CN113692246A - 根据鼾声来源的动态掩蔽 - Google Patents

Abstract

本公开的各方面提供了用于动态地掩蔽被确定为由一个或多个睡眠同伴产生的可听呼吸噪声的方法、装置和***。根据各方面，通过以下方式来保护受试者的睡眠：检测睡眠环境中的可听呼吸噪声，确定该可听呼吸噪声并非由受试者产生，以及减轻对被确定为源自另一受试者(诸如床伴、宠物等)的可听呼吸噪声的感知。动态掩蔽减少了受试者对不必要声音的暴露，并且减少了掩蔽声音干扰受试者睡眠的机会。

Description

根据鼾声来源的动态掩蔽

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年2月18日提交的美国专利申请第16/278373号的优先权和权益，其内容全文以引用的方式并入本文，如下文充分阐述的。

技术领域

本公开的各方面整体涉及动态保护睡眠。更具体地，各方面动态地输出掩蔽声音以保护第一受试者的睡眠，以试图选择性地补偿被确定为源自第二受试者的可听呼吸噪声。

背景技术

破坏受试者睡眠可导致睡眠不佳，从而对受试者的健康产生负面影响。睡眠中断可由受试者睡眠环境中的打断受试者睡眠的环境噪声或周围噪声引起。

为了尝试阻止或补偿此类噪声，可在受试者的睡眠环境中输出稳定的毯覆式掩蔽声音。然而，毯覆式掩蔽声音通常在受试者处于睡眠的整个时间段内以恒定不变的音量和频率播放。根据环境噪声的不同音量、频率和变化以及受试者的睡眠生理机能，毯覆式掩蔽声音在补偿一些环境噪声方面可能不起作用，或者本身可能破坏受试者的睡眠。另外，毯覆式掩蔽使受试者长时间暴露于掩蔽声音中，而不管是否需要该掩蔽来保护受试者的睡眠。因此，需要以针对受试者和受试者的睡眠环境定制的方式智能地掩蔽声音。

发明内容

本文提及的所有示例和特征均可以任何技术上可能的方式组合。

在一个方面，公开了一种音频设备，该音频设备包括：至少一个麦克风，该至少一个麦克风被配置为检测睡眠环境中的可听呼吸噪声；至少一个生物传感器，该至少一个生物传感器被配置为监测第一受试者的呼吸架构；处理单元，该处理单元被配置为将该可听呼吸噪声与该第一受试者的呼吸架构进行比较以确定所检测到的源自第二受试者的可听呼吸噪声；以及至少一个扬声器，该至少一个扬声器被配置为输出掩蔽声音以补偿所检测到的可听呼吸噪声。

该处理单元可被进一步配置为基于该可听呼吸噪声与该第一受试者的呼吸架构的比较来确定该可听呼吸噪声中的源自该第一受试者的一部分，并且该至少一个扬声器可被配置为避免输出掩蔽声音以补偿该可听呼吸噪声中的被确定为源自该第一受试者的该一部分。处理单元可被进一步配置为确定源自该第二受试者的可听呼吸噪声的时频模式，并且该掩蔽声音可与所确定的模式一致。

该至少一个生物传感器可被配置为测量指示该第一受试者的睡眠状况的至少一个生物信号参数。该至少一个生物信号参数可包括下述中的至少一者：该第一受试者的心率、心率变异性、呼吸率、脑电图(EEG)、眼电图(EOG)、肌电图(EMG)或动作。该处理单元可被进一步配置为基于所检测到的可听呼吸噪声和该至少一个所测量的生物信号参数来调节该掩蔽声音。调节该掩蔽声音可包括调节以下中的至少一者：掩蔽声音的频谱内容、掩蔽声音的声压级或主动降噪(ANR)水平。监测该第一受试者的呼吸架构可包括测量下述中的至少一者：该第一受试者的呼吸模式或该第一受试者的振动。

在另一方面，公开了一种用于保护第一受试者的睡眠模式的方法，该方法包括：检测睡眠环境中的可听呼吸噪声；在该第一受试者在该睡眠环境中处于睡眠时监测该第一受试者的呼吸架构；将该可听呼吸噪声与该第一受试者的呼吸架构进行比较以识别该可听呼吸噪声中的被预测将破坏该第一受试者的睡眠的一部分；确定该可听呼吸噪声中的被预测将破坏该第一受试者的睡眠的该一部分的模式；以及输出掩蔽声音以补偿该可听呼吸噪声中的被预测将破坏该第一受试者的睡眠的该一部分，其中该掩蔽声音与该模式在时间上一致。

该方法还可包括：在该比较之前，从该第一受试者接收下述中的至少一者：该睡眠环境的一个或多个特征或该第一受试者的呼吸架构的一个或多个特征。该方法还可包括测量第一受试者的至少一个生物信号参数。生物信号参数的一个或多个值可指示第一受试者在该比较之前的睡眠状况。该至少一个生物信号参数可包括下述中的至少一者：该第一受试者的心率、心率变异性、呼吸率、脑电图(EEG)、眼电图(EOG)、肌电图(EMG)或动作。

