專利名稱：咀嚼檢測裝置和咀嚼檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所公開的示例性實施例涉及咀嚼檢測裝置和咀嚼檢測方法。具體來說，所公開的示例性實施例涉及基于對咀嚼聲音的檢測來識別咀嚼的裝置和方法。
背景技術(shù)：
由于近年來健康意識的增加，用餐時嚼碎動作(即咀嚼)的重要性被重新考慮。通過充分咀嚼獲得的示例性優(yōu)點概括如下(I)幫助消化并減少腸道的負(fù)擔(dān)；(2)促進(jìn)唾液分泌并預(yù)防蛀牙；(3)強化顎部并改善牙齒對準(zhǔn)和姿勢；(4)由于飽中樞的刺激而可能獲得飽腹感，并且抑制肥胖。現(xiàn)代的食物通常比較軟并且存在咀嚼次數(shù)下降的趨勢。因此，為了獲得足夠次數(shù)的咀嚼，必須有意識地進(jìn)行咀嚼，但是這實現(xiàn)起來困難。因此，到目前為止，提出了一種自動 檢測咀嚼次數(shù)并向用戶指示該咀嚼次數(shù)的系統(tǒng)。例如，提出了一種通過將用于檢測運動的傳感器附著到顳下頜關(guān)節(jié)上來檢測咀嚼動作的咀嚼檢測裝置。然而，在使用像這樣的特殊傳感器的情況下，存在成本增加的問題。例如，在日本未審查專利申請公報11-123185號中，公開了通過使用廉價且容易獲得的麥克風(fēng)而不用特殊傳感器來檢測咀嚼動作的技術(shù)。S卩，該技術(shù)通過將也作為麥克風(fēng)的耳機插入耳朵，來使用該耳機檢測由咀嚼產(chǎn)生的聲音在耳孔入口附近的形狀變化，并且使用檢測到的聲音確定咀嚼。

發(fā)明內(nèi)容
在日本未審查專利申請公報11-123185號中，例如，通過對檢測到的聲音和預(yù)先記錄的樣本聲音進(jìn)行比較來執(zhí)行咀嚼檢測。在此情況下，由于預(yù)先采樣的聲音或由于吃下的食物可能導(dǎo)致發(fā)生錯誤，并且難以高精度地檢測咀嚼。期望以低成本高精度地檢測咀嚼。根據(jù)示例性實施例，一種信息處理設(shè)備包括接收單元，接收單元被配置為接收一時間段內(nèi)與人下顎的運動有關(guān)的音頻信號。確定單元被配置為至少基于該時間段期間接收到的音頻信號的功率確定人下顎的運動是否對應(yīng)于咀嚼。根據(jù)進(jìn)一步的示例性實施例，一種計算機實施的方法接收一時間段內(nèi)與人下顎的運動有關(guān)的音頻信號。該方法包括至少基于該時間段期間接收到的音頻信號的功率使用處理器確定人下顎的運動是否對應(yīng)于咀嚼。
根據(jù)另一示例性實施例，一種有形的非暫時的計算機可讀介質(zhì)存儲如下指令在被至少一個處理器執(zhí)行時，該指令使該處理器進(jìn)行如下方法，該方法包括接收一時間段內(nèi)與人下顎的運動有關(guān)的音頻信號。該方法包括基于至少該時間段期間接收到的音頻信號的功率確定人下顎的運動是否對應(yīng)于咀嚼。根據(jù)本公開的示例性實施例，能夠以低成本高精度地檢測咀嚼。


圖I是示出根據(jù)本公開第一示例性實施例的咀嚼檢測裝置的結(jié)構(gòu)示例的框圖；
圖2A 2C是用于描述根據(jù)第一示例性實施例的、構(gòu)成咀嚼檢測裝置的咀嚼聲音形式計算部的處理的圖；圖3是示出根據(jù)第一示例性實施例的、由咀嚼聲音形式計算部的幀功率計算部執(zhí)行的用于計算幀功率的處理的處理序列的示例流程圖；圖4A和圖4B是用于描述根據(jù)第一示例性實施例的、構(gòu)成咀嚼檢測裝置的功率閾值計算部中用于修正功率閾值的處理的圖；圖5是示出根據(jù)第一示例性實施例的、由功率閾值計算部執(zhí)行的用于修正功率閾值的處理的處理序列的示例流程圖；圖6是用于描述根據(jù)第一示例性實施例的、構(gòu)成咀嚼檢測裝置的咀嚼確定部中用于確定咀嚼的處理的圖；圖7是示出根據(jù)第一示例性實施例的、由咀嚼確定部執(zhí)行的用于確定咀嚼的處理的處理序列的示例流程圖；圖8是示出根據(jù)第一示例性實施例的、使用咀嚼檢測裝置的咀嚼確定結(jié)果(檢測脈沖)的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示例的框圖；圖9是示出根據(jù)第一示例性實施例的、作為從咀嚼檢測裝置的咀嚼確定部輸出的咀嚼確定結(jié)果的檢測脈沖的示例的圖；圖10是示出根據(jù)本公開第二示例性實施例的咀嚼檢測裝置的結(jié)構(gòu)示例的框圖；圖11是示出根據(jù)第二示例性實施例的、由環(huán)境噪聲抑制部執(zhí)行的用于抑制環(huán)境噪聲的處理的處理序列的示例的流程圖；以及圖12是根據(jù)所公開的示例性實施例的示例性計算機系統(tǒng)的圖。
