效耳内声压级的方法，其中，估计所述有效耳内声压级是将测量的所述第一声压级转换成等效的自由场声压级。

4.根据权利要求3所述的用于估计有效耳内声压级的方法，其中，通过从捕获的所述基线外耳声压级中减去捕获的所述基线耳内声压级来计算所述校正因子。

5.根据权利要求1所述的用于估计有效耳内声压级的方法，其中，估计所述有效耳内声压级是将捕获的所述第一声压级转换成等效的鼓膜声压级。

6.根据权利要求5所述的用于估计有效耳内声压级的方法，其中，确定所述校正因子还包括根据捕获的所述基线耳内声压级和捕获的所述基线外耳声压级之间的差来识别预定滤波器和驻波最小频率。

7.根据权利要求1所述的用于估计有效耳内声压级的方法，所述方法还包括与所述第一声压级的捕获同时从所述耳道外部捕获第二声压级，其中，所述有效耳内声压级根据捕获的所述第二声压级进一步估计。

8.根据权利要求7所述的用于估计有效耳内声压级的方法，其中，所述有效耳内声压级的估计还包括计算与捕获的所述第一声压级和所述第二声压级相关联的两个传递函数之间的平均比。

9.根据权利要求8所述的用于估计有效耳内声压级的方法，针对预定最小频率与预定最大频率之间的频率确定两个传递函数之间的平均比。

10.根据权利要求9所述的用于估计有效耳内声压级的方法，其中，与所捕获的第一声压级和第二声压级相关联的两个传递函数之间的平均比被定义为：

11.根据权利要求7所述的用于估计有效耳内声压级的方法，所述方法还包括检测穿戴者引起的干扰，其中，根据检测到的穿戴者引起的扰动进一步估计所述有效耳内噪声级。

12.根据权利要求11所述的用于估计有效耳内声压级的方法，其中，针对在预定的最小频率和预定的最大频率之间的频率，根据检测到的穿戴者引起的干扰的噪声级来进一步估计所述有效的耳内噪声级。

13.根据权利要求12所述的用于估计有效耳内声压级的方法，其中，通过将捕获的所述第一声压级与噪声级阈值进行比较来确定检测到的穿戴者引起的干扰的所述噪声级。

14.根据权利要求13所述的用于估计有效耳内声压级的方法，其中，当检测到穿戴者引起的干扰时以及捕获的所述第一声压级的所述噪声级低于所述噪声级阈值时，根据捕获的所述第二声压级来估计所述有效耳内声压级。

15.根据权利要求11所述的用于估计有效耳内声压级的方法，其中，根据捕获的所述第一声压级和捕获的所述第二声压级之间的相干函数来检测所述穿戴者引起的干扰。

16.根据权利要求15所述的用于估计有效耳内声压级的方法，其中，根据在预定频率范围内的所述相干函数的平均值来检测所述穿戴者引起的干扰。

17.根据权利要求16所述的用于估计有效耳内声压级的方法，其中，当所述相干函数的所述平均值大于所述预定阈值时，所述穿戴者引起的干扰被检测。

18.根据权利要求17所述的用于估计有效耳内声压级的方法，其中，通过忽略所检测到的穿戴者引起的干扰来估计所述有效耳内声压级。

19.根据权利要求18所述的用于估计有效耳内声压级的方法，其中，根据捕获的所述第二声压级和所估计的噪声减小来估计所述有效耳内声压级。

20.根据权利要求19所述的用于估计有效耳内声压级的方法，其中，当所述相干函数的所述平均值低于所述阈值时，根据捕获的所述第一声压级和捕获的所述第二声压级来确定所述估计的噪声减少。。

