一种基于计算机通信的医学用情绪检测装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于计算机通信的医学用情绪检测装置，其特征在于，包括检测装置和绑带，所述检测装置内设有空腔，所述检测装置的空腔内设有控制主板、语音采集器、脉搏传感器、呼吸拾音传感器、检测肢体摆动的摇动传感器和无线通信模块，所述控制主板通过所述无线通信模块与计算机通信。本发明通过控制主板进行数据分析判断使用者是否发怒，并且通过语音播报装置和振动器在发怒初期迅速平息怒气，有效避免发怒对身体造成伤害。
【专利说明】
一种基于计算机通信的医学用情绪检测装置
技术领域
[0001] 本发明涉及智能化医疗用具领域，尤其涉及一种基于计算机通信的医学用情绪检 测装置。
【背景技术】
[0002] 情绪是身体对行为成功的可能性乃至必然性，在生理反应上的评价和体验，包括 喜、怒、忧、思、悲、恐、惊七种。行为在身体动作上表现的越强就说明其情绪越强，如喜会是 手舞足蹈、怒会是咬牙切齿、忧会是茶饭不思、悲会是痛心疾首等等就是情绪在身体动作上 的反应。情绪是信心这一整体中的一部分，它与信心中的外向认知、外在意识具有协调一致 性，是信心在生理上一种暂时的较剧烈的生理评价和体验。美国哈佛大学心理学教授丹尼 尔?戈尔曼认为："情绪意指情感及其独特的思想、心理和生理状态，以及一系列行动的倾 向。"。情绪不可能被完全消灭，但可以进行有效疏导、有效管理、适度控制。现有技术中还不 存在针对情绪进行检测控制的设备，此为现有技术的不足之处。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于计算机通信 的医学用情绪检测装置。
[0004] 为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
[0005] -种基于计算机通信的医学用情绪检测装置，其特征在于，包括检测装置和绑带， 所述检测装置内设有空腔，所述检测装置的空腔内设有控制主板、语音采集器、脉搏传感 器、呼吸拾音传感器、检测肢体摆动的摇动传感器和无线通信模块，所述控制主板通过所述 无线通信模块与计算机通信。
[0006] 作为对本技术方案的进一步限定，所述的控制主板包括语音识别模块、语音词汇 分析模块、语言音调分析模块，所述语音采集器分别与所述语音识别模块、语音词汇分析模 块、语言音调分析模块电连接；
[0007] 其中，所述的语音识别模块内存储有标准声音波形，所述语音采集器检测的使用 者声音波形与标准声音波形进行比较，若实际波形与标准波形相比，频率高于标准波形并 且波长短于标准波长的重合度比例A达到预设的阈值AO时，则认定，语音位于发怒状态；
[0008] 所述的语音词汇分析模块内存储有发怒词汇的代码，所述的呼吸拾音传感器将采 集的声音信息转换成电流信息，并通过模数转换将电流信息转换成数字信息，并通过代码 转化单元将数字信息转化成文字代码信息;所述的语音词汇分析模块将该文字代码与发怒 词汇的代码进行一一比对，重合度比例B在设定的阈值BO以上时，则认定词汇分析符合发怒 标准；
[0009] 所述的语音识别模块采集声音频率，并与存储在其内的使用者的标准声音频率进 行比对，若两者的声音频率重合度值D达到预设的阈值DO时，则认定其为主人的声音；
[0010] 所述的控制主板内还设置有比较模块，其分别与所述语音识别模块、语音词汇分 析模块和言音调分析模块的输出端连接，并获取各个重合度值，获取最终的发怒重合度； [0011]在所述的比较模块内还设置有重合度阈值PO，当发怒重合度值P>P〇时，并且，满 足：
[0012] A>A0，B>B0，D>D0时，则认定使用者确实发怒；
