用于个人防护设备的功能调整的系统和方法

背景技术

维护工人的安全和健康是许多行业主要问题。已制定了各种规章制度来帮助解决这一问题。此类规则提供了要求集以确保人员健康和安全过程的适当管理。为了帮助维护工人安全和健康，如果个体进入或留在具有危险或潜在危险条件的工作环境中，一些个体可被要求戴上、佩戴、携带或以其它方式使用个人防护设备(PPE)制品。

与关于安全的不断演进的规则和规章制度一致，在需要使用PPE的任何工作场所中，安全是重要的问题。雇佣佩戴PPE制品的工人的公司或企业也希望确保工人遵守与PPE的正确使用和维护有关的相关法律、规章制度和公司政策。

发明内容

提出了一种个人防护设备装置。PPE装置包括被配置为捕获环境声流的麦克风。PPE装置还包括声音分析器，该声音分析器接收环境声流并且基于环境声流来表征装置周围的声音指纹。PPE装置还包括功能预设选择器，该功能预设选择器基于所表征的声音指纹来选择功能预设。PPE装置还包括功能预设实现器，该功能预设实现器响应于事件触发来实现功能预设。实现功能预设包括将装置的功能设置从第一设置调整到第二设置。

本文的系统和方法通过PPE装置的用户的自动化设置来提供改进的用户体验，从而允许基于检测到的用户周围的环境来调整传入声音。例如，在用户可能需要对其周围环境更加警觉的区域(诸如危险区域)中，可以减小或关闭音乐或无线电的音量。然而，如果用户随后移动到更安全的区域中，则音量可以被恢复。调整可以手动或自动地进行。本文的系统和方法为用户提供了经改善的、可定制的音频体验。

附图和以下描述中示出了本公开的一个或多个示例的细节。根据说明书和附图以及权利要求书，本公开的其他特征、目标和优点将显而易见。

附图说明

图1示出了听力保护装置的用户。

图2示出了本发明的实施方案可用于其中的工作位点。

图3示出了在本发明的实施方案中修改PPE装置的声音设置的方法。

图4示出了本发明的实施方案中的PPE声音修改系统。

图4B示出了本发明的实施方案中向声流应用模型的方法。

图5A至图5B示出了本发明的实施方案中的声音模型管理系统的示意图。

图6示出了在本发明的实施方案中获得用于PPE装置的新的声音模型的方法。

图7至图9示出了可以在本文的实施方案中使用的示例性装置。

图10示出了可以在本文的实施方案中使用的示例性用户界面结构。

图11A至图11D示出了经识别的声音对象的示例性提取和验证。

具体实施方式

许多类型的个人防护设备(PPE)包括扬声器、麦克风或两者。扬声器可向用户提供接收到的音频传输，而麦克风可捕获来自佩戴者的音频。不同形式的PPE具有不同质量的麦克风和扬声器。另外，佩戴不同的PPE会干扰麦克风拾取音频的能力以及扬声器传输音频的能力。

一些听力保护装置包括主动听力保护，该主动听力保护包括：一个或多个麦克风，其从用户的周围环境接收环境声音；处理器，其用于将声音处理到安全级别；以及一个或多个扬声器，其以安全级别向用户回放该声音。主动听力保护装置使用电子电路通过麦克风拾取环境声音，并将该环境声音转换至安全级别，然后通过扬声器将其播放给用户。本文的至少一些实施方案适用于主动听力装置。

一些主动听力保护单元是电平相关的，使得电子电路适应声压级。电平相关的听力保护可以包括滤除高于给定声压级的声音或对高于给定声压级的声音进行限幅，例如主动地将枪声降低到安全声音水平。电平相关的听力保护单元有助于从周围噪声中滤除诸如枪声的脉冲噪声，和/或在将接收到的所有环境声音再现给用户之前将其连续地调整到适当的级别。在电平相关的主动听力保护系统中，首先由麦克风来接收声音信号。所接收到的声音信号被转换为电子信号以进行处理。在对声音信号进行处理使得所有频率对于用户而言均处于安全级别之后，声音信号被再现并且通过听力保护装置的扬声器将其回放给用户。

主动听力保护单元，特别是电平相关的主动听力保护单元，可能是必要的，以便于在嘈杂的环境中，或者在噪声级别可能显著变化的环境中，或者在高脉冲声音可能导致听力损伤的环境中进行通信。用户可需要听到附近的环境声音，诸如机器声音或语音，同时还被保护免受有害噪声级别的影响。

然而，虽然听力保护单元在本文中被图示和描述为可以从本文的系统和方法获益的一个示例性PPE装置，但是明确设想了许多类型的PPE可以包括麦克风，或者与包括能够捕获环境声音的麦克风的装置通信。

如图1所示，主动听力保护单元可以使用耳塞或耳罩设计来进行提供，或者以双重保护模式来进行提供，如提交于2019年10月3日的美国临时专利申请序列号62/909989中所述，该文献以引入方式并入本文。

在许多环境中，基于周围环境调整功能装置设置(例如，PPE)可能是有帮助的。例如，在战场场景中时，可能期望PPE放大来自其他PPE的传入音频(例如，其他人类语音)并且降低环境声音。类似地，在建筑场景中，播放高于特定水平的无线电或音乐可能是安全问题，因此当用户进入建筑区时，音乐可被减小到允许用户听到可指示危险的其他声音的“安全”最大值。

期望获得这样一种系统，该系统能够基于传入声流来识别环境并且基于检测到的环境来调整PPE装置的功能设置。例如，如果检测到附近有研磨操作，则将Speedglas

目前，可以使用WiFi

本文中的系统和方法还可提供优于基于信标的系统的改进的保护，因为声音指纹识别可提供关于环境的高度准确的猜测，PPE可接着将这种猜测用作自动调整系统设置的基础。

在现有技术中已知，可以辨认声音并且在其周围提供警示，例如如公布于2015年8月6日的美国PAP 2015/0222977中所述。另外，在现有技术中已知，装置可以将所接收的声音与经登记的声音模式匹配以生成警示，如公布于2016年9月15日的美国PAP 2016/0269841中所述。然而，先前并不知道基于传入声音来检测环境、活动或任务，并且基于环境识别，响应于所检测到的环境而自动地调整功能设置(例如音量或亮度)。

图1示出了根据本发明的实施方案的双重听力保护系统。然而，虽然示出了双重听力系统10，但是明确设想了本文的实施方案可以包括单独操作的耳罩20或内耳塞30。类似地，本文中的系统和方法也可并入到其他PPE装置中，在所述其他PPE装置上可安装或放置麦克风以捕获周围环境声音。另外，在一些实施方案中，用户可以具有可通信地耦接的两个装置。例如，入耳式听力保护单元可以具有用于捕获环境声音的麦克风，并且可以可通信地耦接到PAPR单元。基于由麦克风检测到的声音，可以检测到两个PPE物品的佩戴者已经进入已知处于热区域的冶炼厂(smelter)。因此，如本文所述，可直接从听力保护单元或通过中央通信单元向PAPR发送命令以增加空气流。

人10可处于具有多个声音50的环境中。如图1所示，不同的声音50可以具有与它们相关联的不同的声压级。声音50中的一些声音可能为用户10希望听到的声音，并且可能希望放大。一些其他声音50可能为可能分散用户10注意力的声音，用户可能希望减小或完全消除该声音。一些声音50可以向PPE佩戴者指示环境或危险。

PPE还可以包括一个或多个麦克风40。在图1中麦克风40被示为定位成拾取用户10的语音。然而，其它麦克风(未示出)可被定位成拾取环境声音50。另外，第一听力保护系统20和第二听力保护系统30中的每一者可以具有一个或多个麦克风40。

图2示出了本发明的实施方案可用于其中的工作位点。图2为示出工作位点8A或8B的示例性联网环境2的框图。工作位点环境8A和8B可以具有一个或多个工人10A至10N，该一个或多个工人中的每个工人可以佩戴不同的PPE，诸如相对于图1所述的听力保护装置。工人10A至10N可以全部在相同的环境2中，但是它们可以各自执行多种任务。环境8A可以具有与环境8B不同的声音集合。例如，8A可以是具有卡车和装载设备的声音的装载码头(loading dock)。环境8B可以是具有研磨声音的加工区域。

环境2包括数据库6，该数据库包括环境标记(包括环境指纹)以及针对不同环境的功能调整，所述环境标记和功能调整可以由用户10A至10N佩戴的PPE访问或者可以被下载到PPE装置中。例如，如本文所述，各个功能调整可以与不同的环境相关联，并且可以在检测到给定环境时由PPE装置的处理器访问，使得可以应用功能改变。环境标记和相关联的功能调整可在PPE装置内从本地存储装置访问，或者可从远程存储源(诸如在线数据库)下载/访问。环境标记可以与已知区域例如前装载码头相关联，或者与一般环境例如具有移动车辆和重型机械的环境相关联。例如，环境标记可以是包括在给定区域中预期的一个或多个声音(诸如在焊接环境中操作的电焊机的声音、在冶炼环境中操作的冶炼厂的声音、或者在装载码头中移动的卡车的声音)的环境指纹。