具體實施例方式下面將描述本公開的示例性實施例。在此，以如下順序進(jìn)行描述。I.第一示例性實施例2.第二示例性實施例3.變形例4.示例性計算機系統(tǒng)I.第一實施例a.咀嚼檢測裝置的結(jié)構(gòu)圖I示出根據(jù)第一示例性實施例的咀嚼檢測裝置100的結(jié)構(gòu)示例。咀嚼檢測裝置100具有咀嚼聲音測量部110、帶通濾波器120、咀嚼聲音形式計算部130、功率閾值保持部140、功率閾值計算部150、時間閾值保持部160和咀嚼確定部170。咀嚼聲音測量部110測量咀嚼聲音。咀嚼聲音測量部110例如由麥克風(fēng)、耳機式麥克風(fēng)等構(gòu)成，并且被布置在用戶耳中或能夠以足夠的音量測量咀嚼聲音的位置處。咀嚼聲音測量部110的輸出信號例如是采樣頻率約為8kHz的數(shù)字信號。帶通濾波器120是用于從咀嚼聲音測量部110的輸出信號中抑制多余的且不為咀嚼聲音分量的分量的濾波器，并且該濾波器只允許包括很多咀嚼聲音分量的頻帶通過。帶通濾波器120例如允許以下頻帶通過具有因顳下頜關(guān)節(jié)的運動而產(chǎn)生的聲音分量的50Hz至200Hz的頻帶，或具有牙齒相互碰撞的聲音分量的900Hz至2000Hz的頻帶。咀嚼聲音形式計算部130在通過帶通濾波器120抑制了多余信號的情況下確定咀嚼聲音測量部110的輸出信號的時間方向上的功率轉(zhuǎn)變的形式Pas。咀嚼聲音形式計算部130由幀分割部131和幀功率計算部132構(gòu)成。幀分割部131將咀嚼聲音測量部110的輸出信號劃分成預(yù)定長度的幀。例如，圖2A示出作為時間和幅度的函數(shù)的、咀嚼聲音測量部110在一時間段內(nèi)的輸出信號的示例。在圖2A中，示出了包括背景噪聲的情況的示例。圖2B示出咀嚼聲音測量部110在該時間段內(nèi)的輸出信號被劃分成具有例如相等幀長度的幀的狀態(tài)的示例。在此，在圖2B所示的示例中示出了幀段之間不重疊的情況，但是幀段之間也可以重疊。幀功率計算部132通過計算每幀的時間段中每個樣本信號的平方的平均來確定幀功率。由此，確定咀嚼聲音測量部110的輸出信號的時間方向上的功率轉(zhuǎn)變的形式Pas。圖2C示出被確定為對應(yīng)于圖2A中的咀嚼聲音測量部110的輸出信號的、時間方向上的功率轉(zhuǎn)變的形式Pas。圖3的流程圖示出根據(jù)公開的實施例的、由幀功率計算部132執(zhí)行的用于計算幀 功率的處理的處理序列的示例。在步驟STl中，幀功率計算部132開始該處理，并且在該步驟之后進(jìn)入步驟ST2的處理。在步驟ST2中，幀功率計算部132將目標(biāo)幀的信號存儲在幀大小的緩沖器中。接下來，在步驟ST3中，幀功率計算部132確定目標(biāo)幀的所有樣本信號是否都已累積在緩沖器中。當(dāng)沒有累積所有信號時，幀功率計算部132返回到步驟ST2的處理。另一方面，當(dāng)累積了所有信號時，幀功率計算部132進(jìn)入步驟ST4的處理。在步驟ST4中，幀功率計算部132對緩沖器中的所有樣本信號求平方。然后，在步驟ST5中，幀功率計算部132確定已求平方的信號的平均，并且該平均是目標(biāo)幀的幀功率。在步驟ST5的處理之后，幀功率計算部132返回到步驟ST2的處理，并且以下一幀作為目標(biāo)幀重復(fù)與上述處理相同的處理。返回圖1，功率閾值保持部140保持預(yù)先設(shè)置的功率閾值Pth，Pth是供咀嚼確定部170使用的參數(shù)。在咀嚼確定部170中使用功率閾值Pth，以便根據(jù)咀嚼聲音形式計算部130確定的形式來確定咀嚼部分。確定功率閾值Pth，以便通過參考對應(yīng)于多個人的咀嚼聲音測量部110的輸出信號的形式，能夠有效地執(zhí)行咀嚼部分的確定。功率閾值計算部150估計背景噪聲水平Lbn并基于背景噪聲水平Lbn修正保持在功率閾值保持部140中的功率閾值Pth。功率閾值計算部150由背景噪聲水平估計部151和功率閾值修正部152構(gòu)成。背景噪聲水平估計部151具有用于累積前一特定時間段的樣本信號的緩沖器。該緩沖器的長度比較長，使得能夠穩(wěn)定地估計而不受咀嚼聲音等影響。背景噪聲水平估計部151通過與上述咀嚼聲音形式計算部130的幀功率計算部132的處理相同的處理確定緩沖器部的功率平均，并且將該功率平均設(shè)置為背景聲音水平Lbn。功率閾值修正部152使用由背景噪聲水平估計部151估計出的背景聲音水平Lbn修正功率閾值保持部140所保持的功率閾值Pth，并且確定修正后的功率閾值Pth’。具體地，功率閾值修正部152通過將背景聲音水平Lbn與功率閾值Pth相加獲得修正后的功率閾值Pth’。圖4A示出根據(jù)所公開的實施例在不存在背景噪聲的情況下咀嚼聲音測量部110的輸出信號的時間方向上的功率轉(zhuǎn)變的形式Pas和功率閾值Pth及Pth’之間的水平關(guān)系的示例。在此情況下，由于不存在背景噪聲，因而背景聲音水平Lbn為零，并且Pth與Pth’相等。圖4B示出在存在背景噪聲的情況下咀嚼聲音測量部110的輸出信號的時間方向上 的功率轉(zhuǎn)變的形式Pas和功率閾值Pth及Pth’之間的水平關(guān)系的示例。在此情況下，由于存在背景噪聲，因而背景聲音水平Lbn不為零，并且Pth’ =Pth+Lbn。因此，即使在存在背景噪聲的情況下，功率閾值Pth’與形式Pas之間的關(guān)系也與不存在背景噪聲的情況相同。圖5的流程圖示出根據(jù)所公開的實施例的、由功率閾值計算部150執(zhí)行的用于修正功率閾值Pth的處理的處理序列的示例。