婴儿哭声识别器和识别的方法与流程

本发明涉及婴儿哭声识别的领域，尤其涉及婴儿哭声识别器和识别的方法。

背景技术：

zl201310440063.4公开了一种能识别婴儿哭声的婴儿监护器及婴儿哭声识别方法；该专利公开了如下技术方案：

一种能识别婴儿哭声的婴儿监护器，包

括主控模块、婴儿哭声识别模块和短信发送模块，其中主控模块，收到婴儿哭声识别模块发过来的婴儿正在哭闹的信息后，将该信息发送给短信发送模块；

婴儿哭声识别模块，与主控模块相连，实时采集周围环境中的语音信息，并对语音信息进行处理，将婴儿的哭声与环境中的其他声音区分开，婴儿哭声识别模块包含语音信息采集模块、语音信息处理模块和语音信息判定模块，其中语音信息采集模块实时采集周围环境中的语音信息，语音信息处理模块将采集到的语音信息首先分为语音帧，帧长为100毫秒，帧移为50毫秒，然后作加汉宁窗处理，最后对每帧语音进行快速傅里叶变换，将处理后的语音信息传输至语音信息判定模块，语音判定模块计算1khz到3khz频率段能量与一帧能量总和之间的比值，将比值大于0.4的语音帧标记为哭声帧，综合连续20帧，当连续20帧里有10帧以上为哭声帧时，判断检测到婴儿哭声，并将婴儿哭闹信息发送给主控模块；

短信发送模块，与主控模块相连，接收到主控模块发送的婴儿正在哭闹的信息后，向预设的手机号码发送警报短信。

所述的能识别婴儿哭声的婴儿监护器，还包括温度湿度信号采集模块，与主控模块相连，检测婴儿的温度湿度信息和周围环境的温度湿度信息，并将该信息传输至主控模块，主控模块由此判断婴儿哭闹的原因，并将分析结果通过短信发送模块向预设的手机号码发送短信。由此监护人可以远程知道婴儿哭闹的原因，如太热、尿床或者二者兼有等等。

所述的温度湿度信号采集模块，包括婴儿体温监测子模块、尿湿监测子模块和环境温度监测子模块。

所述的能识别婴儿哭声的婴儿监护器，还包括音频模块，与主控模块相连，当主控模块收到婴儿正在哭闹的信息后，主控模块控制音频模块播放音乐。通过音频模块播放音乐，舒缓婴儿的焦虑情绪。

所述的能识别婴儿哭声的婴儿监护器，还包括交互与显示模块，与主模块相连，采用触摸显示屏，提供良好的用户交互界面。

本发明的另一目的通过以下技术方案实现：

一种婴儿哭声识别方法，包含以下顺序的步骤：

(1)通过语音信息采集模块实时采集周围环境中的语音信息；

(2)语音信息处理模块将采集到的语音信息首先分为语音帧，帧长为100毫秒，帧移为50毫秒，然后作加汉宁窗处理，最后对每帧语音进行快速傅里叶变换，将处理后的语音信息传输至语音信息判定模块；

(3)语音判定模块计算1khz到3khz频率段能量与一帧能量总和之间的比值，将比值大于0.4的语音帧标记为哭声帧，综合连续20帧，当连续20帧里有10帧以上为哭声帧时，判断检测到婴儿哭声，并将婴儿正在哭闹的信息发送给主控模块；

(4)主控模块收到婴儿哭声识别模块发过来的婴儿正在哭闹的信息后，将该信息发送给短信发送模块；

(5)短信发送模块接收到主控模块发送的婴儿哭闹信息后，向预设的手机号码发送警报短信。

所述的婴儿哭声识别方法，具体包含以下步骤：

(1)通过语音信息采集模块实时采集周围环境中的语音信息；

(2)语音信息处理模块将采集到的语音信息首先分为语音帧，帧长为100毫秒，帧移为50毫秒，然后作加汉宁窗处理，最后对每帧语音进行快速傅里叶变换，将处理后的语音信息传输至语音信息判定模块；

(3)语音判定模块计算1khz到3khz频率段能量与一帧能量总和之间的比值，将比值大于0.4的语音帧标记为哭声帧，综合连续20帧，当连续20帧里有10帧以上为哭声帧时，判断检测到婴儿哭声，并将婴儿哭闹信息发送给主控模块；