物理环境8A和8B中的每个物理环境表示物理环境(诸如工作环境)，在该环境中，一个或多个个体(诸如工人10)当在相应环境内从事任务或活动时利用个人防护设备(PPE)。

在该示例中，环境8A被大体示出为具有工人10，而环境8B以扩展形式示出以提供更详细的示例。在图2的示例中，多个工人10A至10N可以佩戴多种不同的PPE，诸如耳罩听力保护器、入耳式听力保护器、安全帽、手套、眼镜、护目镜、面罩、呼吸器、发网、洗手衣或任何其他合适的个人防护设备。

虽然环境2被示出为工厂或工业环境，但也明确设想了在一些实施方案中，模型数据库可由单个用户用单个PPE装置访问，诸如在家庭改建计划期间单独操作动力工具的杂务工。

一般来讲，如本文更详细描述的，数据库6被配置为容纳可供PPE在环境8A和8B内下载的环境标记和对应的功能调整。环境标记和对应的功能调整可以由PPE的制造商、装置的制造商(例如，动力工具的制造商)、其他第三方、或创建并将他们自己的优选功能调整上传到数据库6的个体来生成。环境标记包括可用作将环境声音与之进行比较的基础的环境指纹。环境指纹可以包括一个或多个声音或者将现有声音还原为例如指示特定环境的如图11C中所描述的特定特征，该特定环境诸如机械噪声、卡车噪声、研磨设备、水、枪声等。数据库6可以通过网络4由环境内的一个或多个装置或显示器16访问，或者由远离环境的装置或显示器18访问。例如，装置16、18可以具有应用界面，该应用界面允许用户10A至10N从数据库6选择他们可能遇到的潜在环境以下载到PPE装置。例如，工业工人可以为装载码头、自助餐厅、办公室空间以及他们可能遇到的特定工业区或活动(诸如焊接、冶炼等)选择环境指纹和对应的功能改变。

如本文所述，环境标记包括物理位置(诸如冶炼厂或装载码头)的指示以及活动(诸如移动卡车、焊炬、链锯等的声音)的指示两者。

另外，该界面还可以允许用户10A至10N将环境声音上传到数据库6，将该环境声音表征为环境指纹，并且创建可以在检测到该环境指示时应用的功能调整。然后，用户10A至10N能够将所创建/选择的环境指纹和功能调整下载到PPE装置，使得在将来检测到环境指纹时应用该调整。在一些实施方案中，PPE装置不具备直接从数据库6下载环境指纹和相关联的功能调整的能力。在其他实施方案中，PPE装置可以访问数据库6，以下载环境指纹和功能调整，或者直接上传声音。例如，如果接收到未被给定PPE装置识别为与已知环境指纹相对应的声音，则PPE装置可以将该声音提供给数据库6进行识别。数据库6可以具有更大的环境指纹数据库，并且可以能够在环境指纹被检测到时基于与环境指纹的匹配来向PPE装置提供功能调整以用于应用。在一个实施方案中，所述功能调整可以通过网络4来自动提供给PPE。在另一个实施方案中，PPE可以通过装置16、18接收新的环境指纹和功能调整。

在本文的一些实施方案中，PPE装置可以包括嵌入式传感器、通信部件、监测装置和处理电子器件中的一者或多者。此外，每个PPE制品可包括用于输出指示PPE的操作的数据和/或生成通信并将通信输出到相应工人10的一个或多个输出装置。例如，PPE可以包括一个或多个装置以生成听觉反馈(例如，一个或多个扬声器)、视觉反馈(例如，一个或多个显示器、发光二极管(LED)等)或触觉反馈(例如，振动或提供其他触觉反馈的装置)。另外，本文的PPE包括能够基于环境声音识别环境、基于识别的声音检索环境指纹和相关联的功能调整、以及将模型应用于PPE装置的处理器，这可以包括自动调整PPE装置功能设置。

在一些示例中，环境8中的每个环境包括计算设施，诸如显示器16，或通过相关联的PPE，工人10可以通过该计算设施与模型数据库6通信。例如，环境8可以被配置有无线技术，诸如802.11无线网络、

在示例性具体实施中，环境诸如环境8B还可包括一个或多个安全站15，这些安全站遍布于整个环境中。安全站15可允许工人10中的一个检查PPE制品和/或其他安全设备，验证安全设备适合于环境8和/或交换数据中的特定一个。例如，安全站15可将警示规则、软件更新或固件更新传输到PPE制品或其他设备。安全站15还可以包括I/O装置，该I/O装置允许用户为他们的PPE和/或其他装置交互地更新存储的环境指纹和功能设置。例如，安全站15或另一装置可以具有键盘/鼠标和/或触摸屏显示器，该触摸屏显示器允许用户看到用于不同装置的可用环境指纹/功能设置。

此外，环境8中的每个环境包括计算设施，该计算设施为最终用户计算装置16提供操作环境，以用于经由网络4与模型数据库6进行交互。例如，环境8中的每个环境通常包括负责监督环境内的安全合规性的一个或多个安全管理人员或监管(由用户20或远程用户24代表)。例如，最终用户计算装置16、18可以为膝上型电脑、台式计算机、移动装置诸如平板电脑或所谓的智能蜂窝电话。

本文的系统和方法允许每个PPE装置定制并且改善每个工人10A至10N的体验。通过从数据库6下载预期的环境指纹和功能调整，每个工人可以基于使用进入由该工人佩戴的PPE装置的麦克风的声流内的传入声音来识别环境而具有定制的PPE设置。在一些实施方案中，工人可以能够通过PPE装置的学习过程来创建环境指纹并选择相关联的功能设置调整。

图3示出了在本发明的实施方案中修改PPE装置的声音设置的方法。方法100可用于基于检测到的环境快速调整PPE装置上的设置。通过识别和表征传入环境声流中的声音并将该声音与已知环境指纹进行比较来检测环境。

在一些实施方案中，方法100用于已知工作位点中，例如具有若干个区域且每个区域具有已知特征的工作位点。例如，如果传入声流包括80％的卡车噪声、15％的建筑相关噪声和5％的人声，则该传入声流可被表征为匹配“A区”——A区可匹配具有78％的卡车噪声、16％的建筑相关噪声和6％的人声的指纹的装载区。匹配可能不需要精确，只是声音指纹与环境指纹的数据库之间的最可能匹配。一旦进行了匹配，PPE装置就可以基于该匹配自动实现功能改变。例如，可以减小FM无线电或音乐的音量，同时可以增大环境声音的音量，并且可以增大通过无线电从其他工人传入的音频的音量。

在其他实施方案中，方法100用于未知环境中。在这种情况下，传入音频流具有80％的卡车噪声、15％的工具/设备相关噪声和5％的人声，该传入音频流可以被表征为建筑区，因为其与从环境指纹数据库检索的建筑区的环境指纹相匹配。基于该识别，PPE装置可以减小娱乐声音(例如，FM无线电)的音量，增加来自其他通信装置(例如，来自其他PPE装置的无线电通信)的声音，并且可以提供工人现在正进入更危险的区的听觉、视觉或触觉指示。如本文所讨论的，对识别的环境的响应可以由用户、由PPE制造商、PPE所有者或另一源来设置。

在框110中，接收环境声音。环境声音指示PPE装置的佩戴者周围的环境。环境声音可以由与佩戴者或与PPE装置相关联的麦克风接收。麦克风可以是吊杆麦克风或同样从佩戴者拾取语音的另一麦克风。在其他实施方案中，麦克风可以是根据方法100周期性地对环境声音进行采样以用于分类目的的专用麦克风。

在框120中，对环境声流中的一个或多个声音部分进行分类。例如，可识别手提钻以及人的讲话。可例如通过参考如美国临时申请号63/201,539中所描述的声音数据库来识别声音部分。在另一示例中，还可以基于先前的装置体验来识别环境。例如，可以提供声音类别的范围，诸如手提钻、研磨机、锤子、链锯、圆锯、液压机、人声、警示信号等的声音。

如果利用该系统的装置在露天硬摇滚音乐会期间被用户佩戴，则该系统可以创建指纹，即使所存储的声音类别中没有一个包括吉他独奏或击鼓声。系统可以找到某些类别的相当强的表示，而不管声音类别源(例如，手提钻)是否实际存在，并且基于这些表示创建指纹。下次系统检测到与指纹足够接近的匹配时，将检测到相同的环境，并且可以应用相同的关联设置。