在步驟STll中，功率閾值計算部150開始該處理，并且在該步驟之后進(jìn)入步驟ST12的處理。在步驟ST12中，功率閾值計算部150將樣本信號存儲在背景噪聲估計緩沖器中。在此情況下，例如，針對輸入的每個新樣本信號，丟棄舊樣本信號。接下來，在步驟ST13中，功率閾值計算部150對該緩沖器中的所有樣本信號求平方。然后，在步驟ST14中，功率閾值計算部150確定已求平方的樣本信號的平均，并且該平均為背景聲音水平Lbn。接下來，在步驟ST15中，功率閾值計算部150從功率閾值保持部140讀出功率閾值Pth。然后，在步驟ST16中，功率閾值計算部150通過將背景聲音水平Lbn與功率閾值Pth相加獲得修正后的功率閾值Pth’。在步驟ST16的處理之后，功率閾值計算部150返回到步驟ST12，并且重復(fù)與上述處理相同的處理。在此，在以上描述中已描述了 甚至在咀嚼聲音測量部110測量咀嚼聲音時，通過在功率閾值計算部150中估計背景噪聲水平Lbn來執(zhí)行功率閾值Pth的修正。然而，功率閾值計算部150可以在不是咀嚼聲音測量部110正在測量咀嚼聲音時通過執(zhí)行上述修正處理來獲得功率閾值Pth’。因此，能夠在不受咀嚼聲音影響的情況下執(zhí)行背景噪聲水平Lbn的估計，并且能夠增加用于修正功率閾值Pth的處理的精度。在此情況下，考慮在功率閾值計算部150的操作控制中使用咀嚼確定部170的咀嚼確定結(jié)果。返回圖1，時間閾值保持部160保持預(yù)先設(shè)置的時間閾值，該時間閾值為供咀嚼確定部170使用的參數(shù)。時間閾值保持部160將其中保持大于上述功率閾值Pth’的功率的上限時間閾值Tthh和下限時間閾值TthI保持作為時間閾值，以確定在咀嚼聲音測量部110的輸出信號的時間方向上功率轉(zhuǎn)變的形式Pas中的咀嚼部分。咀嚼確定部170基于由咀嚼聲音形式計算部130確定的、咀嚼聲音測量部110的輸出信號的時間方向上的功率轉(zhuǎn)變的形式Pas確定咀嚼，并且輸出咀嚼確定結(jié)果。在此情況下，咀嚼確定部170通過針對形式Pas應(yīng)用由功率閾值計算部150獲得的功率閾值Pth’和由時間閾值保持部160保持的上限時間閾值Tthh和下限時間閾值Tthl，來基于形式Pas確定咀嚼部分。然后，咀嚼確定部170例如在確定了咀嚼部分時輸出檢測脈沖。
在此情況下，如圖6所示，咀嚼確定部170將形式Pas中的如下部分確定為咀嚼部分在該部分，在下限時間閾值Tthl和上限時間閾值Tthh之間的時間段內(nèi)保持大于功率閾值Pth’的功率。圖7的流程圖示出根據(jù)所公開的實施例的、由咀嚼確定部170執(zhí)行的用于確定咀嚼的處理的處理序列的示例。在步驟ST21中，咀嚼確定部170開始該處理，并且在該步驟之后進(jìn)入步驟ST22的處理。在步驟ST22中，咀嚼確定部170讀出從咀嚼聲音形式計算部130獲得的咀嚼聲音形式信號，即，構(gòu)成咀嚼聲音測量部110的輸出信號的時間方向上的功率轉(zhuǎn)變的形式Pas的幀功率信號。接下來，在步驟ST23中，咀嚼確定部170確定在步驟ST22中讀出的咀嚼聲音形式信號(幀功率信號)是否大于功率閾值Pth’。當(dāng)咀嚼聲音形式信號不大于功率閾值Pth’時，咀嚼確定部170返回到步驟ST22，讀出下一咀嚼聲音形式信號，并且重復(fù)與上述處理相同的處理。另一方面，當(dāng)咀嚼聲音形式信號大于功率閾值Pth’時，咀嚼確定部170進(jìn)入步驟ST24的處理。 在步驟ST24中，咀嚼確定部170讀出下一咀嚼聲音形式信號。然后，在步驟ST25中，咀嚼確定部170計數(shù)所讀出的咀嚼聲音形式信號的數(shù)目。即，每次在步驟ST24中讀出咀嚼聲音形式信號時，咀嚼確定部170對該計數(shù)值增加一。該計數(shù)值表示功率保持時間段，在該功率保持時間段中保持咀嚼聲音形式信號(幀功率信號)大于功率閾值Pth’的狀態(tài)。接下來，在步驟ST26中，咀嚼確定部170確定在步驟ST24中讀出的咀嚼聲音形式信號是否大于功率閾值Pth’。當(dāng)咀嚼聲音形式信號大于功率閾值Pth’時，咀嚼確定部170返回到步驟ST24，讀出下一咀嚼聲音形式信號，并且重復(fù)與上述處理相同的處理。另一方面，當(dāng)咀嚼聲音形式信號不大于功率閾值Pth’時，咀嚼確定部170進(jìn)入步驟ST27的處理。在步驟ST27中，咀嚼確定部170確定功率保持時間段是否處于時間閾值的上限(上限時間閾值Tthh)和下限(下限時間閾值Tthl)之間。當(dāng)功率保持時間段不處于該上下限之間時，在步驟ST29中，咀嚼確定部170復(fù)位功率保持時間段(即，計數(shù)值)，并且之后返回到步驟ST22的處理，并且重復(fù)與上述處理相同的處理。另一方面，當(dāng)功率保持時間段處于該上下限之間時，咀嚼確定部170確定該功率保持時間段是咀嚼部分，并且在步驟ST28中輸出檢測脈沖。在步驟ST28的處理之后，在步驟ST29中，咀嚼確定部170復(fù)位功率保持時間段(即，計數(shù)值)，并且之后返回到步驟ST22的處理，并且重復(fù)與上述處理相同的處理。