[0013]当发怒重合度值Ρ〈Ρ0时，并且，满足：
[0014] A〈A0，B〈B0，D〈D0时，则认定使用者没有发怒。
[0015]作为对本技术方案的进一步限定，所述的比较模块通过下述公式计算发怒重合度 值P; _ (1)
[0017] 式中，i表示取样周期的个数，各个传感器采样的周期根据预设的时间而定;j表示 在每个取样周期内的取样点个数，其值为大于1的整数；
[0018] A(i，j)表示在确定的周期内采样点的波长的重合度比例，N表示在i个取样周期内 的取样点的个数；
[0019] B(i，j)表示在确定的周期内采样点的发怒词汇的代码的重合度比例，M表示在i个 取样周期内的取样点的个数；
[0020] D(i，j)表示在确定的周期内采样点的声音频率重合度的比例，K表示在i个取样周 期内的取样点的个数；
[0021] 通过上述的算法，获取包含波长的重合度比例、发怒词汇的代码的重合度比例、声 音频率重合度的比例的综合评定的发怒重合度P。
[0022] 作为对本技术方案的进一步限定，上述各个传感器获取信号波形，在每连续的K个 周期内，每周期选择η个预设时刻的采样点，每间隔时间Co采样一次，连续取样M次;为了保 证取样数据的可参考性与准确性，在每一周期内选择的η个采样点的时间间隔△ t按照下述 公式计算-
[0023]
U)
[0024] 式中，At表示采样点的时间间隔，a为修正系数，其大小由采样点数量决定，ω表 示温度传感器的角频率，由温度传感器的性能决定，β为初始相角，C表示信号周期的时间，λ 表示信号波形的峰值。
[0025] 作为对本技术方案的进一步限定，所述检测装置的上表面设有显示屏和语音播报 装置，所述控制主板的输入端分别与语音采集器、脉搏传感器、呼吸拾音传感器、摇动传感 器的输出端连接，所述控制主板的输入端分别与显示屏、语音播报装置的输入端连接。
[0026] 作为对本技术方案的进一步限定，所述检测装置的空腔内还设有振动器，所述振 动器的输入端与控制面板的输出端连接。
[0027] 作为对本技术方案的进一步限定，所述语音播报装置包括扬声器，所述扬声器设 置在显不屏的一侧。
[0028] 作为对本技术方案的进一步限定，所述的摇动传感器检测肢体摇动的程度C，当该 摇动程度C超过阈值CO时，则所述的控制主板确定此时发怒，用以辅助判定是否发怒；
[0029] 设定摇动程度C为鲜嫩、较嫩、老，三个划分区间，设置老嫩程度C的临界值C1、C2;
[0030] 当摇动程度C〈C1时，则认定轻微摇动，发怒程度较低；
[0031] 当摇动程度C1〈C〈C2时，则认定一般摇动，发怒程度中等；
[0032] 当摇动程度C>C2时，则认定强烈发怒，需进行控制。
[0033] 作为对本技术方案的进一步限定，所述无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块或者 2.4G无线模块。
[0034] 作为对本技术方案的进一步限定，所述脉搏传感器采用红外脉搏传感器、心率脉 搏传感器、光电脉搏传感器、腕部脉搏传感器、数字脉搏传感器或者心音脉搏传感器。
[0035] 本发明中，通过脉搏传感器、语音采集器、呼吸拾音传感器、摇动传感器来检测心 率、检测声音声波、检测呼气声音、检测肢体动作，通过控制主板进行数据分析判断使用者 是否发怒，并且通过语音播报装置发出报警信号，提示使用者正在发怒，振动器振动分散使 用者的注意力，使得使用者在发怒初期迅速平息怒气，有效避免发怒对身体造成伤害。
【附图说明】
[0036] 图1为本发明的结构不意图；
[0037]图2为本发明原理示意图。
【具体实施方式】