该比较还可包括将该可听呼吸噪声、该第一受试者的呼吸架构和该第一受试者的睡眠状况进行比较，以识别该可听呼吸噪声中的被预测将破坏该第一受试者的睡眠的该一部分。该方法还可包括在输出该掩蔽声音之前基于该受试者的睡眠状况和该可听呼吸噪声中的被预测将破坏该第一受试者睡眠的该一部分来调节该掩蔽声音。调节该掩蔽声音可包括调节以下中的至少一者：掩蔽声音的频谱内容、掩蔽声音的声压级或主动降噪(ANR)水平。将该可听呼吸噪声与该第一受试者的呼吸架构进行比较还包括识别该可听呼吸噪声中的未被预测将破坏该第一受试者的睡眠的第二部分，并且还可包括：避免针对该可听呼吸噪声的所识别的第二部分输出掩蔽声音。

在又一方面，公开了一种音频***，该音频***包括：至少一个麦克风，该至少一个麦克风用于检测睡眠环境中的可听呼吸噪声；至少一个生物传感器，该至少一个生物传感器用于监测第一受试者的呼吸架构并且用于测量该第一受试者的至少一个生物信号参数。该生物信号参数的一个或多个值指示该第一受试者的睡眠状况。该音频***还包括处理单元，该处理单元被配置为：将该可听呼吸噪声、该第一受试者的呼吸架构和该第一受试者的睡眠状况进行比较，基于该比较来预测该可听呼吸噪声是否将干扰该受试者的睡眠以识别所预测的干扰噪声，以及确定所预测的干扰噪声的模式。该音频***还包括至少一个扬声器，该至少一个扬声器用于输出掩蔽声音以补偿所预测的干扰噪声。该掩蔽声音与所预测的干扰噪声的模式在时间上一致。

该处理单元可被进一步配置为确定第二受试者处于该睡眠环境中。该音频***还可包括占用传感器，该占用传感器被配置为确定该第二受试者在该睡眠环境中的存在。该处理单元可被进一步配置为接收来自该第一受试者的有关该第一受试者的呼吸架构的特征以及该睡眠环境中的受试者数量的输入。

第一设备可包括该至少一个生物传感器，并且其中该第一设备是可穿戴设备。该第一设备还可包括至少一个扬声器。第二设备可包括该至少一个麦克风，并且其中该第二设备是床边单元。该第二设备还可包括该至少一个扬声器。

根据说明书和权利要求书，基于确定源自除受试者之外的来源的呼吸噪声进行动态掩蔽的优点将显而易见。

附图说明

图1示出了音频设备的示例性部件。

图2示出了用于动态掩蔽可听呼吸噪声的示例性方法。

图3示出了用于动态掩蔽可听呼吸噪声的示例性方法。

具体实施方式

受试者的睡眠中断概率至少部分地基于受试者的睡眠状况。睡眠状况是指例如受试者处于睡眠的深度。如本文所用，睡眠状况可指睡眠生理机能、睡眠脆弱性、睡眠易损性、或其它涉及受试者睡眠被破坏的可能性的术语。

在一个示例中，睡眠状况与睡眠阶段相关联。N3阶段睡眠是最深类型的非快速眼动(NREM)睡眠。N2阶段睡眠比N3阶段睡眠更浅且更脆弱。对于相同的声强，受试者处于N2阶段睡眠时比处于N3阶段睡眠时睡眠中断的可能性增加。

本发明公开了一种输出掩蔽声音的睡眠辅助设备，以试图保护受试者的睡眠。静态掩蔽声音诸如成型的噪声或音景可帮助受试者进入并保持睡眠；然而，受试者在入睡时可能不喜欢连续听取声音，并且受试者可能暴露于比掩蔽噪声和保护睡眠所需的更多的声能中。在受试者的整个睡眠期间使受试者暴露在掩蔽噪声中可能导致不良影响。例如，当基于周围噪声和受试者的睡眠状况中的一者或多者不需要掩蔽声音或掩蔽声音过大时，掩蔽声音可能破坏受试者的睡眠。即使受试者的睡眠未被破坏，受试者也可能暴露于比保护睡眠所需水平更高的掩蔽声音中，从而增加对受试者听觉***的潜在听觉创伤。

虽然通篇使用术语“掩蔽声音”，但所述方法、装置和***不限于仅输出和调节掩蔽声音。如本文所用，术语“掩蔽声音”包括将在睡眠环境中播放的其他此类声音，诸如舒缓声音、音频疗法、放松配乐、夹带配乐等。

如本文所用，可听呼吸噪声是指吸气或呼气期间的鼾声或声音。在各方面，可听呼吸噪声是指主要在吸气期间出现的声音。人的睡眠通常不受其自身呼吸的噪声的干扰；然而，来自其他人或其他活体受试者的可听呼吸噪声通常打扰同伴睡眠。因此，受试者可能不需要对由其自身呼吸引起的噪声进行保护，但可能受益于保护源自受试者睡眠环境中的睡眠同伴的呼吸噪声。