將描述圖I所示的咀嚼檢測裝置100的操作。在咀嚼聲音測量部110中測量咀嚼聲音。咀嚼聲音測量部Iio的輸出信號經(jīng)由帶通濾波器120提供給咀嚼聲音形式計算部130和功率閾值計算部150。在帶通濾波器120中，從咀嚼聲音測量部110的輸出信號中抑制多余的且不是咀嚼聲音分量的分量。在咀嚼聲音形式計算部130中，在已通過帶通濾波器120抑制了多余信號的情況下，確定咀嚼聲音測量部110的輸出信號的時間方向上的功率轉(zhuǎn)變的形式Pas。S卩，使用幀分割部131將咀嚼聲音測量部110的輸出信號劃分為各預(yù)定長度的幀長度。然后，使用幀功率計算部132，通過針對每個幀計算幀中每個樣本信號的平方的平均，來確定幀功率，并且由此確定咀嚼聲音測量部110的輸出信號的時間方向上的功率轉(zhuǎn)變的形式Pas。另外，在功率閾值計算部150中，基于背景噪聲水平Lbn修正功率閾值保持部140中保持的功率閾值Pth。即，在背景噪聲水平估計部151中，確定預(yù)定長度的緩沖器部的功率平均，并且將該功率平均設(shè)置為背景聲音水平Lbn。然后，在功率閾值修正部152中，將背景噪聲水平估計部151估計的背景聲音水平Lbn與功率閾值保持部140保持的功率閾值Pth相加，并確定修正后的功率閾值Pth’。將咀嚼聲音形式計算部130獲得的、咀嚼聲音測量部110的輸出信號的時間方向上的功率轉(zhuǎn)變的形式Pas提供給咀嚼確定部170。另外，將功率閾值計算部150中計算出的修正后的功率閾值Pth’和時間閾值保持部160中保持的上限時間閾值Tthh和下限時間閾值Tthl提供給咀嚼確定部170。在咀嚼確定部170中，基于咀嚼聲音測量部110的輸出信號的時間方向上的功率轉(zhuǎn)變的形式Pas確定咀嚼，并且輸出咀嚼確定結(jié)果。在此情況下，在咀嚼確定部170中，關(guān)于形式Pas應(yīng)用功率閾值Pth’和上限時間閾值Tthh及下限時間閾值Tthl。然后，將形式Pas中的如下部分確定為咀嚼部分，并且例如輸出檢測脈沖在該部分處，在下限時間閾值 Tthl和上限時間閾值Tthh之間的時間段內(nèi)保持大于功率閾值Pth’的功率。如上所述，在圖I所示的咀嚼檢測裝置100中，使用咀嚼聲音形式計算部130確定咀嚼聲音測量部110的輸出信號的時間方向上的功率轉(zhuǎn)變的形式Pas。然后，在咀嚼確定部170中，通過將功率閾值Pth’和時間閾值Tthh及Tthl應(yīng)用于形式Pas來確定咀嚼。結(jié)果，能夠以低成本高精度地檢測咀嚼。另外，在圖I所示的咀嚼檢測裝置100中，通過功率閾值計算部150估計背景噪聲水平Lbn。然后，根據(jù)背景噪聲水平Lbn修正功率閾值保持部140中保持的功率閾值Pth，并且通過咀嚼確定部170獲取實際使用的功率閾值Pth’。結(jié)果，能夠避免因咀嚼聲音測量部110的輸出信號中包括的背景噪聲而導(dǎo)致的錯誤的咀嚼檢測。另外，在圖I所示的咀嚼檢測裝置100中，在咀嚼聲音測量部110的輸出側(cè)布置用于將包括很多咀嚼聲音分量的頻帶設(shè)置為通頻帶的帶通濾波器120。然后，通過帶通濾波器120抑制咀嚼聲音測量部110的輸出信號中包括的多余分量。結(jié)果，能夠避免因咀嚼聲音測量部110的輸出信號中包括的多余分量而導(dǎo)致的錯誤的咀嚼檢測。在此，可以將圖I所示的咀嚼檢測裝置100的咀嚼確定結(jié)果用于咀嚼次數(shù)的自動測量、健康管理系統(tǒng)等中。圖8示出根據(jù)公開的實施例的、使用咀嚼檢測裝置100的咀嚼確定結(jié)果(檢測脈沖)的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示例。在圖8中，對于與圖I相對應(yīng)的部分給出相同的附圖標(biāo)記并省略其詳細(xì)描述。除了咀嚼檢測裝置100以外，該系統(tǒng)還設(shè)置有計數(shù)器210、咀嚼開始和結(jié)束確定部220及報告部230。計數(shù)器210對從咀嚼檢測裝置100輸出的、作為咀嚼確定結(jié)果的檢測脈沖進(jìn)行計數(shù)。咀嚼開始和結(jié)束確定部220基于從咀嚼檢測裝置100輸出的、作為咀嚼確定結(jié)果的檢測脈沖確定咀嚼開始和咀嚼結(jié)束。圖9示出根據(jù)公開的實施例的、從咀嚼確定部170輸出的作為咀嚼確定結(jié)果的檢測脈沖的示例。在咀嚼時間段開始之后，開始從咀嚼確定部170輸出檢測脈沖，此后連續(xù)輸出檢測脈沖，并且在阻嚼時間段結(jié)束之后停止輸出檢測脈沖。結(jié)果，阻嚼開始和結(jié)束確定部220監(jiān)視從咀嚼確定部170輸出的檢測脈沖，并且當(dāng)開始輸出檢測脈沖時，確定已經(jīng)開始咀嚼。另外，在已經(jīng)開始咀嚼之后，咀嚼開始和結(jié)束確定部220監(jiān)視從咀嚼確定部170輸出的檢測脈沖，并且當(dāng)檢測脈沖的輸出停止時，確定已經(jīng)結(jié)束咀嚼。
