一种识别儿童哭叫声的可穿戴监护器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及音频处理领域，特别设及一种识别儿童哭叫声的可穿戴监护器。
【背景技术】
[0002] 目前对于双亲全职工作的家庭，儿童校外的安全监护主要依靠家中的老人或者雇 佣的保姆。随着社会的发展，人力成本昂贵等问题逐渐涌现，势必增加聘请保姆监护儿童的 年轻父母的负担。如果让家中的老人照看儿童，由于老人年迈，照看起来可能会有所疏忽， 会出现儿童走丢或被人拐走却无人晓等现象。因此，人们迫切需要一种可穿戴的智能安全 监护设备，能够帮助人们对儿童的人身安全状况进行实时监控，由此来分担照看人的一部 分工作，弥补人力看管的不足之处。
[0003] 目前市场上出现了一些所谓的智能安全监护器(例如智能安全报警手环），具有一 键紧急呼叫功能：即出现紧急情况时，儿童通过长时间按下紧急求助键，监护器就可W拨打 预设的电话号码进行求助。然而，在紧急情况下，由于缺乏社会经验儿童往往会不知所措或 忘记或来不及按下求助键，就已经被人劫走或走丢或出现其他安全事故。因此，当紧急情况 出现时能自动触发报警，而不是人工长时间按键触发报警的智能可穿戴儿童安全监护器就 更适合儿童运类弱势人群。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型的目的在于克服现有可穿戴儿童安全监护器不能自动触发报警的缺 点与不足，提供一种识别儿童哭叫声的可穿戴监护器，能够实时监控儿童是否哭叫，并在儿 童哭叫时将儿童所在位置及事先编辑好的报警信息发送给预设手机号码，同时拨打预设电 话号码并将现场声音传送给电话接听者。该安全监护器可W佩戴在儿童的手上（智能安全 手环)或者挂在脖子上(智能安全挂环)或者戴在头上(智能安全帽子）。
[0005] 本实用新型的目的通过W下的技术方案实现：
[0006] -种识别儿童哭叫声的可穿戴监护器，包括主控模块、儿童哭叫声识别模块、GPS 定位模块、短信发送模块和现场音传送模块，其中
[0007] 主控模块，收到儿童哭叫声识别模块发过来的儿童正在哭叫的信息后，读取GPS定 位模块的位置信息，将该位置信息及预设的报警文字信息传输给短信发送模块，并控制现 场音传送模块拨打预设电话号码实时传送现场声音；
[000引GPS定位模块，与主控模块相连，将现场位置信息发送给主控模块；
[0009] 短信发送模块，与主控模块相连，接收到主控模块发送的儿童正在哭叫的信息及 现场位置信息后，向预设的手机号码发送报警短信；
[0010] 儿童哭叫声识别模块，与主控模块相连，实时采集周围环境声音，并从采集到的声 音信号中提取基频特征，将儿童哭叫声与其他环境声音区分开；
[0011] 现场音传送模块，与主控模块相连，接收到主控模块发送的儿童正在哭叫的信息 后，拨打预设手机号码在对方接通电话时将现场声音实时传送给对方。
[0012]所述儿童哭叫声识别模块包括声音采集模块、基频提取模块和声音判决模块，声 音采集模块实时采集周围环境声音，基频提取模块从采集到的声音信号中提取基频特征， 声音判决模块将儿童哭叫声与其他环境声音区分开。
[OOU] -种识别儿童哭叫声的方法，包含W下顺序的步骤：
[0014] S1、儿童哭叫声识别模块实时采集环境声音，并从采集到的声音信号中提取基频 特征，根据基频特征判决声音信号是否为儿童哭叫声，排除其他声音(比如儿童或其他人发 出的语音、其他背景音）；
[0015] S2、如果是儿童哭叫声，则向主控模块发送触发报警信号，主控模块采集到该报警 信号之后，控制GPS定位模块向主控模块传输现场位置信息，主控模块将现场位置信息及事 先编辑好的报警文字信息传输给短信发送模块，控制短信发送模块向预设的手机号码发送 报警短信；
[0016] S3、主控模块控制现场音传送模块拨打预设的电话号码，在被拨电话接通之后，将 现场声音传送给电话接听者，通过声音实时获知儿童现场情况，从而实现哭叫声自动触发 报警、位置信息发送及现场音传送等功能。
[0017] 所述儿童哭叫声识别模块包括声音采集模块、基频提取模块和声音判决模块，声 音采集模块实时采集周围环境声音，基频提取模块从采集到的声音信号中提取基频特征， 声音判决模块将儿童哭叫声与其他环境声音区分开。
[0018] 所述识别儿童哭叫声的方法，具体包含W下顺序的步骤：
[0019] (1)通过声音采集模块实时采集环境声音；
[0020] (2)基频提取模块首先将采集到的声音信号切分为音频帖，然后对各帖信号进行 加汉明窗处理，最后采用自相关方法估计各帖信号的基频值，假设第i帖信号为xi(n)，信号 采样频率为fs，帖长化对应的采样点个数N=int(fsX化），其中1含η含N，int( ·)表示取整 数运算；
[0021] (3)对第i帖信号的基频值f(i)，进行Ξ点中值滤波处理：
[0022] f' (i) =median([f (i-1) ,f (i) ,f (i+1)])
[00Z3]其中f'（i)是ミ点中值滤波之后的基频值，median( ·)表示取中值运算；
[0024] (4)声音判决模块将各帖信号的基频值与基频口限500赫兹进行比较，将基频值大 于基频口限的信号帖标记为哭叫声帖，当连续150帖里有100帖W上为哭叫声帖时，则认为 检测到儿童哭叫声，并向主控模块发送触发报警信号。
[0025] 所述音频帖的帖长化为40毫秒，音频帖的帖移化为20毫秒。
[0026] 步骤(2)中，所述采用自相关方法估计各帖信号的基频值，具体为：
[0027] A、对第i帖信号xi(n)进行中心削波处理：
[002引
[0029] 其中，yi(n)是中屯、削波后的信号，Cl是削波口限；
[0030] B、对yi(n)进行Ξ电平量化处理：
[0031]
[0032] C、计算yi(n)与y'i(n)的互相关值：
[0033]
[0034] 其中，k取整数，R(0)对应于短时能量；
[0035] D、计算R化)的最大值Rmax，其中k的取值范围为
，kmax表示 在R化)取得最大值Rmax时所对应的k值；
[0036] E、如果Rmax<0.3R(0)或者
或者R化）的均值mean(R化））大于 0.5Rmax，则第i帖信号的基频值f ( i )等于0，否则：
[0037] 步骤A中，所述削波口限Cl取值为xi(n)的最大幅度的0.68倍。
[0038] 本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
[0039] 1、通过辨识儿童哭叫声自动触发报警，自动化程度高、使用方便:本实用新型的可 穿戴儿童安全监护器能24小时监控儿童是否哭叫，并在儿童哭叫时自动将报警信息发送给 监护人(或110报警平台），能有效弥补人工按键触发报警的缺点，W及人力看管存在疏忽的 不足。
[0040] 2、自动将儿童所在位置信息及现场声音实时传送给监护人:为实时了解儿童人身 安全状况及采取有效施救措施提供了保障。
[0041] 3、成本低:整套设备是可穿戴的，体积小重量轻，能代替一部分人力劳动，降低人 力