除颤器及其语音音量自动调节方法与装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种除颤器及其语音音量自动调节方法与装置，首先采集周围的环境噪音，之后通过对比选取与采集到的环境噪音数据最接近的预设噪音样本，根据该预设噪音样本调节语音音量输出参数，从而来调节语音音量，使得语音音量与环境噪音最匹配，避免了机械式的根据噪音大小来调节语音音量的大小，所以上述语音音量自动调节方法及装置能够准确、自动调节除颤器语音音量。
【专利说明】除颤器及其语音音量自动调节方法与装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及医疗器械领域，特别是涉及除颤器及其语音音量自动调节方法与装 置。
【背景技术】
[0002] 我们知道心源性猝死最常见原因是心室颤动，无论做心脏按压还是其他措施都只 能延长室颤的持续时间，暂时为重要脏器供血供氧，而无法终止室颤恢复有效灌注的心律。 所以在现场快速终止室颤，才是挽救生命最根本的方法，这就是除颤。
[0003] 除颤器（Automatic External Defibrillator, AED)，是一种便携式、易于操作，稍 加培训既能熟练使用，专为现场急救设计的急救设备。
[0004] 除颤器一般应用于公共场所或室外环境，这些使用场景比较复杂，环境噪音大小 不一，而AED设备的使用非常依赖于语音指导，目前一般市售AED设备的语音指导音量都是 固定等级的，或者需要用户手动调节语音音量，又或者有些能够自动调整语音音量，但是无 法准确调节。导致当用户在有些噪音较大的场景，例如机场、喧闹的公共场所等，无法听清 楚AED的语音指示，这些情况严重影响用户使用AED设备，甚至延误除颤治疗导致严重后 果，当用户在有些比较安静场景，例如医院、学校等，由于无法精准调节，可能会造成巨大噪 音，影响周围的环境。
【发明内容】
[0005] 基于此，有必要针对一般语音音量调节方法精准正确调节除颤器语音音量指导用 户使用除颤器的问题，提供一种能够准确调节除颤器语音音量的除颤器及其语音音量自动 调节方法与装置。
[0006] -种语音音量自动调节方法，包括如下步骤：
[0007] 采集周围的环境噪音，得到环境噪音数据；
[0008] 将所述环境噪音数据与预设噪音样本进行比对，得到与所述环境噪音数据最接近 的预设噪音样本；
[0009] 根据所述最接近的预设噪音样本读取预先存储的预设噪音样本与语音音量输出 参数的对应关系并选择与所述最接近的预设噪音样本对应的语音音量输出参数，以调节语 音音量。
[0010] 在其中一个实施例中，在所述将所述环境噪音数据与预设噪音样本进行比对，得 到与所述环境噪音数据最接近的预设噪音样本的步骤之前还包括校准所述环境噪音数据 的步骤，具体包括：
[0011] 采集处于零噪音源环境时的噪音信号，得到零漂噪音数据；
[0012] 根据所述零漂噪音数据对环境噪音数据校准。
[0013] 在其中一个实施例中，所述采集周围的环境噪音，得到环境噪音数据的步骤具体 包括如下步骤：
[0014] 关闭自身的语音后或未发出语音时采集周围环境噪音；
[0015] 通过A/D转换器将所述采集到的环境噪音转化为数字信号形式的环境噪音数据。
[0016] 在其中一个实施例中，所述预设噪音样本与所述语音音量输出参数的对应关系是 通过以下步骤获得的：
[0017] 采集环境噪音；
[0018] 调节语音音量输出参数；
[0019] 记录在所述环境噪音下能清楚听到语音的语音音量输出参数；
[0020] 将所述环境噪音作为所述预设噪音样本建立所述预设噪音样本与所述语音音量 输出参数的对应关系。
[0021] 在其中一个实施例中，所述采集周围的环境噪音，得到环境噪音数据的步骤是采 集区域时间段的环境噪音。
[0022] -种语音音量自动调节装置，包括：
[0023] 环境噪音采集模块，用于采集周围的环境噪音，得到环境噪音数据；
