CN105286867A - 一种采集声音信息的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采集声音信息的方法及装置，其中，该方法包括：在预定采样周期内采集声音样本，并判断声音样本对应的声音强度是否达到预设声音强度；在声音样本对应的声音强度达到预设声音强度的情况下，连续采集声音并保存，以根据保存的声音分析睡眠状态下的声音特征。本发明先采集声音样本，判断声音样本是否符合采集标准，如果符合，就开始进行连续采集和保存，以使得可以根据保存的声音分析睡眠状态下的声音特性，给用户提供了一种较为准确的采集方法，方便用户了解自己的睡眠时状态，解决了现有技术中，移动终端上无法在长达数小时的睡眠过程中保持数据采集、分析，导致用户体验较低的问题。

Description

一种采集声音信息的方法及装置

技术领域

本发明涉及通讯领域，特别是涉及一种采集声音信息的方法及装置。

背景技术

时至今日，移动通信终端以其方便携带、随时沟通以及丰富多彩应用的特点，成为了人们生活中不可或缺的必备品。人们通过与移动终端进行直接的交互来使用其提供的多样化的功能，但实际上移动终端在人们不直接操控时，同样能够完成特定的功能，例如在用户行走、驾驶，或者进入睡眠状态时，手机仍然能够以值守的方式进行数据采集、数据分析、数据处理等方面的工作。其中，对于睡眠情况的监控及睡眠质量的分析，是一个很有前途的应用方向。

典型的场景是，当用户夜间睡眠时，此时移动终端也处于休眠态，用户和移动终端不再进行任何交互。但是用户在无自主意识的情况下，如果希望事后了解睡眠情况如何，夜间是否出现了梦话、呼噜，甚至呼吸暂停的情况，需要在长达数小时的睡眠过程中保持数据采集、分析，目前在移动终端上很难直接实现。

发明内容

本发明提供了一种采集声音信息的方法及装置，用以解决现有技术中，移动终端上无法在长达数小时的睡眠过程中保持数据采集、分析，导致用户体验较低的问题。

为解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种采集声音信息的方法，包括：在预定采样周期内采集声音样本，并判断所述声音样本对应的声音强度是否达到预设声音强度；在所述声音样本对应的声音强度达到所述预设声音强度的情况下，连续采集声音并保存，以根据保存的声音分析睡眠状态下的声音特征。

进一步，在预定采样周期内采集声音样本，并判断所述声音样本对应的声音强度是否达到预设声音强度包括：在所述预定采样周期内采集所述声音样本，对所述声音样本进行傅里叶变换；在所述傅里叶变换后的声音样本中，对60hz-1.2khz范围内的各个频点进行声音强度的累计测量并计算平均值；判断所述声音强度的平均值是否达到所述预设声音强度。

进一步，在所述声音样本对应的声音强度达到所述预设声音强度的情况下，连续采集声音并保存之后，还包括：监测所述声音样本对应的声音强度是否低于所述预设声音强度；在所述声音样本对应的声音强度低于所述预设声音强度的情况下，在预设时长内监测所述声音强度是否再次达到所述预设声音强度；如果是，则停止在所述预设时长内监测声音强度，如果否，则在所述预设时长结束时，停止连续采集所述声音样本的操作。

进一步，在所述预设时长结束时，停止连续采集所述声音样本的操作之后，还包括：在预定时间间隔后，重新启动采集所述声音样本的操作。

进一步，监测所述声音样本对应的声音强度是否低于所述预设声音强度之后，还包括：在所述声音样本对应的声音强度低于所述预设声音强度的情况下，在所述预定采样周期结束时，停止采集所述声音样本的操作，并在预定时间间隔后，重新启动采集所述声音样本的操作。