在框130中，从识别的声音部分创建工人当前所在的区域的声音指纹。该声音指纹表征用户周围的声景。

在框140中，将所生成的声音指纹与已知位置或用户可能正在从事的活动的环境指纹进行比较。例如，可以将声音指纹与包含各种不同区域的环境指纹的位置数据库142进行比较，以便识别用户周围的区域。另外，可以通过将声音指纹与活动数据库144中的环境指纹进行比较来识别该声音指纹以便识别工人可能正在从事的活动。例如，如果检测到工人过热(例如，基于沉重的呼吸声音)，则应当增加PAPR空气流。在该示例中，声音指纹可以与和过热相关联的环境指纹相匹配，并且基于该匹配，基于在框150中检索的设置来增加PAPR空气流速。在另一示例中，检测角磨机的使用，并且

在框150中，响应于声音指纹与环境指纹之间的匹配来检索功能改变。功能改变可以是特定于环境的，例如，如果检测到“装载码头”，则检索“装载码头功能改变”。在一些实施方案中，检索通用功能改变。例如，如果“装载码头”被标记为“危险区域”，则检索“危险”模型。类似地，如果区域被检测为“高热”，则检索“高热”功能改变。可以从设置数据库152检索功能改变。还明确设想的是，虽然本文的示例描述了基于检测到的环境来实现单个功能改变的实施方案，但是在其他实施方案中，同时实现多个改变。例如，如果检测到高热环境，则可以减小无线电音量并且可以增加PAPR的空气流速。

在框160中，实施所检索的功能改变。功能改变可以包括一个或多个PPE设置改变，诸如音量调整、空气流调整、灯打开或关闭、或基于新环境的任何其他合适的改变。在一些实施方案中，功能改变可以自动实施，或者可以部分地基于用户对功能改变的接受来实施。另外，在一些实施方案中，功能改变被延迟直到检测到触发事件。例如，用户可能正在接近焊接区域，但是直到检测到电焊机，或者直到用户在焊接区域的阈值距离内，或者基于时间延迟(诸如当预期开始工作班次时)才实施自动变暗功能。在一些实施方案中，功能改变也可以是可编辑的，使得PPE的佩戴者可以定制他们自己的体验。例如，用户可能希望PAPR空气流增加超过制造商设置的功能改变所指示的。用户可以能够例如通过提供被记录并直接反馈到数据库的调整，或者通过管理系统例如使用PPE装置可访问的应用、使用另一装置可访问的应用(诸如智能电话、平板电脑、膝上型电脑或计算机上的应用)来原位(in-situ)提供反馈。这可以允许用户的个人偏好被记录，并且在一些实施方案中，优先于预设功能改变而被选择。例如，如果PAPR空气流增加的预设功能改变是两个速度设置，则用户可以优先将风扇调低一个设置。下次检测到相同的环境时，系统可以仅将PAPR空气流设置增加一个，从而反映用户偏好。

在框130中，创建声音指纹，将该声音指纹与在框140中存储在数据库中的环境指纹进行比较。明确设想了所检索的环境指纹与声音指纹之间的匹配可能常常不是精确匹配。例如，根据一天，室外环境可能有或没有风声或雨声，而室内环境可能有更多或更少的人讲话声，或更多或更少的活动机器。然而，在一些实施方案中，方法100基于最可能匹配系统来操作，使得不需要精确匹配。另外，在确定匹配时可忽略一些噪声，诸如天气相关声音(其可仅用于确定区域为“室外区域”)。

本文所描述的是一种基于设备周围的周围环境来改变设备设置的方法。该方法包括以第一设备设置(例如，第一音量水平、第一风扇水平、第一鼓风机水平等)操作的装置。使用与设备相关联或靠近设备的麦克风捕获环境声音。环境声音指示设备所处的环境。使用声音处理器对环境声音进行分类，并且对声音的一部分进行分类。基于捕获的声音中的识别的声音，创建环境的声音指纹，然后将该声音指纹与环境指纹的数据库进行比较。基于该比较，识别可能的环境。基于可能的环境的已知参数(温度、空气质量、危险、环境声音水平)，自动调整设备的功能。例如，如果环境是非常嘈杂的环境，则可以激活或调整水平相关的功能。如果环境是危险环境，则不必要的声音(例如，FM无线电、音乐)可以在音量上减小或消除。

图4示出了本发明的实施方案中的PPE功能修改系统。系统200可与图1的听力保护装置以及其他PPE装置一起使用。例如，图4所示的焊接头盔218可以包括功能修改系统220。在本公开的实施方案中描述的是功能修改系统，该功能修改系统可以适用于各种PPE系统，特别是包括拾取环境噪声的麦克风的任何PPE系统。例如，图4中示出了焊接头盔218，并且头盔218可以将来自麦克风的声音提供给入耳式扬声器听力保护单元，或者由用户与头盔218一起佩戴的包耳式听力保护单元。头盔218还可以具有位于外部的专用于拾取周围环境声音的麦克风。在一些实施方案中，头盔218具有可以类似于麦克风起作用的加速度计或惯性测量单元。还明确设想了在一些实施方案中，麦克风可以位于远离焊接头盔218的位置，例如与用户随身佩戴的电话220相关联的麦克风可以是环境声音捕获装置。

图4示出了系统200中的焊接头盔218，该焊接头盔包括头戴式装置210、护目镜附接组件214，以及在装置210的外表面或内表面上，或在听力保护装置的衰减部分的外部以捕获外部声音的一个或多个麦克风(未示出)。

如图所示，PPE装置200与单独的装置220进行通信联系，该单独的装置在图4中示出为手机，其可以具有应用程序，通过该应用程序，PPE装置200的用户或佩戴者可以与包含多个环境指纹的数据库250进行交互，每个环境指纹具有相应的功能调整。然而，明确设想了在一些实施方案中，PPE可以直接与数据库250通信。例如，焊接头盔200包括可以具有增强现实叠层能力的屏幕212。佩戴者可以能够使用音频、运动或远程控制器，使用屏幕212、使用集成到PPE 200中的处理器与数据库250进行交互。然而，许多PPE装置缺乏屏幕，并且旨在降低处理能力以保持蓄电池寿命。因此，在许多实施方案中，并且如本文所述，PPE装置被设想为使用中间装置220与数据库250交互。

另外，虽然在图4中示出了移动电话220，但是明确设想了其他计算装置220也是可能的，包括膝上型电脑、平板电脑、台式计算机或能够以有线或无线容量与PPE装置200和数据库250两者进行交互的其他计算终端。

计算装置220包括一个或多个计算机处理器和存储器，该存储器包括可以由该一个或多个计算机处理器执行的指令。计算装置220通信地耦接到PPE装置200和数据库250。计算装置220可包括与在本公开的其他附图中所示和所述的功能和部件相同的功能和部件、这些功能或部件的子集或超集。然而，如上所述，在一些实施方案中，计算装置220集成到PPE装置200或数据库250中，使得装置200直接与数据库250通信。

计算装置220可以包括在个人防护设备制品(例如，系统200)中或者附接到个人防护设备制品，可以在头罩210外部的单独装置中定位在工人上或附接到该工人，或者可以在与工人完全分开的远程计算装置(例如，远程服务器或针对用户的安全终端)中。计算装置220可根据本公开的技术与数据库250通信。

根据本文的实施方案，与PPE 200相关联的麦克风(未示出)可以接收声流202，基于声流中的识别的声音创建环境指纹，并且基于数据库250中的匹配环境指纹将功能调整应用于PPE 200的功能。

在一些实施方案中，负责识别声音并应用模型的处理器可检测并识别声流202内不熟悉的声音部分。PPE处理器可以生成针对数据库250的关于未知声音的查询。例如，在一个实施方案中，可以即时地、当装置200处于充电状态时或当装置220连接到WIFI时，经由装置220发送该查询。在其他实施方案中，可以在其他适当的时间发送查询。

如本文更详细描述的，在一些实施方案中，声音修改数据库250包括以下功能：对PPE处理器当前“未知”的声音进行分类或识别，并且提供可以被下载到PPE装置200的本地存储器中的功能调整。另选地，在一些实施方案中，使用装置220的处理器来完成声音辨认过程。其它合适的构造也是可能的。

如果图11B中所示的分类过程涉及相当非特定的分类(在所有使用的类别上的低贡献或类别之间没有显著的区别)，则可以识别未知声音。为了改进未知声音的检测，该未知声音的样本被记录并保存在PPE装置上，以便在合适的时间点(充电、连接)上传到模型数据库。

后端服务可以将新的、先前未知的声音与已知声音一起接收，并且训练能够将不同声音彼此分离的新模型或算法。训练可以递增地或从头进行。新模型将与新指纹一起被部署到PPE装置，作为新模型修订。

在一些实施方案中，方法100的至少一些步骤使用装置220的处理器来实现。在其他实施方案中，方法100仅仅使用集成到装置200中的处理器和存储器来实现。

在一些实施方案中，本文描述了能够响应于某些识别的声音或环境指纹而提供警示的系统和方法。所述警示可以使用PPE 200内的音频、视觉或触觉反馈机制和/或使用计算装置220的音频、视觉或触觉反馈机制来进行提供。另外，在一些实施方案中，PPE装置200或计算装置220可以存储经生成的警示的指示，或将该指示发送至另一个远程装置或存储介质。