(4)通过温度湿度信号采集模块检测婴儿的温度湿度信息和周围环境的温度湿度信息，并将该信息传输至主控模块，其中温度湿度信号采集模块包括婴儿体温监测子模块、尿湿监测子模块和环境温度监测子模块；

(5)主控模块收到婴儿哭声识别模块和温度湿度信号采集模块发送过来的信息后，将婴儿正在哭闹的信息和哭闹的原因一起发送给短信发送模块；同时主控制块控制音频模块播放音乐；

(6)短信发送模块接收到主控模块发送的婴儿正在哭闹和哭闹原因的信息后，向预设的手机号码发送警报短信。

该技术存在的缺陷如下：

在育婴室，无法确认是哪个婴儿在哭；

没法精确分析婴儿的哭声属于哪种，因为其判断过于粗略，没有考虑到哭声的不同种类；

无法精确进行优先级判断，因此无法进行较紧急的事务的处理。

本专利基于201310440063.4进一步改进而来，即，本专利的未尽表述技术，可以参照该对比文件。

在临床中发现，很多宝宝只要哭了，家长就会觉得是宝宝饿了，马上开始喂奶，但是很多宝宝此时却拒绝吃奶，家长会很着急，不知道宝宝为什么哭，成为很多家长的困惑。

其实宝宝的哭声有几种基本表达，包括饿了，困了，要拍嗝，肠痉挛和不舒服。

现在市面上也有很多宝宝哭声识别器，但都不能准确判断宝宝的具体需求。

经研究发现，还通过给宝宝录像的形式，综合哭声表达，更能准确分析宝宝的哭声表达。

市面上的产品，很多都是通过即时录音的形式进行翻译，我们的产品也可以通过录音导入，增加图像判读来准确判断宝宝的哭声表达。

技术实现要素：

发明的目的：为了提供一种效果更好的婴儿哭声识别器和识别的方法，具体目的见具体实施部分的多个实质技术效果。

为了达到如上目的，本发明采取如下技术方案：

方案一：

婴儿哭声识别器，包含婴儿哭声识别模块，其特征在于，包含如下步骤，

所述步骤包含：婴儿哭声数据库的建立，所述的婴儿哭声数据库的建立，是指进行特定情景声纹录入，所述的特定情景声纹录入是指集合特定情景的婴儿哭声，尤其是目标婴儿的哭声，所述的特定情景为排泄、伤痛、饥渴以及恐惧下的婴儿哭声；

还包含哭声即时录制和传输的步骤，所述的哭声即时录制是指采用麦克风对婴儿哭声进行即时录制并传输给处理器使得其和婴儿哭声数据库内部的哭声进行对比的步骤；

还包含时间分析、突发性分析和突然高音分析多种分析的一种或者多种；

所述的时间分析是通过如下步骤实现的，即，将整天24小时进行时间分区，分为凌晨、上午、中午、下午、傍晚、夜晚和午夜，对婴儿哭声产生的时间分区进行判断，若为进食区段，则有优先判断为饥渴；

所述的突发性分析是指将整天24小时进行时间分区，分为凌晨、上午、中午、下午、傍晚、夜晚和午夜，进行统计，婴儿在某一时段通常不哭，如果哭声出现在该时段，则判定为不舒服，提高优先级进行健康状况核查；

所述的突然高音分析是指婴儿在痛哭的时候，会突然音调拉高，对哭声的音调进行分析，如果音调突然升高，判定为优先处理；

还包含对婴儿哭声及时反馈的动作应急部分，所述动作应急部分是指针对哭声进行及时反馈的步骤，所述反馈的步骤包含放音乐、摇床以及灯光吸引婴儿注意力；放音乐采用音乐播放器完成，灯光采用彩灯，彩灯开关以及音乐播放器通信连接中控部分。

本发明进一步技术方案在于，还包含体温监控的步骤，所述的体温监控的步骤是指，当判定为婴儿哭声的时候，及时采用腕表式的体温监控装置对婴儿体温进行监控并进行无线传输，中控部分能够记录婴儿温度并进行逻辑分析。

本发明进一步技术方案在于，所述的动作应急部分包含婴儿床，婴儿床包含边侧支架，边侧支架下方为底板，边侧支架包含竖直支架，竖直支架上包含横向杆件，横向杆件上能放置摇床，摇床下方包含两个凹槽，两个凹槽能嵌入横向杆件是的摇床能够被安置；摇床上方包含吊带，吊带位于转动轴上。

