[发明专利]一种无干扰睡眠的睡姿和睡眠行为测试识别方法

摘要

一种无干扰睡眠的睡姿和睡眠行为测试识别方法，包括人‑床界面压陷形状的提取、睡姿的分类与识别、睡眠动作行为的分类与识别以及睡眠行为模式的分析，睡姿的分类与识别是利用支持向量机，在有限样本监督训练识别的基础上，通过人‑床界面压陷量矩阵的分类，识别仰卧、左侧卧、右侧卧和俯卧四种睡姿；睡眠动作行为的识别是利用与人‑床界面压陷量变化同步的对数电位传感器输出电压信号的变化，获取睡眠者动作行为事件发生的信号。本发明为实现床具系统或床垫的智能化设计和健康睡眠的监测与评估提供了技术支持。

主权项

1.一种无干扰睡眠的睡姿和睡眠行为测试识别方法，包括人‑床界面压陷形状的提取、睡姿的分类与识别、睡眠动作行为的识别与分类以及睡眠行为模式的分析，其特征在于，所述睡姿的分类与识别包括如下步骤：(1)自动识别之前，利用支撑向量机(SVMs)，在有限样本监督识别训练的基础上，建立仰卧、左侧卧、右侧卧和俯卧四种睡姿识别的支持向量机模型；具体步骤如下：①首先采集训练样本目标人群仰卧、侧卧、俯卧条件下人‑床界面压陷形状，并计算人‑床界面压陷量矩阵的肩臀比Rjt、膝臀比Rxt、总压陷量T、小腿压陷量Tt、侧向不对称系数C、侧向不对称压陷量TC六项指标表征人‑床界面压陷量矩阵的特征，其中肩臀比Rjt为肩部区域总压陷量与臀部区域总压陷量之比；膝臀比Rxt为膝部区域总压陷量与臀部区域总压陷量之比；总压陷量T即整个床垫表面的总压陷量；腿部压陷量Tt是小腿区域总压陷量；侧向不对称系数C为肩部、腰部、臀部压陷对称中心曲线CL至该曲线起止点连线距离的平均值，侧向不对称压陷量TC为肩部、腰部、臀部压陷对称中心曲线CL两侧压陷量之差的绝对值,公式分别为：C＝average(d(i,j))                                              (5)其中，Z为床垫压陷量矩阵，Zjian为肩部压陷量矩阵，Zxi为膝部压陷量矩阵，Ztui为臀部压陷量矩阵，Ztotal为肩部、腰部、臀部总压陷量矩阵；m为侧向压陷量测试点数，n为纵向压陷量测试点数，n1、n2、n3、n4、n5分别为肩部、腰部、臀部、膝部、小腿部区域纵向压陷量测试点数，l为肩部、腰部、臀部纵向总压陷量测试点数，m、n、n1、n2、n3、n4、n5、l取值自然数；d(i，j)为肩部、腰部、臀部压陷对称中心曲线CL上任意一点(i，j)至该曲线起止点连线的距离；②利用Z‑score标准化法将以上六项指标规格化，组成人‑床界面压陷量矩阵的特征向量，即仰卧、左侧卧、右侧卧、俯卧四种睡姿识别的特征向量；③每两类睡姿间训练一个分类器，获得6个支持向量机分类器；(2)睡姿识别时，首先提取受试者的人‑床界面压陷形状；然后计算人‑床界面压陷量矩阵的肩臀比Rjt、膝臀比Rxt、总压陷量T、小腿压陷量Tt、侧向不对称系数C、侧向不对称压陷量TC六项指标，对上述指标规格化，组成用以睡姿识别的特征向量；最后利用获得的6个支持向量机分类器对睡姿进行分类和识别。