一种基于心音控制的自适应心音催眠音乐产生方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种基于心音控制的自适应心音催眠音乐产生方法。
【背景技术】
[0002] 随着科学技术的不断发展，基于心理学理论的音乐心理和行为治疗逐渐发展到运 用声学、物理、生物学、心理学、信号处理、医学等多学科的综合应用技术，创造出了多类型、 多元化的音乐治疗方法。
[0003] 优美的音乐能够调节情绪、让人放松、缓解紧张状态。在入睡前听一些旋律优美、 节奏明快、和声悦耳的睡眠音乐，对于睡眠确有好处的。
[0004] 当耳朵接收到音乐声，会将有规律的节奏传送到脑部，脑的波动频率会随之与该 刺激产生相互引作用，当音乐节奏与大脑睡眠节奏逐步达到和谐共振时，可以激发人体的 潜能，调整身体内部的微振动活动，进入正常睡眠生理状态。
[0005] 要在脑内创造这样的律动，需要睡眠音乐中有这样的节律波，比如音乐中的节拍， 自然音声中的节奏性波动，特别是人体心音本身所具有的节奏性和对来自于母体心音的高 度信任性、依赖性，更能让听者心灵放松平静，让音乐节奏与大脑睡眠节奏快速达到和谐共 振，让愉悦的想法替代紧绷的思绪从而促进睡眠。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是:基于现代控制理论和音乐调制技术，提出一种基于心音控制的 自适应心音催眠音乐产生方法。
[0007] 本发明涉及的主要内容是如何将使用者的睡眠心音与深度睡眠心音进行比较，使 模拟睡眠心音的节律、强度、频率成分和混叠背景音乐的比例实时发生变化，获得一种动态 的心音睡眠音乐，使用者通过聆听心音睡眠音乐，让当前的音乐节奏调节大脑当前的节奏， 并通过反馈控制手段不断调整心音睡眠音乐，逐步引导大脑的节奏逼向大脑睡眠节奏。实 现用心音调制睡眠音乐从而产生自适应的动态心音睡眠音乐，逐步引导使用者进入睡眠状 ??τ O
[0008] 具体来说，本发明采用的方法如下：
[0009] 步骤1、通过心音传感器实时采集使用者的当前睡眠心音；
[0010] 步骤2、通过控制器将已获取的深度睡眠心音与当前睡眠心音进行比较，获得的差 异信号作为反馈量；
[0011] 步骤3、将反馈量送到控制器，根据反馈量的大小控制催眠心音产生器，使催眠心 音的节律、强度实时发生变化，并通过音乐合成器与催眠音乐混合产生出自适应的心音催 眠音乐。
[0012] 步骤4、使用者在安静环境中聆听新的心音催眠音乐，让当前的音乐节奏调节聆听 者大脑当前的节奏，身心放松，身体内部的微振动活动放缓，心脏活动也放缓，逐步进入正 常睡眠生理状态，对应产生出相应的睡眠心音。
[0013] 步骤5、间隔3~5分钟的时间后，采集当前睡眠心音，重复步骤2,如果与深度睡眠 心音的差异趋近于零，表明进入大脑睡眠节奏，可逐步减弱心音催眠音乐直到停止。否则重 复步骤3,最终通过反馈控制手段逐步引导大脑当前的节奏逼向大脑睡眠节奏。
[0014] 为了能够用差异信号作为反馈量去控制催眠心音的节律、强度、和频率成分，所述 催眠心音是一种仿真合成心音;所述催眠心音产生器的模型包括:心脏右侧活动所产生的 右侧催眠心音，左侧活动所产生的左侧催眠心音，这两部分叠加在一起合成为催眠心音， 即：
[0016]其中，r代表心脏右侧活动所产生的心音信号，右侧催眠心音的动态轨迹是由如下 三个常微分方程产生的：
[0020] 1代表心脏左侧活动所产生的心音信号，左侧催眠心音的动态轨迹是由如下三个 常微分方程产生的：
[0024]在等式(2)和等式(3)中，ω是轨迹围绕限制环旋转的角速度，它与心动周期1?^有 关：
[0033] 0k决定了心电信号基线偏移的起始时间，&决定了心音信号基线偏移的起始时间 (SI和S2的时间起点）J0 k是一个正的偏移量，等式(5)表明了心音波形与心电波形的关系， 实际上，它反映了心音信号相对心电信号的时间上的延迟。
[0034] 等式(2)和等式(3)中的已调正弦组件SinW(Af))，它表示：
[0037] 其中，振动频率/<是八&的线性递减函数，初值为/& b心脏左右两侧的调制系数 ^略有不同，引起心音基线偏移，从而产生振荡波形。
[0038] 参数气和\控制基线偏移的幅度和持续时间，它们是决定合成催眠心音的关键参 数。
[0039] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0040] (1)对使用者心音间隔时间持续监测，保障引导睡眠的同时不断对心音睡眠音乐 实时监测，促进睡眠效果良好，速度较快。
[0041] (2)监测睡眠心音，控制催眠心音发生器，使催眠心音的节律、强度、和频率成分自 适应发生变化。
[0042] (3)对运行环境及设备要求依赖程度低。
【附图说明】
[0043] 图1是本发明一种基于心音控制的自适应心音催眠音乐产生方法的控制流程示意 图。
[0044]图2模拟催眠心音波形图。
【具体实施方式】
[0045] 下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
[0046] 本发明的一个【具体实施方式】如附图1所示。
[0047] 通过采集使用者的当前睡眠心音并将其与深度睡眠心音进行比较，使催眠心音的 节律、强度、频率成分和混叠背景音乐的比例实时发生变化，获得一种动态的心音催眠音 乐，使用者通过聆听心音催眠音乐，让当前的音乐节奏调节大脑当前的节奏，并通过反馈控 制手段不断调整心音催眠音乐，逐步引导大脑的节奏逼向大脑睡眠节奏。实现用心音控制 催眠音乐从而产生自适应的动态心音催眠音乐，逐步引导使用者进入睡眠状态。
[0048] 具体来说，本实施例包括以下步骤：
[0049] 步骤1、通过心音传感器实时采集使用者的当前睡眠心音；
[0050] 步骤2、通过控制器将已获取的深度睡眠心音与当前睡眠心音进行比较，获得的差 异信号作为反馈量；