进一步，根据保存的声音分析睡眠状态下的声音特征包括：对已保存的声音数据进行80-800hz频段的峰值统计和尖峰的间隔统计；根据峰值统计和尖峰的间隔统计的结果判断当前声音是否为鼾声；在所述当前声音为鼾声的情况下，监测声音强度是否达到预设鼾声危险门限；在所述声音强度达到所述预设鼾声危险门限的情况下，执行唤醒操作。

另一方面，本发明还提供一种采集声音信息的装置，包括：判断模块，用于在预定采样周期内采集声音样本，并判断所述声音样本对应的声音强度是否达到预设声音强度；采集模块，用于在所述声音样本对应的声音强度达到所述预设声音强度的情况下，连续采集声音并保存，以根据保存的声音分析睡眠状态下的声音特征。

进一步，所述判断模块包括：数据处理单元，用于在所述预定采样周期内采集所述声音样本，对所述声音样本进行傅里叶变换；数据统计单元，用于在所述傅里叶变换后的声音样本中，对60hz-1.2khz范围内的各个频点进行声音强度的累计测量并计算平均值；判断单元，用于判断所述声音强度的平均值是否达到所述预设声音强度。

进一步，所述装置还包括：监测模块，用于监测所述声音样本对应的声音强度是否低于所述预设声音强度；还用于在所述声音样本对应的声音强度低于所述预设声音强度的情况下，在预设时长内监测所述声音强度是否再次达到所述预设声音强度；还用于在所述预设时长内监测所述声音强度再次达到所述预设声音强度的情况下，停止在所述预设时长内监测声音强度；所述采集模块，还用于在所述预设时长内监测所述声音强度没有再次达到所述预设声音强度的情况下，在所述预设时长结束时，停止连续采集所述声音样本的操作。

进一步，所述采集模块，还用于在所述预设时长结束时，停止连续采集所述声音样本的操作的情况下，在预定时间间隔后，重新启动采集所述声音样本的操作；或者，还用于在所述预定采样周期结束时停止采集所述声音样本的操作的情况下，在预定时间间隔后，重新启动采集所述声音样本的操作。

进一步，所述装置还包括：分析模块，用于对已保存的声音数据进行80-800hz频段的峰值统计和尖峰的间隔统计；根据峰值统计和尖峰的间隔统计的结果判断当前声音是否为鼾声；在所述当前声音为鼾声的情况下，触发所述监测模块监测声音强度是否达到预设鼾声危险门限；在所述声音强度达到所述预设鼾声危险门限的情况下，触发唤醒操作。

本发明先采集声音样本，判断声音样本是否符合采集标准，如果符合，就开始进行连续采集和保存，以使得可以根据保存的声音分析睡眠状态下的声音特性，给用户提供了一种较为准确的采集方法，方便用户了解自己的睡眠时状态，解决了现有技术中，移动终端上无法在长达数小时的睡眠过程中保持数据采集、分析，导致用户体验较低的问题。

附图说明

图1是本发明实施例中采集声音信息的方法的流程图；

图2是本发明实施例中采集声音信息的装置的结构示意图；

图3是本发明实施例中采集声音信息的装置判断模块的结构示意图；

图4是本发明实施例中采集声音信息的装置的优选结构示意图；

图5是本发明优选实施例中具有采集声音信息的装置的移动终端的架构示意图；

图6是本发明优选实施例中采集声音信息的方法的流程图。

具体实施方式

为了解决现有技术中，移动终端上无法在长达数小时的睡眠过程中保持数据采集、分析，导致用户体验较低的问题，本发明提供了一种采集声音信息的方法及装置，以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

本发明实施例提供了一种采集声音信息的方法，该方法的流程如图1所示，包括步骤S102至步骤S104：

S102，在预定采样周期(Pw)内采集声音样本，并判断声音样本对应的声音强度是否达到预设声音强度；

S104，在声音样本对应的声音强度达到预设声音强度的情况下，连续采集声音并保存，以根据保存的声音分析睡眠状态下的声音特征。

本发明实施例先采集声音样本，判断声音样本是否符合采集标准，如果符合，就开始进行连续采集和保存，以使得可以根据保存的声音分析睡眠状态下的声音特性，给用户提供了一种较为准确的采集方法，方便用户了解自己的睡眠时状态，解决了现有技术中，移动终端上无法在长达数小时的睡眠过程中保持数据采集、分析，导致用户体验较低的问题。

