一种基于产妇生理信号驱动多媒体的导乐方法及系统与流程

本发明涉及导乐技术领域，尤其涉及一种基于产妇生理信号驱动多媒体的导乐方法及系统。

背景技术：

在医学疼痛指数上，分娩疼痛仅次于烧伤灼痛，也就是说，产妇在分娩时会承受难以忍受的痛苦，而这种痛苦主要来自于子宫肌肉的收缩，也即宫缩。对于所述的宫缩，其是一种有规律的子宫收缩，是临产的一个重要特征之一。通常，临产后的宫缩会呈现出一定的规律和周期性，一般分为如下4个阶段：上升期、峰值期、下降期和间歇期。临床发现，产妇主要在宫缩发生的时候才感觉到疼痛，而在间歇期几乎没有痛感，并且随着上升期的进展，痛感会愈加强烈，在峰值期达到顶点，之后则会随着下降期缓缓降低。而为了缓解产妇在分娩时的疼痛感，目前会在产房中提供有分娩疼痛缓解装置或导乐系统。然而，这些传统的分娩疼痛缓解装置或导乐系统只是简单地根据产妇的生理信号来进行缓解和导乐的反馈，而并没有考虑到疼痛信号与反馈信号之间的映射关系，因此难以精准地实现导乐反馈，令疼痛缓解的效果受限，用户使用操作体验感低下。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于产妇生理信号驱动多媒体的导乐方法及系统，可精准地根据产妇的宫缩数据来驱动触发导乐反馈，达到实时实况导乐，有效地缓解产妇的疼痛感。

本发明所采用的第一技术方案是：一种基于产妇生理信号驱动多媒体的导乐方法，包括以下步骤：

实时采集宫缩数据；

根据采集到的宫缩数据，按照宫缩数据与反馈信号之间的映射模型来计算出驱动参数；

根据计算出的驱动参数，驱动多媒体随宫缩状态进行相对应的播放；

其中，所述驱动参数包括宫缩时模型动画播放速度、模型动画持续时间、场景模型数目和/或宫缩时场景动画速度。

进一步，所述宫缩数据与反馈信号之间的映射模型包括以下至少一种模型：

动画播放速度模型，用于根据模型动画正常播放速度、宫缩曲线瞬时斜率和宫压值，从而计算得出宫缩时模型动画播放速度；

动画持续时间模型，用于利用宫缩时长和间歇期时长来随机选取出所需的模型动画持续时间；

场景模型呈现数量模型，用于根据宫缩曲线瞬时斜率和宫压值，从而计算得出场景模型数目；

场景动画速度模型，用于根据场景动画正常速度、宫缩曲线瞬时斜率和计算得出的场景模型数目，从而计算得出宫缩时场景动画速度。

进一步，所述宫缩时模型动画播放速度的具体计算公式如下所示：

id_v＝id_v0+αk+βm

其中，id_v表示为宫缩时模型动画播放速度；id_v0表示为模型动画正常播放速度；k表示为宫缩曲线瞬时斜率；m表示为宫压值；α和β均为第一可控模型参数。

进一步，所述模型动画持续时间的具体计算步骤为：从前一个宫缩时长和间歇期时长这两个时长值之间随机选取一数值作为所需的模型动画持续时间。

进一步，所述宫缩时长的具体计算公式如下所示：

ta＝间歇(n)-宫缩(n)

其中，ta表示为第n宫缩周期中的宫缩时长；间歇(n)表示为第n宫缩周期中进入间歇期的时刻；宫缩(n)表示为第n宫缩周期中进入宫缩的时刻。

进一步，所述进入宫缩的时刻的具体计算步骤包括：

当连续计算出的至少三个宫缩曲线瞬时斜率k呈递增数列时，则将当前的时刻记录为进入宫缩的时刻。

进一步，所述间歇期时长的具体计算公式如下所示：

tb＝宫缩(n+1)-间歇(n)

