专利名称：婴儿哭闹自动记录装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种婴儿哭闹自动记录装置及方法。
背景技术：
啼哭是婴儿的本能，这是一种特殊的语言。现代科学研究表明，婴儿不同的哭声， 有着不同的含义。在日常生活中，破译婴儿的啼哭，获取婴儿健康与否的信号，是保证幼儿 健康成长的关键。婴儿的哭声不仅具有多样性的特点，同时也具有周期性、重复性的特点。 因此，对婴儿哭声的记录和分析，对科学的抚养具有不可忽视的效果。在现有的婴儿哭声监听设备中，有的具有告知消费者婴儿哭闹信息的功能，使得 父母可于远处监控婴儿；有的具备哭声解读装置，能够将婴儿哭声反应的情绪状态分类，帮 助父母进一步掌握婴儿的情绪状态，更加科学、合理的照料和护理婴儿。但就目前的婴儿监 听和安抚装置而言，还没有有效地将哭声监听和解读功能结合，大都只起到实时通知或安 抚效果，缺少对婴儿哭声的实时分类记录。这样，家长不能追踪到婴儿的哭声记录，不能从 中分析找出婴儿啼哭的时间规律，以及啼哭原因发生的规律。
发明内容
本发明的目的在于提供一种婴儿哭闹自动记录装置及方法，其解决了背景技术中 存在的技术问题。本发明的技术解决方案是提供一种婴儿哭闹自动记录装置，其特殊之处在于，包 括语音采集单元、智能分析与处理单元和存储单元；所述语音采集单元用于录入婴儿哭闹声音，并将婴儿哭闹声音输入至智能分析与 处理单元；所述智能分析与处理单元，包括中央处理单元和哭声分类特征库；所述哭声分类 库保存哭闹声音识别的样本特征，用于声音对比识别；所述中央处理单元将采集到的语音 信息，取样后与哭声分类特征库中的样本进行对比，确定哭声的类别，进行分类记录；所述存储单元存放哭声分类特征库、分类保存的语音文件及系统配置信息。上述语音采集单元内置实时时钟，所述实时时钟定时开启和关闭语音采集单元。上述哭声分类库是一个可扩充的婴儿哭声信息检索库。上述哭声分类库包括饥饿、惊吓、疼痛类别的哭声。本发明还提供一种婴儿哭闹自动记录方法，特殊之处在于该方法包括以下步 骤步骤201，开启实时哭声检测模式，即随时监控婴儿的声音状态，隔一段时间就开 启语音采集单元，录入声音；步骤202，提取录入声音的特征；步骤203，当采集到有效声音样本时，开始分析录入的声音，并特征其提取，与内置哭声分类特征库进行匹配，判断录入的声音是否为哭声；步骤204，若判断是哭声，则判断哭声的类别；步骤205，判断出哭声类别后，则保存哭声文件，并做相应记录。若步骤203判断录入的声音不是哭声，则进行步骤206将哭声样本保存为非哭声 文件，同时返回实时哭声监测模式；上述步骤205之后还包括返回实时哭声检测模式。若用户选择人工采集婴儿哭声，则进行步骤207，则用户开启语音采集单元，录入 婴儿哭声；步骤208，当哭声采集完毕，用户可将哭声文件自定义类别并保存。上述步骤208之后包括步骤209，用户自定义的哭声文件和机器判断的非哭声文 件都可用于对装置内部的哭声特征库进行训练，将没有判别出来的哭声类型和自己录制的 哭声定制到哭声分类特征库。本发明具有以下优点为此，本发明提出了一种婴儿哭闹自动记录装置及方法，其能够自动监听并分类 记录婴儿哭闹声音，内置可由消费者自行训练的语音特征样本库。该装置受婴儿哭声控制， 一旦检测到哭声，则开始自动录制，并将录制的声音文件进行分类存储，保留哭声的发生时 间、哭声类别等信息。通过精确记录，帮助家长理解婴儿的哭声，方便其找到更有针对性的 解决方法，为家长今后安排合理科学的看护计划提供科学可靠的依据。
图1为本发明逻辑方框图示意图；图2为本发明婴儿哭闹自动记录方法流程图。