实施过程中，在预定采样周期内采集声音样本后，需要对采集到的声音样本进行处理，使其能够作为数据被处理和比较，因此，在预定采样周期内采集声音样本后，对声音样本进行傅里叶变换；在傅里叶变换后的声音样本中，再对60hz-1.2khz范围内的各个频点进行声音强度的累计测量并计算平均值，判断声音强度的平均值是否达到预设声音强度。当然，本领域技术人员在实现时，也可以是采集几个声音样本，判断单独的几个声音样本中的一个或几个样本是否达到预设声音强度。本领域技术人员可以根据上述指导进行设计，此处不再赘述。

在声音样本对应的声音强度达到预设声音强度的情况下，则确定当前的声音符合采集条件，可以进行连续采集，在连续采集声音并保存之后，监测声音样本对应的声音强度是否低于预设声音强度。

如果低于预设声音强度，说明声音存在较弱的情况，需要观测当前的声音是否还有必要再继续采集，则需要在预设时长(Ps)内监测声音强度是否再次达到预设声音强度。如果再次达到预设声音强度，说明当前声音还是适合采集的，则停止在预设时长内监测声音强度，继续连续采集，如果没有再次达到预设声音强度，说明此时的声音已经不符合再采集的标准，即使再采集也没有意义，则在预设时长结束时，停止连续采集声音样本的操作。

在监测声音样本对应的声音强度是否低于预设声音强度之后，如果声音样本对应的声音强度低于预设声音强度的情况下，在预定采样周期结束时，停止采集声音样本的操作，并在预定时间间隔(Pi)后，重新启动采集声音样本的操作。

实现过程中，在预设时长结束时，停止连续采集声音样本的操作之后，在预定时间间隔后，重新启动采集声音样本的操作，继续在预定采样周期内采集声音样本，并判断声音样本对应的声音强度是否达到预设声音强度。

对于已经保存的声音，需要对其进行分析，以得到睡眠状态下的声音特征，则可以对已保存的声音数据进行80-800hz频段的峰值统计和尖峰的间隔统计；根据峰值统计和尖峰的间隔统计的结果判断当前声音是否为鼾声。

如果当前声音为鼾声，监测声音强度是否达到预设鼾声危险门限(Vd)；在声音强度达到预设鼾声危险门限的情况下，说明此时用户处于危险状态，需要用户换个睡卧的姿势，则执行唤醒操作，发出铃声或震动等操作使用户换个姿势；在声音强度没有达到预设鼾声危险门限的情况下，则可以继续监测，并保存分析记录，供用户在醒来后观察自己的睡眠状态。

本发明实施例还提供一种采集声音信息的装置，该装置的结构示意如图2所示，包括：判断模块10，用于在预定采样周期内采集声音样本，并判断声音样本对应的声音强度是否达到预设声音强度；采集模块20，与判断模块10耦合，用于在声音样本对应的声音强度达到预设声音强度的情况下，连续采集声音并保存，以根据保存的声音分析睡眠状态下的声音特征。

图3示出了判断模块10的结构示意图，判断模块10包括：

数据处理单元101，用于在预定采样周期内采集声音样本，对声音样本进行傅里叶变换；数据统计单元102，与数据处理单元101耦合，用于在傅里叶变换后的声音样本中，对60hz-1.2khz范围内的各个频点进行声音强度的累计测量并计算平均值；判断单元103，与数据统计单元102耦合，用于判断声音强度的平均值是否达到预设声音强度。