[0024] 预设噪音样本选取模块，用于将所述环境噪音数据与预设噪音样本进行比对，得 到与所述环境噪音数据最接近的预设噪音样本；
[0025] 语音音量调节模块，用于根据所述最接近的预设噪音样本读取预先存储的预设噪 音样本与语音音量输出参数的对应关系并选择与所述最接近的预设噪音样本对应的语音 音量输出参数，以调节语音音量。
[0026] 在其中一个实施例中，还包括用于校准所述环境噪音数据的校准模块，所述校准 模块具体包括：
[0027] 零漂噪音获取单元，用于采集处于零噪音源环境时的噪音信号，得到零漂噪音数 据；
[0028] 噪音数据校准单元，用于根据所述零漂噪音数据对环境噪音数据校准。
[0029] 在其中一个实施例中，所述环境噪音采集模块包括：
[0030] 环境噪音采集单元，用于关闭自身的语音后或未发出语音时采集周围环境噪音；
[0031] 环境噪音转换单元，用于通过A/D转换器将所述采集到的环境噪音转化为数字信 号形式的环境噪音数据。
[0032] 在其中一个实施例中，还包括预设噪音样本获取模块，所述预设噪音样本获取模 块用于获取所述预设噪音样本，所述预设噪音样本获取模块具体包括：
[0033] 样本噪声采集单元，用于采集环境噪音；
[0034] 音量参数调整单元，用于调节语音音量输出参数；
[0035] 数据记录单元，用于记录在所述环境噪音下能清楚听到语音的语音音量输出参 数；
[0036] 样本建立单元，用于将所述环境噪音作为所述预设噪音样本建立所述预设噪音样 本与所述语音音量输出参数的对应关系。
[0037] 在其中一个实施例中，所述环境噪音采集模块是采集区域时间段的环境噪音。
[0038] -种自动体外除颤器，采用上述语音音量自动调节方法或包括上述语音音量自动 调节装置。
[0039] 上述除颤器及其语音音量自动调节方法及装置，通过对比选取与采集到的环境噪 音数据最接近的预设噪音样本，根据该预设噪音样本调节除颤器语音音量输出参数，从而 来调节除颤器语音音量，可以使得除颤器语音音量与环境噪音最匹配，避免了机械式的根 据噪音大小来调节除颤器语音音量的大小，所以上述除颤器语音音量自动调节方法及装置 能够准确、自动调节除颤器语音音量。
【专利附图】
【附图说明】
[0040] 图1为语音音量自动调节方法其中一个实施例的流程示意图；
[0041] 图2为语音音量自动调节方法其中一个实施例的流程示意图；
[0042] 图3为语音音量自动调节方法其中一个实施例的流程示意图；
[0043] 图4为语音音量自动调节装置其中一个实施例的结构示意图；
[0044] 图5为语音音量自动调节装置其中一个实施例的结构示意图；
[0045] 图6为语音音量自动调节装置其中一个实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0046] 以下实施方式中，以自动体外除颤器（以下简称除颤器）为例进行详细说明，容易 理解，除了除颤器外，以下语音音量自动调节方法及装置还可以应用在手机、笔记本电脑等 电子设备中。
[0047] 如图1所示，一种语音音量自动调节方法，包括如下步骤：
[0048] S100 :采集周围的环境噪音，得到环境噪音数据。
[0049] 采集除颤器周围的环境噪音可以采用多种设备，例如专业的环境噪音采集器、噪 音计或者麦克风等。专业的环境噪音采集器能够高精度高灵敏度采集除颤器周围的噪音， 并且能够自动将声音信号转化为数字信号，但其设备发杂，成本大，不利于推广应用。噪音 计能够采集并显示环境噪音，但其同样存在成本较大，不利于推广应用的缺陷，在本实施例 中采用成本低廉的麦克风作为环境噪音采集的设备，之后将采集到声音信号处理并通过普 通的A/D转化器将声音信号转化为数字信号，以便下面进一步处理。
[0050] S300:将所述环境噪音数据与预设噪音样本进行比对，得到与所述环境噪音数据 最接近的预设噪音样本。