计算装置220可以生成任何类型的输出的指示。在一些示例中，输出的指示可为包括各种通知数据的消息。通知数据可包括但不限于：警示、警告或信息消息；个人防护设备的类型；工人标识符；生成消息时的时间戳；个人防护设备的位置；一个或多个光强度或任何其他描述性信息。在一些示例中，该消息可被发送到如本公开中描述的一个或多个计算装置，并且输出用于在通信地耦接到相应计算装置的输出装置的一个或多个用户界面处显示。在一些示例中，计算装置220可接收声源源自何处的指示(例如，基于来自生成识别的声音的装置的通信)，并且进一步基于声源和发生的声音类型来生成所指示的输出。

图5A和图5B示出了在本发明的实施方案中与功能调整管理系统进行交互的PPE装置的示意图。系统300表示单个PPE装置310与数据库340的交互。然而，如图2所设想，明确设想了本文所述的系统和方法可以在联网环境中操作，其中其他PPE装置310均访问单个模型数据库340。

在图5A中示出的实施方案中，PPE装置310经由装置管理器350来访问数据库340。然而，在其他实施方案中，明确设想了PPE装置310可以直接与数据库340进行交互，使得装置管理器350的功能中的至少一些功能结合到PPE装置310中。

PPE装置310包括被配置为拾取环境声音的一个或多个麦克风302。PPE装置310还可以包括一个或多个天线306，该一个或多个天线被配置为从其他装置(包括其他PPE装置310)接收信号，该信号包括可以与由麦克风302所接收的环境声流类似地进行处理或者被结合到该环境声流中的音频信号。PPE装置还包括被配置为向PPE装置310的佩戴者广播声音的一个或多个扬声器304。PPE装置还可以包括被配置为与装置管理器350通信或直接与数据库340通信的通信部件308。

PPE装置310还包括存储器320，除了PPE装置310的功能操作所必需的数据326之外，该存储器还存储经存储的功能设置322。

PPE装置还包括功能控制引擎330，该功能控制引擎分析周围环境声音并根据需要调整功能设置，以通过基于检测到的环境、活动或任务自动调整功能部件328的设置来改善PPE装置310的佩戴者的体验。例如，无线电328a的音量可以基于周围环境中是否存在危险而被调高或调低，或者基于佩戴者处于热环境中的指示而增大/减小风扇。类似地，可以基于附近正在进行研磨的指示来激活自动变暗特征或头灯328c。

声音接收器332从麦克风302接收声流。声音指纹生成器334识别声流内的声音并且将声音的组合表征为声音指纹。声音指纹生成器334识别声音部分内的若干独立类别，从而通过组合来自不同类别的贡献和相应声压级来创建指纹。指纹匹配模块335将声音指纹与存储的指纹324进行比较，以找到匹配。在一些实施方案中，找到匹配包括找到最佳匹配，或者找到在预设阈值内的匹配。当找到匹配时，指纹调整检索器336检索所存储的功能调整322并将该功能调整应用于PPE装置310的功能设置。因为识别到建筑区，所以无线电328a的音量可以被减小，使得PPE 310的佩戴者可以更加意识到潜在的附近危险。如果已知建筑区在外部具有高温，则风扇328b的速度可以增加。PPE功能修改器338可以基于声音指纹与环境指纹324之间的匹配的置信度来应用功能改变。例如，置信度可以在最小85％至95％置信度之间变化。

PPE功能修改器338生成控制信号并将控制信号发送到PPE功能部件328以实现功能改变。

功能控制引擎330还可以具有其他功能。例如，在一些实施方案中，当声音部分未被识别时，功能控制引擎330向数据库340发送查询。

PPE装置310可以是包括麦克风或捕获环境声音的其他装置的任何合适的PPE装置中的一者。PPE装置可以为听力保护装置，诸如包耳式或入耳式听力保护单元。PPE装置还可以为PAPR呼吸器、焊接头盔或任何其他合适的PPE实施方案。PPE装置310包括所述个人防护功能所必需的任何功能部件328。

数据库340存储可以使用合适的接口访问的环境指纹和相关联的功能调整。在一些实施方案中，PPE装置310使用功能控制引擎330可以直接与数据库340进行交互，以根据需要检索新的功能调整和/或提供未识别的声音用于分析。数据库340可以包括来自多个地方的功能调整。例如，PPE装置310的制造商可以基于与不同位置、活动和环境的预期交互来提供预先训练的功能调整344。例如，军用听力保护装置的制造可以基于预期环境(诸如室外环境对比室内环境)产生多种功能调整，而焊接头盔的制造可以基于不同环境中的焊炬的声音或焊接操作之间的动力工具的使用产生多种功能调整。另外，第三方可上传第三方功能调整342。例如，PPE装置的个体所有者可以上传穿过PVC管往复锯(saws-all)的声音，并且可能希望无论何时在声音指纹中检测到往复锯的声音都增加主动听力保护。另外，动力工具的制造商可以上传各种模型，这些模型可以基于在不同环境中作用于不同材料的不同动力工具而被激活。

根据本文所述的方法和系统，数据库340还可以包括其他数据或功能348。

装置管理器350在图5中被示出为与PPE装置310和数据库340分开。在一些实施方案中，装置管理器350使用无线网络(诸如WIFI、蜂窝网络、

装置管理器350可以为任何合适的计算装置，诸如蜂窝电话、平板电脑、膝上型计算机、台式计算机或其他装置。装置管理器350具有被配置为显示用户界面360的屏幕，该用户界面由用户界面生成器352基于用户致动功能管理应用程序而生成。用户界面360可以向用户提供查看可用于通过数据存储模块362下载到PPE装置310的环境指纹和功能调整的方式，该数据存储模块还可以指示已经存储在装置310上的所存储的功能调整322。用户可以使用数据存储模块来添加或移除对数据库322的功能调整，并且可以将功能改变与存储的环境指纹324相关联。另外，用户界面360可以呈现功能调整生成器模块364，该功能调整生成器模块可以允许用户例如基于所记录的声音来生成新的功能调整342，所记录的声音可以形成环境指纹的基础。所记录的声音可以直接从PPE装置310、装置管理器350上传，或者从PPE装置310经由装置管理器350来进行上传。附加的环境指纹346也可以为可上传的，例如在除了PPE装置310之外的装置上捕获的已知声音或未知声音的记录。用户界面360还可以包括其他特征或图标。

例如，多个环境指纹346可以与位置信息一起被上传。

本文描述了个人防护设备装置。PPE装置包括捕获指示周围环境的声流的麦克风。基于该声流，创建表示周围环境的指纹。基于该指纹，选择功能调整。然后通过调整PPE装置的功能设置的设备触发器来应用功能调整。

图5B示出了功能调整管理系统370的另一个实施方案。数据库380可以从各种源接收声音样本，所述源包括但不限于PPE装置制造商374、第三方372或最终用户376，为使用PPE装置的个人或企业。源372、374、376可以例如通过有线或无线网络连接来将声音样本378提供给模型数据库380。声音部分378可以是完全环境指纹，或者是可以在不同环境中听到的声音，或者是单独且在受控条件下记录的声音，并且可以由指纹生成模块382结合到特定环境指纹中。

数据库380可存储声音类别380a，例如车辆声音、施工声音、危险声音或可指示特定环境、活动或任务的其他声音类别380a。与类别380a相关联的声音可以是样本部分378，该样本部分由PPE制造商提供作为分离的声音(与现有环境声音380c混合以用于模型训练)、或对声音可在环境中如何被体会到的估计、或由最终用户376提供并存储在数据库380中的实际记录的声音样本。

学习模块380b也可以容纳在数据库380中。学习模块380b可以通过学习哪些类别380a对不同环境或区域有贡献来随时间改进指纹生成模型382。

指纹生成模块382可以生成被提供给基于云的装置管理器390的样本环境指纹。多个潜在的PPE功能调整384可以被存储在基于云的装置管理器390中。然而，在其他实施方案中，明确设想了功能调整384也可被存储在数据库380中，并且在生成时被绑定到环境指纹。类似地，指纹匹配模块386可以将周围环境指纹与由指纹生成模块382生成的指纹相匹配，并且基于该匹配来选择合适的PPE功能调整384。

如图5B所示，PPE装置可以将数据396(例如遥测数据、位置数据、环境声音样本或用户数据)提供回基于云的装置管理器390。在一些实施方案中，可以在向装置管理器390提供新的环境指纹之前执行用于确保环境指纹匹配模块386的质量、安全性和可靠性的审查过程。

基于云的装置管理器390还可以具有其他功能，例如在实施方案(诸如图2)中向多个PPE装置传递信息，其中PPE装置为网络内的多个PPE装置中的一个PPE装置。在其他实施方案中，其中PPE装置的单独用户与模型数据库380进行交互，基于云的装置管理器390可以使用计算装置上的应用程序来间接地访问394。

