一种睡眠分析系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种睡眠分析系统，包括移动终端、云平台，其中，所述移动终端，用于检测用户睡眠时的声音信息，利用声音识别技术提取所述声音信息中的特征信息，将所述特征信息发送至所述云平台，所述声音信息包括用户睡眠声音、环境噪音；所述云平台，用于接收所述特征信息，根据所述特征信息查询预设语音库获取与所述用户对应的睡眠指导信息。本发明利用现有的移动终端的麦克风检测用户睡眠时的声音信息，利用声音识别技术提取特征信息，并将所述特征信息进行分类后通过云平台海量数据进行分析，对该用户进行针对性的睡眠指导；同时所述云平台还提供了智能叫醒服务。
【专利说明】
一种睡眠分析系统及方法
技术领域
[0001]本发明属于声音识别技术领域，具体而言，涉及一种睡眠分析系统及方法。
【背景技术】
[0002]睡眠对于一个人的身体健康十分重要，大多数人都多少经历过睡眠问题的困扰，有些是暂时性的，有些是长期性的，而高质量的睡眠缺乏会对精力、心情和健康等产生负面的影响。目前，由于生活中的压力和外界环境因素的影响，这一问题日益明显。长期监控睡眠质量，发现睡眠质量不好产生的要本原因，并采取及时有效的改善措施，就显得更加必要。当前睡眠质量判断通常是通过个人的主观判断为主，专家的诊断也通常是以调查问卷的方式，问卷内容的填写同样基于个人的主观判断。个人主观判断带来的主要问题是不精确且容易有较大的误差，无法真实准确的反映出睡眠质量。而采用专业的仪器的测量需要在特定的测试环境下进行，需要用户穿戴相应的设备后才能进行检测，并不能普遍适用于正常生活当中。因此亟待发明一种根据用户睡眠声音自动来对用户睡眠质量进行判断并给出针对性的指导建议的方法。
【发明内容】
[0003]为解决现有检测用户睡眠质量的设备不适应于日常生活中的技术缺陷，本发明通过检测用户睡眠时的声音信息判断用户睡眠质量，并作出相应的指导。
[0004]本发明提供了一种睡眠分析系统包括移动终端、云平台，其中，所述移动终端，用于检测用户睡眠时的声音信息，利用声音识别技术提取所述声音信息中的特征信息，将所述特征信息发送至所述云平台，所述声音信息包括用户睡眠声音、环境噪音;所述云平台，用于接收所述特征信息，根据所述特征信息查询预设语音库获取与所述用户对应的睡眠指导ig息。
[0005]本发明所述的睡眠分析系统中，所述移动终端还用于接收所述云平台发送的推荐信息、辅助睡眠音乐、闹钟指令信息。
[0006]本发明所述的睡眠分析系统中，所述移动终端与被检测用户的距离不大于2米。
[0007]本发明所述的睡眠分析系统中，所述移动终端还用于获取当前用户所处的地理位置，将所述用户的地理位置发送到所述云平台。
[0008]本发明所述的睡眠分析系统中，所述云平台根据所述地理位置获取当前地理位置处的气候信息。
[0009]本发明所述的睡眠分析系统中，所述移动终端将所述特征信息发送至所述云平台之前还用于
[0010]根据所述特征信息将所述声音信息进行分类，所述分类包括用户睡眠事件分类、噪音分类。
[0011]本发明还提供了一种睡眠分析方法，包括移动终端、与移动终端通信的云平台，包括如下步骤:
[0012]所述移动终端检测用户睡眠时的声音信息，利用声音识别技术提取所述声音信息中的特征信息，将所述特征信息发送至所述云平台，所述声音信息包括用户睡眠声音、环境噪音；
[0013]所述云平台接收所述特征信息，根据所述特征信息查询预设语音库获取与所述用户对应的睡眠指导信息。
[0014]本发明所述的睡眠分析方法中，所述移动终端检测用户睡眠时的声音信息，利用声音识别技术提取所述声音信息中的特征信息，将所述特征信息发送至所述云平台之前还包括
[0015]根据所述特征信息将所述声音信息进行分类，所述分类包括用户睡眠事件分类、噪音分类。
[0016]本发明所述的睡眠分析方法中，所述移动终端检测用户睡眠时的声音信息，利用声音识别技术提取所述声音信息中的特征信息，将所述特征信息发送至所述云平台之后还包括
[0017]所述移动终端获取当前用户所处的地理位置，将所述用户的地理位置发送到所述云平台。
[0018]本发明所述的睡眠分析方法中，所述云平台接收所述特征信息之后
[0019]还包括根据所述移动终端发送的地理位置获取所述地理位置处的气候信息。
[0020]综上，本发明利用现有的移动终端的麦克风检测用户睡眠时的声音信息，利用声音识别技术提取特征信息，并将所述特征信息进行分类后通过云平台海量数据进行分析，对该用户进行针对性的睡眠指导；同时所述云平台还提供了智能叫醒服务。
【附图说明】
[0021 ]图1为本发明所述的睡眠分析系统的结构示意图；
[0022]图2为本发明所述的睡眠分析方法的流程示意图.