其中，tb表示为第n宫缩周期中的间歇期时长；间歇(n)表示为第n宫缩周期中进入间歇期的时刻；宫缩(n+1)表示为第n+1宫缩周期中进入宫缩的时刻。

进一步，所述场景模型数目的具体计算公式如下所示：

n＝γk+δm

其中，n表示为场景模型数目；k表示为宫缩曲线瞬时斜率；m表示为宫压值；γ和δ均为第二可控模型参数。

进一步，所述宫缩时场景动画速度的具体计算公式如下所示：

scene_v＝scene_v0+εk-θ/n

其中，scene_v表示为宫缩时场景动画速度；scene_v0表示为场景动画正常速度；k表示为宫缩曲线瞬时斜率；n表示为场景模型数目；ε和θ均为第三可控模型参数。

本发明所采用的第二技术方案是：一种基于产妇生理信号驱动多媒体的导乐系统，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如第一技术方案所述一种基于产妇生理信号驱动多媒体的导乐方法。

本发明方法及系统的有益效果是：本发明的导乐方案通过利用构建好的宫缩数据与反馈信号之间的映射模型，从而根据实时采集到的宫缩数据来计算出驱动参数，其中，所述驱动参数包括宫缩时模型动画播放速度、模型动画持续时间、场景模型数目和/或宫缩时场景动画速度，然后根据计算出的驱动参数，驱动多媒体随宫缩状态进行相对应的播放，因此由此可见，通过使用本发明的导乐方案，能够精准地随产妇的宫缩状态进行实时实况的导乐反馈，从而最大限度地缓解产妇在生产过程中的疼痛感，也就是说，本发明的导乐方案对实时分娩疼痛缓解具有非常重要的临床意义。

附图说明

图1是本发明一种基于产妇生理信号驱动多媒体的导乐方法的步骤流程图；

图2是动画播放速度模型的一实施例构建步骤示意图；

图3是动画持续时间模型的一实施例构建步骤示意图；

图4是场景模型呈现数量模型的一实施例构建步骤示意图；

图5是场景动画速度模型的一实施例构建步骤示意图；

图6是本发明一种基于产妇生理信号驱动多媒体的导乐系统的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。

如图1所示，本发明提供了一种基于产妇生理信号驱动多媒体的导乐方法，其包括以下步骤：

s101、实时采集宫缩数据；

具体地，对于采集到的宫缩数据，其为宫压值，而每个采集时刻所采集到的宫压值，它们所拟合成的曲线则为宫缩数据曲线/宫缩曲线；

s102、根据采集到的宫缩数据，按照宫缩数据与反馈信号之间的映射模型来计算出驱动参数；

s103、根据计算出的驱动参数，驱动多媒体随宫缩状态进行相对应的播放；

其中，所述驱动参数包括宫缩时模型动画播放速度、模型动画持续时间、场景模型数目和/或宫缩时场景动画速度。

具体地，产妇在生产时的各项生命体征参数均能体现产妇当前的疼痛感，如心率、血压、脉搏等生命体征参数，而对于宫缩数据这一生理信号，其是最能体现出产妇当前的疼痛感，也就是说，对宫缩数据进行采集和判断，这能精准地判断出产妇当前的疼痛状态，因此，本发明通过将实时采集到的宫缩数据作为基准数据，且按照构建好的宫缩数据与反馈信号之间的映射模型来计算出所需的驱动参数，以驱动多媒体随宫缩状态进行相对应的播放，这样便能够精准地随产妇宫缩状态进行实时实况的导乐反馈，从而最大限度地缓解产妇在生产过程中的疼痛感，用户操作体验感极高。