[0051] 预设噪音样本是不同环境噪音下采集获得的噪音样本，预设噪音样本可以通过多 次对除颤器在不同环境中进行噪音试验采样，试验出各种环境噪音对应的合适的音频输出 信号音量值，之后将预设噪音样本固化到除颤器的系统中预设作为预设噪音样本。通过步 骤S100采集到除颤器周围的环境噪音后，将环境噪音数据与预设噪音样本进行对比，进行 数据的相似度分析，得到与所述环境噪音数据最接近的预设噪音样本。
[0052] S400:根据所述最接近的预设噪音样本读取预先存储的预设噪音样本与语音音量 输出参数的对应关系并选择与所述最接近的预设噪音样本对应的语音音量输出参数，以调 节语音音量。
[0053] 除颤器存储有所述预设噪音样本与语音音量输出参数的对应关系，语音音量输出 参数用于控制除颤器语音音量，与预设噪音样本对应的语音音量输出参数可以将除颤器语 音音量调整到与该预设噪音样本的噪音环境匹配，从而根据该语音音量输出参数调节除颤 器语音音量，使除颤器语音音量符合当前噪音环境下人所能听清楚的值，保证用户能清楚 正确。
[0054] 上述语音音量自动调节方法，通过对比选取与采集到的环境噪音数据最接近的预 设噪音样本，根据该预设噪音样本调节除颤器语音音量输出参数，从而来调节除颤器语音 音量，可以使得除颤器语音音量与环境噪音最匹配，避免了机械式的根据噪音大小来调节 除颤器语音音量的大小，所以上述除颤器语音音量自动调节方法能够准确、自动调节除颤 器语音音量。
[0055] 如图2、3所示，在其中一个实施例中，上述语音音量自动调节方法，在步骤S300之 前还包括步骤S200 :校准所述环境噪音数据的步骤。步骤S200优选的设置在步骤S100和 步骤S300之间。
[0056] 所述步骤S200具体包括：
[0057] S220 :采集处于零噪音源环境时的噪音信号，得到零漂噪音数据。
[0058] 零噪声源环境一般指的是静音环境，理论上在安静的环境应该没有噪音信号输 出，但是电子线路本身的一些影响会产生噪音信号，根据该噪音信号可以得到除颤器的零 漂噪音数据。
[0059] S240 :根据所述零漂噪音数据对环境噪音数据校准。
[0060] 在所述除颤器环境噪音数据中除去所述零漂噪音数据即可获得校准后的除颤器 环境噪音数据。
[0061] 如图3所示，在其中一个实施例中，步骤S100具体包括步骤：
[0062] S120 :关闭自身的语音后或未发出语音时采集周围环境噪音。
[0063] 由于除颤器自身能够发出语音，如果在进行环境噪音采集之前不关闭除颤器自身 语音的话就会将采集过程除颤器的语音当成环境噪音处理，带来极大的误差。通过除颤器 的微控制器可以判断除颤器是否有播放语音操作，当需要进行噪音采集时，微控制器控制 除颤器关闭自身语音播放。当然，也可以选择除颤器未发出语音时采集所述除颤器周围环 境噪音，可以达到同样的效果。采集所述除颤器周围环境噪音可以通过麦克风采集除颤器 周围环境噪音。
[0064] S140 :通过A/D转换器将所述采集到的环境噪音转化为数字信号形式的环境噪音 数据。
[0065] 在这里通过A/D转换器将环境噪音转化为利于在数字电路中传输处理的数字信 号形式的噪音数据。
[0066] 在其中一个实施例中，所述预设噪音样本与所述语音音量输出参数的对应关系是 通过以下方法获得的：
[0067] 采集环境噪音。这里说的采集环境噪音是指采集多种不同环境下的环境噪音，例 如我们可以将除颤器放到机场、车站、酒店、图书馆等等不同环境下采样环境噪音数据，处 理得到各种环境中的预设噪音样本。
[0068] 调节语音音量输出参数。根据用户的指令调节除颤器的语音音量输出参数(例如 用户通过旋钮、按键的形式发出调整音量的指令)，从而改变除颤器的语音音量。
