一种助听耳机及助听和跌倒预警方法、设备及存储介质与流程

1.本技术涉及助听技术领域，尤其涉及一种助听耳机及助听和跌倒预警方法、设备及存储介质。


背景技术：

2.随着老龄化问题的日益加重，老年人的听力损失已引起广大关注，尤其是在当今以语言交流为主的时代，听力损失将会直接影响老年人的生活质量，而助听耳机正是帮助老年人克服听力损失的最有效手段，其能够将外界声音进行声学放大，用于补偿用户的听力损失，并且，随时人工智能技术的发展，助听耳机更是集成了跌倒预警等功能。
3.目前，在进行语音增强时，通常采用的降噪方法是主动降噪(active noise control，简称anc)技术，但是anc技术的反向声波降噪方式并不适用于助听耳机，也不能实现自适应的场景识别。这是因为虽然定向波束成形麦克风阵列可以对来自一个或多个特定方向的声音更敏感，达到语音增强的目的，提高助听效果。但目前定向波束成形大多采用定向硅麦来实现，由于定向硅麦体积偏大并不适用于助听耳机这种空间极度有限的物品。另外，虽然目前部分耳机已能够实现跌倒预警功能，但大多是利用加速度传感器(g-sensor)来检测某个方向加速度值的变化，来判定佩戴者是否跌倒。由于柜台式销售(over the counter简称otc)助听耳机的佩戴群体中有相当一部分人是喜欢运动的，往往会佩戴助听耳机进行剧烈运动，这种单纯的利用g-sensor的加速度值判断佩戴者是否跌倒进而进行预警的方式，将很可能导致误触发，大大降低了跌倒预警功能的可靠性，所以，现有的助听耳机是无法起到较好的助听效果和预警效果的。
4.因此，如何提高助听耳机的助听效果和跌倒预警效果，以提升用户的助听体验和生活质量是目前亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本技术实施例的主要目的在于提供一种助听耳机及助听和跌倒预警方法、设备及存储介质，能够提高助听耳机的助听效果和跌倒预警效果，并进一步提升用户的助听体验和生活质量。
6.第一方面，本技术实施例提供了一种助听耳机，所述耳机包括：耳塞、动铁、利用光电容积描记传感器、电池、第一麦克风、加速度传感器、功能主板、第二麦克风；
7.所述第一麦克风和第二麦克风，用于采集音频信息，且所述第一麦克风和第二麦克风的音频采集方向所呈角度在90度至180度之间；
8.所述利用光电容积描记传感器，用于采集佩戴者的心率数据；
9.所述加速度传感器，用于采集佩戴者的加速度；
10.所述功能主板，用于对所述音频信息进行降噪处理，得到降噪后的助听音频信息；
11.所述功能主板，还用于在根据所述佩戴者的心率数据和加速度检测出所述佩戴者跌倒时，向所述佩戴者的关联用户发送跌倒预警提示信息；
12.所述电池，用于为所述助听耳机供电。
13.一种可能的实现方式中，所述功能主板包括dsp模块、无线模块；所述dsp模块内嵌有自适应场景识别模块、双麦定向降噪模块、跌倒预警模块。
14.一种可能的实现方式中，所述功能主板，用于对所述音频信息进行降噪处理，得到降噪后的助听音频信息，具体包括：
15.所述功能主板，用于对所述音频信息进行双麦降噪处理，得到初步降噪后的音频信息；
16.所述功能主板，还用于对所述初步降噪后的音频信息进行自适应场景降噪处理，得到降噪后的助听音频信息。
17.第二方面，本技术实施例提供了一种助听和跌倒预警方法，所述方法采用如上述第一方面所述的助听耳机，所述方法包括：
18.通过采集方向所呈角度在90度至180度之间的第一麦克风和第二麦克风，采集佩戴者周围的音频信息；以及采集佩戴者的心率数据和加速度；
19.对所述音频信息进行双麦降噪处理，得到初步降噪后的音频信息；
20.对所述初步降噪后的音频信息进行自适应场景降噪处理，得到降噪后的助听音频信息；
21.根据所述佩戴者的心率数据和加速度，确定所述佩戴者的跌倒检测结果，并在检测出所述佩戴者跌倒时，向所述佩戴者的关联用户发送跌倒预警提示信息。
22.一种可能的实现方式中，所述对所述音频信息进行双麦降噪处理，得到初步降噪后的音频信息，包括：
23.通过偶型堆叠的滤波器组将全频带划分成预设数量的子带；
24.利用改进自适应波束成形算法对所述音频信息进行处理，将语音信息和环境噪声信息分离；