本发明进一步技术方案在于，所述转动轴为转动部分的转动轴，转动部分固定安装在上方支架上，上方支架和下方支架二者高度能够相对调整；转动部分相对转动摇摆能带动摇床摆动转动；上方支架相对升高的时候，能提高摇床的高度。

本发明进一步技术方案在于，所述的转动部分摇摆电机；所述上方支架和下方支架为彼此嵌套的杆状结构，该杆状结构为竖直杆，杆状结构上包含固定孔，还包含能穿过彼此嵌套的杆状结构的固定孔中的螺栓。

本发明进一步技术方案在于，所述杆状结构上方为上灯，上灯包含朝下的上方灯光支架，上方灯光支架上包含上方螺纹柱，上方螺纹柱能螺纹连接螺纹套，螺纹套能够螺纹连接上方螺纹柱，螺纹套位于上方连接体上，上方连接体周围包含一圈的蚊帐。

本发明进一步技术方案在于，还包含哭声实际快速判断的辅助结构，所述辅助结构包含尿不湿，尿不湿包含五层，分别为亲肤表层、反渗透隔离层、吸收层、锁水层、外表层，还包含插入柱，插入柱为金属材质，插入柱能够从外表层插入尿不湿且其端部位于吸收层中，两个插入柱构成电路的一部分，该电路中包含电源、开关和警示结构，所述警示结构包含警示灯、警示音乐；所述警示结构连接无线通信结构，该无线通信结构能够给家长发短信。

本发明进一步技术方案在于，还包含哭声实际快速判断的辅助结构，所述辅助结构包含尿不湿，尿不湿包含五层，分别为亲肤表层、反渗透隔离层、吸收层、锁水层、外表层，所述吸收层包含局部凸起，局部凸起穿过锁水层以及外表层，该局部凸起内部为变色吸收层，吸水后能够边侧。

本发明进一步技术方案在于，还包含图像获取结构，所述的图像获取结构指的是，在婴儿床上安装摄像头，获取婴儿的图像和影像，配合声音识别进行判断。

方案二：

婴儿哭声识别的方法，其特征在于，利用权利要求1-9任意一项所述的婴儿哭声识别器，包含如下步骤，

不光是能识别婴儿哭声，还能预先判断婴儿哭声中的声纹，通过声纹进行判断，能确定婴儿身份；

通过哭声的识别，若多个婴儿识别器同时在工作，根据优先级进行处理，对于突发性分析中的突发性哭声，突然高音分析中的高音哭声进行优先处理。

采用如上技术方案的本发明，相对于现有技术有如下有益效果：我们研究开发了婴儿语言翻译器，我们会大量收集3个月內宝宝的哭声，并对各种哭声进行分类导入数据库，通过对宝宝哭声的录音进行哭声即时识别。该数据库是的对比和本身的分析能结合起来，能迅速找出对应的哭声对应的情景，进一步进行处理；

本专利包含婴儿声纹识别，声纹识别技术是个现成的技术，本专利不光光能判定婴儿哭，还能判定是哪个婴儿在哭，尤其适用于医院的育婴房；

本专利包含时间分析、突发性分析和突然高音分析；能够迅速判定出优先级，对婴儿进行处理。

附图说明

为了进一步说明本发明，下面结合附图进一步进行说明：

图1位可放可摆式摇篮结构示意图；

图2为附加蚊帐结构示意图；

图3为摇篮结构示意图；

图4为本专利的逻辑模型示意图；

图5为尿不湿局部结构示意图；

图6位尿不湿的进一步实施结构示意图；

图7为本专利的电路结构示意图；

其中：1.边侧支架；2.竖直支架；3.底板；4.竖直杆；5.上灯；6.底部支架；7.固定孔；8.上方支架；9.安装板；10.转动部分；11.上方灯光支架；12.转动轴；13.吊带；14.摇床；15.横向杆件；16.上方螺纹柱；17.螺纹套；18.上方连接体；19.蚊帐；20.插入柱；21.对接块；22.连接线；23.警示结构。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行说明，实施例不构成对本发明的限制：