如本文所述，可穿戴音频设备或音频***检测睡眠环境中的呼吸噪声，将检测到的受试者的呼吸噪声与一个或多个睡眠同伴区分开，并且输出掩蔽声音以试图补偿被确定为源自一个或多个睡眠同伴的呼吸噪声。“受试者”可指“第一受试者”，并且“睡眠(sleeping)同伴”或“睡眠(sleep)同伴”均可指“第二受试者”。如本文所述，调节掩蔽声音是指调节掩蔽的声压级(SPL)、调节掩蔽的频谱组成、调节主动降噪(ANR)水平、调节ANR的带宽或它们的任何组合。智能地掩蔽一个或多个睡眠同伴的呼吸噪声而同时不试图掩盖受试者的呼吸噪声保护了受试者的睡眠，同时减少了受试者对不必要掩蔽声音的暴露。

图1示出了根据本公开的某些方面的音频设备的示例性部件。在一个示例中，音频设备是指装配在耳朵周围、耳朵上或耳朵内并将声能辐射到耳道内的耳机。耳机有时可被称为耳筒、听筒、头戴式耳机、耳塞或运动耳机，并且可以是有线或无线的。在另一个实施方案中，音频设备是另一个可穿戴设备，诸如睡眠面罩或要穿戴在手腕上的设备。在一种措施中，音频设备100被配置为执行ANR。图1中的任何或所有部件可组合成多功能部件。

在一个示例中，音频设备100包括麦克风102、生物传感器104、存储器和处理器106、通信单元108、收发器110和音频输出换能器或扬声器112。

麦克风102被配置为检测周围噪声。例如，麦克风被配置为检测可穿戴设备100的睡眠环境中的呼吸噪声。在各方面，麦克风用于检测所检测到的呼吸噪声的方向性。麦克风被配置为将所检测到的噪声转换成电信号。

生物传感器104被配置为感测或计算佩戴音频设备100的受试者的生物信号参数。根据一个示例，生物传感器104是下述中的一者：光电容积描记(PPG)传感器、脑电图(EEG)传感器、心电图(ECG)传感器、眼电图(EOG)传感器、肌电图(EMG)传感器、加速度计、麦克风、被配置为检测受试者喉咙中发生的振动的设备，或其他合适设备。生物传感器104可以是被配置为确定、感测或计算受试者的生物信号参数的任何传感器。在一个示例中，生物传感器104位于至少一个听筒的耳机末端上，从而在***受试者耳朵中时接触受试者的皮肤。

在一个示例中，生物传感器104被配置为确定受试者的吸气模式。诸如鼾声之类的可听呼吸噪声与吸气而非呼气期间发生的声音相关联。通过将所检测到的呼吸噪声与受试者的吸气模式相关联，音频设备被配置为确定受试者的睡眠环境中所检测到的呼吸噪声的哪些部分(如果有的话)可归因于受试者自身。在一个示例中，生物传感器104被配置为确定受试者的呼气模式。在一些情况下或对于一些人或受试者，诸如鼾声之类的可听呼吸噪声可与呼气而非吸气期间发生的声音相关联。通过将所检测到的呼吸噪声与受试者的呼气模式相关联，音频设备被配置为确定受试者的睡眠环境中所检测到的呼吸噪声的哪些部分(如果有的话)可归因于受试者自身。

在一个示例中，生物传感器被配置为收集指示受试者睡眠状况的信息。受试者在暴露于相同噪声时睡眠中断的可能性取决于受试者的睡眠状况。当受试者的睡眠状况更易损时，暴露于噪声中很有可能干扰受试者。在受试者处于不太易损的睡眠状况的情况下，当暴露于相同噪声时，受试者的睡眠不太可能被破坏。心率、心率变异性、呼吸率、EEG、EOG、EMG、受试者的动作或其他合适参数中的一者或多者用于确定受试者的睡眠易损性。

可基于受试者的睡眠易损性来增加掩蔽的SPL，调节掩蔽的频谱，改变ANR带宽或ANR水平，以试图掩盖对睡眠同伴的呼吸噪声的感知。在一个示例中，在受试者的睡眠被确定为不太易损时，掩蔽水平可降低，掩蔽的频谱可改变，ANR带宽可减小，或者ANR水平可降低，以补偿睡眠同伴的可听呼吸噪声。在各方面，当受试者的睡眠被确定为更易损时，掩蔽水平增加，掩蔽的频谱可改变，或者ANR带宽和水平增加。在各方面，根据呼吸噪声的频谱组成，掩蔽的频谱组成可有所不同，以试图产生将不在任何单个音调或一组声音中达到峰值的宽广声音。例如，如果鼾声包括高音调的口哨，则声音的频谱组成可围绕该频率进行调节以将鼾声合并到掩蔽声音中，从而产生鼾声不存在的错觉。

存储器和处理器106控制音频设备100的操作。存储器存储用于控制存储器和处理器106的程序代码。存储器可包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和/或闪存ROM。