基于云的装置管理器可以使用直接部署392或者通过中间装置使用间接部署394间接地将指纹匹配模块386和PPE功能调整384连同由指纹生成模块382生成的指纹一起提供给装置。间接部署394可以提供允许PPE装置的用户选择与用户更相关的所生成的环境指纹的益处。例如，用户可能期望在试验工厂(pilot plant)内部佩戴PPE。因此，用户可以不需要与建筑工作位点相关的环境指纹。另选地，基于云的装置管理器390可以从试验工厂的安全管理器接收一批次环境指纹和相关联的功能调整，包括例如在试验工厂内捕获的声音部分378，任选地连同在检测到每个环境区域时期望的PPE功能调整384。

一种在个人防护设备装置中处理声音的方法由系统300实现。PPE装置能够接收环境声流，并且基于第一环境声流，通过使用指纹匹配模块将环境声流的指纹与由指纹生成模块产生的指纹进行比较来识别第一工作环境。基于识别的第一工作环境例如从PPE功能调整384检索第一功能设置改变，该PPE功能调整可以从数据库下载或存储在PPE装置上。第一功能设置改变被自动应用于个人防护设备装置。例如，如果识别的第一工作环境具有潜在危险，则PPE装置可以降低FM无线电的音量。

PPE装置可以在第二时间接收第二环境声流，并且基于第二环境声流的指纹来识别不同于第一工作流的第二工作环境，例如使用指纹匹配模块386来与由指纹生成模型382生成的指纹进行比较。可以基于识别的第二工作环境例如从第二PPE功能调整384检索第二功能设置改变。第二功能设置改变可以被自动应用于个人防护设备装置。例如，第二工作环境可被检测为冶炼区域。FM无线电可返回到其初始音量，并且可开启PAPR的风扇或增加风扇速度，以确保工人不会过热。

图5B示出了用于检索新环境指纹和相关联的PPE功能调整的分布式实施方案。然而，明确地设想了在大多数操作中，PPE装置具有其自己的指纹匹配模块、存储的环境指纹和相关联的PPE功能调整的数据库，使得可以在原位调整功能设置，而不需要与装置管理器390或单独的数据库380通信。在此类实施方案中，PPE装置可以在充电时间段期间或者当通过计算装置直接或间接有线或无线地进行连接时的另一时间段期间与装置管理器390和/或数据库380进行通信。

图6示出了在本发明的一个实施方案中为PPE装置获得新的环境指纹和相关联的功能调整的方法。如关于方法400所使用的，选择环境指纹可以包括选择预设环境指纹，其中例如功能设置是关于环境预设的。然而，在一些实施方案中，用户可以能够关于选择的环境指纹调整或选择要实现的功能设置。此类功能可以被例如安全官员限制于一些用户，以确保维持工人安全。

方法400可以用于应用新的可用的或新的相关的环境指纹。例如，工人可以被转移到具有不同环境指纹的不同工作位点。第一工作位点的环境指纹可以被移除，并且与新工作位点相关的那些环境指纹可以使用方法400来检索。方法400可以由例如在移动电话上或直接在PPE装置上(任选地使用PPE装置上的屏幕)与下载应用进行交互的用户来实施。

在框410中，用户使用用户界面选择相关的环境指纹。环境指纹可以由PPE装置制造商404、第三方402或其他合适的源提供。环境指纹可以特定于PPE装置，例如通过听力保护装置的功能设置来减小PAPR呼吸器的声音，或者可以是设备特定的，诸如如果通过特征设备声音检测到热环境则增加风扇速度。

例如，当装置连接到数据库并且与用户相关的新的或更新的环境指纹可用时，可以自动地选择新的环境指纹414。另选地，可以手动选择环境指纹416。环境指纹可以被单独下载，例如最近为具有新设备的冶炼区域捕获的新环境指纹，或者作为束(bundle)下载，例如针对工作位点A的所有环境指纹。另外，第三方提示412可以指示用户应当下载相关环境指纹。例如，设备制造商可以提供QR码，当由用户的电话扫描该QR码时选择与设备相关的指纹和/或功能预设。也明确设想了选择模型的其他方法。

在框420中，环境指纹被下载到PPE装置。在一个实施方案中，环境指纹从数据库直接下载到PPE装置。在另一个实施方案中，环境指纹通过集线器诸如移动电话下载到PPE装置。环境指纹可以基于来自第三方422的提示来进行下载，基于可用性来自动下载(例如，如框424所指示)，手动下载(如框426所指示)，或基于另一个合适的触发428来进行下载。

如箭头450所指示，在一些实施方案中，环境指纹或功能预设准备好在下载时由PPE装置应用于传入声音，如框440所指示。然而，如框430所指示，在一些实施方案中，环境指纹或功能设置在其使用前被修订。例如，计算装置(诸如移动电话、膝上型电脑、平板电脑或台式计算机)可以允许PPE装置用户在其应用之前修订环境指纹或相关联的功能调整。例如，下载环境指纹420可以是指将环境指纹从基于云的数据库下载到中间集线器装置(诸如移动装置220)的步骤，该中间集线器装置然后可以在第二步骤中将环境指纹或功能设置提供给PPE装置200。

在框430中，在存储在基于云的模型数据库中时、在存储在中间集线器装置上时、或者在下载到PPE装置的存储器之后，修订所选择的环境指纹。例如，最终用户可以能够用周围环境指纹来更新存储的环境指纹。

(最初)训练系统的一个选项是，指定的人员(例如，生产监管)在训练模式下使用PPE装置(任选地使用移动装置220、记录声音部分378)来生成针对相关区域、任务或活动的将被存储在装置管理器390中的环境指纹和相关联的功能设置。然后，如上所述，在稍后阶段将相关环境指纹和功能设置从装置管理器390部署到该工作位点上的相应PPE用户。为了提高系统性能，随着时间的推移，可能需要重新训练或调整。这样做的一种方式可以是向PPE佩戴者通知检测到的指纹并且要求确认。例如，当检测到与冶炼区域相关的指纹时，向工人通知“检测到冶炼区域”。工人可以确认或拒绝该检测。在第二示例中，可以使用户在不同环境之间进行决定。在第三示例中，用户可以用新标签来标记环境或者将环境与来自预定义列表的环境、活动或任务相关联。这样，系统可以随着时间的推移利用来自用户的反馈进行改进。

然而，虽然本文所讨论的环境指纹经过生成或修订，但是可以优选地，生成或修订发生在除了PPE装置之外的装置上，因为软件大小要求对于PPE装置可能难以承受。

图7至图9示出了能够在先前的附图中所示的实施方案中使用的示例性装置。图7示出了能够在先前的附图中所示的实施方案中使用的示例性移动装置。图7是可用作例如工人装置或监管/安全官员装置的手持或移动计算装置的一个例示性示例的简化框图，其中可部署本系统(或其一部分)。例如，移动装置可以部署在计算装置的操作员隔间中，用于生成、处理或显示数据。

图7提供了可运行本文示出和描述的一些部件的移动蜂窝装置616的部件的总框图。移动蜂窝装置616与这些部件进行交互，或运行一些部件并与一些部件进行交互。在装置616中，提供了通信链路613，该通信链路允许手持装置与其他计算装置通信，并且在一些实施方案中提供用于自动接收信息(诸如通过扫描)的信道。通信链路613的示例包括允许通过一个或多个通信协议进行通信，该通信协议为诸如用于提供对网络的蜂窝接入的无线服务，以及提供对网络的本地无线连接的协议。

在其他示例中，可以在连接到界面615的可移动安全数字(SD)卡上接收应用程序。界面615和通信链路613沿着总线619与处理器617(其也可体现为处理器)通信，该总线还连接到存储器621和输入/输出(I/O)部件623，以及时钟625和定位系统627。

在一个实施方案中，提供了I/O部件623来促进输入和输出操作，并且装置616可包括输入部件，诸如按钮、触摸传感器、光学传感器、麦克风、触摸屏、接近传感器、加速度计、取向传感器，以及输出部件，诸如显示装置、扬声器和/或打印机端口。也可使用其他I/O部件623。

时钟625例示性地包括输出时间和日期的实时时钟部件。其还可为处理器617提供定时功能。

例示性地，定位系统627包括输出装置616的当前地理位置的部件。该定位系统可以包括例如全球定位系统(GPS)接收器、LORAN系统、航位推算系统、蜂窝三角测量系统，或其他定位系统。其还可以包括例如生成期望地图、导航路线和其他地理功能的地图绘制软件或导航软件。

存储器621存储操作系统629、网络设置631、应用程序633、应用程序配置设置635、数据存储637、通信驱动程序639和通信配置设置641。存储器621可以包括所有类型的有形易失性和非易失性计算机可读存储器装置。其还可以包括计算机存储介质(下文描述)。存储器621存储计算机可读指令，这些指令当由处理器617执行时，使得处理器根据这些指令执行计算机实现的步骤或功能。处理器617也可由其他部件激活以促进其功能。明确设想了虽然物理存储器存储621被示出为装置的一部分，但是云计算选项(其中使用远程服务来完成一些数据和/或处理)为可用的。