方案一：

婴儿哭声识别器，包含婴儿哭声识别模块，其特征在于，包含如下步骤，

所述步骤包含：婴儿哭声数据库的建立，所述的婴儿哭声数据库的建立，是指进行特定情景声纹录入，所述的特定情景声纹录入是指集合特定情景的婴儿哭声，尤其是目标婴儿的哭声，所述的特定情景为排泄、伤痛、饥渴以及恐惧下的婴儿哭声；

还包含哭声即时录制和传输的步骤，所述的哭声即时录制是指采用麦克风对婴儿哭声进行即时录制并传输给处理器使得其和婴儿哭声数据库内部的哭声进行对比的步骤；

还包含时间分析、突发性分析和突然高音分析多种分析的一种或者多种；

所述的时间分析是通过如下步骤实现的，即，将整天24小时进行时间分区，分为凌晨、上午、中午、下午、傍晚、夜晚和午夜，对婴儿哭声产生的时间分区进行判断，若为进食区段，则有优先判断为饥渴；

所述的突发性分析是指将整天24小时进行时间分区，分为凌晨、上午、中午、下午、傍晚、夜晚和午夜，进行统计，婴儿在某一时段通常不哭，如果哭声出现在该时段，则判定为不舒服，提高优先级进行健康状况核查；

所述的突然高音分析是指婴儿在痛哭的时候，会突然音调拉高，对哭声的音调进行分析，如果音调突然升高，判定为优先处理；

还包含对婴儿哭声及时反馈的动作应急部分，所述动作应急部分是指针对哭声进行及时反馈的步骤，所述反馈的步骤包含放音乐、摇床以及灯光吸引婴儿注意力；放音乐采用音乐播放器完成，灯光采用彩灯，彩灯开关以及音乐播放器通信连接中控部分。

本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：相比于现有技术，具有如下的突出优势：

相比于基于基于改进的技术；

本专利包含婴儿哭声数据库的建立，全世界宝宝在3月龄前，哭声的表达一致。因此，我们研究开发了婴儿语言翻译器，我们会大量收集3个月內宝宝的哭声，并对各种哭声进行分类导入数据库，通过对宝宝哭声的录音进行哭声即时识别。该数据库是的对比和本身的分析能结合起来，能迅速找出对应的哭声对应的情景，进一步进行处理；

本专利包含婴儿声纹识别，声纹识别技术是个现成的技术，本专利不光光能判定婴儿哭，还能判定是哪个婴儿在哭，尤其适用于医院的育婴房；

本专利包含时间分析、突发性分析和突然高音分析；能够迅速判定出优先级，对婴儿进行处理。

为了进一步进行说明：结合图4；

a是指数据库的构建过程，将婴儿哭声进行录入，保存足够多的样本；

b是指每次婴儿哭声，除了和数据库进行对比，还会形成新的数据库内部的音频样本，丰富数据库，以对应下次识别；

c是指对婴儿哭声进行数据库对比的步骤，结合对比文件中的哭声识别，本专利能将婴儿哭声进一步进行情景化分析，对比重合度高的，认为是该种情景下的哭声，对应处理即可；

d是指对哭声进行识别的步骤；

e是时间分析，即前文所述的时间分析，比如，在饭点的哭声，有限和饥渴的哭声进行对比；

f是指哭声识别和时间分析二者结合，给哭声加上时间左边，导入数据库以备后用；

g是指哭声识别后进行的动作应急；

h是指突发性分析，即前文所述的突发性分析，比如在午夜通常不哭，突然哭了，就赶紧优先级处理；

i是指突然高音分析，即前文所述的突然高音分析，比如，特别疼的情况，音调会高八度；

k和j指的是对应分析；

m指的是体温监控配合哭声识别。还包含体温监控的步骤，所述的体温监控的步骤是指，当判定为婴儿哭声的时候，及时采用腕表式的体温监控装置对婴儿体温进行监控并进行无线传输，中控部分能够记录婴儿温度并进行逻辑分析。

结合图1和图3，所述的动作应急部分包含婴儿床，婴儿床包含边侧支架，边侧支架下方为底板，边侧支架包含竖直支架，竖直支架上包含横向杆件，横向杆件上能放置摇床，摇床下方包含两个凹槽，两个凹槽能嵌入横向杆件是的摇床能够被安置；摇床上方包含吊带，吊带位于转动轴上。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：孩子小的时候，放置到很大的婴儿床中很深，没有摇床功能，本结构开创性在孩子比较小的时候，能放到较小的摇床上，摇床能够固定在横向杆件上，也可以被提起来进行摇摆，配合哭声识别器能对应性进行处理。