25.通过迭代更新滤波器的加权系数，保证期望方向信号频响不变；
26.利用后置维纳滤波器消除所述环境噪声信息，实现修正失真；
27.通过滤波器将所述语音信息分解到预设数量的子带，并采用频率调制的方法消除语音重叠帧，实现双麦降噪，得到初步降噪后的音频信息。
28.一种可能的实现方式中，所述对所述初步降噪后的音频信息进行自适应场景降噪处理，得到降噪后的助听音频信息，包括：
29.对所述初步降噪后的音频信息进行快速傅里叶变换处理，计算出当前频域和时域平滑处理后的功率；
30.在确定出所述功率的最小值后，计算所述初步降噪后的音频信息中语音存在概率和噪声方差；
31.当所述噪声方差大于预设阈值时，计算预设数量通道中每个通道的噪声功率谱密度；
32.根据预设判断规则和每个通道的噪声功率谱密度，确定每个通道的降噪档位参数，并根据所述降噪档位参数，更新每个通道的降噪档位，得到降噪后的助听音频信息。
33.一种可能的实现方式中，所述预设数量通道为16个通道。
34.一种可能的实现方式中，所述根据所述佩戴者的心率数据和加速度，确定所述佩
戴者的跌倒检测结果，包括：
35.利用贝叶斯准则法对所述佩戴者的心率数据和加速度进行数据融合运算处理，确定所述佩戴者的跌倒检测结果。
36.第三方面，本技术实施例还提供了一种助听和跌倒预警装置，包括：
37.采集单元，用于通过采集方向所呈角度在90度至180度之间的第一麦克风和第二麦克风，采集佩戴者周围的音频信息；以及采集佩戴者的心率数据和加速度；
38.第一降噪单元，用于对所述音频信息进行双麦降噪处理，得到初步降噪后的音频信息；
39.第二降噪单元，用于对所述初步降噪后的音频信息进行自适应场景降噪处理，得到降噪后的助听音频信息；
40.预警单元，用于根据所述佩戴者的心率数据和加速度，确定所述佩戴者的跌倒检测结果，并在检测出所述佩戴者跌倒时，向所述佩戴者的关联用户发送跌倒预警提示信息。
41.一种可能的实现方式中，所述第一降噪单元包括：
42.划分子单元，用于通过偶型堆叠的滤波器组将全频带划分成预设数量的子带；
43.分离子单元，用于利用改进自适应波束成形算法对所述音频信息进行处理，将语音信息和环境噪声信息分离；
44.迭代子单元，用于通过迭代更新滤波器的加权系数，保证期望方向信号频响不变；
45.消除子单元，用于利用后置维纳滤波器消除所述环境噪声信息，实现修正失真；
46.降噪子单元，用于通过滤波器将所述语音信息分解到预设数量的子带，并采用频率调制的方法消除语音重叠帧，实现双麦降噪，得到初步降噪后的音频信息。
47.一种可能的实现方式中，所述第二降噪单元包括：
48.第一计算子单元，用于对所述初步降噪后的音频信息进行快速傅里叶变换处理，计算出当前频域和时域平滑处理后的功率；
49.第二计算子单元，用于在确定出所述功率的最小值后，计算所述初步降噪后的音频信息中语音存在概率和噪声方差；
50.第三计算子单元，用于当所述噪声方差大于预设阈值时，计算预设数量通道中每个通道的噪声功率谱密度；
51.更新子单元，用于根据预设判断规则和每个通道的噪声功率谱密度，确定每个通道的降噪档位参数，并根据所述降噪档位参数，更新每个通道的降噪档位，得到降噪后的助听音频信息。
52.一种可能的实现方式中，所述预设数量通道为16个通道。
53.一种可能的实现方式中，所述预警单元具体用于：
54.利用贝叶斯准则法对所述佩戴者的心率数据和加速度进行数据融合运算处理，确定所述佩戴者的跌倒检测结果。
55.第四方面，本技术实施例还提供了一种助听和跌倒预警设备，包括：处理器、存储器、系统总线；
56.所述处理器以及所述存储器通过所述系统总线相连；
57.所述存储器用于存储一个或多个程序，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当被所述处理器执行时使所述处理器执行上述第二方面所述的助听和跌倒预警方法中的
任意一种实现方式。
58.第五方面，本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行上述第二方面所述的助听和跌倒预警方法中的任意一种实现方式。