进一步作为本方法实施例的优选实施方式，所述宫缩数据与反馈信号之间的映射模型包括以下至少一种模型：

一动画播放速度模型，用于根据模型动画正常播放速度、宫缩曲线瞬时斜率和宫压值，从而计算得出宫缩时模型动画播放速度；

一动画持续时间模型，用于利用宫缩时长和间歇期时长来随机选取出所需的模型动画持续时间；

一场景模型呈现数量模型，用于根据宫缩曲线瞬时斜率和宫压值，从而计算得出场景模型数目；

一场景动画速度模型，用于根据场景动画正常速度、宫缩曲线瞬时斜率和计算得出的场景模型数目，从而计算得出宫缩时场景动画速度。

可见，对于所述驱动参数中所包含的宫缩时模型动画播放速度、模型动画持续时间、场景模型数目和/或宫缩时场景动画速度，可通过上述构建好的模型而计算得出；而基于这些构建好的映射模型而计算得出的驱动参数，其能够令多媒体的播放更贴近更能体现产妇当前的宫缩情况，这样便能提高导乐效果，进一步有效地缓解产妇的疼痛感。

进一步作为本方法实施例的优选实施方式，所述宫缩时模型动画播放速度的具体计算公

式如下所示：

id_v＝id_v0+αk+βm

其中，id_v表示为宫缩时模型动画播放速度；id_v0表示为模型动画正常播放速度；k表示为宫缩曲线瞬时斜率；m表示为宫压值；α和β均为第一可控模型参数。

进一步作为本方法实施例的优选实施方式，所述模型动画持续时间的具体计算步骤为：从前一个宫缩时长和间歇期时长(即前一个宫缩周期中的宫缩时长和间歇期时长)这两个时长值之间随机选取一数值作为所需的模型动画持续时间。

进一步作为本方法实施例的优选实施方式，所述宫缩时长的具体计算公式如下所示：

ta＝间歇(n)-宫缩(n)

其中，ta表示为第n宫缩周期中的宫缩时长；间歇(n)表示为第n宫缩周期中进入间歇期的时刻；宫缩(n)表示为第n宫缩周期中进入宫缩的时刻。

进一步作为本方法实施例的优选实施方式，所述进入宫缩的时刻的具体计算步骤包括：

当连续计算出的至少三个宫缩曲线瞬时斜率k呈递增数列时，则将当前的时刻记录为进入宫缩的时刻。

进一步作为本方法实施例的优选实施方式，所述间歇期时长的具体计算公式如下所示：

tb＝宫缩(n+1)-间歇(n)

其中，tb表示为第n宫缩周期中的间歇期时长；间歇(n)表示为第n宫缩周期中进入间歇期的时刻；宫缩(n+1)表示为第n+1宫缩周期中进入宫缩的时刻。

进一步作为本方法实施例的优选实施方式，所述场景模型数目的具体计算公式如下所示：

n＝γk+δm

其中，n表示为场景模型数目；k表示为宫缩曲线瞬时斜率；m表示为宫压值；γ和δ均为第二可控模型参数。

进一步作为本方法实施例的优选实施方式，所述宫缩时场景动画速度的具体计算公式如下所示：

scene_v＝scene_v0+εk-θ/n

其中，scene_v表示为宫缩时场景动画速度；scene_v0表示为场景动画正常速度；k表示为宫缩曲线瞬时斜率；n表示为场景模型数目；ε和θ均为第三可控模型参数。

以下结合具体优选实施例来对本发明方法做更进一步的详细阐述。

一种基于产妇生理信号驱动多媒体的导乐方法，其具体包括以下步骤。

s201：构建步骤。

具体地，所述步骤s201包括：

s2011、多媒体场景构建步骤：构建3d场景模型、制作模型动画以及设置控制参数传入接口；

s2012、多媒体场景要素设定步骤：所需设定的场景要素具体包括有模型id、模型动画正常播放速度id_v0、宫缩时模型动画播放速度id_v、模型动画持续时间id_t、场景动画正常速度scene_v0、宫缩时场景动画速度scene_v以及场景模型数目n(相当于场景模型呈现个数)；