图4示出了采集声音信息的装置的优选结构示意图，装置还包括：监测模块30，与采集模块20耦合，用于监测声音样本对应的声音强度是否低于预设声音强度；还用于在声音样本对应的声音强度低于预设声音强度的情况下，在预设时长内监测声音强度是否再次达到预设声音强度；还用于在预设时长内监测声音强度再次达到预设声音强度的情况下，停止在预设时长内监测声音强度；采集模块20，还用于在预设时长内监测声音强度没有再次达到预设声音强度的情况下，在预设时长结束时，停止连续采集声音样本的操作。

其中，采集模块，还用于在预设时长结束时，停止连续采集声音样本的操作的情况下，在预定时间间隔后，重新启动采集声音样本的操作；或者，还用于在预定采样周期结束时停止采集声音样本的操作的情况下，在预定时间间隔后，重新启动采集声音样本的操作。

上述装置还可以包括：分析模块，与监测模块耦合，用于对已保存的声音数据进行80-800hz频段的峰值统计和尖峰的间隔统计；根据峰值统计和尖峰的间隔统计的结果判断当前声音是否为鼾声；在当前声音为鼾声的情况下，触发监测模块监测声音强度是否达到预设鼾声危险门限；在声音强度达到预设鼾声危险门限的情况下，触发唤醒操作。

优选实施例

通常情况下，移动终端需要处于非连续工作的场景，才能在不影响便携性的前提下，利用机载的电源供应，维持数小时的待机工作时间。原因在于，移动终端主要的功能都由应用处理器承担，包括运行应用程序，多媒体内容的处理及显示，及***器件、传感器采集的数据的集中运算及处理。应用处理器在处于休眠状态时可以做到较低的功耗，但在工作状态的功耗则相对较高，二者间存在数十倍以上的差距。因此在常规的使用场景下，待机和工作态交替，能够维持较长的待机时间；但如果连续地进行视频播放、游戏，整体待机时间就会有明显下降。所以，在手机上进行连续的数据采集分析等值守型的功能，如果仅仅通过软件实现上述监听-录制的功能，由于功耗的原因无法满足应用条件。

同样是移动终端内的处理器，用于实现蜂窝移动网络协议功能的MODEM芯片采用了一种同接入网络约定间隔的休眠策略，即当用户没有任何拨入/接听电话及发起分组域业务数据连接的动作时，MODEM芯片除了周期性监听广播/寻呼信道，及定期/条件性地发起位置更新请求，其他大部分时间都处于休眠状态，不进行任何处理。如果用户发起了电话拨号或数据上网连接的动作，或者MODEM芯片的周期性检测机制检测到对本机的寻呼信息，则MODEM芯片才进入激活的工作状态，开始处理。本实施例提供的分析睡眠后的声音采集-录制的工作模式，就属于一种间歇的、突发式的、间隔时长均不确定的触发机制，某种程度上同MODEM芯片接收寻呼的过程相似。

为了在移动终端上实现上述的机制，可在方案实现中，引入一个工作能耗很低，功能相对简单的处理单元，实现持续监听和第一级的数据采集、记录与处理，当采集到的数据满足一定的门限后触发唤醒应用处理器(CP，移动终端的一种通用处理器)进行后期运算和存储。当睡眠周期结束，可通过CP上的应用程序对数据进行整体分析及建档处理。还可以在满足某些极限门限时触发CP进行告警处理。

基于上述思想，本发明实施例提供了一种采集声音信息的装置，该装置设置在移动终端中，和移动终端自身的器件进行结合使用，该移动终端的内部架构示意如图5所示，包括：CP，移动终端的通用处理器；SS，工作在低功耗状态的处理器；SP，用于SS工作时存储声音样本；MIC，声音拾取及处理的器件，在SS工作时用于检测环境声音；MODEM，移动终端的通信处理器。