图8示出了装置可以是智能电话771。智能电话771具有显示图标或图块或其他用户输入机制775的触敏显示器773。机制775可由用户用来运行应用程序、打电话、执行数据传输操作等。一般来讲，智能电话771被构建在移动操作系统上，并且提供比非智能电话更先进的计算能力和连通性。需注意，装置的其他形式是可能的。

图9是其中可部署本文描述的系统和方法的元素或(例如)其部分的计算环境的一个示例。参考图9，用于实施一些实施方案的示例性系统包括呈计算机810形式的通用计算装置。计算机810的部件可包括但不限于处理单元820(其可包括处理器)、系统存储器830和将包括系统存储器的各种系统部件耦接到处理单元820的系统总线821。系统总线821可以是若干类型的总线结构中的任何一种总线结构，该总线结构包括存储器总线或存储器控制器、外围总线以及使用多种总线架构中的任何一种总线架构的本地总线。相对于本文所述的系统和方法描述的存储器和程序可被部署在图9的对应部分中。

计算机810通常包括各种计算机可读介质。计算机可读介质可以是可由计算机810访问的任何可用介质，并且包括易失性/非易失性介质和可移动/不可移动介质两者。作为示例并且非限制性地，计算机可读介质可以包括计算机储存介质和通信介质。计算机存储介质不同于，并且不包括调制的数据信号或载波。计算机存储介质包括硬件存储介质，该硬件存储介质包括在任何方法或技术中实施的易失性/非易失性和可移动/不可移动介质，以用于存储如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据等信息。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存存储器或其他存储器技术、CD-ROM、数字通用光盘(DVD)或其他光盘存储装置、磁带盒、磁带、磁盘存储装置或其他磁性存储装置，或可用于存储期望信息并且可由计算机810访问的任何其他介质。通信介质可以在运输机制中体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据，并且包括任何信息递送介质。术语“已调制数据信号”是指以对信号中的信息进行编码的方式来设定或改变其一个或多个特征的信号。

系统存储器830包括呈易失性和/或非易失性存储器形式的计算机存储介质，诸如只读存储器(ROM)831和随机存取存储器(RAM)832。含有有助于在计算机810内的元件之间传递信息的基本例程(诸如在启动期间)的基本输入/输出系统833(BIOS)通常存储在ROM831中。RAM 832通常含有处理单元820立即可访问和/或当前正在操作的数据和/或程序模块。作为示例而非限制，图10示出了操作系统834、应用程序835、其他程序模块836和程序数据837。

计算机810还可以包括其他可移除/不可移除和易失性/非易失性计算机存储介质。仅作为示例，图10示出了硬盘驱动器841，该硬盘驱动器对不可移除、非易失性磁介质、非易失性磁盘852、光盘驱动器855和非易失性光盘856进行读取或写入。硬盘驱动器841通常通过不可移除存储器界面(诸如界面840)连接到系统总线821，并且光盘驱动器855通常通过可移除存储器界面(诸如界面850)连接到系统总线821。

可替代地或另外地，本文所述的功能能够至少部分地由一个或多个硬件逻辑组件执行。例如，但不限于，能够使用的说明性类型的硬件逻辑组件包括现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(例如，ASIC)、专用的标准产品(例如，ASSP)、片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)等。

上文讨论并在图9中所示出的驱动器及其相关联的计算机存储介质为计算机810提供了计算机可读指令、数据结构、程序模块和其他数据的存储。在图13中，例如，硬盘驱动器841被示出为存储操作系统844、应用程序845、其他程序模块846和程序数据847。需注意，这些部件可与操作系统834、应用程序835、其他程序模块836和程序数据837相同或不同。

用户可通过诸如键盘862、麦克风863和指向装置861(诸如鼠标、轨迹球或触摸板)等输入装置将命令和信息输入到计算机810中。其他输入装置(未示出)可以包括操纵杆、游戏板、卫星接收器、扫描仪、手势识别装置等。这些和其他输入装置通常通过耦接到系统总线的用户输入界面860连接到处理单元820，但可通过其他界面和总线结构连接。视觉显示器891或其他类型的显示装置也经由诸如视频界面890的界面连接到系统总线821。除了监视器之外，计算机还可以包括其他外围输出装置，诸如扬声器897和打印机896，其可以通过输出外围接口895连接。

计算机810使用逻辑连接(诸如局域网(LAN)或广域网(WAN))在与一个或多个远程计算机(诸如远程计算机880)的联网环境中操作。计算机还可以通过另一个有线连接来连接到网络。也可以使用无线网络，诸如WiFi。

当在LAN联网环境中使用时，计算机810通过网络接口或适配器870连接到LAN871。当在WAN联网环境中使用时，计算机810通常包括调制解调器872或用于通过WAN 873(诸如互联网)建立通信的其他装置。在联网环境中，程序模块可以存储在远程存储器存储设备中。例如，图10示出了远程应用程序885可驻留在远程计算机880上。

在优选实施方案的具体描述中参考了附图，这些附图示出了可实践本发明的具体实施方案。例示的实施方案并非旨在详尽列举根据本发明的所有实施方案。应当理解，在不脱离本发明范围的情况下，可利用其他实施方案，并且可进行结构性或逻辑性的改变。因此，不能认为以下的详细描述具有限制意义，并且本发明的范围由所附权利要求书限定。

除非另外指明，否则本说明书和权利要求书中所使用的表达特征尺寸、量和物理特性的所有数在所有情况下均应理解成由术语“约”修饰。因此，除非有相反的说明，否则在上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均为近似值，这些近似值可根据本领域的技术人员利用本文所公开的教导内容来寻求获得的期望特性而变化。

除非内容另外明确指明，否则如本说明书和所附权利要求书中所使用的，单数形式“一个/种”和“所述”涵盖了具有多个指代物的实施方案。除非内容另外明确指明，否则如本说明书和所附权利要求书中使用的，术语“或”一般以其包括“和/或”的意义采用。

如果在软件中实施，那么该技术可至少部分地通过包括指令的计算机可读介质来实现，这些指令当在处理器中执行时执行上文所述方法中的一种或多种。计算机可读介质可包括有形计算机可读存储介质，并且可形成计算机程序产品的一部分，计算机程序产品可包括包装材料。计算机可读存储介质可包括随机访问存储器(RAM)诸如同步动态随机访问存储器(SDRAM)、只读存储器(ROM)、非易失性随机访问存储器(NVRAM)、电可擦可编程的只读存储器(EEPROM)、闪速(FLASH)存储器、磁性或光学的数据存储介质等。计算机可读存储介质还可包括非易失性存储设备，诸如硬盘、磁带、光盘(CD)、数字多用光盘(DVD)、蓝光光盘、全息数据存储介质或其他非易失性存储设备。

如本文所用的术语“处理器”可指适用于实施本文所述的技术的前述结构中的任一者或任何其他结构。此外，在一些方面，本文所述的功能可提供在被配置成用于执行本公开的技术的专用软件模块或硬件模块内。即使在软件中实施，该技术也可使用用于执行软件的硬件例如处理器、以及用于存储软件的存储器。在任何此类情况下，本文所述的计算机可定义能够执行本文所述的特定功能的特定机器。另外，该技术可在也可被视为处理器的一个或多个电路或逻辑元件中全面实施。

提出了一种个人防护设备装置。PPE装置包括被配置为捕获环境声流的麦克风。PPE装置还包括声音分析器，该声音分析器接收环境声流并且基于环境声流来表征装置周围的声音指纹。PPE装置还包括功能预设选择器，该功能预设选择器基于所表征的声音指纹来选择功能预设。PPE装置还包括功能预设实现器，该功能预设实现器响应于事件触发来实现功能预设。实现功能预设包括将装置的功能设置从第一设置调整到第二设置。

该装置可以被实现为使得声音指纹被表征为已知热位置中的一者。功能预设是通过鼓风机单元的空气流的较高体积，并且功能预设实现器将PAPR单元的鼓风机设置从第一设置调整到第二设置。