具体实施例方式本发明属于一种婴儿监听记录装置，具体涉及一种可受婴儿的哭闹声音控制，并 对其哭闹声自动分类记录的装置。如图1本发明婴儿哭闹自动记录装置包括三部分，即语音采集单元101，智能分析 与处理单元102，和存储单元103。语音采集单元101，主要为高灵敏度的定向MIC(Micr0ph0ne，麦克风)，能灵敏捕 捉到所需声音信号，又能有效减少周围环境中的噪声，有利于准确识别出婴儿的哭声，获得 婴儿哭闹声音频宽的声音讯号，作为智能分析与处理单元的输入，同时受到内置实时时钟 104的控制，能够定时开启和关闭。智能分析与处理单元102，包括中央处理单元105和哭声分类特征库106。哭声分 类库保存哭闹声音识别的样本特征，用于声音对比识别，是一个可扩充的婴儿哭声信息检 索库。该中央处理单元105将采集到的语音信息，取样后与数据库中的样本进行对比，确定 哭声的类别，进行分类记录。存储单元103，主要存放哭声分类特征库106，分类保存的语音文件，及其他系统
配直{曰息o本发明提出的哭声分类特征库建立过程如下通过大量采集婴儿不同状态下的哭声样本，并利用特定算法提取样本中的语音特征，组织为样本库。具体步骤为对50个以上，2个月以下，2 6个月、6 10个月、10 12个月岁的婴儿进行哭声采集，分别标记为 饥饿、惊吓、疼痛、其他等四个类别，对每个哭声数据连续2秒(2秒是缺省时间，也可由用 户配置采样时间)哭声稳定阶段的数据多次采样，并利用MFCC(Mel frequency cepstral coefficients,Mel频率倒谱系数)算法，提取哭声特征，整理为数据文件，从而建立哭声分 类特征库。装置开机后，用户首先选择“用户设置”，对一些参数进行设置，比如， MIC (Microphone，麦克风)开启时间间隔，文件录制时间等。确认后，就进入了婴儿哭声实 时侦测模式，即每间隔相同时间段，MIC自动开启，录入宝宝的声音，实现语音采样。录音时 间由用户设置，采样完毕，智能分析与处理单元开始分析录入的声音，利用能量过零率判别 算法，检测采样声音信号是否为稳定的语音。如果为有效语音，则利用与样本建立相同的算 法提取特征，并使用DTW(Dynamic time warping，动态时间归整)算法与样本特征库中哭声 进行比较，判断采样得到的声音信号是否为哭声，并进一步获得哭声的类别。考虑到该装置 可能产生误判，因此保留样本库的在线训练功能，即家长可以自行录制自己孩子的哭闹声， 设定哭闹类别，使用自行采集的样本对装置进行训练，并将误判哭声定制到哭声样本库中， 提高装置对哭声的识别率和分类能力。当样本库匹配过程结束，若判断采样文件非哭声，则将该哭声文件自动保存为“非 哭声”类别，同时返回婴儿哭声实时侦测模式；若判断采样文件为哭声，并得到哭声类别后， 则将该哭声文件按规范自动保存(包括每次记录哭声的时间，并对记录按照哭声类型进行 区分，统计)。根据哭声记录，监护人可以得到婴儿一般饥饿的时间、疲倦的时间等有效信 息，这样家长可以在相应的时间段提前采取安抚措施，避免婴儿哭闹。同时可根据婴儿哭闹 信息，判断婴儿身体状况，对婴儿实施有效的保护措施。每份哭声文件，默认保持一周时间。 用户可以自己设置保存时间，也可以自行删除不再需要的文件。哭声文件会详细记录婴儿 哭闹的年、月、日与时刻，同时保存哭声类型。监护人可以调出记录，根据其中信息判断婴儿 的哭闹周期、发病周期等，并能有做出防御措施，以便更加合理地照顾婴儿，同时哭声记录 也为父母提供了判断婴儿成长情况的依据。如图2所示，本发明婴儿哭闹自动记录装置方法包括以下流程步骤201，开启实时哭声检测模式，即随时监控婴儿的声音状态，隔一段时间就开 启MIC，录入声音；步骤202，提取录入声音的特征；步骤203，当采集到有效声音样本时，就开始分析录入的声音，对样本进行特征提 取，与内置哭声分类特征库进行匹配，判断录入的声音是否为哭声；步骤204，若判断是哭声，判断哭声的类别；步骤205，判断出哭声类别后，则保存哭声文件，并做相应记录，然后返回实时哭声 检测模式；步骤206，如果判断不是哭声，则将哭声样本保存为“非哭声”文件，同时返回实时 哭声监测模式；步骤207，若开机后用户选择人工采集婴儿哭声，则用户可以开启MIC，录入婴儿