本发明提出了一种移动终端记录睡眠信息的方法，该方法应用在上述移动终端中，能够在合理功耗的前提下，实现移动终端对用户睡眠过程中的声音信息的完整记录，从而实现后期对睡眠情况的汇总、跟踪记录，为关心自身健康及睡眠情况的用户提供了一个方便易用可靠的手段。

具体的，本发明实施例可以为移动终端引入一个低功耗处理单元，具体实现上可采用DSP/FPGA等低功耗器件SS(一种工作在低功耗状态的处理器)，实现移动终端在低功耗状态下对声音信号的持续监控及记录功能，实现方法包括以下步骤：

(1)启动睡眠记录功能：移动终端进入休眠状态；SS保持低功耗工作状态，以Pi间隔启动MIC等声音采集器件监控外界的声音信号，对Pw的采样周期的声音信号进行测量。

如果Pw周期内检测声音没有超过记录门限(Vt)，重新开始Pi周期，MIC等***器件停止工作；

如果外界声音达到记录门限，则SS在采样周期Pw内采集声音样本，并对声音样本执行傅里叶变换，对其中人声基准音区60hz-1.2khz范围的各个频点进行声强的累计测量。实现时，在Pw周期内测量人声区声强达到Vt，说明目前采集的声音符合采样标准，则SS停止Pw，由SS对声音样本进行连续采集及保存，记录时间戳；保存至样本池SP(用于SS工作时存储声音样本的介质)；进一步地，对已采集的数据进行80-800hz频段的峰值统计，及尖峰的间隔统计，判定是否符合鼾声的特征，并加以标记；进一步地，对于达到鼾声的情况，根据其响度是否达到危险门限Vd，判定是否触发对CP的唤醒，以触发蜂鸣或振动等策略，通过外界的轻微刺激，在不唤醒用户的前提下主动刺激用户更改姿态，脱离呼吸暂停的危险。

如果在采样过程中，接收到的声音信号降落至记录门限以下，启动Ps，并保持对声音进行采样；在Ps周期内，如果重新采样到声音信号重新达到Vt，则停止Ps周期进行的监测；如果Ps周期到，而外界声音持续在记录门限以下，则SS记录时间戳，停止MIC等***器件的声音检测，重新启动Pi周期。

实现过程中，如果累计采集的声音样本总时长Ls达到门限La，或累计的声音样本个数Ts达到门限Ta，或周期性记录门限Rs达到门限Ra，则由SS唤醒CP提取样本池SP中的样本进行分析及存档到文件***。

(2)完成睡眠记录功能：当用户结束睡眠监测过程，可通过CP上运行的软件获得完整记录的声音数据以及对应的分析及图表数据。通过MODEM同Internet连接并与相应的在线服务相结合，可以进一步衍生出很多围绕睡眠健康的应用。

下面，结合附图对上述实施例进行进一步说明。

图6是本发明方法实施例流程示意图，如图6所示，本发明在低功耗状态下记录睡眠声音的方法包括以下步骤：

步骤S1，启动睡眠记录模式，移动终端工作在休眠状态，SS工作在低功耗检测状态。

步骤S2，关闭MIC，启动Pi。

步骤S3，Pi周期到，开启MIC检测环境声音，启动Pw。

步骤S4，检测到声音达到门限Vt，停止Pw，执行S6。

步骤S5，Pw周期到，执行步骤S2。

步骤S6，SS对声音样本进行连续检测并保存至SP，直到检测声音低于门限Vt时，启动Ps。

步骤S7，Ps周期到，停止记录声音样本，转步骤S2。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims (11)

1.一种采集声音信息的方法，其特征在于，包括：

在预定采样周期内采集声音样本，并判断所述声音样本对应的声音强度是否达到预设声音强度；

在所述声音样本对应的声音强度达到所述预设声音强度的情况下，连续采集声音并保存，以根据保存的声音分析睡眠状态下的声音特征。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在预定采样周期内采集声音样本，并判断所述声音样本对应的声音强度是否达到预设声音强度包括：