该装置可以被实现为使得事件触发包括PPE装置进入由相应声音指纹识别的热位置，并且第二设置是比第一设置更高的体积流速。

该装置可以被实现为使得该装置是焊接头盔，该声音指纹被表征为包括电弧焊任务。功能预设包括将焊接头盔的功能设置从第一设置调整到第二设置。

该装置可以被实现为使得事件触发是立即的，功能设置是焊接头盔的暗度，并且第二设置是比第一设置更暗的设置。

该装置可以被实现为使得识别的声音指纹表示在环境声流中识别的第一识别环境、位置或任务。

该装置可以被实现为使得识别的声音指纹还表示在环境声流中识别的第二识别环境、位置或任务。

该装置可以被实现为使得事件触发包括功能预设的立即实现。

该装置可以被实现为使得事件触发包括功能预设的延迟实现。

该装置可以被实现为使得功能预设实现被延迟直到检测到事件。

该装置可以被实现为使得检测到的事件包括PPE装置的位置、环境、位置或任务；新检测的环境、位置或任务、前者的不存在、或来自PPE装置的用户的指示。

该装置可以被实现为使得其还包括：指纹数据库，该指纹数据库包括多个环境指纹、位置指纹和任务指纹；以及功能预设数据库，该功能预设数据库包括多个功能预设，每个功能预设与该多个环境指纹、位置指纹或任务指纹中的一者相关联。

该装置可以被实现为使得指纹数据库或功能预设数据库被存储在PPE装置的存储器中。

该装置可以被实现为使得功能预设选择器将声音指纹与指纹数据库中的多个环境指纹、位置指纹和任务指纹进行比较，并且如果声音指纹在与该数据库中的多个指纹中的一个指纹的匹配阈值内，则选择对应的功能预设。

该装置可以被实现为使得功能预设实现器基于功能预设和先前预设状态来调整PPE装置本身或另一装置的功能设置。

该装置可以被实现为使得PPE装置是听力保护装置，该声音指纹包括焊接工具的指示并且该声音指纹在与焊接任务的匹配阈值内，并且该功能预设调整焊接头盔的功能设置以使焊接头盔的暗度设置变暗。

该装置可以被实现为使得PPE装置是听力保护装置，该声音指纹包括车辆声音，该声音指纹在与装载区的匹配阈值内，并且功能预设调整听力保护装置的音量设置以减小FM无线电的音量。

该装置可以被实现为使得环境声音为在第一时间捕获的第一环境声音，该装置在第二时间捕获第二环境声音。声音分析器基于第二环境声音来表征第二声音指纹。功能预设选择器基于第二声音指纹来选择第二功能预设。该功能实现器基于第二功能预设、当前功能状态和事件触发来调整装置的第二功能设置。

该装置可以被实现为使得第二功能设置不同于第一功能设置。

该装置可以被实现为使得声音分析器连续地分析捕获的声流，并且如果第二声音指纹与该声音指纹相差大于阈值指纹变化，则激活功能预设选择器。

该装置可以被实现为使得连续地包括使用窗口采样(windowed sample)方法对捕获的声音屏幕进行采样。

该装置可以被实现为使得第一窗口与第二窗口重叠。

该装置可以被实现为使得第一窗口包括捕获的声流的一秒。

该装置可以被实现为使得第一窗口包括捕获的声流的半秒。

该装置可以被实现为使得第一窗口与第二窗口不同。

该装置可以被实现为使得动态地选择第一窗口和第二窗口之间的空间。

该装置可以被实现为使得指纹数据库可通信地耦接到包括多个可下载指纹的远程数据库。

该装置可以被实现为使得功能预设数据库可通信地耦接到包括多个可下载功能预设的远程数据库。

该装置可以被实现为使得PPE装置具有扬声器，并且功能预设包括音量调整。

该装置可以被实现为使得PPE装置具有风扇，并且功能预设包括风扇速度调整。

该装置可以被实现为使得功能预设包括警示，并且该警示包括音频反馈、视觉反馈或触觉反馈。

该装置还可以包括被配置为从第二装置接收功能预设或可识别指纹的通信部件。

装置可以被实现为使得通信部件在2.4GHz协议或5GHz协议下操作。

装置可以被实现为使得装置为听力保护装置，并且听力保护装置提供电平相关的听力保护。

装置可以被实现为使得听力保护装置为入耳式听力保护装置。

装置可以被实现为使得听力保护装置为包耳式头戴式耳机。

装置可以被实现为使得装置为动力驱动的空气净化呼吸器。

该装置可以被实现为使得该装置是焊接头盔。

该装置可以被实现为使得焊接头盔包括听力保护部件。

该装置可以被实现为使得声音分析器检测指示移动车辆的声音。声音指纹包括移动车辆指示。

该装置可以被实现为使得功能预设包括装置提供的声音的减小的音量。

该装置可以被实现为使得声音分析器检测指示冶炼厂的声音，并且声音指纹包括冶炼厂指示。

该装置可以被实现为使得功能预设包括增加的风扇速度。

该装置可以被实现为使得功能预设包括警示激活。

该装置可以被实现为使得声音指纹包括受伤的指示，并且事件触发是立即的。

该装置可以被实现为使得功能预设选择器基于所表征的声音指纹来选择适合于所表征的声音指纹的多个功能预设，并且功能预设实现器响应于事件触发和功能预设的优先级顺序来实现功能预设中的一个或多个功能预设。实现一个或多个功能预设包括将至少一个装置的功能设置从第一设置调整到第二设置。

提出了一种调整个人防护设备装置的功能设置的方法。该方法包括使用声音接收器接收第一环境声流。该方法还包括使用声音分析器基于第一环境声流来表征PPE装置周围的基于环境声流的第一声音指纹。该方法还包括使用功能预设选择器基于所表征的声音指纹从数据库检索第一功能设置。该方法还包括使用PPE功能预设实现器将PPE装置的功能设置调整为第一功能设置。响应于事件触发来调整该功能设置。

该方法还可以包括：接收第二环境声流；并且基于第二环境声流来表征PPE装置周围的基于环境声流的第二声音指纹；并且使用功能预设选择器基于所表征的声音指纹从数据库检索第二功能设置；并且使用PPE功能修改器将PPE装置的功能设置调整为第二功能设置。响应于第二事件触发来调整功能设置。

该方法可以被实现为使得事件触发是立即的。

该方法可以被实现为使得事件触发是时间延迟。

该方法可以被实现为使得事件触发是检测到比第一环境声流晚接收的声音。

该方法可以被实现为使得事件触发是命令。

该方法可以被实现为使得响应于通知或问题接收命令。

该方法可以被实现为使得表征声音指纹包括：识别声流中的声音；并且基于所识别的声音生成声音指纹；并且将声音指纹与环境指纹进行匹配。

该方法可以被实现为使得环境指纹基于第一工作环境的先前记录。

该方法还可以包括将第一环境声流与第一时间相关联。第一时间指示何时捕获第一环境声流。该方法还包括将第二环境声流与第二时间相关联。第二时间指示何时捕获第二环境声流。

该方法还可以包括：基于识别的第一环境，在第一时间生成PPE装置处于第一环境中的第一指示；并且基于识别的第二环境，在第二时间生成PPE装置处于第二环境中的第二指示。

该方法还可以包括使用通信模块向第二装置传送第一指示和第二指示。

该方法可以被实现为使得第二装置将第一指示和第二指示分别与PPE装置在工作位点内的第一位置和第二位置相关联。

该方法可被实现为使得第二装置基于指示的位置来调整功能设置或发起动作。

该方法还可以包括从与PPE装置分离的装置向PPE装置传送功能设置。

该方法可以被实现为使得检索第一功能设置改变包括：

将所表征的声音指纹与环境指纹进行比较，并且如果检测到匹配，则功能预设选择器检索第一功能设置改变。第一功能设置改变与环境指纹相关联。

该方法可以被实现为使得功能设置被无线传送。

该方法可以被实现为使得通过定位在个人保护装置的外部上的麦克风来接收第一环境声音流和第二环境声音流。

该方法可以被实现为使得通过定位在个人保护装置的内部上的麦克风来接收第一环境声音流和第二环境声音流。

该方法可以被实现为使得通过固体载声收集系统接收第一环境声流和第二环境声流。

该方法可以被实现为使得该固体载声收集系统是加速度计。

该方法可以被实现为使得由远离个人防护设备装置的装置接收第一环境声流和第二环境声流。

方法可以被实现为使得个人防护设备装置为入耳式听力保护装置、包耳式听力保护装置、焊接头盔或动力驱动的空气净化呼吸器。

该方法可以被实现为使得个人防护设备装置是听力保护装置。第一功能设置是扬声器音量从当前音量减小到较低音量。

该方法可以被实现为使得个人防护设备装置是动力驱动的空气净化呼吸器。第一功能设置是风扇速度从当前风扇速度增加到更高的风扇速度。

该方法可以被实现为使得当接收到新的环境声流时，自动完成识别、检索和应用的步骤。

该方法可以被实现为使得周期性地接收新的环境声流。

该方法可以被实现为使得间歇地接收新的环境声流。

提出了一种改变装置上的设备设置的方法。该方法还包括以第一功能设置操作装置的功能。该方法还包括从工作位点区域中的麦克风接收环境声流。该方法还包括使用声音分析器来表征环境声流的声音指纹。该方法还包括使用匹配模块通过将声音指纹与环境指纹的数据库进行比较来将声音指纹与环境指纹进行匹配。该方法还包括使用功能模型检索器来检索该装置的功能改变。功能改变是用于装置的功能的第二功能设置。基于声音指纹与和功能改变相关联的环境指纹的匹配来检索功能改变。该方法还包括应用功能改变使得装置从第一功能设置改变到第二功能设置。