[0038]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0039] 参照图1-2,一种智能控制人体器官情绪变化医疗器械装置，包括检测装置1和绑 带2,绑带2绑缚在手腕上，检测装置1内设有空腔，检测装置1的空腔内设有控制主板、采集 语言信息的语音采集器、检测用户脉搏参数的脉搏传感器、监听用户呼吸节奏的呼吸拾音 传感器、检测发火时间内肢体摆动的摇动传感器无线通信模块，所述控制主板通过所述无 线通信模块与计算机通信。检测装置1的上表面设有显示屏3和语音播报装置4,控制主板的 输入端分别与语音采集器、脉搏传感器、呼吸拾音传感器、摇动传感器的输出端连接，控制 主板的输入端分别与显示屏3、语音播报装置的输入端连接。
[0040] 在本发明实施例中，所述的语音采集器、脉搏传感器、呼吸拾音传感器和摇动传感 器实时对使用者的语音、脉搏、呼吸节奏和肢体摆动情况进行检测；在检测过程中，为了节 约控制主板的程序资源及数据处理的繁杂程度，各个传感器获取信号波形，在每连续的K个 周期内，每周期选择η个预设时刻的采样点，每间隔时间Co采样一次，连续取样M次;为了保 证取样数据的可参考性与准确性，在每一周期内选择的η个采样点的时间间隔△ t按照下述 公式计算-
[0041]
⑴
[0042] 式中，At表示采样点的时间间隔，a为修正系数，其大小由采样点数量决定，ω表 示温度传感器的角频率，由温度传感器的性能决定，β为初始相角，C表示信号周期的时间，λ 表示信号波形的峰值。
[0043]经上述公式（1)采样，在信号幅值越大时，采样越密集，采样数据的可参考性越强； 采样对信号数据按照预设条件采样，使得后续的信号处理数据量减小，减轻数据处理的繁 杂运算。
[0044] 控制主板上包括语音识别模块、语音词汇分析模块、语言音调分析模块，语音采集 器分别与语音识别模块、语音词汇分析模块、语言音调分析模块电连接，检测装置1的空腔 内还设有振动器，振动器的输入端与控制面板的输出端连接，语音播报装置包括扬声器4， 扬声器设置在显示屏3的一侧，检测装置1的空腔内还设有电源装置，电源装置与控制主板 电性连接，电源装置包括电池和充电端口，充电端口设置在检测装置1的侧壁上。
[0045] 通过脉搏传感器、语音采集器、呼吸拾音传感器、摇动传感器来检测心率、检测声 音声波、检测呼气声音、检测肢体动作，并且可以在显示屏3上显示出来，通过控制主板进行 数据分析判断使用者是否发怒，其中语音识别模块用于识别使用者的声音、语音词汇分析 模块用于分析使用者的语言是否是发怒范围的词汇、语言音调分析模块用于分析使用者的 发音音调高低，并且通过语音播报装置和振动器在发怒初期迅速平息怒气。
[0046] 在本发明实施例中，所述的语音识别模块内存储有标准声音波形，声音采集器检 测的使用者声音波形与标准声音波形进行比较，若实际波形与标准波形相比，频率高于标 准波形并且波长短于标准波长的重合度比例A达到预设的阈值AO时，则认定，语音位于发怒 状态。
[0047] 此时，还需通过对词汇分析、脉搏心率分析和震动情况进行判定。
[0048] 所述的语音词汇分析模块内存储有发怒词汇的代码，所述的呼吸拾音传感器将采 集的声音信息转换成电流信息，并通过模数转换将电流信息转换成数字信息，并通过代码 转化单元将数字信息转化成文字代码信息;所述的语音词汇分析模块将该文字代码与发怒 词汇的代码进行一一比对，重合度比例B在设定的阈值BO以上时，则认定词汇分析符合发怒 标准。
[0049]在所述的控制主板内还设置有对采集的脉搏、心率信息进行比对的模块，当检测 的脉搏、心率超过阈值C时，则认定脉搏、心率属于发怒的情况。
[0050]所述的语音识别模块采集声音频率，并与存储在其内的使用者的标准声音频率进 行比对，若两者的声音频率重合度值D达到预设的阈值DO时，则认定其为主人的声音。
