[发明专利]辨识呼救声和异常脉搏的智能报警手环及其智能报警方法

摘要

本发明公开了一种辨识呼救声和异常脉搏的智能报警手环，包括主控模块、呼救声辨识模块、异常脉搏辨识模块、GPS定位模块、短信及现场音传送模块、基频设定模块和脉搏设定模块；本发明还公开了一种应用于辨识呼救声和异常脉搏的智能报警手环的智能报警方法，包含以下步骤：呼救声辨识模块区分呼救声与其他声音；异常脉搏辨识模块比较手腕脉搏次数与设定脉搏次数，判断是否出现异常脉搏；主控模块在收到呼救声和异常脉搏的报警信号后，将位置及报警文字信息送给预设手机并呼叫，电话接通后将现场声音传给对方；GPS定位模块获取位置信息。具有能自动识别呼救声和异常脉搏并自动报警、位置信息发送以及现场音传送等优点。

主权项

1.一种应用于辨识呼救声和异常脉搏的智能报警手环的智能报警方法，其特征在于，所述辨识呼救声和异常脉搏的智能报警手环，包括：主控模块、呼救声辨识模块、异常脉搏辨识模块、GPS定位模块、短信及现场音传送模块、基频设定模块和脉搏设定模块，其中：主控模块收到呼救声辨识模块和异常脉搏辨识模块发过来的报警信号后，所述主控模块用于读取GPS定位模块的位置信息，将该位置和其他报警文字信息传输给短信及现场音传送模块，发送报警短信并在被呼叫电话接通后将现场声音传送给对方；呼救声辨识模块与主控模块相连，所述呼救声辨识模块用于采集周围环境声音，并从采集到的声音信号中提取能量特征和基频特征，将呼救声与其他环境声音区分开，呼救声辨识模块包括声音采集单元、特征提取单元和声音判决单元；异常脉搏辨识模块与主控模块相连，所述异常脉搏辨识模块用于采集手腕附近的脉搏信号，并将采集到的脉搏次数与设定的正常脉搏次数进行比较，判断是否出现异常脉搏，异常脉搏辨识模块包括脉搏采集单元和异常脉搏判决单元；GPS定位模块与主控模块相连，所述GPS定位模块用于将现场位置信息发送给主控模块；短信及现场音传送模块，与主控模块相连，将位置及报警文字信息以短信的形式发送给预设手机号码并呼叫预设电话号码，在电话接通时将现场声音传送给接听者；基频设定模块与主控模块相连，所述基频设定模块用于设定手环佩戴者正常说话时的语音基频均值；脉搏设定模块与主控模块相连，所述脉搏设定模块用于设定手环佩戴者正常状态下的脉搏次数；所述智能报警方法包含以下步骤：(1)通过声音采集单元采集周围环境声音；(2)特征提取单元首先将采集到的5秒钟声音信号切分为音频帧，帧长NL为40毫秒，帧移NS为20毫秒，假设第i帧声音信号为xi(n)，声音信号采样频率为fs，帧长NL对应的采样点个数N＝int(fs×NL)，1≤n≤N，int(·)表示取整数运算，计算各帧信号的能量，第i帧信号xi(n)的能量值为E(i)：其中，I表示总帧数，N表示第i帧信号的采样点个数，5秒钟声音信号被切分成250帧，即I＝250，当前5秒钟声音信号的帧能量均值为：其中，I表示总帧数，E(i)表示第i帧信号的能量值，当前5秒钟声音信号中的任意连续50帧信号的帧能量均值为其中，I表示总帧数，E(i)表示第i帧信号的能量值，当前5秒钟声音信号的前一个5秒钟声音信号的帧能量均值为其中，I表示总帧数，E'(i)表示当前5秒钟声音信号的前一个5秒钟声音信号中的第i帧信号帧能量，与E(i)的计算方法相同；(3)如果满足：且则跳转到第(4)步，否则跳转到第(1)步；(4)采用自相关方法估计当前5秒钟声音信号中的各帧信号的基频值，对第i帧信号的基频值f(i)，进行三点中值滤波处理：f'(i)＝median([f(i‑1),f(i),f(i+1)])，其中，f(i‑1)，f(i)和f(i+1)分别表示第i‑1帧、第i帧和第i+1帧信号的基频值，f'(i)是三点中值滤波之后的基频值，median(·)表示取中值运算；(5)声音判决单元将各帧信号的基频值与基频设定模块设置的基频均值进行比较，将基频值大于1.5倍基频均值的信号帧标记为呼救声帧，如果当前250帧中有150帧以上为呼救声帧时，则认为检测到呼救声，并向主控模块发送报警信号，否则跳转到第(1)步。