处理器106控制音频设备100的一般操作。处理器106执行音频和/或数据通信的处理和控制。除了一般操作之外，处理器106被配置为与源自佩戴音频设备的受试者的呼吸噪声相比，确定源自睡眠同伴的呼吸噪声。在一个示例中，处理器106被配置为将所检测到的可听呼吸噪声与佩戴音频设备100的受试者的呼吸架构进行比较，以确定所检测到的呼吸噪声是源自受试者还是睡眠同伴。在一个方面，处理器106被配置为确定源自睡眠同伴的呼吸噪声的时频模式。在一个方面，处理器106被配置为确定源自受试者的呼吸噪声的时频模式。如本文所述，音频设备掩蔽所检测到的被确定为源自一个或多个睡眠同伴的呼吸噪声。

在一个方面，处理器106被配置为确定所检测到的呼吸噪声的一部分源自第一受试者。如本文所述，音频设备被进一步配置为智能地避免掩蔽所检测到的被确定为源自佩戴音频设备100的受试者的呼吸噪声。

在一个方面，处理器将所检测到的呼吸噪声、佩戴音频设备100的受试者的呼吸架构和佩戴音频设备的受试者的睡眠状况进行比较。如下文更详细所述，呼吸架构可由位于音频设备上或在音频设备外部的麦克风或生物传感器来检测，并且受试者的睡眠状况可基于从生物传感器获得的信号来确定。呼吸架构还可以基于用户输入，诸如受试者选择该受试者是否单独处于睡眠环境中。

根据各方面，处理器基于受试者的睡眠状况智能地预测所检测到的呼吸噪声是否将干扰受试者的睡眠。在各方面，音频设备确定受试者的睡眠是易损的。响应于易损性睡眠，音频设备掩蔽源自睡眠同伴的呼吸声音，增加掩蔽输出的水平，改变掩蔽的频谱，增加ANR水平，或调节ANR带宽。在各方面，音频设备稍后确定受试者处于更深并且不太易损的睡眠状况。响应于确定不太易损的睡眠，音频设备可停止掩蔽、掩蔽降低的水平、改变频谱、降低ANR水平或调节ANR带宽以掩蔽睡眠同伴的呼吸噪声。

根据各方面，处理器被配置为确定来自睡眠同伴的任何预测的干扰呼吸声音的模式。音频设备在一段时间内监测可听呼吸噪声，以试图确定睡眠同伴的呼吸噪声的时频模式。使掩蔽与预测的干扰声音模式一致。在一个示例中，使掩蔽一致意味着改变掩蔽声音的声级使得该掩蔽匹配呼吸噪声的模式，改变掩蔽的频谱以有效地匹配呼吸噪声的模式，改变ANR水平以补偿呼吸噪声的模式，或者调节ANR带宽以匹配呼吸噪声的模式。使掩蔽与干扰噪声的模式一致允许音频设备保护睡眠并使受试者对不必要掩蔽声音的暴露降至最低。

通信单元108促进与一个或多个其他设备的无线连接。例如，通信单元108可包括一个或多个无线协议引擎诸如蓝牙引擎。虽然蓝牙被用作示例性协议，但也可使用其他通信协议。一些示例包括蓝牙低功耗(BLE)、近场通信(NFC)、IEEE802.11或其他局域网(LAN)或个域网(PAN)协议。

在一个示例中，通信单元108与手持设备诸如平板电脑或移动电话进行无线通信。在一个示例中，穿戴音频设备100的受试者在手持设备上的应用程序中输入关于其睡眠环境的信息。信息的示例包括受试者是否识别为打鼾者或受试者是否拥有睡眠同伴。

根据各方面，如果受试者在入睡时未识别为打鼾，则音频设备可掩蔽所有检测到的呼吸噪声，而无需尝试确定所检测到的呼吸噪声的来源。识别为非打鼾者的受试者可能不知道他实际上打鼾或产生能够由音频设备检测到的可听呼吸噪声。因此，即使受试者识别为非打鼾者，根据各方面，音频设备也可监测呼吸噪声并将该呼吸噪声与受试者的呼吸架构进行比较，以识别该呼吸噪声中的被预测将破坏受试者睡眠的一部分。音频设备还可监测呼吸噪声并将该呼吸噪声与所检测到的受试者的鼾声方向或振动源进行比较，以识别该呼吸噪声中的被预测将破坏受试者睡眠的一部分。

在各方面，受试者可以录制睡眠同伴的实际呼吸噪声。将该历史声音剪辑片段与由音频设备所观察到的检测噪声进行比较，以便以更高的置信度来识别睡眠同伴的呼吸噪声。在各方面，受试者可录制该受试者自身的呼吸噪声。将该历史信息与音频设备所观察到的检测噪声进行比较。在各方面，音频设备可以将所检测到的噪声的部分与历史录制的受试者的呼吸声音相关联。音频设备可以更高的置信度确定所检测到的噪声的相关部分源自受试者并因此不应被掩蔽。在各方面，音频设备可以使用预先录制的受试者的呼吸声音、睡眠同伴的呼吸声音或者受试者和睡眠同伴两者的呼吸声音的声音剪辑片段，以识别所检测到的噪声中的与受试者和睡眠同伴中的每一者相关联的部分。

