[发明专利]冲动控制仪及其控制方法

说明书

（一）技术领域

本发明属电子检测及控制范畴，具体是冲动控制仪及其控制方法。

（二）背景技术

个人情绪如不能控制会导致不希望看到的现象发生，由于个人冲动，往往会导致无法预料的恶劣后果。健康心理学杂志 2000年第8卷第5期 592页-595页，邓志祥，徐学俊发表了《小学生冲动行为干预研究报》，讲了人为干预小学生冲动的方法，这种方法采用了人工干预控制学生冲动，实用范围有限。中国临床心理学杂志 2006年 第14卷 第5期 455-456页，周亮，何晓燕，肖水源 发表了《冲动测量的方法学问题》，介绍了几种冲动测量的方法，但所介绍的方法都不能实时测量。冲动的产生具有瞬时性，冲动必须在其产生的瞬间得到控制。本发明用于在冲动的产生时发现冲动，及时发出冲动预警并控制冲动发生的控制仪，以免造成不必要的后果。                                                                 

（三）发明内容

本发明的目的是提供一种能够在冲动发生的瞬间及时发现并控制冲动的检测控制仪。这种仪器通过采集个人语音的变化，捕捉情绪的变化，实时监控个人情绪，重点监控个人冲动的产生，并发出信号抑制冲动，以免造成不必要的损失和后果。 

本发明的目的是这样达到的：控制仪由冲动信号采集模块、冲动信号分析处理模块和冲动控制模块三部分组成。冲动信号采集是语音采集模块，冲动信号分析处理是冲动迹象计算模块，语音采集模块采集到语音信号后，将信号输出到冲动迹象计算模块的输入端，在冲动迹象计算模块中对语音信号进行情感计算，计算结果输出到冲动控制，在软件控制下由冲动控制模块进行冲动控制。

冲动控制模块是语音播放模块，语音播放模块的输入端连接在冲动迹象计算模块的输出端，在语音播放模块的输出端连接有语音功率放大模块。

冲动控制模块是人体刺激模块，人体刺激模块是带电动机的金属球，冲动迹象计算模块的输出端连接在电动机的输入控制端上，在电动机的转轴上连接一根弹簧，弹簧的另一端连接金属球，整个冲动控制器放置在一个软套内。

所述语音播放模块的输出端加装耳机，在冲动迹象计算模块的输出端连接有切换开关，冲动迹象计算按照情感计算结果对切换开关进行控制。

所述语音播放模块的输出端加装耳机，在冲动迹象计算的输出端连接有切换开关，冲动迹象计算按照情感计算结果对切换开关进行控制、进而对语音播放模块进行控制，在冲动迹象计算模块加无线传输模块、有线传输模块、键盘输入模块和显示模块，无线传输模块、有线传输模块分别与上位机连接。

所述语音采集模块的语音编码芯片UA1采用TLV320AIC23PW 芯片。

所述冲动迹象计算模块是DSP主芯片电路，数字信号处理芯片采用TMS320F2812芯片，在数字信号处理芯片上加有DSP复位电路、DSP调试与仿真接口。

冲动控制对语音信号进行监控，采集的语音信号由冲动迹象计算模块进行语音计算，判别能量E和平均基音频率P的值，当语音特征发生变化，超出规定的阈值后启动冲动控制模块，进行冲动控制。

冲动控制的主程序流程是：程序开始后，采集语音信号，冲动迹象计算模块对语音进行计算，判断是否有冲动迹象，是，进行冲动控制，否，返回继续采集信号计算。

冲动迹象计算模块对语音进行计算的程序流程是：输入语音信号s[n]，对语音信号s[n]进行分帧处理，得到分帧信号x_m[n]，其中，每帧信号长度为N，1秒内帧个数为m；用能量计算公式对每个分帧信号计算能量E_m；然后计算5秒内m帧信号的平均能量E，其计算公式为E=ΣE_m/m；在对输入语音信号进行分帧处理的同时，计算每帧信号的基音频率R_m：首先计算每帧信号的自相关函数，其计算公式为 ：其计算公式为 ：

，R_m(k)为自相关函数，其中k的取值为从0到N，得到自相关序列[R_m(1), R_m(2)… R_m(N)], j的取值为0到N-k-1 ，N 为x_m[n]的长度，m为帧的个数，然后寻找R_m(k)的峰值R_{m_peak}，两个峰值R_{m_peak}之间的距离即为基音频率；接着求5秒内m帧信号的平均基音频率P，计算公式为；