该方法可以被实现为使得该装置是个人防护设备装置。

该方法可以被实现为使得该装置是听力保护装置，并且第一装置设置是第一音量设置，并且第二装置设置是第二音量设置，并且第二音量设置低于第一音量设置。

该方法可以被实现为使得该区域已经被标记为危险区域。

该方法可以被实现为使得声音是车辆声音。

该方法可以被实现为使得该区域是装载码头。

该方法可以被实现为使得该区域已经被标记为热区域。

该方法可以被实现为使得该装置是个人空气净化呼吸器，第一设备设置是第一风扇设置，第二设备设置是第二风扇设置，并且第二设置高于第一设置。

该方法可以被实现为使得声音与已知处于热区域中的设备相关联。

该方法可以被实现为使得环境指纹包括活动。

该方法可以被实现为使得活动是电弧焊。

该方法可以被实现为使得功能改变是面罩的变暗，并且第二功能设置是比第一功能设置暗得更少的设置。

该方法可以被实现为使得功能改变被立即实现。

该方法可以被实现为使得功能改变被延迟直到装置处于电弧焊活动的最小距离内。

该方法可以被实现为使得麦克风与第二装置相关联。

该方法可以被实现为使得应用功能改变包括将命令发送到装置以从第一功能设置改变到第二功能设置。

该方法可以被实现为使得应用功能改变包括装置自动将功能调整到第二功能设置。

该方法还可包括将该装置的区域位置的指示传送到第二装置。

该方法可以被实现为使得该指示与时间戳一起被传送，并且该时间戳是声音被接收、或被识别或分类、或对第二功能设置的调整被应用的时间。

该方法可以被实现为使得表征环境声流包括：基于识别的声音指纹识别区域或任务。

该方法可以被实现为使得将声音指纹与环境指纹相匹配包括在数据库中搜索具有识别的区域或任务的环境指纹。

实施例

实施例1：铣削工作位点

图10示出了工作位点1100，该工作位点具有处于第一环境1102的铣床和处于第二区域1104的装载码头。铣床开启，并且装载码头中示出的卡车正在移动。

当进入码头区域时，听力保护装置的外部麦克风将继续记录外部声音。声音分类器将对环境声音的部分进行分类。声流将包含具有不同幅度的若干部分——这些部分中的一个部分将是卡车移动。各个部分的组合在它们被记录时形成装载码头1104的指纹。

系统然后搜索以在环境指纹数据库中找到最接近的匹配指纹。数据库中最接近的匹配指纹与佩戴者的位置匹配。该区域被识别为装载码头1104。

然后，头戴式耳机应用针对该位置存储的设置，诸如调低FM无线电的音量和增加外部声音的音量，使得佩戴者能够听到接近的车辆。

当工人稍后从码头区域1104移动到生产区域1102时，继续记录外部声音的听力保护装置的外部麦克风检测到新声音。继续记录可以指听力保护单元以可调整的频率周期性地对环境声音进行采样(例如在指示为危险的区域或活动周围更频繁地，或响应于声压级的急剧增加)。在一些实施方案中，还可以使用时间分片(time slicing)方法。另外，可以以低频或动态调整的频率进行采样。采样可以由噪声触发(例如，对声压的急剧增加作出反应)，或者采样频率可以响应于噪声触发而增加。声音分析器接收环境声流并且从环境声流中表征声音指纹。声音指纹由各个声源或它们的叠加或组合的特征组成。

声音分析器可以能够分析来自麦克风的传入声流。在一些实施方案中，声音分析器连续地接收并分析传入声流。在一些实施方案中，声音分析器连续地接收传入声流，但是周期性地采样和分析。例如，声音分析器可以使用窗口采样方法，选择第一声音窗口(例如，1-10秒)用于分析，并且在不同的时间选择第二声音窗口用于分析。第一窗口和第二窗口可以是相同的时间量(例如，两者都是5秒)，或者可以是不同的时间量。第一时间窗口和第二时间窗口可以是不同的(例如，第一窗口中的1-5秒和第二窗口中的7-11秒)或者可以重叠(例如，第一窗口中的1-5秒和第二窗口中的4-8秒)。另外，第二窗口的时间选择可以基于第一窗口的分析。例如，响亮的声音可以触发更频繁的采样。另选地，重复一致的声音可触发较不频繁的采样。然而，基于对给定窗口的分析，如果检测到用户处于新环境中，例如如果与第二采样窗口相关联的声音指纹与和第一采样窗口相关联的声音指纹足够不同，则激活功能预设选择器。

在给定的示例中，铣床的声音将对该区域的指纹具有显著影响。

然后系统搜索以在环境指纹数据库中找到最接近的匹配指纹。数据库中最接近的匹配指纹将被假定为佩戴者的当前位置。在给定的示例中，该区域被假定为铣削区域1102。

头戴式耳机现在将应用针对此位置存储的设置，诸如增加FM无线电的音量并且减小环境声音的水平。

实施例2：任务/活动检测Speedglas焊接头盔

给出

-具有自动变暗滤光器(ADF)和用于记录环境声音的麦克风的Speedglas

-焊接机

-角磨机

工作流程

1.在焊接操作时，焊接头盔的外部麦克风将继续记录外部声音。

2.声音分类器将对环境声音的部分进行分类。声流将包含具有不同幅度的若干部分——这些部分中的一个部分将是典型地与焊接操作相关联的声音。这在图11A至图11D中示出。图11A示出了包括至少8个不同声音的环境声流。可应用阈值，如图11B中所说明，使得仅考虑高于阈值的声音。Y轴示出了声音类别识别的确定性百分比。具有低识别可能性的声音可以被丢弃。在图11C中，示出了声音部分1-8的声压级，这些声压级高于在图11B中提到的阈值。

3.高于阈值的各个分类部分的确定性百分比与那些部分的给定声压的组合被用于形成加权分类模式，该加权分类模式变成此刻该区域的指纹(图11D)。进一步的组合是可能的。

4.系统现在将找到最接近的匹配指纹。

5.最接近的匹配指纹与将进行焊接操作的佩戴者的假定任务或活动相匹配。

6.焊接头盔现在将应用针对该活动或任务存储的设置，诸如将特定设置(例如，变暗水平或灵敏度设置)应用于ADF。

7.当从焊接操作改变到另一个任务时，例如使用角磨机来准备下一条焊接线或者完成刚刚制成的焊接线，焊接保护装置的外部麦克风将继续记录外部声音。

8.声音分类器将对环境声音的部分进行分类。声流将包含具有不同幅度的若干部分——这些部分中的一个部分将是角磨机。

9.各个部分的组合形成此刻该区域的指纹。

10.系统现在将找到最接近的匹配指纹。

11.最接近的匹配指纹与佩戴者的假定任务或活动相匹配。

12.焊接头盔现在将应用针对使用角磨机的这种活动或任务存储的设置，诸如设置ADF阴影3以避免研磨的火花激活焊接所需的较高阴影水平。

实施例3：Speedglas的

给出

-具有电平相关的功能(LDF)和连接的PPE通信能力(例如，BLE、WiFi)的

-具有自动变暗滤光器(ADF)和连接的PPE通信能力(例如，BLE、WiFi)的Speedglas焊接头盔

-焊接机

-角磨机

工作流程

1.

2.在焊接操作时，

3.声音分类器将对环境声音的部分进行分类。声流将包含具有不同幅度的若干部分——这些部分中的一个部分将是典型地与焊接操作相关联的声音。

4.各个部分的组合形成此刻该区域的指纹。

5.系统现在将找到最接近的匹配指纹。

6.最接近的匹配指纹与将进行焊接操作的佩戴者的假定任务或活动相匹配。

7.头戴式耳机现在将发送命令以将针对该活动或任务存储的设置应用于连接的焊接头盔，诸如将特定设置(例如，变暗水平或灵敏度设置)应用于ADF。

8.当从焊接操作改变到另一个任务时，例如使用角磨机来准备下一条焊接线或者完成刚刚制成的焊接线，听力保护装置的外部麦克风将继续记录外部声音。

9.声音分类器将对环境声音的部分进行分类。声流将包含具有不同幅度的若干部分——这些部分中的一个部分将是角磨机。

10.各个部分的组合形成此刻该区域的指纹。

11.系统现在将找到最接近的匹配指纹。

12.最接近的匹配指纹与佩戴者的假定任务或活动相匹配。

13.头戴式耳机现在将发送命令以将针对使用角磨机的该活动或任务存储的设置应用于连接的焊接头盔，诸如设置ADF阴影3以避免研磨的火花激活焊接所需的较高阴影水平。

作为上述内容的子集，可以决定仅检测非焊接任务的情况，因为焊接从开始就需要更高的阴影水平，甚至在产生特征声音之前。