21.根据权利要求18所述的用于估计有效耳内声压级的方法，其中，当所述相干函数的所述平均值低于所述阈值时，根据捕获的所述第一声压级来估计所述有效耳内声压级。

22.根据权利要求19所述的用于估计有效耳内声压级的方法，其中，所述穿戴者引起的干扰具有低于预定阈值噪声级的噪声级。

23.根据权利要求21所述的用于估计有效耳内声压级的方法，其中，所述穿戴者引起的干扰具有高于预定阈值噪声级的噪声级。

24.一种用于检测穿戴者引起的来自个人耳道的干扰的方法，所述方法包括：

在耳道的中间位置捕获第一声压级；

与所述第一声压级同时捕获在所述耳道外的第二声压级；和

根据捕获的所述第一声压级和捕获的所述第二声压级之间的相干函数来检测所述穿戴者引起的干扰。

25.根据权利要求24所述的用于检测穿戴者引起的干扰的方法，其中，根据在预定频率范围内的所述相干函数的平均值来检测所述穿戴者引起的干扰。

26.根据权利要求25所述的用于检测穿戴者引起的干扰的方法，其中，当所述相干函数的所述平均值大于阈值时，检测所述穿戴者引起的干扰。

27.根据权利要求25所述的用于检测穿戴者引起的干扰的方法，其中，在所述预定频率范围内的相干函数的所述平均值被确定为：

28.根据权利要求24所述的用于检测穿戴者引起的干扰的方法，其中，所述预定频率范围在500Hz与2000Hz之间。

29.根据权利要求28所述的用于检测穿戴者引起的干扰的方法，其中，所述预定频率范围在500Hz与1500Hz之间。

30.根据权利要求29所述的用于检测穿戴者引起的干扰的方法，其中，所述预定频率范围在500Hz与1000Hz之间。

31.根据权利要求24所述的用于检测穿戴者引起的干扰的方法，还根据捕获的所述第一声压级来表征检测到的穿戴者引起的干扰的类型。

32.根据权利要求31所述的用于检测穿戴者引起的干扰的方法，其中，当捕获的所述第一声压级低于预定噪声阈值级时，将所述检测到的穿戴者引起的干扰表征为低噪声级，而如果捕获的所述第一声压级高于所述预定噪声阈值级时，将所述检测到的穿戴者引起的干扰表征为高噪声级。

33.根据权利要求32所述的用于检测穿戴者引起的干扰的方法，其中，所述预定噪声阈值级是70dB至85dB之间的噪声级。

34.根据权利要求33所述的用于检测穿戴者引起的干扰的方法，其中，所述预定噪声阈值级是75dB的噪声级。

35.根据权利要求32所述的用于检测穿戴者引起的干扰的方法，其中，以低噪声级为特征的所述检测到的穿戴者引起的干扰表示生理噪声。

36.根据权利要求32所述的用于检测穿戴者引起的干扰的方法，其中，以高噪声级为特征的所述检测到的穿戴者引起的干扰表示语音。

37.一种用于测量来自个人的耳道的有效声压级的耳机***，所述耳机包括：

基座，其具有成型来接合耳道的耳道接合部分；

外耳麦克风，其位于所述基座上，用于测量耳道的入口位置的外耳声压，所述外耳麦克风配置为：

在所述耳道的入口位置捕获外耳声压；和

将所述外耳声压传输至转换模块；

耳内麦克风，其位于所述基座上，用于测量所述耳道的中间位置的耳内声压，所述耳内麦克风配置为：

在所述耳道的中间位置捕获耳内声压；和

将所述耳内声压传输至所述转换模块；

所述接合部分限定了校准导管，所述校准导管被配置为允许来自环境的声波通过所述接合部分进所述耳道。

38.根据权利要求37所述的用于测量有效声压级的耳机，其中，所述耳道接合部是耳塞。

39.根据权利要求38所述的用于测量有效声压级的耳机，其中，所述校准导管可以用可移除盖密封。

40.根据权利要求39所述的用于测量有效声压级的耳机，其中，在对所述耳机进行校准期间，所述校准导管未密封，并且在用所述耳机进行测量期间，所述校准导管被密封。

41.根据权利要求39所述的用于测量有效声压级的耳机，其中，所述耳机还包括用于致动所述可移除盖的可枢转杆。

42.根据权利要求37所述的用于测量有效声压级的耳机，其中，所述转换模块被配置为根据所述外耳声压和所述耳内声压来计算校正因子。

43.根据权利要求42所述的用于测量有效声压级的耳机，其中，根据所述校正因子来校准所述耳内麦克风。

44.根据权利要求42所述的用于测量有效声压级的耳机，其中，所述转换模块根据所述耳内声压和所述校正因子来计算所述有效声压级。

45.根据权利要求44所述的用于测量有效声压级的耳机，其中，所述有效声压级是等效的自由场声压级。

46.根据权利要求44所述的用于测量有效声压级的耳机，其中，所述有效声压级是等效的鼓膜声压级。

47.根据权利要求37所述的用于测量有效声压级的耳机，其中，所述转换模块被配置为根据所述耳内声压和所述外耳声压来检测穿戴者引起的干扰。

48.根据权利要求47所述的用于测量有效声压级的耳机，其中，所述转换模块被配置为根据所述外耳声压级和所述耳内声压级来计算校正因子。

49.根据权利要求48所述的用于测量有效声压级的耳机，其中，所述转换模块还被配置为：当未检测到穿戴者引起的干扰时，根据测量的所述耳内声压和所述校正因子来计算所述有效声压级。

50.使用根据权利要求37所述的用于测量有效声压级的耳机，以确定个人在预定时间段内暴露的累积声压级量。