【技术实现步骤摘要】
一种基于DSP声音与图像识别技术的防打鼾装置及方法
本专利技术属于止鼾医疗器械领域，尤其涉及一种基于DSP声音与图像识别技术的防打鼾装置及方法。
技术介绍
打鼾是生活中常见的一种生理现象，不仅影响患者本身以及他人的睡眠质量，而且长期打鼾还会危害自身身体健康。大量研究表明，长期打鼾会引发各种疾病，如高血压、心脏病、呼吸道疾病、阻塞性睡眠呼吸暂停等。并且随着年龄的增长，由于肌肉松的松弛睡觉时呼吸道被阻塞的概率也越大，引起打鼾的频率也越高。打鼾的直接原因是睡眠时因睡姿和头部位置的不合适，造成咽喉部肌肉阻塞呼吸道，使呼吸道不通畅，在呼吸时引起喉部震动而产生鼾声。因此通过改变打鼾者睡觉时的头部姿势，使得打鼾者的呼吸道通畅来可以直接有效的减少打鼾次数，改善睡眠质量，预防因打鼾引起的各种疾病的发病率。专利CN110101497A公开了一种止鼾枕、止鼾系统及止鼾方法，通过将枕头主体分成多个部分并配合气囊使用，通过气囊的充放气可使其在不同的部位金聪调节高低。通过拾音器、负压气泵、增压气泵和PLC控制系统等进行配合，可使枕头的各个部分进...
【技术保护点】
1.一种基于DSP声音与图像识别技术的防打鼾装置，其特征在于，包括：DSP数字信号处理器、鼾声采集与处理单元、图象采集与处理单元、PWM气泵电机调速充气单元、气阀放气单元、气囊气压检测单元以及由多个气囊组成的形状可调的充气枕头，通过鼾声采集与处理单元对屋内环境声音进行采集，将采集的数据在DSP数字信号处理器对屋内鼾声进行快速准确的识别，判断使用者是否正在打鼾；如果判断为鼾声，则通过图象采集与处理单元，对使用者头部位置信息进行采集，将采集数据在DSP数字信号处理器上进行图象识别，对头部位置进行定位；通过PWM气泵电机调速充气单元、气阀放气单元与气囊气压检测单元对头部所在位置气...
【技术特征摘要】
1.一种基于DSP声音与图像识别技术的防打鼾装置，其特征在于，包括：DSP数字信号处理器、鼾声采集与处理单元、图象采集与处理单元、PWM气泵电机调速充气单元、气阀放气单元、气囊气压检测单元以及由多个气囊组成的形状可调的充气枕头，通过鼾声采集与处理单元对屋内环境声音进行采集，将采集的数据在DSP数字信号处理器对屋内鼾声进行快速准确的识别，判断使用者是否正在打鼾；如果判断为鼾声，则通过图象采集与处理单元，对使用者头部位置信息进行采集，将采集数据在DSP数字信号处理器上进行图象识别，对头部位置进行定位；通过PWM气泵电机调速充气单元、气阀放气单元与气囊气压检测单元对头部所在位置气囊进行充放气控制，调整使用者的头部位置及使用者的睡姿。保持使用者呼吸道通畅，减少打鼾的次数，提升睡眠质量，降低因打鼾引起的各种疾病的发病率。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述DSP数字信号处理器包括，嵌入式DSP处理器以及外部存储电路，嵌入式DSP处理器负责鼾声信号与图象信号的处理，提供气囊系统充放气控制信号和控制逻辑，还具有外部显示与控制单元的接口；外部存储电路包括系统程序存储模块FLASH和数据缓存模块SDRAM，提供程序存储的空间和鼾声信号和图象信号的临时缓存。
3.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，鼾声采集与处理单元包括驻极体麦克风、鼾声解码单元以及鼾声信号处理单元，驻极体麦克风负责采集屋内的声音信号，鼾声解码单元负责把采集来的模拟声音信号转换为数字声音信号，并送往DSP数字信号处理器进行数据处理，鼾声信号处理单元负责处理鼾声信号并进行识别判断。
4.按照权利要求1或3所述的装置，其特征在于，DSP数字信号处理器对屋内鼾声进行快速准确的识别的步骤包括如下：
第一步：对鼾声信号进行截断处理，通过检测鼾声前端特征进行鼾声的识别，将鼾声信号选择汉明窗进行加窗分帧进行加窗分帧处理；
第二步：计算每一帧的过零率和短时能量，对过零率和短时能量都设定门限值，如果监测到环境声音的过零率和短时能量超过所设定的门限值则认为过零和短时能量有效；
第三步：通过有效过零次数和短时能量来检测屋内环境声音是否为可能的鼾声起始点，如果有效的过零率和短时能量都达到一定值则认为屋内环境声音可能是鼾声，并接着对屋内声音进行频域判断；如果没有达到设定值则返回加窗分帧环节，并一直循环进行过零率和短时能量检测；
第四步：有效过零次数和短时能量都达到设定值的声音信号进行频域变换，对声音前端的每一帧声音信号进行快速傅里叶变换；
第五步：频域变换后的前端声音提取频域特征，利用梅尔频率倒谱系数来表征鼾声的频域特征；
第六步：运用动态时间规整算法对当前检测声音信号与已存有的鼾声模板进行测距比较，如果当前声音信号与已有模板的检测距离在设定的范围内，则认为屋内环境声音为鼾声，并将检测结果反馈给DSP数字信号处理器进行下一步处理，如果检测结果与设定结果不否则返回加窗分帧环节再循环进行检测。
5.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，图象采集与处理单元包括图象传感器、图象解码单元、以及图象信号处理单元，通过图象传感器采集使用者头部位置信息，再将采头部位置信号交由图象解码单元进行解码，图象解码单元将解码后的图象传送给DSP数字信号处理器，并由DSP数字信号处理器上的图像信号处理单元进行头部位置信号的处理与头部定位。
6.按照权利要求1或5所述的装置，其特征在于，使用者头部位置信号处理定位包括如下：
第一步：...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈超，王倩，周坤，王华梁，胡智能，宋爽，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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