所述转动轴为转动部分的转动轴，转动部分固定安装在上方支架上，上方支架和下方支架二者高度能够相对调整；转动部分相对转动摇摆能带动摇床摆动转动；上方支架相对升高的时候，能提高摇床的高度。

所述的转动部分摇摆电机；所述上方支架和下方支架为彼此嵌套的杆状结构，该杆状结构为竖直杆，杆状结构上包含固定孔，还包含能穿过彼此嵌套的杆状结构的固定孔中的螺栓。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：升高后可以作为摇床，还能进行摇摆，识别到哭声后，摇摆电机摇摆，先对婴儿进行停哭动作。

所述杆状结构上方为上灯，上灯包含朝下的上方灯光支架，上方灯光支架上包含上方螺纹柱，上方螺纹柱能螺纹连接螺纹套，螺纹套能够螺纹连接上方螺纹柱，螺纹套位于上方连接体上，上方连接体周围包含一圈的蚊帐。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：开创性能够安装蚊帐，原来婴儿床的蚊帐很难安装。

还包含哭声实际快速判断的辅助结构，所述辅助结构包含尿不湿，尿不湿包含五层，分别为亲肤表层、反渗透隔离层、吸收层、锁水层、外表层，还包含插入柱，插入柱为金属材质，插入柱能够从外表层插入尿不湿且其端部位于吸收层中，两个插入柱构成电路的一部分，该电路中包含电源、开关和警示结构，所述警示结构包含警示灯、警示音乐；所述警示结构连接无线通信结构，该无线通信结构能够给家长发短信。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：结合图6和图7，本结构实际起到的效果如下，吸收层本身不导电，但是站上屎尿后湿润后就导电了，使用的时候，配合哭声识别器，过去一看由于导电后的警示结构有警示效果，，电源采用安全电压；即灯亮了或者是蜂鸣器有效果，就可以进行警示，判定为排泄，针对的现有技术是，婴儿经常裹着屎尿几小时，非常不舒服。

还包含哭声实际快速判断的辅助结构，所述辅助结构包含尿不湿，尿不湿包含五层，分别为亲肤表层、反渗透隔离层、吸收层、锁水层、外表层，所述吸收层包含局部凸起，局部凸起穿过锁水层以及外表层，该局部凸起内部为变色吸收层，吸水后能够边侧。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：毫无疑问，湿润变色能够看出来，结合5，本初的结构不用电。

还包含图像获取结构，所述的图像获取结构指的是，在婴儿床上安装摄像头，获取婴儿的图像和影像，配合声音识别进行判断。

方案二：

婴儿哭声识别的方法，其特征在于，利用如上任意一项所述的婴儿哭声识别器，包含如下步骤，

不光是能识别婴儿哭声，还能预先判断婴儿哭声中的声纹，通过声纹进行判断，能确定婴儿身份；

通过哭声的识别，若多个婴儿识别器同时在工作，根据优先级进行处理，对于突发性分析中的突发性哭声，突然高音分析中的高音哭声进行优先处理。

基本仪器可以做成两款：

一款是可以带回家的便携款，只能通过哭声进行辨识，仪器如手机大小，可以通过下载app的方式实现，也方便家长使用，

另一款用于大型机构如新生儿科，产科或月子中心等领域，在住院期间，可以通过电脑做一个中央哭声监视器，不但能监测宝宝的哭声，还能监测宝宝的状态，只需要每个婴儿车上放一个传感器，一旦宝宝哭了，护理站就能辨别宝宝的需求，大大降低了护理工作量，减轻新手爸妈护理宝宝的烦恼，且避免了持久不明原因的哭闹。

开创性地，以上各个效果独立存在，还能用一套结构完成上述结果的结合。

以上结构实现的技术效果实现清晰，如果不考虑附加的技术方案，本专利名称还可以是一种婴儿监护结构。图中未示出部分细节。

需要说明的是，本专利提供的多个方案包含本身的基本方案，相互独立，并不相互制约，但是其也可以在不冲突的情况下相互组合，达到多个效果共同实现。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的范围内。