收发器110经由一个或多个天线传输和接收信息以与一个或多个其他设备交换信息。收发器110不一定是不同的部件。收发器110被配置为从在外部无线设备(诸如手持设备)上运行的应用程序发送和接收信息。根据各方面，收发器110结合通信单元108与互联网、网络或集线器服务诸如云端通信。

音频输出换能器112也可被称为驱动器或扬声器。在一些示例中，使用多于一个输出换能器。换能器将电信号转换成声音并且将声音转换成电信号。换能器被配置为输出掩蔽声音以补偿被确定为源自睡眠同伴的呼吸噪声，而不是可能源自音频设备100的佩戴者的呼吸噪声。

图1示出了示例性开放式音频设备的某些模块之间的通信；然而，本公开的各方面不限于具体示出的示例。根据各方面，任何模块102-112被配置为与音频设备中的任何其他模块通信。在一个示例中，所有模块彼此连接并通信。

根据各方面，音频设备100包括比图1所示更少的部件。例如，音频设备可以不包括生物传感器或麦克风。即使没有某些部件，音频设备也被配置为智能地掩蔽呼吸声音。例如，放置在受试者睡眠环境中的麦克风检测呼吸噪声并将所检测到的噪声和噪声的时频模式传送到音频设备。放置在受试者睡眠环境中的麦克风还可检测所检测到的呼吸噪声的方向性。在另一个示例中，使用放置在受试者的床垫下方的占用传感器或运动传感器来确定睡眠同伴的存在与否。当不存在睡眠同伴时，音频设备避免掩蔽所检测到的呼吸声音。当检测到睡眠同伴时，音频设备执行本文所述的智能掩蔽。在各方面，音频设备可以不具有生物传感器。可使用非接触式传感器来确定受试者的生物信号参数。将生物信号参数传送至音频设备，以试图确定睡眠同伴的呼吸噪声破坏受试者睡眠的可能性。

图2示出了用于掩蔽被确定为源自睡眠同伴并因此被确定为干扰受试者睡眠的呼吸噪声的示例性操作200。操作200可由音频设备100执行。在一个示例中，执行操作200的音频设备100不包括生物传感器。

在202处，音频设备确定受试者是否一个人睡。在一个示例中，受试者手动地输入睡眠同伴的存在与否。受试者可使用在音频设备上或与音频设备100通信的手持设备上执行的应用程序来输入该信息。

在一个方面，占用传感器检测一个受试者或多于一个受试者的存在。占用传感器的示例包括放置在床垫下面的运动感测垫、无源红外传感器、热传感器、运动传感器、压力传感器、声学传感器、图像识别设备或其他合适设备。

如果受试者被确定为一个人睡，则掩蔽所检测到的呼吸噪声可能是不必要的。因此，为了减少受试者暴露于过量噪声中，在204处，音频设备避免输出掩蔽声音。

如果受试者被确定拥有睡眠同伴，则在206处，音频设备确定在受试者的睡眠环境中是否检测到呼吸噪声。在一个示例中，音频设备被配置有通常与鼾声相关联的吸气呼吸声音的模式。在一个示例中，受试者上载在睡眠环境中所观察到的睡眠同伴打鼾的已录制音频剪辑片段。

当检测到呼吸噪声时，在210处，音频设备确定受试者是否打鼾。在一个示例中，诸如当音频设备不包括生物传感器时，受试者可输入他是否自我识别为打鼾者。如果受试者未识别为打鼾者并且确定受试者拥有睡眠同伴，则在214处，音频设备掩蔽所检测到的呼吸噪声。

返回210，在一个示例中，传感器检测来自受试者的鼻部或喉部的指示打鼾的振动。传感器将该信息传输到音频设备。传感器可以是被配置为检测受试者呼吸率的任何类型的传感器。在一个示例中，麦克风(在音频设备内部或外部)检测源自受试者的鼾声。根据各方面，设置在入耳式音频设备或射频传感器上的宽带加速度计检测受试者的呼吸。将所检测到的呼吸模式与所检测到的呼吸声音进行比较，以确定呼吸噪声是否可归因于受试者。

如果确定受试者打鼾，则在212处，音频设备掩蔽所检测到的被确定为源自睡眠同伴的呼吸噪声。在各方面，音频设备确定所检测到的呼吸噪声中的源自受试者的部分。将被确定为源自用户的噪声的部分从所检测到的信号中移除。音频设备掩蔽剩余部分的噪声，因为它们被认为是源自睡眠同伴。

在一个示例中，音频设备将所检测到的呼吸噪声与受试者的所检测到的振动相关联。假定与受试者的所检测到的振动时间一致的呼吸噪声源自受试者。假定与受试者的所检测到的振动不一致的呼吸噪声源自睡眠同伴。音频设备避免掩蔽被确定为源自受试者的任何呼吸噪声，并且仅掩蔽被确定为源自另一受试者(诸如睡眠同伴)的呼吸噪声。