哭声；
步骤208，当哭声采集完毕，用户可将哭声文件自定义类别并保存；步骤209，用户自定义的哭声文件和机器判断的非哭声文件都可用于对装置内部 的哭声特征库进行训练，将没有判别出来的哭声类型和自己录制的哭声定制到哭声分类特 征库中，提高样本库的判别精度，同时使得样本库更有针对性。
权利要求
一种婴儿哭闹自动记录装置，其特征在于，包括语音采集单元、智能分析与处理单元和存储单元；所述语音采集单元用于录入婴儿哭闹声音，并将婴儿哭闹声音输入至智能分析与处理单元；所述智能分析与处理单元，包括中央处理单元和哭声分类特征库；所述哭声分类库保存哭闹声音识别的样本特征，用于声音对比识别；所述中央处理单元将采集到的语音信息，取样后与哭声分类特征库中的样本进行对比，确定哭声的类别，进行分类记录；所述存储单元存放哭声分类特征库、分类保存的语音文件及系统配置信息。
2.根据权利要求1所述的一种婴儿哭闹自动记录装置，其特征在于所述语音采集单 元内置实时时钟，所述实时时钟定时开启和关闭语音采集单元。
3.根据权利要求2所述的一种婴儿哭闹自动记录装置，其特征在于哭声分类库是一 个可扩充的婴儿哭声信息检索库。
4.根据权利要求3所述的一种婴儿哭闹自动记录装置，其特征在于所述哭声分类库 包括饥饿、惊吓、疼痛类别的哭声。
5.一种婴儿哭闹自动记录方法，其特征在于该方法包括以下步骤步骤201，开启实时哭声检测模式，即随时监控婴儿的声音状态，隔一段时间就开启语 音采集单元，录入声音；步骤202，提取录入声音的特征；步骤203，当采集到有效声音样本时，开始分析录入的声音，并特征其提取，与内置哭声 分类特征库进行匹配，判断录入的声音是否为哭声；步骤204，若判断是哭声，则判断哭声的类别；步骤205，判断出哭声类别后，则保存哭声文件，并做相应记录。
6.根据权利要求5所述的一种婴儿哭闹自动记录方法，其特征在于若步骤203判断 录入的声音不是哭声，则进行步骤206将哭声样本保存为非哭声文件，同时返回实时哭声 监测模式。
7.根据权利要求5所述的一种婴儿哭闹自动记录方法，其特征在于步骤205之后还 包括返回实时哭声检测模式。
8.根据权利要求1-5所述的一种婴儿哭闹自动记录方法，其特征在于，若用户选择人 工采集婴儿哭声，则进行步骤207，则用户开启语音采集单元，录入婴儿哭声；步骤208，当哭声采集完毕，用户可将哭声文件自定义类别并保存。
9.根据权利要求8所述的一种婴儿哭闹自动记录方法，其特征在于步骤208之后包 括步骤209，用户自定义的哭声文件和机器判断的非哭声文件都可用于对装置内部的哭声 特征库进行训练，将没有判别出来的哭声类型和自己录制的哭声定制到哭声分类特征库。
全文摘要
本发明涉及一种婴儿哭闹自动记录装置及方法。该装置包括语音采集单元、智能分析与处理单元和存储单元；所述语音采集单元用于录入婴儿哭闹声音，并将婴儿哭闹声音输入至智能分析与处理单元；所述智能分析与处理单元，包括中央处理单元和哭声分类特征库；所述哭声分类库保存哭闹声音识别的样本特征，用于声音对比识别；所述中央处理单元将采集到的语音信息，取样后与哭声分类特征库中的样本进行对比，确定哭声的类别，进行分类记录；所述存储单元存放哭声分类特征库、分类保存的语音文件及系统配置信息。本发明通过精确记录婴儿的哭声，帮助家长理解婴儿的哭声，方便其找到更有针对性的解决方法，为家长今后安排合理科学的看护计划提供科学可靠的依据。
文档编号G10L15/08GK101807396SQ201010138210
公开日2010年8月18日 申请日期2010年4月2日 优先权日2010年4月2日
发明者吴晓军 申请人:陕西师范大学