【具体实施方式】
[0023]下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
[0024]现有的睡眠分析方式通常是需要用户佩戴专门的穿戴设备后，对用户的睡眠过程进行数据监测。根据检测数据进行分析用户的睡眠质量并分析影响用户睡眠的因素。这种方式需要需要佩戴相应的穿戴设备，造价高，且因穿戴设备本身也影响用户睡眠质量，从而降低了用户睡眠质量的检测的准确度。目前手机、平板电脑等常见的便携式移动终端的普及，这些移动终端都有麦克风装置。因此本发明通过所述移动终端采集用户睡眠时的声音信息，通过移动终端App应用对所述声音进行预处理，提取特征数据，并通过网络连接上传至云平台中。声音采集不需要专业设备，仅要求所述移动终端具有麦克风采集声音功能。
[0025]综上，本发明提供了一种睡眠分析系统，包括移动终端10、云平台20。
[0026]其中，
[0027]所述移动终端10，用于检测用户睡眠时的声音信息，利用声音识别技术提取所述声音信息中的特征信息，将所述特征信息发送至所述云平台，所述声音信息包括用户睡眠声音、环境噪音。
[0028]本发明通过移动终端采集用户睡眠时的声音信息，通过移动终端App应用对所述声音进行预处理，提取特征数据，并通过网络连接上传至云平台中。
[0029]由于不同的声音具有不同的频率和振幅等特征，而采用大数据的方式，可以对提取的声音特征进行分类，识别不同的声音类型，从而达到事件的获取和噪音识别的目的。
[0030]声音识别技术用于对声音信号进行预处理分析，包括放大、编码、转换和压缩处理。实际的物理波形信号通过所述移动终端麦克风采集而形成的随时间连续变化的模拟信号，本发明中所述移动终端采集用户睡眠时的声音的同时，将环境中的噪音一并进行采集。所述移动终端将采集的声音信号进行模/数转换。进行模/数转换时，本发明以脉冲编码调制方法为例进行说明。脉冲宁编码调制分为采样、量化、编码三个过程。通过采样将所述移动终端采集到的声音信号转换为二进制码。根据人耳可接收的声音的频率，首先将采集到的声音信号进行放大处理，以防信息丢失。其次，将放大的呻吟信号按照幅度值以特定单位进行量化，使得采样的声音信号有连续的模拟信号变为了离散的数字信号，即完成编码。具体实施时本发明利用智能手机麦克风进行声音采集，将采集到的声音，经过FFT处理，提取特征向量，并过滤出噪音。其中，特征向量的提取，将每一个frame中采样点通过均值计算，取得特征值(特征值的数据根据不同计算精度的要求可以有所不同)。
[0031]所述云平台20，用于接收所述特征信息，根据所述特征信息查询预设语音库获取与所述用户对应的睡眠指导信息。
[0032]本发明所述云平台使用大数据分析的方法，将整个睡眠过程中采集到的声音进行综合分析。即便所述移动终端对所述声音信息经过声音特征提取后，所述特征信息也存在大量的数据，同时人数的增多会使得数据呈线性增长。而大数据分析使得这种分析成为可會K。
[0033]具体实施时，本发明所述的云平台可选了利用MongoDB数据库，离线分析数据仓库使用hive，计算平台选择Spark+Spark Streaming，资源调度使用Hadoop平台的Yarn。本发明所述的睡眠移动终端提取到睡眠相关的声音数据，实时上传至云平台，云平台会采用两种处理方式，一部分是利用Spark Streaming强大的实时计算能力，对采集的睡眠数据进行实时处理并检测事件，另一部分是对大量综合的数据进行离线分析，离线分析的任务会由调度引擎统一调度执行，分析的内容包含当睡眠情况的分析、历史分析及综合的评估及建议。分析的结果会存入到在线查询的数据库中，所述移动终端可以通过API接口查询到相应的分析结果。
[0034]所述移动终端还用于接收所述云平台发送的推荐信息、辅助睡眠音乐、闹钟指令
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[0035]所述移动终端与被检测用户的距离尽是保持在2米的范围以内。
[0036]所述移动终端通过麦克风装置采集用户睡眠时的声音信息。根据所述麦克风的采集范围，本发明经实验验证发明，当所述移动终端与用户距离2米范围内时采集的声音进行特征提取的清晰度最高。
[0037]经过大量实验验证，我们分别将智能手机放置在离测试者I米、2米和3米的距离范围内进行测试。每一组测试分别对相同测试者进行，持续时间为6.5小时。实验发现，在距离测试者很近时，事件的检测会的误判滤会上升，有些胳臂的摩擦会被误判成移动，而距离超过2米时，有一些事件的漏判，如轻微的打鼾和短移动等。在I至2米的范围内，整体的正确率可以达到90%以上。