[0069] 记录在所述环境噪音下能清楚听到语音的语音音量输出参数。在这里，确定当前 环境噪音下能清楚听到所述除颤器语音的过程是通过使用者自我感觉判断得出，即使用者 通过给除颤器确定的指令表示可以清楚听到除颤器的语音提示，则除颤器记录此时的语音 音量输出参数，从而可以建立预设噪音样本与语音音量输出参数的对应关系。同时我们也 可以采用仿人体工程学的机器根据一般正常人的听觉感受判断得出在当前环境噪音下能 够听清楚除颤器的语音音量，记录下此时除颤器语音音量输出参数。
[0070] 最后将所述环境噪音作为所述预设噪音样本建立所述预设噪音样本与所述语音 音量输出参数的对应关系。
[0071] 在其中一个实施例中，所述采集周围的环境噪音，得到环境噪音数据的步骤S100 是采集区域时间段的环境噪音。
[0072] 同一公共场合中的环境噪音值存在一定的范围的上下浮动值，单纯采样该环境中 某个时间点的环境噪音数据无法精准得出与该环境最相近的预设噪音样本。所以在本实施 例中采集区域时间段内的环境噪音，能有效提升本发明除颤器语音音量自动调节方法的准 确性。这所说的区域时间段指的是一段时间，不同于点时间，例如时间8点和8点过5分钟 为通常的点时间，而区域时间段指的是8点到8点过5分这一段区域内的时间，在本实施例 中，这个区域时间段可以是3秒或5秒等。
[0073] 如图4所示，一种语音音量自动调节装置，包括：
[0074] 环境噪音采集模块100,用于采集周围的环境噪音，得到环境噪音数据；
[0075] 环境噪音采集模块100可以采用多种设备来采集除颤器周围的环境噪音，例如专 业的环境噪音采集器、噪音计或者麦克风等。专业的环境噪音采集器能够高精度高灵敏度 采集除颤器周围的噪音，并且能够自动将声音信号转化为数字信号，但其设备发杂，成本 大，不利于推广应用。噪音计能够采集并显示环境噪音，但其同样存在成本较大，不利于推 广应用的缺陷，在本实施例中采用成本低廉的麦克风作为环境噪音采集模块，之后将采集 到声音信号处理并通过普通的A/D转化器将声音信号转化为数字信号，以便下面进一步处 理。
[0076] 预设噪音样本选取模块300,用于将所述环境噪音数据与预设噪音样本进行比对， 得到与所述环境噪音数据最接近的预设噪音样本；
[0077] 预设噪音样本是不同环境噪音下采集获得的噪音样本，预设噪音样本可以通过多 次对除颤器在不同环境中进行噪音试验采样，试验出各种环境噪音对应的合适的音频输出 信号音量值，之后将预设噪音样本固化到除颤器的系统中预设作为预设噪音样本。通过环 境噪音采集模块1〇〇采集到除颤器周围的环境噪音后，预设噪音样本选取模块300将环境 噪音数据与预设噪音样本进行对比，进行数据的相似度分析，得到与所述环境噪音数据最 接近的预设噪音样本。
[0078] 语音音量调节模块400,用于根据所述最接近的预设噪音样本读取预先存储的预 设噪音样本与语音音量输出参数的对应关系并选择与所述最接近的预设噪音样本对应的 语音音量输出参数，以调节语音音量。
[0079] 除颤器存储有所述预设噪音样本与语音音量输出参数的对应关系，语音音量输出 参数用于控制除颤器语音音量，与预设噪音样本对应的语音音量输出参数可以将除颤器语 音音量调整到与该预设噪音样本的噪音环境匹配，语音音量调节模块400根据该语音音量 输出参数调节除颤器语音音量，使除颤器语音音量符合当前噪音环境下人所能听清楚的 值，保证用户能清楚正确。
[0080] 上述语音音量自动调节装置，通过对比选取与采集到的环境噪音数据最接近的预 设噪音样本，根据该预设噪音样本调节除颤器语音音量输出参数，从而来调节除颤器语音 音量，可以使得除颤器语音音量与环境噪音最匹配，避免了机械式的根据噪音大小来调节 除颤器语音音量的大小，所以上述语音音量自动调节装置能够正确、自动调节除颤器语音 音量。
[0081] 如图5、6所示，在其中一个实施例中，所述语音音量自动调节装置还包括用于校 准所述环境噪音数据的校准模块200,所述校准模块200具体包括：
[0082] 零漂噪音获取单元220,用于采集处于零噪音源环境时的噪音信号，得到零漂噪音 数据；