任选地，在212处，音频设备确定受试者的睡眠状况。使用生物传感器确定睡眠状况。基于所收集的生物信号参数，音频设备确定用户的睡眠脆弱性。在一个示例中，将受试者的生物信号参数或一段时间内的生物信号参数的值与基准生物信号参数进行比较，以确定受试者的睡眠脆弱性。基准可与从群体子集收集的参数相关联。基准数据可包括来自已发表研究的信息、从多组人群中获得的样本、内部现场测试等。在各方面，基准特定于性别、年龄范围或性别和年龄范围的组合。基于受试者的性别和年龄，音频设备将受试者的所收集生物信号参数与基准数据进行比较以确定睡眠易损性。在受试者的睡眠更易损的情况下，音频设备改变掩蔽的频谱内容，增加掩蔽的声压级，或者增加ANR带宽或ANR声压级以掩盖睡眠同伴的呼吸噪声。当确定受试者的睡眠不太脆弱时，调节掩蔽的频谱内容，降低掩蔽的声压级，减小ANR带宽，或者降低ANR声压级。根据各方面，音频设备可响应于特定声音来确定调节掩蔽是否影响受试者的睡眠。学习算法可用于调节未来如何响应于类似的声音来调节掩蔽。

当确定受试者并非一个人睡并且当在受试者的睡眠环境中未检测到呼吸噪声时，在208处，音频设备避免输出掩蔽声音。在一个实施方案中，当在受试者的睡眠环境中未检测到呼吸噪声时，避免掩蔽声音的音量增加，但可继续以较低的音量或水平输出。

当确定受试者并非一个人睡，当在受试者的睡眠环境中检测到呼吸噪声，并且当确定受试者不打鼾时，在214处，音频设备掩蔽所检测到的呼吸噪声。任选地，掩蔽基于受试者的所确定的睡眠状况。如参考212所述，与当受试者处于深度睡眠中并且不太容易醒来时相比，当确定受试者的睡眠状况更易损时，音频设备可以更高的声压级输出掩蔽。

图3示出了用于动态地掩蔽被确定为源自睡眠同伴的呼吸噪声的示例性操作300。操作300可由音频设备100执行。音频设备100可以不具有图1中所示的所有部件。

在302处，使用麦克风，音频设备检测受试者的睡眠环境中的可听呼吸噪声。

在304处，使用至少一个生物传感器，音频设备监测佩戴音频设备的受试者的呼吸架构。呼吸架构是指受试者吸气和呼气的时间。

在306处，音频设备中的处理单元被配置为将可听呼吸噪声与受试者的呼吸架构进行比较，以确定所检测到的可听呼吸噪声是否源自睡眠同伴。

在308处，音频设备中的至少一个扬声器被配置为输出掩蔽声音以补偿所检测到的被确定为源自第二受试者的可听呼吸噪声。

在各方面，处理单元被进一步配置为将受试者的呼吸架构与所检测到的呼吸噪声进行比较，以确定所检测到的呼吸噪声中的哪个部分(如果有的话)源自受试者。由于某人自身的呼吸声音通常不干扰自己的睡眠，因此音频设备避免掩蔽呼吸噪声中的被确定为源自受试者的一部分。

在一个示例中，音频设备确定受试者的呼吸架构模式。该模式使用例如麦克风、加速度计或生物传感器来确定。该模式包括与受试者相关的吸气(或呼气)的时间、频率或时频模式。当所检测到的呼吸噪声的时间、频率或时频分别与受试者的呼吸架构的时间、频率或时频在时间上一致时，音频设备确定该一致的部分与受试者自身的呼吸相关联。因此，音频设备可避免掩蔽受试者的呼吸。

图2和图3仅出于说明的目的示出了示例性操作。各方面涵盖能够智能地尝试掩盖受试者对源自睡眠同伴的呼吸噪声的感知的任何方法、设备或***。任选地，在某些方面，基于受试者的睡眠状况和/或关于受试者的睡眠环境的信息来进一步调节掩蔽。调节如何掩盖对源自睡眠同伴的呼吸噪声的感知创建了个性化用户体验，同时减少了受试者对不必要且潜在有害声音的暴露。在一个示例中，***包括可穿戴智能设备、床边单元、麦克风或传感器的任何组合。床边单元可以是固定智能设备，诸如智能扬声器。可穿戴智能设备和床边单元可包括图1的音频设备中所示的部件的任何组合。

在一个示例中，包括麦克风、处理器、可穿戴音频设备和床边单元的***被配置为动态地掩蔽被确定为源自睡眠同伴的呼吸噪声。麦克风可设置在睡眠环境中并且可检测呼吸噪声。可穿戴音频设备上的生物传感器监测睡眠中受试者的呼吸架构。音频设备的处理器将可听呼吸噪声与呼吸架构进行比较，以识别该可听呼吸噪声中的被预测将破坏受试者睡眠的一部分。处理器还确定被预测将破坏受试者睡眠的呼吸噪声的模式。在一个方面，可穿戴音频设备输出掩蔽声音以补偿可听呼吸噪声中的被预测将破坏受试者睡眠的部分。在一个方面，被配置为与无线音频设备或处理器中的一者或多者通信的床边单元被配置为输出掩蔽声音。

