[發(fā)明專利]一種基于聲音的身體狀況確定系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710877854.1
• 申請(qǐng)日: 2017-09-26
• 公開（公告）號(hào): CN107622797B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李涵之
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 李涵之
• 主分類號(hào): G16H50/20
• 分類號(hào): G16H50/20;G16H50/70;G16H10/60;G06F16/683;G06F16/245;G06F16/28
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 王戈

1.一種基于聲音的身體狀況確定系統(tǒng)，其特征在于，包括：

聲音采集模塊，用于采集待測(cè)者的聲音信息；

降噪模塊，用于對(duì)所述聲音信息進(jìn)行降噪處理，得到降噪聲音；

解析模塊，用于解析所述降噪聲音信息，得到聲音特征；所述聲音特征包括聲速、音色、音調(diào)以及響度；

集成模塊，用于將多個(gè)聲音特征、環(huán)境數(shù)據(jù)以及體征數(shù)據(jù)集成為聲音數(shù)據(jù)組；所述環(huán)境數(shù)據(jù)包括所述待測(cè)者所處的地理位置、氣候、溫度以及濕度；所述體征數(shù)據(jù)包括待測(cè)者自身的體溫、腦波、心跳以及血壓；

數(shù)據(jù)庫(kù)建立模塊，用于建立待測(cè)者數(shù)據(jù)庫(kù)和疾病數(shù)據(jù)庫(kù)；所述待測(cè)者數(shù)據(jù)庫(kù)是根據(jù)待測(cè)者在不同疾病下的聲音數(shù)據(jù)組建立的；所述疾病數(shù)據(jù)庫(kù)是根據(jù)多個(gè)疾病患者在不同疾病下的聲音數(shù)據(jù)組建立的；

對(duì)預(yù)處理后的聲音信息，采用語(yǔ)音頻譜分析函數(shù)，綜合運(yùn)用隱馬爾可夫模型，以及支持向量機(jī)算法，解析出其聲紋、音調(diào)、音色、響度，以下述十元數(shù)組形式保存起來(lái)，即：

EPn＝(Hn,Sn,Dn,Vn,An,Fn,Tn,Vn’,Cn,Pn)

其中，EPn代表序號(hào)為n的待測(cè)者健康聲音特征；十元數(shù)組元素表達(dá)為實(shí)體對(duì)象、向量對(duì)象或數(shù)據(jù)類；其中，Hn是字符型數(shù)據(jù)類型的健康類型；Sn是字符型數(shù)據(jù)類型的健康狀態(tài)變量；Dn是字符型數(shù)據(jù)類型的聲音特征描述；An代表聲紋對(duì)象，是待測(cè)者聲音的語(yǔ)譜圖，是圖像化的聲音信號(hào)表示，其橫軸代表時(shí)間，縱軸代表頻率，語(yǔ)音在各個(gè)頻率點(diǎn)的幅值大小用顏色區(qū)分；Vn是聲速變量，F(xiàn)n是音調(diào)變量，Tn是音色變量，Vn’是響度變量，Cn是環(huán)境數(shù)據(jù)向量，Pn是體征數(shù)據(jù)向量，體征數(shù)據(jù)描述形成聲紋組合的待測(cè)者個(gè)性化數(shù)據(jù)，包括來(lái)自體檢、病歷或可穿戴設(shè)備的生理數(shù)據(jù)；

待測(cè)者數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)造：對(duì)多個(gè)待測(cè)者的待測(cè)者數(shù)據(jù)庫(kù)或疾病數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行整合，對(duì)聲紋、音色、音調(diào)、響度等取值進(jìn)行平均，對(duì)體征數(shù)據(jù)進(jìn)行平均，增加待測(cè)者相似度變量以表達(dá)不同待測(cè)者同一健康狀態(tài)n的相似性，形成十一元數(shù)組，表達(dá)出不同待測(cè)者不同健康、疾病類型對(duì)應(yīng)的聲音特征數(shù)組，形成待測(cè)者數(shù)據(jù)庫(kù)或疾病數(shù)據(jù)庫(kù)；

GPn＝(Hn,Sn,Dn,An,Vn，F(xiàn)n,Tn,Vn’,Cn,Pn,Bn)

其中，GPn代表通用健康聲音特征；十一元數(shù)組元素表達(dá)為實(shí)體對(duì)象、向量對(duì)象或數(shù)據(jù)類；其中，Hn是字符型數(shù)據(jù)類型的健康類型；Sn是字符型數(shù)據(jù)類型的健康狀態(tài)變量；Dn是字符型或?qū)傩孕蛿?shù)據(jù)類型的聲音特征描述；An代表聲紋對(duì)象，是待測(cè)者聲音的語(yǔ)譜圖，是圖像化的聲音信號(hào)表示，其橫軸代表時(shí)間，縱軸代表頻率，聲音在各個(gè)頻率點(diǎn)的幅值大小用顏色區(qū)分；Vn是聲速變量，F(xiàn)n是音調(diào)變量，Tn是音色變量，Vn’是響度變量，Cn是環(huán)境數(shù)據(jù)向量，Pn是體征數(shù)據(jù)向量，所述體征數(shù)據(jù)包括來(lái)自體檢、病歷或可穿戴設(shè)備的生理數(shù)據(jù)；Bn是相似度，表達(dá)不同待測(cè)者同一健康類型的相似性；該相似度采用余弦相似度計(jì)算兩者相似度，并引入置信系數(shù)來(lái)提高相似度的概率，即用戶a和b間的相似度計(jì)算可以用如下公式，其中H(a)表示用戶a的特征值集合，H(b)表示用戶b的特征值集合，Ca為置信系數(shù)；

基于上述的十元數(shù)組和十一元數(shù)組，建立索引數(shù)據(jù)庫(kù)，判斷待測(cè)者的健康或疾病；

第一判斷模塊，用于判斷所述聲音數(shù)據(jù)組與所述待測(cè)者數(shù)據(jù)庫(kù)的聲音數(shù)據(jù)組的相似度是否在第一預(yù)設(shè)相似度范圍內(nèi)，得到第一判斷結(jié)果；

第一確定模塊，用于若所述第一判斷結(jié)果表示為所述聲音數(shù)據(jù)組與所述待測(cè)者數(shù)據(jù)庫(kù)的聲音數(shù)據(jù)組的相似度在所述第一預(yù)設(shè)相似度范圍內(nèi)，確定所述待測(cè)者的疾病類型；

第二判斷模塊，用于若所述第一判斷結(jié)果表示為所述聲音數(shù)據(jù)組與所述待測(cè)者數(shù)據(jù)庫(kù)的聲音數(shù)據(jù)組的相似度未在所述第一預(yù)設(shè)相似度范圍內(nèi)，判斷所述聲音數(shù)據(jù)組與所述疾病數(shù)據(jù)庫(kù)的聲音數(shù)據(jù)組的相似度是否在第二預(yù)設(shè)相似度范圍內(nèi)，得到第二判斷結(jié)果；

第二確定模塊，用于若所述聲音數(shù)據(jù)組與所述疾病數(shù)據(jù)庫(kù)的聲音數(shù)據(jù)組的相似度在第二預(yù)設(shè)相似度范圍內(nèi)，確定所述待測(cè)者的疾病類型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的身體狀況確定系統(tǒng)，其特征在于，所述解析模塊具體包括解析單元；

所述解析單元，用于采用語(yǔ)音頻譜分析函數(shù)解析所述降噪聲音信息，得到聲音特征。