計數(shù)器210基于咀嚼開始和結(jié)束確定部220的確定結(jié)果，例如在咀嚼開始或咀嚼結(jié)束的時刻復(fù)位計數(shù)值。這樣，咀嚼時間段中計數(shù)器210的計數(shù)值表示自咀嚼開始的咀嚼次數(shù)。在此，計數(shù)器210的計數(shù)值的復(fù)位可以被配置為例如在咀嚼開始時由用戶操作。報告部230設(shè)置 有諸如液晶面板的顯示裝置及諸如揚聲器或蜂鳴器的聲音發(fā)生裝置，并且當(dāng)計數(shù)器210的計數(shù)值達(dá)到預(yù)先設(shè)置的或用戶設(shè)置的預(yù)定值時，使用顯示、聲音或顯示和聲音將其報告給用戶。在此，報告部230可以被配置為使用顯示、聲音或顯示和聲音將此時計數(shù)器210的計數(shù)值的變化報告給用戶。2.第二實施例a.咀嚼檢測裝置的結(jié)構(gòu)圖10示出根據(jù)本公開第二示例性實施例的咀嚼檢測裝置100A的結(jié)構(gòu)示例。咀嚼檢測裝置100A被配置為還對上述圖I所示的咀嚼檢測裝置100添加了環(huán)境噪聲測量部180和環(huán)境噪聲抑制部190。在圖10中，對于與圖I相對應(yīng)的部分給出相同的附圖標(biāo)記，并省略其詳細(xì)描述。環(huán)境噪聲測量部180被布置在與咀嚼聲音測量部110分開的位置處，并且必須小心以使得咀嚼聲音不會進(jìn)入環(huán)境噪聲測量部180。環(huán)境噪聲抑制部190使用環(huán)境噪聲測量部180的輸出信號高精度地抑制咀嚼聲音測量部110的輸出信號中包括的環(huán)境噪聲分量。在用戶用餐的環(huán)境下，存在諸如來自空調(diào)等的很多環(huán)境噪聲。由于環(huán)境噪聲對咀嚼檢測具有負(fù)面影響，因此進(jìn)行這種方式的環(huán)境噪聲的抑制。環(huán)境噪聲抑制部190由自適應(yīng)濾波器部191和噪聲減法部192構(gòu)成。自適應(yīng)濾波器部191估計從環(huán)境噪聲測量部180中的測量點(環(huán)境噪聲測量點)到咀嚼聲音測量部110中的測量點(咀嚼聲音測量點)的傳遞函數(shù)。這里，咀嚼聲音測量點具有咀嚼聲音測量部110中的設(shè)置點的含義，并且環(huán)境噪聲測量點具有環(huán)境噪聲測量部180中的設(shè)置點的含義。自適應(yīng)濾波器部191典型地由例如FIR濾波器等構(gòu)成。通過使用自適應(yīng)濾波器部191過濾環(huán)境噪聲測量部180的輸出信號，高精度地估計咀嚼聲音測量點處的環(huán)境噪聲分量。另外，在自適應(yīng)濾波器部191中，稍后描述的噪聲減法部192的輸出信號被反饋，并且適當(dāng)?shù)馗淖冏赃m應(yīng)濾波器部191的濾波器系數(shù)。省略詳細(xì)描述，但是作為自適應(yīng)算法，存在例如 LMS (Least Mean Square,最小均方)法、RLS (Recursive Least Square,遞歸最小二乘)法等。噪聲減法部192通過利用使用自適應(yīng)濾波器部191估計出的咀嚼聲音測量點處的環(huán)境噪聲分量和咀嚼聲音測量部110的輸出信號執(zhí)行減法處理，來抑制咀嚼聲音測量部110的輸出信號中包括的環(huán)境噪聲分量。咀嚼檢測裝置100A使用如上所述利用環(huán)境噪聲抑制部190抑制了環(huán)境噪聲分量之后的信號，而不是按原樣使用咀嚼聲音測量部110的輸出信號。圖11的流程圖示出根據(jù)所公開的實施例的、由環(huán)境噪聲抑制部190執(zhí)行的用于抑制環(huán)境噪聲的處理的處理序列的示例。在步驟ST31中，環(huán)境噪聲抑制部190開始該處理，并且此后進(jìn)入步驟ST32的處理。在步驟ST32中，環(huán)境噪聲抑制部190初始化自適應(yīng)濾波器部191的系數(shù)。接下來，在步驟ST33中，環(huán)境噪聲抑制部190讀出環(huán)境噪聲測量部180的輸出信號。然后，在步驟ST34中，環(huán)境噪聲抑制部190使環(huán)境噪聲測量部180的輸出信號通過自適應(yīng)濾波器。接下來，在步驟ST35中，環(huán)境噪聲抑制部190讀出咀嚼聲音測量部110的輸出信號。然后，在步驟ST36中，環(huán)境噪聲抑制部190從自適應(yīng)濾波器的輸出信號減去咀嚼聲音測量部110的輸出信號，并且輸出相減結(jié)果。在步驟ST37中，環(huán)境噪聲抑制部190通過參考相減輸出改變自適應(yīng)濾波器的系數(shù)，并且此后返回到步驟ST33，并且重復(fù)與上述處理相同的處理。除此之外，圖10所示的咀嚼檢測裝置100A以與上述圖I所示的咀嚼檢測裝置100相同的方式構(gòu)成。將描述圖10所示的咀嚼檢測裝置100A的操作。在咀嚼 聲音測量部110中測量咀嚼聲音。咀嚼聲音測量部Iio的輸出信號被提供給環(huán)境噪聲抑制部190的噪聲減法部192。另外，在環(huán)境噪聲測量部180中，測量諸如來自空調(diào)的環(huán)境噪聲。