呼吸数据的采集方法、装置和电子设备制造方法及图纸

本申请实施例提供一种呼吸数据的采集方法、装置和电子设备。方法包括：获取第一麦克风阵列采集的多路左侧音频数据，以及，获取第二麦克风阵列采集的多路右侧音频数据；执行环境噪声消除操作，生成用于进行呼吸状态分析的单路呼吸音频数据，所述环境噪声消除操作包括：频域滤波、空域滤波以及左右耳噪声抵消。根据本申请实施例的方法，可以在不增添运动者装备负担的前提下，获取可以准确体现运动者呼吸状态的呼吸数据。态的呼吸数据。态的呼吸数据。

【技术实现步骤摘要】
呼吸数据的采集方法、装置和电子设备


[0001]本申请涉及智能终端
，特别涉及一种呼吸数据的采集方法、装置和电子设备。

技术介绍

[0002]伴随着计算机技术在运动领域的不断深入应用，在现有技术的应用场景中，会采集人体运动过程中的各项量化参数，综合分析后给予运动者科学正确的运动指导。
[0003]在运动中，呼吸不仅是身体的基本需求，更是一项非常重要的运动技巧，正确的呼吸方法可以给健身者良好的锻炼节奏，增强训练效果。在运动的过程中如果不重视呼吸的重要性，可能会出现不良反应，比如头晕，缺氧等。比如在长跑过程中，恰当的呼吸节奏有利于调整心跳、动作、频率等，同时也能保证运动过程中氧气在生理需求上的供给。在无氧运动如深蹲中，可以通过调节呼吸节奏可以帮助身体更好的发力。因此，在采集人体运动过程中的各项量化参数的过程中，呼吸数据是其中一种极为重要的参数。
[0004]在现有技术的应用场景中，呼吸数据的采集方案包括呼吸面罩、胸贴、脉冲雷达等方案，这些方案的实现都需要人体额外佩戴一个测量设备，都存在着运动中佩戴不便的问题。而对于比较常见的便携设备(例如，智能腕带、智能手表、无线蓝牙耳机)而言，其往往并不具备采集呼吸数据的功能。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种呼吸数据的采集方法、装置和电子设备，本申请还提供一种计算机可读存储介质，以提供一种采集呼吸数据的方式，在不增添运动者装备负担的前提下，获取可以准确体现运动者呼吸状态的呼吸数据。
[0006]本申请实施例采用下述技术方案：r/>[0007]第一方面，本申请一实施例提供了一种呼吸数据的采集方法，方法由电子设备执行，包括：
[0008]获取第一麦克风阵列采集的多路左侧音频数据，以及，获取第二麦克风阵列采集的多路右侧音频数据，其中，第一麦克风阵列配置在左耳耳机中，第二麦克风阵列配置在右耳耳机中；
[0009]执行环境噪声消除操作，生成用于进行呼吸状态分析的单路呼吸音频数据，环境噪声消除操作包括：
[0010]频域滤波，根据人体呼吸率的频域范围确定第一频域范围，滤除第一频域范围之外的噪声干扰；
[0011]空域滤波，基于人体呼吸声发声部位的方位进行麦克风阵列的定向响应，将多路左侧音频数据以及多路右侧音频数据分别合成为单路左侧音频数据以及单路右侧音频数据；
[0012]左右耳噪声抵消，判定单路左侧音频数据以及单路右侧音频数据中共存的环境噪
声并过滤环境噪声，将噪声过滤后两路音频数据合成为单路呼吸音频数据。
[0013]完成环境噪声消除后，采集到的单路呼吸音频数据中包含纯净的呼吸音频信息，呼吸音频信息可以准确地体现用户的呼吸状态。进而就可以根据单路呼吸音频数据进行呼吸状态的分析计算。根据本申请一实施例的方法，将基于音频采集获取到的呼吸音频数据作为用来做呼吸状态分析的呼吸数据，避免了呼吸状态分析中由人体运动状态变化而导致的分析结果错误；相较于现有技术，本申请一实施例的方法，操作流程简单，不需要给运动者增添额外装备负担，具有很高的实用性；进一步的，在本申请一实施例的呼吸数据的采集方法中，在进行音频采集时综合频域滤波、空域滤波以及左右耳噪声抵消来实现呼吸音频数据的环境噪声消除，有效确保了呼吸音频数据中呼吸音频信息的纯净度，从而大大提高了后续呼吸状态分析的准确度。
[0014]进一步的，在上述第一方面的环境噪声消除操作的实现过程中，对具体执行频域滤波操作的时间节点不做严格限制。操作人员可以根据具体实际应用情况设定在哪一个环节进行频域滤波。