具体地，本实施例所采用的多媒体为基于3d模型的场景动画，其有别于普通视频动画的逐帧播放，其场景中的模型均为独立个体，且每个模型都有各自的动画(即模型行为，比如鸟的模型有一个展翅飞翔的动作行为)，称为模型动画；而所述模型动画在执行时会有一个速度(比如鸟在飞翔过程中鼓动翅膀的速度)，该速度则称为模型动画播放速度；

s2013、采集宫缩曲线并对其进行数据分析，确定出模型自变量因子；

具体地，宫缩分为4个阶段：上升期、峰值期、下降期和间歇期；对于这4个阶段，其所需设置的自变量分别包括有：1、宫缩曲线瞬时斜率k，当处于上升期时，曲线呈上升趋势，曲线瞬时斜率k>0，当处于下降期时，曲线呈下降趋势，曲线瞬时斜率k<0；2、宫压值m；3、宫缩时长ta，即从上升期开始到峰值期再到下降期结束这一过程所经历的时长；4、间歇期时长tb；可见，一宫缩周期的时长由宫缩时长ta和间歇期时长tb构成；

s2014、建立驱动模型，即建立场景要素与自变量之间的映射关系；也就是说，所述驱动模型相当于宫缩数据与反馈信号之间的映射模型；

优选地，所述步骤s2014包括：

s20141、建立动画播放速度模型，此模型用于根据模型动画正常播放速度、宫缩曲线瞬时斜率和宫压值，从而计算得出所需的宫缩时模型动画播放速度；

具体地，在场景播放过程中，随着孕妇痛感的增强，也就是宫缩的上升期，令模型动画播放加快，而在宫缩的下降期，令模型动画播放越来越慢，即当k<0时，令id_v在k变小的方向越来越小，当k>0时，令id_v在k变大的方向上越来越大，同时还结合考虑即时采集到的宫压值m的大小对播放速度的影响，从而建立得到所需的动画播放速度模型：id_v＝id_v0+αk+βm(如图2所示)；其中，id_v表示为宫缩时模型动画播放速度；id_v0表示为模型动画正常播放速度；k表示为宫缩曲线瞬时斜率；m表示为宫压值；α和β均为第一可控模型参数；

s20142、建立动画持续时间模型，此模型用于利用宫缩时长和间歇期时长来随机选取出所需的模型动画持续时间；

具体地，对于场景中每个模型的动画播放，其应可持续到宫缩期结束，所以每一次宫缩时，对于模型动画的持续时间，其应优选参考上一次宫缩时间和间歇期时间，即前一个宫缩周期中的宫缩时长和间歇期时长，来进行选择或计算；而在本实施例中(如图3所示)，为了令动画效果丰富多样，则以取随机值的方式来建立得到所需的动画持续时间模型：id_t＝rand(ta,tb)；

可见，对于所需的模型动画持续时间，其具体计算步骤为：从前一个宫缩时长和间歇期时长这两个时长值之间随机选取一数值作为所需的模型动画持续时间；也就是说，对于所需的模型动画持续时间，其是从前一个宫缩周期中的宫缩时长tan-1和间歇期时长tbn-1这两个数值之间随机选取出的；

s20143、建立场景模型呈现数量模型，此模型用于根据宫缩曲线瞬时斜率和宫压值，从而计算得出场景模型数目；

具体地，场景中模型的数目与宫缩强度有关，因此在宫缩越强时，令越多的模型出现，同时，为了让动画更加生动有趣，模型的数目也会随宫缩强度的减弱而减少的，也就是说，场景模型的个数处于一个动态变化的状态；为了满足这一需求，在本实施例中(如图4所示)，所需构建的场景模型呈现数量模型具体优选为：n＝γk+δm；其中，n表示为场景模型数目；k表示为宫缩曲线瞬时斜率；m表示为宫压值；γ和δ均为第二可控模型参数；

