[發(fā)明專利]基于語(yǔ)音交互的非接觸式心率監(jiān)測(cè)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810941471.0
• 申請(qǐng)日: 2018-08-17
• 公開（公告）號(hào): CN109124613B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭春紅;楊剛;米悅豐;陳怡然;于占勝;駱天翔;劉衍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B5/024
• 分類號(hào): A61B5/024;A61B5/00
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

一種基于語(yǔ)音交互的非接觸式心率監(jiān)測(cè)裝置及方法，裝置包括語(yǔ)音輸入模塊、語(yǔ)音識(shí)別模塊、語(yǔ)音播報(bào)模塊、視頻輸入模塊、信息查詢模塊、遠(yuǎn)程通話模塊。方法步驟為：接收使用者發(fā)出的語(yǔ)音指令，語(yǔ)音識(shí)別模塊將其轉(zhuǎn)換為文字指令，然后文字?jǐn)?shù)據(jù)分析模塊分析文字指令是否為心率測(cè)量、心率檢測(cè)、信息查詢、遠(yuǎn)程通話指令，若是的話，運(yùn)行文字?jǐn)?shù)據(jù)分析模塊分析完成的模塊，執(zhí)行對(duì)應(yīng)的心率測(cè)量、心率檢測(cè)、信息查詢、遠(yuǎn)程通話功能。本發(fā)明將語(yǔ)音技術(shù)與非接觸式心率測(cè)量技術(shù)相結(jié)合，通過(guò)放大視頻中的微小運(yùn)動(dòng)變化，實(shí)現(xiàn)了全天的心率監(jiān)測(cè)，提供了一種更穩(wěn)定的心率測(cè)量方法和更便捷的心率監(jiān)測(cè)裝置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于物理技術(shù)領(lǐng)域，更進(jìn)一步涉及電子設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域的一種基于語(yǔ)音交互的非接觸式心率監(jiān)測(cè)裝置及方法。本裝置可用于在非接觸式的情況下對(duì)人體進(jìn)行心率測(cè)量，為使用者提供心率監(jiān)測(cè)。

背景技術(shù)

作為人體最重要的生理參數(shù)之一的心率是人們關(guān)注的焦點(diǎn)，心率往往通過(guò)一些裝置來(lái)監(jiān)測(cè)數(shù)值變化。非接觸式心率監(jiān)測(cè)的理論依據(jù)是心臟的跳動(dòng)會(huì)引起人體跟隨心跳產(chǎn)生微小的周期性運(yùn)動(dòng)，人們使用數(shù)字圖像處理技術(shù)能夠放大這種微小的周期性運(yùn)動(dòng)，對(duì)放大的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析就能提取出心率值。

天津點(diǎn)康科技有限公司在其申請(qǐng)的專利文獻(xiàn)“非接觸式自動(dòng)心率測(cè)量系統(tǒng)及測(cè)量方法”(專利申請(qǐng)?zhí)枺篊N201310172275.9，公開號(hào)：CN104138254A)中提出了一種非接觸式自動(dòng)心率測(cè)量系統(tǒng)。該系統(tǒng)的視頻采集模塊用來(lái)采集一段彩色視頻。該系統(tǒng)的分幀提取感興趣區(qū)域ROI模塊使用人臉自動(dòng)跟蹤技術(shù)跟蹤視頻中每一幀圖像的人臉區(qū)域。該系統(tǒng)的基色分量分離模塊對(duì)提取的人臉區(qū)域進(jìn)行紅綠藍(lán)RGB基色分離，提取時(shí)域信號(hào)。該系統(tǒng)的盲源分離模塊對(duì)獲取的時(shí)域信號(hào)進(jìn)行盲源分離濾波操作。該系統(tǒng)的信號(hào)篩選模塊篩選出相關(guān)性最大的時(shí)域信號(hào)，然后使用心率分析模塊找出指定頻帶內(nèi)的峰值頻率，將最大的峰值頻率作為心率對(duì)應(yīng)的頻率，最終計(jì)算得到心率值。該系統(tǒng)使用人臉自動(dòng)跟蹤和盲源分離技術(shù)雖然消除了視頻中運(yùn)動(dòng)偽影的影響，對(duì)運(yùn)動(dòng)具有容錯(cuò)性，能同時(shí)測(cè)量多人的心率，但是，該系統(tǒng)仍然存在的不足之處是：由于該系統(tǒng)需要使用基色分離模塊分離人臉區(qū)域的紅綠藍(lán)RGB分量，而人臉區(qū)域的紅綠藍(lán)RGB值會(huì)受光照的影響而變化，所以在光照不穩(wěn)定的情況下，放大視頻中的顏色變化計(jì)算得到心率值會(huì)有誤差，在夜間沒有光照的情況下無(wú)法采集紅綠藍(lán)RGB彩色視頻，無(wú)法測(cè)量心率。

京東方科技集團(tuán)股份有限公司,高創(chuàng)(蘇州)電子有限公司在其申請(qǐng)的專利文獻(xiàn)“具有心率檢測(cè)功能的顯示裝置及心率檢測(cè)方法”中提出了一種具有心率檢測(cè)功能的顯示裝置及心率檢測(cè)方法。該方法將心率檢測(cè)裝置安裝于顯示器的邊框中，首先需要將手指放到心率檢測(cè)裝置前面，使用心率檢測(cè)裝置中的紅外光源發(fā)射特定頻段的紅外光照射手指皮膚，使用光電感應(yīng)模塊接收照射到皮膚上的反射光，然后根據(jù)反射光確定皮膚中的血液容積的變化數(shù)據(jù)，最后根據(jù)血液容積的變化數(shù)據(jù)計(jì)算得到心率，最后將結(jié)果顯示到顯示器中。該方法使用紅外的非接觸式心率測(cè)量方法，能夠不受外部光照的影響，但是，該方法仍然存在的不足之處是：該方法使用顯示器和鼠標(biāo)實(shí)現(xiàn)與用戶的交互，行動(dòng)不便的特殊人群使用心率測(cè)量設(shè)備有障礙。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種基于語(yǔ)音交互的非接觸式心率監(jiān)測(cè)裝置及方法，通過(guò)語(yǔ)音的交互方式控制設(shè)備測(cè)量心率，克服了臥床患者等行動(dòng)不便的特殊人群操作不方便的問題；通過(guò)微小運(yùn)動(dòng)放大算法，克服了在夜間非接觸測(cè)量方式無(wú)法測(cè)量心率的問題，實(shí)現(xiàn)了全天的心率監(jiān)測(cè)。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的思路是：使用語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)將使用者發(fā)出的語(yǔ)音指令轉(zhuǎn)換為文字指令，然后分析文字指令是否分為心率測(cè)量、心率檢測(cè)、信息查詢、遠(yuǎn)程通話中，然后運(yùn)行對(duì)應(yīng)的心率測(cè)量、心率檢測(cè)、信息查詢、遠(yuǎn)程通話的模塊，完成對(duì)應(yīng)的功能。

本發(fā)明的裝置包括語(yǔ)音輸入模塊、語(yǔ)音識(shí)別模塊、語(yǔ)音播報(bào)模塊、視頻輸入模塊、信息查詢模塊、遠(yuǎn)程通話模塊，其特征在于，還包括文字?jǐn)?shù)據(jù)分析模塊、心率計(jì)算模塊、心率監(jiān)測(cè)模塊。其中：

所述的語(yǔ)音輸入模塊，用于接收使用者發(fā)出的語(yǔ)音指令。