59.第六方面，本技术实施例还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行上述第二方面所述的助听和跌倒预警方法中的任意一种实现方式。
60.本技术实施例提供的一种助听耳机及助听和跌倒预警方法、设备及存储介质，其中，助听耳机包括动铁、利用光电容积描记传感器、电池、第一麦克风、加速度传感器、功能主板、第二麦克风，第一麦克风和第二麦克风，用于采集音频信息，且第一麦克风和第二麦克风的音频采集方向所呈角度在90度至180度之间；利用光电容积描记传感器，用于采集佩戴者的心率数据；加速度传感器，用于采集佩戴者的加速度；功能主板，用于对音频信息进行降噪处理，得到降噪后的助听音频信息；还用于在根据佩戴者的心率数据和加速度检测出佩戴者跌倒时，向佩戴者的关联用户发送跌倒预警提示信息；电池，用于为助听耳机供电。可见，由于本技术实施例是通过将双麦布置成90度至180度之间任一角度方向达到定向波束成形，实现双麦定向降噪的功能，达到了语音增强的目的，并在将加速度和心率数据进行突变耦合，更为精准的判断出佩戴者出现意外跌倒时，进行及时预警，防止跌倒报警的误触发，从而能够提高助听耳机的助听效果和跌倒预警效果，进而提升了提升用户的助听体验和生活质量。
附图说明
61.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
62.图1为本技术实施例提供的一种助听耳机的结构图；
63.图2为本技术实施例提供的一种助听和跌倒预警方法的流程示意图；
64.图3为本技术实施例提供的利用贝叶斯准则法对佩戴者的心率数据和加速度进行数据融合运算处理，确定佩戴者的跌倒检测结果的过程示意图；
65.图4为本技术实施例提供的一种助听和跌倒预警装置的组成示意图。
具体实施方式
66.目前，常用的助听耳机通常是otc助听耳机，不同于专业的医疗助听器，其优点是外观更好看，可以与智能手机实现蓝牙连接，搭载有听音乐、打电话等功能。但是助听耳机的佩戴者通常是老年人，其中可能大部分人并不会操作智能手机，不能根据外界场景的变化自主切换助听器的场景模式，而且目前对于语音增强、更好的突出人声的需求也在不断的增多。另外，当佩戴助听耳机的老年人处于独居生活时，由于缺乏其他人的照顾，可能会发生意外跌倒却未被及时发现的情况，存在安全风险。但目前暂未出现同时具备自适应场景双麦降噪和有效的跌倒预警功能的助听耳机，不利于提升佩戴者的助听体验和生活质
量。
67.并且，在现有的语音增强过程中，通常采用的anc技术的反向声波降噪方式并不适用于助听耳机，也不能实现自适应的场景识别。这是因为虽然定向波束成形麦克风阵列可以对来自一个或多个特定方向的声音更敏感，达到语音增强的目的，提高助听效果。但目前定向波束成形大多采用定向硅麦来实现，由于定向硅麦体积偏大并不适用于助听耳机这种空间极度有限的物品。另外，虽然目前部分耳机已能够实现跌倒预警功能，但大多是利用g-sensor来检测某个方向加速度值的变化，来判定佩戴者是否跌倒。由于otc助听耳机的佩戴群体中有相当一部分人是喜欢运动的，所以往往会佩戴助听耳机进行剧烈运动，这种单纯的利用g-sensor的加速度值判断佩戴者是否跌倒进而进行预警的方式，很可能会导致误触发，大大降低了跌倒预警功能的可靠性，所以，现有的助听耳机是无法起到较好的助听效果和预警效果的。
68.为解决上述缺陷，本技术提供了一种助听耳机，包括动铁、利用光电容积描记传感器、电池、第一麦克风、加速度传感器、功能主板、第二麦克风。其中，第一麦克风和第二麦克风，用于采集音频信息，且第一麦克风和第二麦克风的音频采集方向所呈角度在90度至180度之间；利用光电容积描记传感器，用于采集佩戴者的心率数据；加速度传感器，用于采集佩戴者的加速度；功能主板，用于对音频信息进行降噪处理，得到降噪后的助听音频信息；还用于在根据佩戴者的心率数据和加速度，检测出佩戴者跌倒时，向佩戴者的关联用户发送跌倒预警提示信息；电池，用于为助听耳机供电。可见，由于本技术实施例是通过将双麦布置成90度至180度之间任一角度方向达到定向波束成形，实现双麦定向降噪的功能，达到了语音增强的目的，并在将加速度和心率数据进行突变耦合，可以更为准确的判断出佩戴者出现意外跌倒，进行及时预警，防止跌倒报警的误触发时从而能够提高助听耳机的助听效果和跌倒预警效果，进而提升了用户的助听体验和生活质量。