[0015]例如，在环境噪声消除操作的一种可行的实现方式中，在执行空域滤波之前，对多路左侧音频数据以及多路右侧音频数据执行频域滤波，从而有效减少后续空域滤波以及左右耳噪声抵消的运算数据量；
[0016]又例如，在环境噪声消除操作的一种可行的实现方式中，在执行左右耳噪声抵消之前，对单路左侧音频数据以及单路右侧音频数据执行频域滤波，从而使得不需要对默认的麦克风阵列处理流程进行修改调整；
[0017]又例如，在环境噪声消除操作的一种可行的实现方式中，在执行左右耳噪声抵消之后，对单路呼吸音频数据执行频域滤波，从而使得在执行空域滤波以及左右耳噪声抵消之后，对左右耳噪声抵消之后生成的单路呼吸音频数据还可以执行频域滤波以外的其他操作。
[0018]进一步的，在上述第一方面的环境噪声消除操作的实现过程中，空域滤波的一种可行的实现方式包括：
[0019]根据人体左右耳到人体呼吸声发声部位的方向分别确定第一麦克风阵列的第一响应方向以及第二麦克风阵列的第二响应方向；
[0020]基于第一响应方向将多路左侧音频数据合成为单路左侧音频数据，其中，增强第一响应方向的声音响应，抑制其他方向的声音干扰；
[0021]基于第二响应方向将多路右侧音频数据合成为单路右侧音频数据，其中，增强第二响应方向的声音响应，抑制其他方向的声音干扰。
[0022]在空域滤波的上述实现方式中，基于麦克风阵列的定向响应实现针对人体呼吸声发声部位(嘴巴，声带部位)的定向拾音，可以有效消除拾音波束区域(人体呼吸声发声部位方向区域)以外的其他区域的环境噪声，大大提高呼吸音频数据的纯净性。
[0023]进一步的，在上述第一方面的环境噪声消除操作的实现过程中，左右耳噪声抵消的一种可行的实现方式包括：
[0024]对单路左侧音频数据以及单路右侧音频数据进行相关系分析；
[0025]对相关性超出第一预设阈值的两路音频信号进行相位差计算；
[0026]判定相位差大于第二预设阈值的两路音频信号为环境噪声信号；
[0027]过滤单路左侧音频数据以及单路右侧音频数据中的环境噪声信号，叠加过滤结果以生成用于进行呼吸状态分析的单路呼吸音频数据。
[0028]在上述左右耳噪声抵消的实现方式中，基于左右耳位置对同一侧环境噪声采集结果存在相位差的特点，进行环境噪声的判定以及消除，从而实现左右耳噪声抵消，可以有效消除产生于单侧的环境噪声，大大提高呼吸音频数据的纯净性。
[0029]进一步的，在上述第一方面的一种可行的实现方式中，在获取第一麦克风阵列采集的多路左侧音频数据，以及，获取第二麦克风阵列采集的多路右侧音频数据之前，还执行以下步骤：
[0030]确认第一预设状态；
[0031]监控左耳耳机以及右耳耳机的佩戴者的运动状态；
[0032]当佩戴者的运动状态为第一预设状态时开启针对单路呼吸音频数据的采集。
[0033]进一步的，在上述第一方面的一种可行的实现方式中，在生成用于进行呼吸状态分析的单路呼吸音频数据之后，还执行以下步骤：
[0034]解析单路呼吸音频数据，获取呼吸率和/或呼吸节奏。
[0035]第二方面，本申请一实施例提供了一种运动指导方法，包括：
[0036]获取当前用户的单路呼吸音频数据，该单路呼吸音频数据为基于上述第一方面的方法对呼吸声进行音频采集而获取到的数据；
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种呼吸数据的处理方法，由电子设备执行，其特征在于，包括：获取第一麦克风阵列采集的多路左侧音频数据，以及，获取第二麦克风阵列采集的多路右侧音频数据，其中，所述第一麦克风阵列配置在左耳耳机中，所述第二麦克风阵列配置在右耳耳机中；执行环境噪声消除操作，生成用于进行呼吸状态分析的单路呼吸音频数据，所述环境噪声消除操作包括：频域滤波，根据人体呼吸率的频域范围确定第一频域范围，滤除所述第一频域范围之外的噪声干扰；空域滤波，基于人体呼吸声发声部位的方位进行麦克风阵列的定向响应，将所述多路左侧音频数据以及所述多路右侧音频数据分别合成为单路左侧音频数据以及单路右侧音频数据；左右耳噪声抵消，判定所述单路左侧音频数据以及所述单路右侧音频数据中共存的环境噪声并过滤所述环境噪声，将噪声过滤后两路音频数据合成为所述单路呼吸音频数据。