[发明专利]用于从音频和多模态信号中检测生理运动的装置、系统及方法

说明书

方法和设备提供利用主动声音生成检测生理运动。在一些版本中，处理器可以检测呼吸和/或大幅度身体运动。处理器可以控制通过耦合到处理器的扬声器产生包括用户的附近的声音信号。处理器可以控制通过耦合到处理器的麦克风感测反射的声音信号。该反射的声音信号是来自用户的声音信号的反射。处理器可以处理反射的声音，诸如通过解调技术。处理器可以从处理的反射声音信号中检测呼吸。声音信号可以产生为时隙帧中的一系列音调对，或者产生为具有变化频率的相位连续重复波形(例如三角形或斜坡锯齿形)。检测的运动信息的评估可以确定睡眠状态或评分、疲劳指示、对象识别、慢性疾病监测/预测和其他输出参数。

1相关申请的交叉引用

本申请要求2016年9月19日提交的美国临时专利申请第62/396,616号的权益，该申请以引用的方式整体并入本文。

2背景技术

2.1技术领域

本技术涉及检测与活体对象相关的生物运动。更具体地，本技术涉及使用声学感测来检测生理运动，诸如呼吸运动、心脏运动和/或活体对象的其他较小周期性身体运动。

2.2相关技术描述

监测人的呼吸和身体(包括肢体)运动(例如在睡眠期间)，在许多方面可以是有用的。例如，此类监测可用于监测和/或诊断睡眠障碍呼吸状况，诸如睡眠呼吸暂停。传统上，有源无线电定位或测距应用的进入障碍是需要专用硬件电路和天线。

智能手机和其他便携式电子通信设备在日常生活中无处不在，即使在固定电话不可用的发展中国家也是如此。期望具有一种用于监测生物运动(即生理运动)的方法，其以高效、有效的方式，并且不需要专门设备。此类系统和方法的实现将解决相当大的技术挑战。

3发明内容

本技术涉及用于例如当对象处于睡眠状态时检测对象的运动的系统、方法和装置。基于此类运动检测，包括例如呼吸运动，可以检测对象的运动、睡眠相关特性、睡眠状态和/或呼吸暂停事件。更具体地，与诸如智能手机、平板电脑等移动设备相关联的运动应用程序使用移动设备传感器，诸如集成的和/或可外部连接的扬声器和麦克风来检测呼吸和运动。

本技术的一些版本可以包括处理器可读介质，具有存储在其上的处理器可执行指令，当由处理器执行时，处理器可执行指令使处理器检测用户的生理运动。处理器可执行指令可以包含以下指令：用于控制通过耦合到电子处理设备的扬声器产生包括用户的附近的声音信号。处理器可执行指令可以包含以下指令：用于控制通过耦合到电子处理设备的麦克风感测从用户反射的声音信号。处理器可执行指令可以包含用于处理感测的声音信号的指令。处理器可执行指令可以包含用于从处理的声音信号中检测呼吸信号的指令。

在一些版本中，声音信号可能处于听不见的声音范围内。声音信号可以包括形成脉冲的音调对。声音信号可以包括帧序列。序列的每个帧可以包含一系列音调对，其中每个音调对与帧内的相应时隙相关联。音调对可以包括第一频率和第二频率。第一频率和第二频率可以不同。第一频率和第二频率可以彼此正交。帧中的一系列音调对可以包含第一音调对和第二音调对，其中第一音调对的频率可以与第二音调对的频率不同。帧的时隙的音调对可以在时隙的开始和结束处具有零幅度，并且可以在开始和结束之间具有往返峰值幅度的斜坡幅度。

在一些版本中，帧的时间宽度可以变化。时间宽度可以是帧的时隙的宽度。时间宽度可以是帧的宽度。时隙的帧的一系列音调对可以相对于帧的不同时隙形成不同频率的模式。不同频率的模式可以在多个帧中重复。对于多个时隙帧中的不同时隙帧，不同频率的模式可以变化。

在一些版本中，用于控制产生声音信号的指令可以包括音调对帧调制器。用于控制感测从用户反射的声音信号的指令可以包括帧缓冲器。用于处理从用户反射的感测声音信号的指令可以包括解调器，以产生包含呼吸信号的一个或多个基带运动信号。解调器可以产生多个基带运动信号，其中多个基带运动信号可以包括正交基带运动信号。