在另一个***中，监测受试者和睡眠同伴两者的呼吸架构。在一个示例中，每个受试者与单独的生物传感器接触。处理器使用所收集的信息来确定所检测到的噪声中的可归因于受试者和睡眠同伴中的每一者的部分。被确定为源自睡眠同伴的噪声部分被掩蔽。

在一个示例中，麦克风(在音频设备上或在音频设备外部)检测所检测到的呼吸噪声的呼吸架构和方向性，并且处理器确定与受试者的睡眠同伴相关联的吸气的时间、频率或时频模式。音频设备基于距离或其他因素确定所检测到的呼吸架构与睡眠同伴而不是受试者相关联。当所检测到的呼吸噪声的时间、频率或时频分别与睡眠同伴的呼吸架构的时间、频率或时频在时间上一致时，音频设备确定该一致的部分与睡眠同伴的呼吸相关联。因此，音频设备掩蔽该呼吸噪声中的与睡眠同伴的呼吸相关联的部分。

根据各方面，音频设备基于受试者的至少一个所测量的生物信号参数来调节掩蔽。生物信号参数用于估计受试者的睡眠状况。当确定受试者的睡眠受损时，音频设备增加掩蔽的SPL，调节掩蔽的频谱内容，增加ANR水平，调节ANR带宽，或执行它们的组合。

本公开的各方面提供了被配置为通过掩蔽被确定为源自一个或多个其他受试者的可听呼吸噪声来动态地保护第一受试者的睡眠的方法、设备和***。根据各方面，本文所述的音频设备或***还被配置为在潜在分布声音出现之前对其进行预测性地掩蔽，如2019年2月18日提交的名称为“Dynamic Masking With Dynamic Parameters”的美国专利申请序列第16/278322号(代理人案卷号WL-18-036-US)中所述，该专利申请据此全文以引用方式并入。

在前述内容中，参考了本公开中呈现的各方面。然而，本公开的范围不限于具体描述的方面。本公开的各方面可采取完全硬件化实施方案、完全软件化实施方案(包括固件、常驻软件、微代码等)或组合软件和硬件方面的实施方案的形式，软件和硬件方面在本文中可统称为“部件”、“电路”、“模块”或“***”。此外，本公开的各方面可采取体现在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该一个或多个计算机可读介质具有体现在其上的计算机可读程序代码。

可利用一个或多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是，例如但不限于，电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体***、装置或设备，或前述的任何合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的示例包括：具有一条或多条导线的电连接件、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或闪存存储器)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光学存储设备、磁存储设备或前述的任何合适组合。在当前上下文中，计算机可读存储介质可以是可包含或存储程序的任何有形介质。

附图中的流程图和框图示出了根据各个方面的***、方法和计算机程序产品的可能具体实施的架构、功能和操作。就这一点而言，流程图或框图中的每个框可表示模块、代码的部分，其包括用于实现一个或多个指定逻辑功能的一个或多个可执行指令。在一些具体实施中，框中所述的功能可不按照附图中所述的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能，连续示出的两个框实际上可基本上同时执行，或者框有时可以相反的顺序执行。框图和/或流程图图示中的每个框以及框图和/或流程图图示中的框的组合可由执行指定功能或动作的基于专用硬件的***或专用硬件和计算机指令的组合来实现。

Claims (20)

1.一种音频设备，包括：

至少一个麦克风，所述至少一个麦克风被配置为检测睡眠环境中的可听呼吸噪声；

至少一个生物传感器，所述至少一个生物传感器被配置为监测第一受试者的呼吸架构；

处理单元，所述处理单元被配置为将所述可听呼吸噪声与所述第一受试者的所述呼吸架构进行比较以确定所检测到的源自第二受试者的可听呼吸噪声；和

至少一个扬声器，所述至少一个扬声器被配置为输出掩蔽声音以补偿所检测到的可听呼吸噪声。

2.根据权利要求1所述的音频设备，其中：

所述处理单元被进一步配置为基于所述可听呼吸噪声与所述第一受试者的所述呼吸架构的所述比较，来确定所述可听呼吸噪声中的源自所述第一受试者的一部分，并且

所述至少一个扬声器被配置为避免输出掩蔽声音以补偿所述可听呼吸噪声中的被确定为源自所述第一受试者的所述一部分。

3.根据权利要求1所述的音频设备，其中：

所述处理单元被进一步配置为确定源自所述第二受试者的所述可听呼吸噪声的时频模式，并且

所述掩蔽声音与所确定的模式一致。

4.根据权利要求1所述的音频设备，其中所述至少一个生物传感器被配置为测量指示所述第一受试者的睡眠状况的至少一个生物信号参数，其中所述至少一个生物信号参数包括下述中的至少一者：所述第一受试者的心率、心率变异性、呼吸率、脑电图(EEG)、眼电图(EOG)、肌电图(EMG)或动作。