環(huán)境噪聲測量部180的輸出被提供給環(huán)境噪聲抑制部190的自適應(yīng)濾波器部191，并且估計咀嚼聲音測量點處的環(huán)境噪聲分量。以這種方式估計的環(huán)境噪聲分量(即，自適應(yīng)濾波器部191的輸出信號)被提供給噪聲減法部192。在噪聲減法部192中，利用使用自適應(yīng)濾波器部191估計出的咀嚼聲音測量點處的環(huán)境噪聲分量和咀嚼聲音測量部110的輸出信號進(jìn)行減法處理，并且獲得抑制了環(huán)境噪聲分量的信號。將噪聲減法部192的輸出信號經(jīng)由帶通濾波器120提供給咀嚼聲音形式計算部130和功率閾值計算部150。下文中省略詳細(xì)描述，但與圖I所示的咀嚼檢測裝置100相同。如上所述，在圖10所示的咀嚼檢測裝置100A中，因為該結(jié)構(gòu)與圖I所示的咀嚼檢測裝置100相同，因而能夠獲得相同的效果。另外，在圖10所示的咀嚼檢測裝置100A中，不按原樣使用咀嚼聲音測量部HO的輸出信號，而是在使用環(huán)境噪聲抑制部190高精度地抑制環(huán)境噪聲分量之后使用該輸出信號。結(jié)果，能夠避免因咀嚼聲音測量部的輸出信號中包括的環(huán)境噪聲分量而導(dǎo)致的錯誤的咀嚼檢測。3.變形例在此，在上述實施例中，將帶通濾波器120插入在咀嚼聲音測量部110的輸出側(cè)，但是帶通濾波器120不是必需的配置。另外，在上述實施例中，具有如下結(jié)構(gòu)使用功率閾值計算部150修正由功率閾值保持部140保持的功率閾值Pth，并且在咀嚼檢測裝置170中使用修正后的功率閾值Pth’。然而，在幾乎不存在任何背景噪聲的環(huán)境中，不需要修正。另夕卜，通過預(yù)先設(shè)置由功率閾值保持部140保持的功率閾值Pth以考慮背景噪聲水平，可以考慮省略功率閾值計算部150。在此，本公開可以按照如下配置。(I) 一種咀嚼檢測裝置，設(shè)置有咀嚼聲音測量部，其用于測量咀嚼聲音；咀嚼聲音形式計算部，其用于確定咀嚼聲音測量部的輸出信號的時間方向上的功率轉(zhuǎn)變的形式；以及咀嚼確定部，用于基于咀嚼聲音形式計算部確定的形式確定咀嚼。(2)在上述(I)的咀嚼檢測裝置中，咀嚼確定部將形式中的以下部分確定為咀嚼部分在該部分，在下限時間閾值和上限時間閾值之間的時間段內(nèi)保持大于功率閾值的功率。(3)上述(2)的咀嚼檢測裝置還設(shè)置有背景噪聲水平估計部，其用于基于咀嚼聲音測量部的輸出信號估計背景噪聲水平；以及功率閾值修正部，其用于基于由背景噪聲水平估計部估計的背景噪聲水平修正功率閾值。(4)在上述(3)的咀嚼檢測裝置中，功率閾值修正部通過將背景噪聲水平估計部估計的背景噪聲水平與預(yù)先設(shè)置的功率閾值相加來獲得修正的功率閾值。(5)上述(I)至(4)中任一項的咀嚼檢測裝置還設(shè)置有帶通濾波器，其布置在咀嚼聲音測量部的輸出側(cè)并將包括很多咀嚼聲音分量的頻帶設(shè)置為通頻帶，其中咀嚼聲音形式計算部確定帶通濾波器的輸出信號的時間方向上的功率轉(zhuǎn)變的形式。(6)上述(I)至(5)中任一項的咀嚼檢測裝置還設(shè)置有用于測量環(huán)境噪聲的環(huán)境噪聲測量部；以及環(huán)境噪聲抑制部，其用于基于環(huán)境噪聲測量部的輸出信號抑制咀嚼聲音測量部的輸出信號中包括的環(huán)境噪聲分量，其中咀嚼聲音形式計算部確定通過環(huán)境噪聲抑制部抑制了環(huán)境噪聲分量后的、咀嚼聲音測量部的輸出信號的功率轉(zhuǎn)變的形式。(7)在上述￠)的咀嚼檢測裝置中，環(huán)境噪聲抑制部具有自適應(yīng)濾波器，該自適應(yīng) 濾波器估計從環(huán)境噪聲測量部中的測量點到咀嚼聲音測量部中的測量點的傳遞函數(shù)，并且使用該自適應(yīng)濾波器對通過過濾咀嚼聲音測量部的輸出信號獲得的信號和環(huán)境噪聲測量部的輸出信號進(jìn)行減法處理來抑制咀嚼聲音測量部的輸出信號中包括的環(huán)境噪聲分量。4.示例性的計算機系統(tǒng)在一個實施例中，可以使用例如圖12中所示的計算機系統(tǒng)1200實現(xiàn)上述咀嚼檢測裝置以及與咀嚼檢測裝置相關(guān)聯(lián)的各部和單元。此外，在另外的實施例中，通過使用存儲在有形的非暫時性計算機可讀存儲介質(zhì)上的指令控制計算機系統(tǒng)1200可以實現(xiàn)一個或多個結(jié)構(gòu)元件、部和單元的功能。在這些實施例中，計算機系統(tǒng)1200的示例包括但不限于個人計算機、膝上計算機、平板計算機、移動電話、智能電話、個人數(shù)字助理(PDA)、移動信息終端、移動游戲控制臺以及/或者頭戴式或耳帶式專用計算裝置。如圖12所示，計算機系統(tǒng)1200包括中央處理單元(CPU) 1202、主機總線1208、橋1210和有形的計算機可讀存儲介質(zhì)，計算機可讀存儲介質(zhì)的示例包括只讀存儲器(ROM) 1204和隨機訪問存儲器(RAM) 1206。