[发明专利]一种多频带婴儿啼哭情感智能监测装置

说明书

本发明公开了一种多频带婴儿啼哭情感智能监测装置，包括语音获取模块、初步带通滤波放大电路、多通道滤波选择电路、整形电路模块、比较器电路模块、嵌入式系统模块、音乐播放器、数据显示模块和无线通信模块；将采集的婴儿啼哭声转换成电信号，经过具有六种信号频率通道选择，然后利用嵌入式系统单独地对每个通道的频率进行检测，再将各个通道的结果结合起来进行诊断，从而更加精确地分析婴儿啼哭声信号的频率成分，判断出婴儿啼哭声中的情感需求含义。本发明信号频率判断精准度高，采集频带范围较宽，满足获取婴儿在不同情况下的啼哭声中的不同频段的信号需求，可广泛应用于婴儿啼哭声音识别领域和实际的医护工作中。

技术领域

本发明涉及婴儿啼哭的音频信号处理与检测技术领域，特别是涉及一种多频带婴儿啼哭情感智能监测装置。

技术背景

目前婴儿啼哭自动检测原理主要是检测并分析啼哭语音信号的频谱，根据频率的特征来进行对婴儿啼哭语音信号进行分析和判断。这种由时域转换为频域的信号分析方法应用非常广泛，其中硬件方面采用带通滤波器的设计思路也非常成熟，目前已经应用在各种行业领域，例如手机语音识别，智能家居，声控报警等多个领域。婴儿啼哭信号的分析的正确率极大地依赖于音频信号的获取与选择，因此带通滤波器的整体设计显得尤为重要。

在现有的婴儿啼哭检测装置大多只能起到一个报警作用，即婴儿啼哭即立马报警，但仅仅只是产生一个报警，并不能分析出婴儿啼哭声的含义，即所表示的真实情感需求，例如因饥饿产生的啼哭，因惊醒产生的啼哭，因瞌睡产生的啼哭，因排泄产生的啼哭，因想要关怀产生的啼哭，因身体某个部位不舒服产生的啼哭。亦或是完全依赖于软件算法对婴儿啼哭声进行分析，而忽略了硬件的重要性，以至于其分析结果受环境影响较大，或者是受限于软件算法技术的不成熟，导致婴儿对婴儿啼哭含义的识别率降低，以至于在面对婴儿啼哭时并不能帮助家长或者医护工作者做出更好的判断和处理。

现在大多数婴儿啼哭装置前端只有一个较大范围的带通滤波器，然而婴儿的啼哭声中却包含多种频率成分，因此这种方法首先极易受环境影响，其次不利于对婴儿啼哭信号精准的提取，而且仅仅一个带通滤波器，所包含的信号频率种类会更多，会增加单片机A/D采集的要求和分析难度，从而产生不必要的误差，降低检测识别准确率。

发明内容

本发明技术目的是为了克服上述技术中的不足，提供一种多频带婴儿啼哭情感智能监测装置，使其具有六种信号频率通道选择，可以通过嵌入式系统单独地对每个通道的频率进行检测，再将各个通道的结果结合起来进行诊断，从而更加精确地分析婴儿啼哭声信号的频率成分，判断出婴儿啼哭声中的情感需求含义。

本发明设计的一种多频带婴儿啼哭情感智能监测装置，包括语音获取模块，初步带通滤波放大电路模块，多通道滤波选择电路模块，整形电路模块，比较器电路模块，嵌入式系统，音乐播放器，数据显示模块和无线通信模块。所述语音获取模块输出端与带通滤波放大电路的信号输入端相连，所述带通滤波放大电路的信号输出端与多通道滤波选择电路输入端相连，所述多通道滤波选择电路输出端与整形电路的信号输入端相连，所述整形电路的信号输出端与比较器电路的信号输入端相连，所述比较器电路的信号输出端与嵌入式系统的信号输入端相连，所述嵌入式系统的信号输出端与音乐播放器、数据显示模块和无线通信模块的信号输入端相连，所述无线通信模块的信号输出端又与嵌入式系统的信号输入端相连。

进一步地，所述多通道滤波选择电路模块包含6个窄范围的带通滤波电路1～6，所述带通滤波电路1～6对应的6个输出端连接整形电路模块的6个输入端。

进一步地，所述整形电路模块包含6个整形电路1～6，所述整形电路1～6对应的6个信号输出端连接比较器电路模块的6个输入端。

进一步地，所述比较器电路模块包含6个比较器1～6，所述比较器1～6对应的6个信号输出端连接嵌入式系统的I/O接口。

进一步地，所述嵌入式系统设置有6个A/D采集输入通道和3个输出通道，所述嵌入式系统包括但不限于MCS-51系列单片机、STM32系列单片机、DSP系列单片机、ARM系列单片机。