5.根据权利要求4所述的音频设备，其中所述处理单元被进一步配置为基于所检测到的可听呼吸噪声和所述至少一个所测量的生物信号参数来调节所述掩蔽声音，并且其中调节所述掩蔽声音包括调节下述中的至少一者：所述掩蔽声音的频谱内容、所述掩蔽声音的声压级或主动降噪(ANR)水平。

6.根据权利要求1所述的音频设备，其中监测所述第一受试者的所述呼吸架构包括测量下述中的至少一者：所述第一受试者的呼吸模式或所述第一受试者的振动。

7.一种用于保护第一受试者的睡眠模式的方法，包括：

检测睡眠环境中的可听呼吸噪声；

在所述第一受试者在所述睡眠环境中处于睡眠时监测所述第一受试者的呼吸架构；

将所述可听呼吸噪声与所述第一受试者的所述呼吸架构进行比较，以识别所述可听呼吸噪声中的被预测将破坏所述第一受试者的睡眠的一部分；

确定所述可听呼吸噪声中的被预测将破坏所述第一受试者的睡眠的所述一部分的模式；以及

输出掩蔽声音以补偿所述可听呼吸噪声中的被预测将破坏所述第一受试者的睡眠的所述一部分，其中所述掩蔽声音与所述模式在时间上一致。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括：

在所述比较之前，从所述第一受试者接收下述中的至少一者：所述睡眠环境的一个或多个特征或所述第一受试者的所述呼吸架构的一个或多个特征。

9.根据权利要求7所述的方法，还包括：

测量所述第一受试者的至少一个生物信号参数，其中所述生物信号参数的一个或多个值指示在所述比较之前所述第一受试者的睡眠状况，其中所述至少一个生物信号参数包括下述中的至少一者：所述第一受试者的心率、心率变异性、呼吸率、脑电图(EEG)、眼电图(EOG)、肌电图(EMG)或动作。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述比较还包括：

将所述可听呼吸噪声、所述第一受试者的所述呼吸架构和所述第一受试者的所述睡眠状况进行比较，以识别所述可听呼吸噪声中的被预测将破坏所述第一受试者的睡眠的所述一部分。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括：

在输出所述掩蔽声音之前基于所述第一受试者的所述睡眠状况和所述可听呼吸噪声中的被预测将破坏所述第一受试者的睡眠的所述一部分来调节所述掩蔽声音，其中调节所述掩蔽声音包括调节下述中的至少一者：所述掩蔽声音的频谱内容、所述掩蔽声音的声压级或主动降噪(ANR)水平。

12.根据权利要求7所述的方法，其中：

将所述可听呼吸噪声与所述第一受试者的所述呼吸架构进行比较还包括识别所述可听呼吸噪声中的未被预测将破坏所述第一受试者的睡眠的第二部分，并且还包括：

避免针对所述可听呼吸噪声的所识别的所述第二部分输出掩蔽声音。

13.一种音频***，包括：

至少一个麦克风，所述至少一个麦克风用于检测睡眠环境中的可听呼吸噪声；

至少一个生物传感器，所述至少一个生物传感器用于监测第一受试者的呼吸架构并且用于测量所述第一受试者的至少一个生物信号参数，其中所述生物信号参数的一个或多个值指示所述第一受试者的睡眠状况；

处理单元，所述处理单元被配置为：

将所述可听呼吸噪声、所述第一受试者的所述呼吸架构和所述第一受试者的所述睡眠状况进行比较；

基于所述比较来预测所述可听呼吸噪声是否将干扰所述受试者的睡眠，以识别预测的干扰噪声；以及

确定所预测的干扰噪声的模式；和

至少一个扬声器，所述至少一个扬声器用于输出掩蔽声音以补偿所预测的干扰噪声，其中所述掩蔽声音与所预测的干扰噪声的所述模式在时间上一致。

14.根据权利要求13所述的音频***，其中所述处理单元被进一步配置为确定第二受试者处于所述睡眠环境中。

15.根据权利要求14所述的音频***，其中所述音频***包括：

占用传感器，所述占用传感器被配置为确定所述第二受试者在所述睡眠环境中的存在。

16.根据权利要求14所述的音频***，其中所述处理单元被进一步配置为接收来自所述第一受试者的有关所述第一受试者的呼吸架构的特征以及所述睡眠环境中的受试者数量的输入。

17.根据权利要求13所述的音频***，其中第一设备包括所述至少一个生物传感器，并且其中所述第一设备是可穿戴设备。

18.根据权利要求17所述的音频***，其中所述第一设备还包括所述至少一个扬声器。

19.根据权利要求13所述的音频***，其中第二设备包括所述至少一个麦克风，并且其中所述第二设备是床边单元。

20.根据权利要求19所述的音频***，其中所述第二设备还包括所述至少一个扬声器。

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