此外，計算機系統(tǒng)1200包括外部總線1212、接口1214、輸入單元1216、輸出單元1218、存儲單元1220、驅(qū)動器1222、連接端口 1224和通信單元 1226。CPU 1202可以用作例如算術(shù)控制單元或控制單元，并且基于存儲在ROM 1204、RAM 1206、存儲單元1220或者可移動記錄介質(zhì)1228中的各種指令控制每個結(jié)構(gòu)元件的全部操作或部分操作。ROM 1204可以被配置為存儲例如要加載到CPU 1202上的指令或算術(shù)操作中使用的數(shù)據(jù)等。RAM 1206臨時或永久存儲例如要被加載到CPU 1202上的指令或程序的執(zhí)行中任意改變的各種參數(shù)等。這些結(jié)構(gòu)元件通過例如能夠執(zhí)行高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹鳈C總線1208相互連接。主機總線1208通過橋1210連接到例如數(shù)據(jù)傳輸速度相對低的外部總線1212。此外，輸入單元1216可以例如包括鼠標(biāo)、鍵盤、觸摸面板、按鈕、開關(guān)或控制桿。此外，輸入單元1216可以是能夠通過使用紅外線或其它無線電波發(fā)送控制信號的遠(yuǎn)程控制。輸出單元1218可以是包括但不限于陰極射線管(CRT)、液晶顯示器(IXD)、等離子體顯示面板(PDP)、電致發(fā)光顯示器(ELD)的顯示裝置和可以將獲取的信息通過視覺或聽覺提供給用戶的音頻輸出裝置(例如，揚聲器或耳機)、打印機、移動電話和/或傳真機。
存儲單元1220是用于存儲各種數(shù)據(jù)的有形的非暫時性計算機可讀存儲介質(zhì)或裝置的示例。存儲單元1220可以包括例如諸如硬盤驅(qū)動器(HDD)的磁存儲介質(zhì)、半導(dǎo)體存儲裝置、光學(xué)存儲裝置、磁光存儲裝置。驅(qū)動器1222是用于讀取記錄在諸如磁盤、光盤、磁光盤或半導(dǎo)體存儲器等可移動記錄介質(zhì)1228上的信息或者將信息寫入可移動記錄介質(zhì)1228中的裝置。可移動記錄介質(zhì)1228是有形的非暫時性存儲介質(zhì)的其它示例。連接端口 1224可以是包括但不限于USB端口、IEEE13124端口、SCSI、RS-232C端口或者用于連接諸如光學(xué)音頻端子的外部連接裝置1230的端口的端口。外部連接裝置1230可以是例如打印機、可移動的音樂播放器、數(shù)字照相機、數(shù)字錄像機或者IC記錄器。通信單元1226是連接到網(wǎng)絡(luò)1232的通信裝置，并且例如是用于有線或無線LAN的通信卡、藍(lán)牙(Bluetooth)或者無線USB、光學(xué)通信路由器、ADSL路由器或者用于各種類型的通信的調(diào)制解調(diào)器。連接到通信單元1226的網(wǎng)絡(luò)1232由有線連接或無線連接的網(wǎng)絡(luò)配置而成，并且例如是因特網(wǎng)、家用LAN、紅外通信、可見光通信、廣播或者衛(wèi)星通信。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，根據(jù)設(shè)計要求和其目前為止的其它因素，可以進(jìn)行各種修改、組合、子組合和替換，只要它們在所附權(quán)利要求或者其等同物的范圍內(nèi)即可。
權(quán)利要求
1.一種信息處理設(shè)備,包括 接收單元，其被配置為接收一時間段內(nèi)與人下顎的運動相關(guān)聯(lián)的音頻信號；以及確定單元，其被配置為至少基于所述時間段期間所接收的音頻信號的功率確定人下顎的運動是否對應(yīng)于咀嚼。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的信息處理設(shè)備，還包括計算單元，所述計算單元被配置為計算所述時間段期間所接收的音頻信號的功率的表示。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的信息處理設(shè)備，其中，所接收的音頻信號包括在所述時間段內(nèi)與人下顎的運動相關(guān)聯(lián)的多個離散音頻樣本。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的信息處理設(shè)備，還包括幀分割單元，所述幀分割單元被配置為 將所述時間段分割為多個幀，所述幀與對應(yīng)的時間邊界相關(guān)聯(lián)；以及 至少基于所述時間邊界將所述離散音頻樣本的子集分配給對應(yīng)的幀之一。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的信息處理設(shè)備，其中所述幀中的至少一個幀與所述幀中的一相鄰幀的部分重疊。