s20144、建立场景动画速度模型，此模型用于根据场景动画正常速度、宫缩曲线瞬时斜率和计算得出的场景模型数目，从而计算得出宫缩时场景动画速度；

具体地，令场景动画速度与k和n有关，在k变大时，即宫缩加强时，令场景动画播放速度加快，反之，则令场景动画播放速度减慢，然而，为了增加画面的协调性，在场景模型越多的情况下，场景动画速度也无需一味地加快，因此，在本实施例中(如图5所示)，所需构建的场景动画速度模型具体优选为：scene_v＝scene_v0+εk-θ/n；其中，scene_v表示为宫缩时场景动画速度；scene_v0表示为场景动画正常速度；k表示为宫缩曲线瞬时斜率；n表示为场景模型数目；ε和θ均为第三可控模型参数。

s202、利用上述构建好的模型来实现多媒体导乐。

具体地，所述步骤s202包括：

s2021、实时采集宫缩数据；

s2022、根据采集到的宫缩数据，按照宫缩数据与反馈信号之间的映射模型来计算出驱动参数；

具体地，对实时采集到的宫缩数据，进行宫缩曲线的瞬时斜率k计算；其中，宫缩曲线瞬时斜率k的计算公式如下所示：

式中，t1和t2为相邻两个数据采集时刻，即t1为第n-1个数据采集时刻，t2则为第n个数据采集时刻；m1为t1时刻所采集到的宫压值，m2为t2时刻所采集到的宫压值；

由于从第n-1个宫缩周期中的间歇期过渡到第n个宫缩周期中的宫缩期时，宫压会从平稳过渡到上升状态，因此，在这一期间，当连续计算出的至少三个宫缩曲线瞬时斜率k呈递增数列时，即持续计算k值，当连续计算出的三个以上的k值构成递增数列时，则可认为开始进入宫缩上升期，那么当前的时刻便为进入宫缩的时刻，否则，则认为仍处于间歇期；同理，对于进入间歇期的时刻，其可通过宫压值/瞬时斜率k的计算判断，从而判断出进入间歇期的时刻；

为了计算出每个宫缩周期的宫缩时长和间歇期时长，则需要记录每次进入宫缩的时刻和进入间歇期的时刻，也就是说，对于宫缩时长和间歇期时长，它们分别的计算公式如下所示：

ta＝间歇(n)-宫缩(n)

tb＝宫缩(n+1)-间歇(n)

式中，ta表示为第n宫缩周期中的宫缩时长；tb表示为第n宫缩周期中的间歇期时长；间歇(n)表示为第n宫缩周期中进入间歇期的时刻；宫缩(n)表示为第n宫缩周期中进入宫缩的时刻；宫缩(n+1)表示为第n+1宫缩周期中进入宫缩的时刻；也就是说，当前宫缩周期的宫缩时长是通过将当前宫缩周期中进入间歇期的时刻减去当前宫缩周期中进入宫缩的时刻而得到的，当前宫缩周期的间歇期时长是通过将下一个宫缩周期中进入宫缩的时刻减去当前宫缩周期中进入间歇期的时刻而得到的；

由上述可得，基于采集到的宫压值、利用采集到的宫压值而计算得出的宫缩曲线瞬时斜率k、宫缩时长ta和间歇期时长tb，通过上述步骤s201中所构建得到的映射模型便能计算得出所需的驱动参数；所述驱动参数包括宫缩时模型动画播放速度、模型动画持续时间、场景模型数目和/或宫缩时场景动画速度；

s2023、根据计算出的驱动参数，驱动多媒体随宫缩状态进行相对应的播放；

具体地，驱动模型(映射模型)获得上述驱动参数便能驱动多媒体随宫缩情况进行相对应的播放，因此，在宫缩数据实时传递过程中，会将每次计算得到的驱动参数传入到控制参数传入接口，以实现动态驱动多媒体。

如图6所示，本发明还提供了一种基于产妇生理信号驱动多媒体的导乐系统，其包括：

至少一个处理器301；

至少一个存储器302，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器301执行，使得所述至少一个处理器301实现如上述方法实施例中所述的一种基于产妇生理信号驱动多媒体的导乐方法步骤。

上述方法实施例中的内容均适用于本系统实施例中，本系统实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。