69.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
70.第一实施例
71.参见图1，为本实施例提供的一种助听耳机的结构图，具体包括：耳塞101、动铁102、利用光电容积描记(photoplethysmograph，简称ppg)传感器103、电池104、第一麦克风105、加速度传感器(accelerometer-sensor，简称g-sensor)106、功能主板107、第二麦克风108。
72.第一麦克风105和第二麦克风108，用于采集佩戴图1所示的助听耳机的用户周围的音频信息，且第一麦克风105和第二麦克风108的音频采集方向所呈角度在90度至180度之间。实际应用中，为了节省空间，第一麦克风105和第二麦克风108均设置为小体积的全向性麦克风，从而可以利用定向波束成形算法，实现助听耳机的双麦定向降噪和语音增强功能。
73.其中，定向波束成形算法指的是改进自适应波束成形算法(lcmv)结合后置维纳滤波器(wpf)算法。具体来讲波束成形技术的基本原理是利用多路通道采集到多路信号，通过对不同信号的加权求和，使阵列波束主瓣指向期望方向，旁瓣和零陷位置指向干扰方向，从
而使期望方向得到增强，使干扰方向得到抑制。
74.ppg传感器103，用于采集佩戴者的心率数据。具体来讲，ppg传感器103可以由红外发射器和pd光检波器组成，当一定波长的红外光照射到助听耳机佩戴者的指端皮肤表面，每次心跳时，血管的收缩和扩张都会影响光的透射或是光的反射，当通过pd光检波器接收反射回的红外光，把光转换成电信号时，正是由于动脉对光的吸收有变化而其他组织对光的吸收基本不变，得到的信号即可被分为直流dc信号和交流ac信号。再从中提取出ac信号，用以反应出血液流动的特点，进而可以计算出助听耳机佩戴者的心率数据。
75.g-sensor106，用于采集佩戴者的加速度。具体来讲，g-sensor106能够感知到佩戴者加速力的变化，比如佩戴者跌倒等各种移动变化都能被g-sensor106捕捉并转化为电信号，用以表征佩戴者的加速度。
76.功能主板107，用于对第一麦克风105和第二麦克风108采集到的音频信息进行降噪处理，得到降噪后的助听音频信息。具体的，首先，功能主板107，用于对音频信息进行双麦降噪处理，得到初步降噪后的音频信息。
77.进一步的，功能主板107，还用于按照预设的频率(如每间隔5s一次等)对初步降噪后的音频信息进行自适应场景降噪处理，得到降噪后的助听音频信息。
78.再进一步的，功能主板107，还用于通过对ppg传感器103采集的佩戴者的心率数据和g-sensor106采集的加速度进行突变耦合处理，确定出佩戴者的跌倒检测结果，并在检测出佩戴者跌倒时，向佩戴者的关联用户(如佩戴者的家属或其他与佩戴者具有关联关系的朋友、监护人等)发送佩戴者跌倒的预警提示信息，以便关联用户能够尽快采用相对应的解决方案，保证佩戴者的安全，并有效防止了跌倒预警的误触发。
79.其中，需要说明的是，在本实施例的一种可能的实现方式中，功能主板107可以包括数字信号处理(digital signal processing，简称dsp)模块、无线模块；其中，dsp模块中内嵌有自适应场景识别模块、双麦定向降噪模块、跌倒预警模块，分别用于实现自适应场景识别功能、双麦定向降噪功能、跌倒预警功能，具体实现过程请参见后续第二实施例中的详细介绍。
80.电池104，用于为整个助听耳机供电。
81.综上，本实施例提供的一种助听耳机，包括动铁、利用光电容积描记传感器、电池、第一麦克风、加速度传感器、功能主板、第二麦克风。其中，第一麦克风和第二麦克风，用于采集音频信息，且第一麦克风和第二麦克风的音频采集方向所呈角度在90度至180度之间；利用光电容积描记传感器，用于采集佩戴者的心率数据；加速度传感器，用于采集佩戴者的加速度；功能主板，用于对音频信息进行降噪处理，得到降噪后的助听音频信息；还用于在根据佩戴者的心率数据和加速度检测出佩戴者跌倒时，向佩戴者的关联用户发送跌倒预警提示信息；电池，用于为助听耳机供电。可见，由于本技术实施例是通过将双麦布置成90度至180度之间任一角度方向达到定向波束成形，实现双麦定向降噪的功能，达到了语音增强的目的，并在将加速度和心率数据进行突变耦合，更为准确的判断出佩戴者出现意外跌倒时，进行及时预警，防止跌倒报警的误触发，从而能够提高助听耳机的助听效果和跌倒预警效果，进而提升了用户的助听体验和生活质量。