在所述预定采样周期内采集所述声音样本，对所述声音样本进行傅里叶变换；

在所述傅里叶变换后的声音样本中，对60hz-1.2khz范围内的各个频点进行声音强度的累计测量并计算平均值；

判断所述声音强度的平均值是否达到所述预设声音强度。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述声音样本对应的声音强度达到所述预设声音强度的情况下，连续采集声音并保存之后，还包括：

监测所述声音样本对应的声音强度是否低于所述预设声音强度；

在所述声音样本对应的声音强度低于所述预设声音强度的情况下，在预设时长内监测所述声音强度是否再次达到所述预设声音强度；

如果是，则停止在所述预设时长内监测声音强度，如果否，则在所述预设时长结束时，停止连续采集所述声音样本的操作。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述预设时长结束时，停止连续采集所述声音样本的操作之后，还包括：

在预定时间间隔后，重新启动采集所述声音样本的操作。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，监测所述声音样本对应的声音强度是否低于所述预设声音强度之后，还包括：

在所述声音样本对应的声音强度低于所述预设声音强度的情况下，在所述预定采样周期结束时，停止采集所述声音样本的操作，并在预定时间间隔后，重新启动采集所述声音样本的操作。

6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，根据保存的声音分析睡眠状态下的声音特征包括：

对已保存的声音数据进行80-800hz频段的峰值统计和尖峰的间隔统计；

根据峰值统计和尖峰的间隔统计的结果判断当前声音是否为鼾声；

在所述当前声音为鼾声的情况下，监测声音强度是否达到预设鼾声危险门限；

在所述声音强度达到所述预设鼾声危险门限的情况下，执行唤醒操作。

7.一种采集声音信息的装置，其特征在于，包括：

判断模块，用于在预定采样周期内采集声音样本，并判断所述声音样本对应的声音强度是否达到预设声音强度；

采集模块，用于在所述声音样本对应的声音强度达到所述预设声音强度的情况下，连续采集声音并保存，以根据保存的声音分析睡眠状态下的声音特征。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述判断模块包括：

数据处理单元，用于在所述预定采样周期内采集所述声音样本，对所述声音样本进行傅里叶变换；

数据统计单元，用于在所述傅里叶变换后的声音样本中，对60hz-1.2khz范围内的各个频点进行声音强度的累计测量并计算平均值；

判断单元，用于判断所述声音强度的平均值是否达到所述预设声音强度。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

监测模块，用于监测所述声音样本对应的声音强度是否低于所述预设声音强度；还用于在所述声音样本对应的声音强度低于所述预设声音强度的情况下，在预设时长内监测所述声音强度是否再次达到所述预设声音强度；还用于在所述预设时长内监测所述声音强度再次达到所述预设声音强度的情况下，停止在所述预设时长内监测声音强度；

所述采集模块，还用于在所述预设时长内监测所述声音强度没有再次达到所述预设声音强度的情况下，在所述预设时长结束时，停止连续采集所述声音样本的操作。

10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，

所述采集模块，还用于在所述预设时长结束时，停止连续采集所述声音样本的操作的情况下，在预定时间间隔后，重新启动采集所述声音样本的操作；

或者，还用于在所述预定采样周期结束时停止采集所述声音样本的操作的情况下，在预定时间间隔后，重新启动采集所述声音样本的操作。

11.如权利要求7至10中任一项所述的装置，其特征在于，还包括：

分析模块，用于对已保存的声音数据进行80-800hz频段的峰值统计和尖峰的间隔统计；根据峰值统计和尖峰的间隔统计的结果判断当前声音是否为鼾声；在所述当前声音为鼾声的情况下，触发所述监测模块监测声音强度是否达到预设鼾声危险门限；在所述声音强度达到所述预设鼾声危险门限的情况下，触发唤醒操作。