[0038]所述移动终端还用于获取当前用户所处的地理位置，将所述用户的地理位置发送到所述云平台。所述云平台根据所述地理位置获取当前地理位置处的气候信息。所述云平台可根据地理位置信息，获得到周边天气、温度、空气质量、周边环境等对睡眠环境有影响的信息，分析睡眠影响睡眠产生的影响的因素。同时，根据历史数据的综合分析获得长期睡眠质量评估与原因分析。
[0039]所述移动终端将所述特征信息发送至所述云平台之前还用于
[0040]根据所述特征信息将所述声音信息进行分类，所述分类包括用户睡眠事件分类、噪音分类。
[0041]本发明通过所述移动终端检测用户睡眠时的声音信息，并对其进行特征提取。所述云平台对特征信息进行分析判断用户睡眠时长、深浅睡时间、睡眠效率等，同时还会分析用户睡眠过程中发生的睡眠事件，例如，翻身、打鼾、咳嗽、打鼾引起的呼吸暂停等；同时还会分析周围影响睡眠质量的噪音，如夏天的空调风扇声，街边的噪音等。
[0042]本发明还提供了一种睡眠分析方法，包括移动终端、与移动终端通信的云平台。
[0043]所述方法包括如下步骤:
[0044]S101、所述移动终端检测用户睡眠时的声音信息，利用声音识别技术提取所述声音信息中的特征信息，将所述特征信息发送至所述云平台，所述声音信息包括用户睡眠声音、环境噪音；
[0045]S102、所述云平台接收所述特征信息，根据所述特征信息查询预设语音库获取与所述用户对应的睡眠指导信息。
[0046]其中，SlOl中所述移动终端检测用户睡眠时的声音信息，利用声音识别技术提取所述声音信息中的特征信息，将所述特征信息发送至所述云平台之前还包括
[0047]根据所述特征信息将所述声音信息进行分类，所述分类包括用户睡眠事件分类、噪音分类。
[0048]SlOl中，所述移动终端检测用户睡眠时的声音信息，利用声音识别技术提取所述声音信息中的特征信息，将所述特征信息发送至所述云平台之后还包括
[0049]所述移动终端获取当前用户所处的地理位置，将所述用户的地理位置发送到所述云平台。
[0050]S102中，所述云平台接收所述特征信息之后还包括
[0051 ]根据所述移动终端发送的地理位置获取所述地理位置处的气候信息。
[0052]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种睡眠分析系统，其特征在于，包括移动终端、云平台，其中， 所述移动终端，用于检测用户睡眠时的声音信息，利用声音识别技术提取所述声音信息中的特征信息，将所述特征信息发送至所述云平台，所述声音信息包括用户睡眠声音、环境噪音； 所述云平台，用于接收所述特征信息，根据所述特征信息查询预设语音库获取与所述用户对应的睡眠指导信息。2.根据权利要求1所述的睡眠分析系统，其特征在于，所述移动终端还用于接收所述云平台发送的推荐信息、辅助睡眠音乐、闹钟指令信息。3.根据权利要求1所述的睡眠分析系统，其特征在于，所述移动终端与被检测用户的距离不大于2米。4.根据权利要求1所述的睡眠分析系统，其特征在于，所述移动终端还用于获取当前用户所处的地理位置，将所述用户的地理位置发送到所述云平台。5.根据权利要求4所述的睡眠分析系统，其特征在于，所述云平台根据所述地理位置获取当前地理位置处的气候信息。6.根据权利要求1所述的睡眠分析系统，其特征在于，所述移动终端将所述特征信息发送至所述云平台之前还用于 根据所述特征信息将所述声音信息进行分类，所述分类包括用户睡眠事件分类、噪音分类。7.—种睡眠分析方法，包括移动终端、与移动终端通信的云平台，其特征在于，包括如下步骤: 所述移动终端检测用户睡眠时的声音信息，利用声音识别技术提取所述声音信息中的特征信息，将所述特征信息发送至所述云平台，所述声音信息包括用户睡眠声音、环境噪■~>V.曰； 所述云平台接收所述特征信息，根据所述特征信息查询预设语音库获取与所述用户对应的睡眠指导信息。8.根据权利要求7所述的睡眠分析方法，其特征在于，所述移动终端检测用户睡眠时的声音信息，利用声音识别技术提取所述声音信息中的特征信息，将所述特征信息发送至所述云平台之前还包括 根据所述特征信息将所述声音信息进行分类，所述分类包括用户睡眠事件分类、噪音分类。9.根据权利要求7所述的睡眠分析方法，其特征在于，所述移动终端检测用户睡眠时的声音信息，利用声音识别技术提取所述声音信息中的特征信息，将所述特征信息发送至所述云平台之后还包括 所述移动终端获取当前用户所处的地理位置，将所述用户的地理位置发送到所述云平台。10.根据权利要求7所述的睡眠分析方法，其特征在于，所述云平台接收所述特征信息之后 还包括根据所述移动终端发送的地理位置获取所述地理位置处的气候信息。
【文档编号】G10L25/72GK105845153SQ201610151041
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月16日
【发明人】杜强, 唐元辉, 王立
【申请人】北京永数网络科技有限公司