82.第二实施例
83.本技术实施例提供了一种利用第一实施例中的助听耳机进行助听和跌倒预警的
方法，参见图2，为本实施例提供的一种助听和跌倒预警方法的流程示意图，该方法包括以下步骤：
84.s201：通过采集方向所呈角度在90度至180度之间的第一麦克风和第二麦克风，采集佩戴者周围的音频信息；以及采集佩戴者的心率数据和加速度。
85.在本实施例中，为了提高提高助听耳机的助听效果和跌倒预警效果，以进一步提升用户的助听体验和生活质量，首先可以如图1所示的音频采集方向所呈角度在90度至180度之间任一角度的第一麦克风105和第二麦克风108采集助听耳机佩戴者周围的音频信息；以及利用如图1所示的ppg传感器103和g-sensor106分别采集佩戴者的心率数据和加速度数据，用以执行后续步骤s202和s204。
86.s202：对音频信息进行双麦降噪处理，得到初步降噪后的音频信息。
87.在本实施例中，通过步骤s201，利用采集方向呈90度的第一麦克风105和第二麦克风108，采集到佩戴者周围的音频信息后，进一步可以利用定向波束成形算法(如通过功能主板107的dsp模块中内嵌的双麦定向降噪模块)对音频信息进行双麦降噪处理，得到初步降噪后的音频信息，用以执行后续步骤s203。
88.具体来讲，一种可选的实现方式是，在采集到佩戴者周围的音频信息后，首先，可以通过偶型堆叠的wola滤波器组将全频带划分成预设数量的子带。然后，利用lcmv算法对音频信息进行处理，以将其中的语音信息和环境噪声信息进行分离，再不断迭代更新滤波器的加权系数，保证期望方向信号频响不变。接着，可以利用后置维纳滤波器消除环境噪声信息，以实现修正失真。进而，可以通过gammatone滤波器将语音信息分解到预设数量的子带，并采用频率调制的方法消除语音重叠帧，提高语音清晰度，实现双麦降噪，得到并输出初步降噪后的音频信息。
89.s203：对初步降噪后的音频信息进行自适应场景降噪处理，得到降噪后的助听音频信息。
90.在本实施例中，通过步骤s202对音频信息进行双麦降噪处理，得到初步降噪后的音频信息后，进一步可以按照预设频率(如每间隔5s一次等，具体取值可根据实际情况进行设定，本实施例对此不进行限定)对初步降噪后的音频信息进行自适应场景降噪处理，如通过功能主板107的dsp模块中内嵌的自适应场景识别模块，对初步降噪后的音频信息进行自适应场景降噪处理，得到自适应场景降噪后的助听音频信息，从而能够为佩戴者有效提高助听耳机的助听效果，为用户带来更好的助听体验和生活质量。
91.具体来讲，一种可选的实现方式是，在对音频信息进行双麦降噪处理，得到初步降噪后的音频信息后，首先，可以对初步降噪后的音频信息进行快速傅里叶变换处理，计算出当前频域和时域平滑处理后的功率。然后，在确定出其中功率的最小值后，在此基础上，进一步计算出初步降噪后的音频信息中语音存在概率和噪声方差。接着，当判断出噪声方差大于预设阈值(具体取值可根据实际情况进行设定，本实施例对此不进行限定，比如可以将预设阈值取值为10等)时，计算预设数量通道中每个通道的噪声功率谱密度。进而，可以根据预设判断规则和每个通道的噪声功率谱密度，确定出每个通道的降噪档位参数，并根据得到的降噪档位参数，更新每个通道的降噪档位，得到降噪后的助听音频信息。
92.其中，预设数量通道指的是根据预先将语音的0-8000hz划分为的子带数量确定的通道。具体取值可根据实际情况进行设定，本实施例对此不进行限定，比如，可以将语音的
0-500hz划分为第1通道、将语音的500-1000hz划分为第2通道，直至将语音的7500hz-8000hz划分为第16通道等，这样，预设数量通道即为16个通道。