[0083] 零噪声源环境一般指的是静音环境，理论上在安静的环境应该没有噪音信号输 出，但是电子线路本身的一些影响会产生噪音信号，根据该噪音信号可以得到除颤器的零 漂噪音数据。
[0084] 噪音数据校准单元240,用于根据所述零漂噪音数据对环境噪音数据校准。
[0085] 在所述除颤器环境噪音数据中除去所述零漂噪音数据即可获得校准后的除颤器 环境噪音数据。
[0086] 如图6所示，在其中一个实施例中，所述环境噪音采集模块100包括：
[0087] 环境噪音采集单元120,用于关闭自身的语音后或未发出语音时采集周围环境噪 音；
[0088] 由于除颤器自身能够发出语音，如果在进行环境噪音采集之前不关闭除颤器自身 语音的话就会将采集过程除颤器的语音当成环境噪音处理，带来极大的误差。环境噪音采 集单元120通过除颤器的微控制器可以判断除颤器是否有播放语音操作，当需要进行噪音 采集时，环境噪音采集单元120通过微控制器控制除颤器关闭自身语音播放。当然，也可以 选择除颤器未发出语音时采集所述除颤器周围环境噪音，可以达到同样的效果。环境噪音 采集单元120采集所述除颤器周围环境噪音可以通过麦克风采集除颤器周围环境噪音。
[0089] 环境噪音转换单元140,用于通过A/D转换器将所述采集到的环境噪音转化为数 字信号形式的环境噪音数据。
[0090] 在这里通过A/D转换器将环境噪音转化为利于在数字电路中传输处理的数字信 号形式的噪音数据。
[0091] 在其中一个实施例中，上述语音音量自动调节装置还包括预设噪音样本获取模 块，所述预设噪音样本获取模块用于获取所述预设噪音样本，所述预设噪音样本获取模块 具体包括：
[0092] 样本噪声采集单元，用于采集环境噪音；这里说的采集环境噪音是指采集多种不 同环境下的环境噪音，例如我们可以将除颤器放到机场、车站、酒店、图书馆等等不同环境 下采样环境噪音数据，处理得到各种环境中的预设噪音样本。
[0093] 音量参数调整单元，用于调节语音音量输出参数；具体来说音量参数调整单元是 用于根据用户的指令调节除颤器的语音音量输出参数(例如用户通过旋钮、按键的形式发 出调整音量的指令)，从而改变除颤器的语音音量。
[0094] 数据记录单元，用于记录在所述环境噪音下能清楚听到语音的语音音量输出参 数；
[0095] 在这里，确定当前环境噪音下能清楚听到所述除颤器语音的过程是通过使用者自 我感觉判断得出，使用者通过给除颤器确定的指令表示可以清楚听到除颤器的语音提示， 则数据记录单元记录此时的语音音量输出参数，从而可以建立预设噪音样本与语音音量输 出参数的对应关系。同时我们也可以采用仿人体工程学的机器根据一般正常人的听觉感受 判断得出在当前环境噪音下能够听清楚除颤器的语音音量，数据记录单元记录下此时除颤 器语音音量输出参数。
[0096] 样本建立单元，用于将所述环境噪音作为所述预设噪音样本建立所述预设噪音样 本与所述语音音量输出参数的对应关系。
[0097] 在其中一个实施例中，所述环境噪音采集模块是采集区域时间段的环境噪音。
[0098] 同一公共场合中的环境噪音值存在一定的范围的上下浮动值，单纯采样该环境中 某个时间点的环境噪音数据无法精准得出与该环境最相近的预设噪音样本。所以在本实施 例中采集区域时间段内的环境噪音，能有效提升本发明除颤器语音音量自动调节方法的准 确性。这所说的区域时间段指的是一段时间，不同于点时间，例如时间8点和8点过5分钟 为通常的点时间，而区域时间段指的是8点到8点过5分这一段区域内的时间，在本实施例 中，这个区域时间段可以是3秒或5秒等。
[〇〇99] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保 护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1. 一种语音音量自动调节方法，其特征在于，包括如下步骤： 采集周围的环境噪音，得到环境噪音数据； 将所述环境噪音数据与预设噪音样本进行比对，得到与所述环境噪音数据最接近的预 设噪音样本； 根据所述最接近的预设噪音样本读取预先存储的预设噪音样本与语音音量输出参数 的对应关系并选择与所述最接近的预设噪音样本对应的语音音量输出参数，以调节语音音 量。