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的信息處理設(shè)備，其中 所述功率表示對應(yīng)于以所接收的信號的平均功率作為時間函數(shù)的表示；以及 所述計算單元還被配置為計算對應(yīng)的各幀期間所接收的信號的平均功率的值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的信息處理設(shè)備，其中所述計算單元還被配置為 針對所述幀中的至少一個幀，確定表示對應(yīng)的離散音頻樣本的平方的值；以及 計算所述至少一個幀的、作為平方值的平均的平均功率。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的信息處理設(shè)備，其中所述確定單元還被配置為獲取閾值功率值、第一閾值時間段、或第二閾值時間段中的至少一個。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的信息處理設(shè)備，其中所述確定單元還被配置為 針對所述幀中的至少一個幀，確定所述平均功率的對應(yīng)值是否超過所述閾值功率值；以及 標(biāo)識所述平均功率超過所述閾值功率值的時間段。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的信息處理設(shè)備，其中所述確定單元還被配置為 確定標(biāo)識出的時間段是否超過第一閾值時間段且未超過第二閾值時間段；以及 當(dāng)標(biāo)識出的時間段超過第一閾值時間段且未超過第二閾值時間段時，確定人下顎的運動對應(yīng)于咀嚼。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的信息處理設(shè)備，還包括用于生成所述閾值功率值的閾值功率計算單元。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的信息處理設(shè)備，其中所述閾值功率計算單元還被配置為 標(biāo)識所述閾值功率值的初始值； 計算至少與所接收的音頻信號相關(guān)聯(lián)的時間段期間的背景噪聲的平均功率；以及 根據(jù)所述背景噪聲的平均功率調(diào)節(jié)所述初始值，以生成所述閾值平均功率。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的信息處理設(shè)備，其中所述閾值功率計算單元還被配置為 獲得與背景噪聲相對應(yīng)的音頻信號，所述音頻信號是在沒有咀嚼時測得的；以及 基于所述與背景噪聲相對應(yīng)的音頻信號，計算背景噪聲的平均功率。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的信息處理設(shè)備，還包括時間閾值確定單元，所述時間閾值確定單元被配置為確定第一閾值時間段和第二閾值時間段中的至少一個。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的信息處理設(shè)備，其中所述時間閾值確定單元還被配置為獲得所述第一閾值時間段或所述第二閾值時間段中的至少一個。
16.根據(jù)權(quán)利要求I所述的信息處理設(shè)備，還包括檢測單元，所述檢測單元被配置為 檢測與所述人下顎的運動相關(guān)聯(lián)的聲音；以及 基于檢測到的聲音生成所述音頻信號。
17.根據(jù)權(quán)利要求I所述的信息處理設(shè)備，還包括報告單元，所述報告單元被配置為生成向用戶顯示如下指示的信號人下顎運動對應(yīng)于咀嚼。
18.根據(jù)權(quán)利要求I所述的信息處理設(shè)備，其中所述平均功率表示包括所接收的信號的平均功率的圖形表示。
19.一種計算機執(zhí)行的方法，包括 接收一時間段內(nèi)與人下顎的運動相關(guān)聯(lián)的音頻信號；以及 至少基于所述時間段期間所接收的音頻信號的功率，使用處理器確定人下顎的運動是否對應(yīng)于咀嚼。
20.一種有形的非暫時性的計算機可讀介質(zhì)存儲指令，在被至少一個處理器執(zhí)行時，所述指令使所述至少一個處理器進(jìn)行一種方法，所述方法包括 接收一時間段內(nèi)與人下顎的運動相關(guān)聯(lián)的音頻信號；以及 至少基于所述時間段期間所接收的音頻信號的功率確定人下顎的運動是否對應(yīng)于咀口爵。
全文摘要
公開了一種咀嚼檢測裝置和咀嚼檢測方法。本發(fā)明涉及提供用于處理信息的邏輯的信息處理設(shè)備和方法。在一個實施例中，信息處理設(shè)備可以包括被配置為接收一時間段內(nèi)與人下顎的運動相關(guān)聯(lián)的音頻信號的接收單元。所述信息處理設(shè)備還可以包括確定單元，所述確定單元被配置為至少基于在所述時間段期間所接收的音頻信號的功率確定人下顎的運動是否對應(yīng)于咀嚼。
文檔編號A61B5/11GK102670206SQ20121006195
公開日2012年9月19日 申請日期2012年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月18日
發(fā)明者關(guān)矢俊之, 大迫慶一, 安部素嗣 申請人:索尼公司