93.预设判断规则的具体内容也可根据实际情况进行设定，本实施例对此不进行限定。比如，基于上述举例，在计算出语音的0-500hz所属的第1通道的噪声功率谱密度在负20到负40之间时，可以将第1通道的降噪档位调为2等。其中，降噪档位共可以包含1至6的六个档位，档位越高表明降噪效果越好，通过更新每个通道的降噪档位，可以得到效果更好的助听音频信息，用以为佩戴者带来更好的助听体验和生活质量。
94.s204：根据佩戴者的心率数据和加速度，确定佩戴者的跌倒检测结果，并在检测出佩戴者跌倒时，向佩戴者的关联用户发送跌倒预警提示信息。
95.在本实施例中，通过步骤s201利用ppg传感器103和g-sensor106分别采集到佩戴者的心率数据和加速度数据后，进一步可以对佩戴者的心率数据和加速度进行突变耦合处理，如可以通过功能主板107的dsp模块中内嵌的跌倒预警模块对佩戴者的心率数据和加速度进行突变耦合处理，以确定出佩戴者的跌倒检测结果。
96.进一步的，当根据跌倒检测结果，判断出助听耳机佩戴者跌倒时，说明需要尽快采取相应的措施来保证佩戴者的安全。此时，可以向佩戴者的关联用户(如佩戴者的家属或其他与佩戴者具有关联关系的朋友、监护人等)发送有关佩戴者出现跌倒的预警提示信息，以便关联用户能够尽快采用相对应的解决方案，以保证佩戴者的安全。
97.其中，预警提示信息的具体发送方式和提示的消息内容形式可根据实际情况来设定，比如可以向助听耳机佩戴者的女儿的手机发送文字和/或图片形式的预警提示短信、彩信、即时通讯软件消息或推送信息等，以向其提醒助听耳机佩戴者出现跌倒，需要及时采取对应的解决和保护措施；或者，也可以是以向助听耳机佩戴者的女儿自动拨打智能语音电话的形式提醒助听耳机佩戴者出现跌倒，需要及时采取对应的解决和保护措施；再或者，也可以向助听耳机佩戴者的女儿预留的邮箱发送电子邮件来向其提醒助听耳机佩戴者出现跌倒，需要及时采取对应的解决和保护措施等。
98.具体来讲，一种可选的实现方式是，可以先利用贝叶斯准则法对助听耳机佩戴者的心率数据和加速度进行数据融合运算处理，以确定出佩戴者的跌倒检测结果，如图3所示，然后再在检测出佩戴者跌倒时，向佩戴者的关联用户发送跌倒预警提示信息。
99.其中，贝叶斯准则法指的是先对部分未知的状态用主观概率估计，然后用贝叶斯公式对发生概率进行修正，最后再利用期望值和修正概率做出最优决策。其工作原理如图3所示。将跌倒判决概率定义为p(hi|hj)，所付出风险因子为c
ij
，在hj判为真时所付出的总平均风险为如下公式：
[0100][0101]
需要说明的是，贝叶斯准则指的是在假设hj的先验概率已知且各风险的因子给定时，使平均风险最小的原则。由检测理论模型和判决域划分可知，平均代价可以通过转移概率密度函数及判决域来表示:
[0102][0103]
由于r1域的积分项可表示为如下公式：
[0104][0105]
所以，平均风险可以表示为如下公式：
[0106][0107]
可见，根据贝叶斯准则，应使平均代价最小，为此，将凡是使被积函数取负值的那些z值划分给r0域，而把其余的z值划分给r1域。即，满足如下公式：
[0108]
{[(p(h1)(c
10-c
11
)p(z|h1))]-[(p(h0)(c
10-c
00
)p(z|h0))]}＜0
[0109]
当z值划分给r0域时，判决h0成立，当其他z值划分给r1域时，判决h1成立，由此，可以将上一公式进行改写，得到贝叶斯判决准则如下公式：
[0110][0111]
进一步的，将由贝叶斯准则得到的似然比检验定义为δ(z)，并将检验似然比门限定义为λ0，即得到如下公式：
[0112][0113][0114]
可见，似然比检验需要对观测量z进行处理，即计算似然比δ(z)，然后将其与预设的似然比检测门限λ0进行比较，以做出判决。若δ(z)》λ0，则确定并输出佩戴者的跌倒检测结果为跌倒，若δ(z)《λ0，则确定并输出佩戴者的跌倒检测结果为未跌倒，并继续进行实时跌倒检测计算。
[0115]
接下来，本实施例将对一种助听和跌倒预警装置进行介绍：
[0116]
参见图4，为本实施例提供的一种助听和跌倒预警装置的组成示意图，该装置400包括：
[0117]