2. 根据权利要求1所述的语音音量自动调节方法，其特征在于，在所述将所述环境噪 音数据与预设噪音样本进行比对，得到与所述环境噪音数据最接近的预设噪音样本的步骤 之前还包括校准所述环境噪音数据的步骤，具体包括： 采集处于零噪音源环境时的噪音信号，得到零漂噪音数据； 根据所述零漂噪音数据对环境噪音数据校准。
3. 根据权利要求1或2所述的语音音量自动调节方法，其特征在于，所述采集周围的环 境噪音，得到环境噪音数据的步骤具体包括如下步骤： 关闭自身的语音后或未发出语音时采集周围环境噪音； 通过A/D转换器将所述采集到的环境噪音转化为数字信号形式的环境噪音数据。
4. 根据权利要求1或2所述的语音音量自动调节方法，其特征在于，所述预设噪音样本 与所述语音音量输出参数的对应关系是通过以下步骤获得的： 采集环境噪音； 调节语音音量输出参数； 记录在所述环境噪音下能清楚听到语音的语音音量输出参数； 将所述环境噪音作为所述预设噪音样本建立所述预设噪音样本与所述语音音量输出 参数的对应关系。
5. 根据权利要求1或2所述的语音音量自动调节方法，其特征在于，所述采集周围的环 境噪音，得到环境噪音数据的步骤是采集区域时间段的环境噪音。
6. -种语音音量自动调节装置，其特征在于，包括： 环境噪音采集模块，用于采集周围的环境噪音，得到环境噪音数据； 预设噪音样本选取模块，用于将所述环境噪音数据与预设噪音样本进行比对，得到与 所述环境噪音数据最接近的预设噪音样本； 语音音量调节模块，用于根据所述最接近的预设噪音样本读取预先存储的预设噪音样 本与语音音量输出参数的对应关系并选择与所述最接近的预设噪音样本对应的语音音量 输出参数，以调节语音音量。
7. 根据权利要求6所述的语音音量自动调节装置，其特征在于，还包括用于校准所述 环境噪音数据的校准模块，所述校准模块具体包括： 零漂噪音获取单元，用于采集处于零噪音源环境时的噪音信号，得到零漂噪音数据； 噪音数据校准单元，用于根据所述零漂噪音数据对环境噪音数据校准。
8. 根据权利要求6或7所述的语音音量自动调节装置，其特征在于，所述环境噪音采集 模块包括： 环境噪音采集单元，用于关闭自身的语音后或未发出语音时采集周围环境噪音； 环境噪音转换单元，用于通过A/D转换器将所述采集到的环境噪音转化为数字信号形 式的环境噪音数据。
9. 根据权利要求6或7所述的语音音量自动调节装置，其特征在于，还包括预设噪音样 本获取模块，所述预设噪音样本获取模块用于获取所述预设噪音样本，所述预设噪音样本 获取模块具体包括： 样本噪声采集单元，用于采集环境噪音； 音量参数调整单元，用于调节语音音量输出参数； 数据记录单元，用于记录在所述环境噪音下能清楚听到语音的语音音量输出参数； 样本建立单元，用于将所述环境噪音作为所述预设噪音样本建立所述预设噪音样本与 所述语音音量输出参数的对应关系。
10. 根据权利要求6或7所述的语音音量自动调节装置，其特征在于，所述环境噪音采 集模块是采集区域时间段的环境噪音。
11. 一种自动体外除颤器，其特征在于，采用权利要求1至5中任意一项所述的语音音 量自动调节方法或包括权利要求6至10中任意一项所述的语音音量自动调节装置。
【文档编号】A61N1/39GK104056357SQ201310092205
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2013年3月21日 优先权日:2013年3月21日
【发明者】季百苗, 付能, 李志伟, 李利亚 申请人:深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司