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在执行所述空域滤波之前，对所述多路左侧音频数据以及所述多路右侧音频数据执行所述频域滤波；或者，在执行所述左右耳噪声抵消之前，对所述单路左侧音频数据以及所述单路右侧音频数据执行所述频域滤波；或者，在执行所述左右耳噪声抵消之后，对所述单路呼吸音频数据执行所述频域滤波。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述空域滤波包括：根据人体左右耳到人体呼吸声发声部位的方向分别确定所述第一麦克风阵列的第一响应方向以及所述第二麦克风阵列的第二响应方向；基于所述第一响应方向将所述多路左侧音频数据合成为所述单路左侧音频数据，其中，增强所述第一响应方向的声音响应，抑制其他方向的声音干扰；基于所述第二响应方向将所述多路右侧音频数据合成为所述单路右侧音频数据，其中，增强所述第二响应方向的声音响应，抑制其他方向的声音干扰。4.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，所述左右耳噪声抵消包括：对所述单路左侧音频数据以及所述单路右侧音频数据进行相关系分析；对相关性超出第一预设阈值的两路音频信号进行相位差计算；判定相位差大于第二预设阈值的所述两路音频信号为环境噪声信号；过滤所述单路左侧音频数据以及所述单路右侧音频数据中的所述环境噪声信号，叠加过滤结果以生成所述单路呼吸音频数据。5.根据权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于，所述获取第一麦克风阵列采集的多路左侧音频数据，以及，获取第二麦克风阵列采集的多路右侧音频数据之前，还包括：确认第一预设状态；监控所述左耳耳机以及所述右耳耳机的佩戴者的运动状态；
当所述佩戴者的运动状态为第一预设状态时开启针对所述单路呼吸音频数据的采集。6.根据权利要求1～5中任一项所述的方法，其特征在于，所述用于进行呼吸状态分析的单路呼吸音频数据之后，还包括：解析所述单路呼吸音频数据，获取呼吸率和/或呼吸节奏。7.一种运动指导方法，其特征在于，包括：获取当前用户的单路呼吸音频数据，所述单路呼吸音频数据为基于权利要求1～6中任一项所述的方法对呼吸声进行音频采集而获取到的数据；获取所述当前用户的运动特征，所述运动特征包括运动模式和/或运动参数；获取匹配所述运动特征的标准呼吸参数；将所述标准呼吸参数与所述呼吸数据做对比，根据对比结果生成包含呼吸指导建议的运动指导建议。8.一种呼吸数据的采集装置，其特征在于，包括：数据获取模块，其用于获取多路左侧音频数据以及多路右侧音频数据，其中，所述多路左侧音频数据由配置在左耳耳机中的第一麦克风阵列采集，所述多路右侧音频数据由配置在右耳耳机中的第二麦克风阵列采集；环境噪声消除模块，其用于执行环境噪声消除操作，生成用于进行呼吸状态分析的单路呼吸音频数据，所述环境噪声消除模块包括：频域滤波子模块，其用于根据人体呼吸率的频域范围确定第一频域范围，滤除所述第一频域范围之外的噪声干扰；空域滤波子模块，其用于基于人体呼吸声发声部位的方位进行麦克风阵列的定向响应，将所述多路左侧音频数据以及所述多路右侧音频数据分别合成为单路左侧音频数据以及单路右侧音频数据；左右耳噪声抵消子模块，其用于判定所述单路左侧音频数据以及所述单路右侧音频数据中共存的环境噪声并过滤所述环境噪声，将噪声过滤后两路音频数据合成为所述单路呼吸音频数据。9.根据权利要求8所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔荣涛，李旭，朱萸，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：