采集单元401，用于通过采集方向所呈角度在90度至180度之间的第一麦克风和第二麦克风，采集佩戴者周围的音频信息；以及采集佩戴者的心率数据和加速度；
[0118]
第一降噪单元402，用于对所述音频信息进行双麦降噪处理，得到初步降噪后的音频信息；
[0119]
第二降噪单元403，用于对所述初步降噪后的音频信息进行自适应场景降噪处理，得到降噪后的助听音频信息；
[0120]
预警单元404，用于根据所述佩戴者的心率数据和加速度，确定所述佩戴者的跌倒检测结果，并在检测出所述佩戴者跌倒时，向所述佩戴者的关联用户发送跌倒预警提示信息。
[0121]
在本实施例的一种实现方式中，所述第一降噪单元402包括：
[0122]
划分子单元，用于通过偶型堆叠的滤波器组将全频带划分成预设数量的子带；
[0123]
分离子单元，用于利用改进自适应波束成形算法对所述音频信息进行处理，将语音信息和环境噪声信息分离；
[0124]
迭代子单元，用于通过迭代更新滤波器的加权系数，保证期望方向信号频响不变；
[0125]
消除子单元，用于利用后置维纳滤波器消除所述环境噪声信息，实现修正失真；
[0126]
降噪子单元，用于通过滤波器将所述语音信息分解到预设数量的子带，并采用频率调制的方法消除语音重叠帧，实现双麦降噪，得到初步降噪后的音频信息。
[0127]
在本实施例的一种实现方式中，所述第二降噪单元403包括：
[0128]
第一计算子单元，用于对所述初步降噪后的音频信息进行快速傅里叶变换处理，计算出当前频域和时域平滑处理后的功率；
[0129]
第二计算子单元，用于在确定出所述功率的最小值后，计算所述初步降噪后的音频信息中语音存在概率和噪声方差；
[0130]
第三计算子单元，用于当所述噪声方差大于预设阈值时，计算预设数量通道中每个通道的噪声功率谱密度；
[0131]
更新子单元，用于根据预设判断规则和每个通道的噪声功率谱密度，确定每个通道的降噪档位参数，并根据所述降噪档位参数，更新每个通道的降噪档位，得到降噪后的助听音频信息。
[0132]
在本实施例的一种实现方式中，所述预设数量通道为16个通道。
[0133]
在本实施例的一种实现方式中，所述预警单元404具体用于：
[0134]
利用贝叶斯准则法对所述佩戴者的心率数据和加速度进行数据融合运算处理，确定所述佩戴者的跌倒检测结果。
[0135]
进一步地，本技术实施例还提供了一种助听和跌倒预警设备，包括：处理器、存储器、系统总线；
[0136]
所述处理器以及所述存储器通过所述系统总线相连；
[0137]
所述存储器用于存储一个或多个程序，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当被所述处理器执行时使所述处理器执行上述助听和跌倒预警方法的任一种实现方法。
[0138]
进一步地，本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行上述助听和跌倒预警方法的任一种实现方法。
[0139]
进一步地，本技术实施例还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行上述助听和跌倒预警方法的任一种实现方法。
[0140]
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法中的全部或部分步骤可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者诸如媒体网关等网络通信设备，等等)执行本技术各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0141]
需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0142]
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间
存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0143]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。