[0051]在所述的控制主板内还设置有比较模块，其分别与语音识别模块、语音词汇分析 模块、语言音调分析模块的输出端连接，并获取各个重合度值;通过下述公式计算发怒重合 度值P;
[0052] (2)
[0053] 式中，i表示取样周期的个数，各个传感器采样的周期根据手环预设的时间而定;j 表示在每个取样周期内的取样点个数，其值为大于1的整数；
[0054] A(i，j)表示在确定的周期内采样点的波长的重合度比例，N表示在i个取样周期内 的取样点的个数；
[0055] B(i，j)表示在确定的周期内采样点的发怒词汇的代码的重合度比例，M表示在i个 取样周期内的取样点的个数；
[0056] D(i，j)表示在确定的周期内采样点的声音频率重合度的比例，K表示在i个取样周 期内的取样点的个数；
[0057]通过上述的算法，获取包含波长的重合度比例、发怒词汇的代码的重合度比例、声 音频率重合度的比例的综合评定的发怒重合度P。
[0058]在所述的比较模块内还设置有重合度阈值PO，当Ρ>Ρ0时，并且，满足：
[0059] A>A0，B>B0，D>D0时，则认定使用者确实发怒。
[0060] 当Ρ〈Ρ0时，并且，满足：
[00611 A〈A0，B〈B0，D〈D0时，则认定使用者没有发怒。
[0062] 在其它情况下，发怒重合度值与波长的重合度比例、发怒词汇的代码的重合度比 例、声音频率重合度的比例判定不同时，则需重新进行判定。
[0063] 所述的控制主板的输出端还与一音乐播放模块连接，在确定使用者发怒后，所述 的控制模块通过音乐播放模块息怒;音乐播放模块通过播放音乐或者语音，来平息使用者 的发怒信息。
[0064] 并且，所述的控制主板实时控制，直到完全不发怒。
[0065] 所述的摇动传感器检测肢体摇动的程度C，当该摇动程度C超过阈值CO时，则所述 的控制主板确定此时发怒，用以辅助判定是否发怒。
[0066]设定摇动程度C为鲜嫩、较嫩、老，三个划分区间，设置老嫩程度C的临界值Cl、C2;
[0067] 当摇动程度C〈C1时，则认定轻微摇动，发怒程度较低；
[0068] 当摇动程度C1〈C〈C2时，则认定一般摇动，发怒程度中等；
[0069] 当摇动程度C>C2时，则认定强烈发怒，需进行控制。
[0070] 以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其 发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种基于计算机通信的医学用情绪检测装置，其特征在于，包括检测装置和绑带，所 述检测装置内设有空腔，所述检测装置的空腔内设有控制主板、语音采集器、脉搏传感器、 呼吸拾音传感器、检测肢体摆动的摇动传感器和无线通信模块，所述控制主板通过所述无 线通信模块与计算机通信。2. 根据权利要求1所述的基于计算机通信的医学用情绪检测装置，其特征在于，所述的 控制主板包括语音识别模块、语音词汇分析模块、语言音调分析模块，所述语音采集器分别 与所述语音识别模块、语音词汇分析模块、语言音调分析模块电连接； 其中，所述的语音识别模块内存储有标准声音波形，所述语音采集器检测的使用者声 音波形与标准声音波形进行比较，若实际波形与标准波形相比，频率高于标准波形并且波 长短于标准波长的重合度比例A达到预设的阔值A0时，则认定，语音位于发怒状态； 所述的语音词汇分析模块内存储有发怒词汇的代码，所述的呼吸拾音传感器将采集的 声音信息转换成电流信息，并通过模数转换将电流信息转换成数字信息，并通过代码转化 单元将数字信息转化成文字代码信息;所述的语音词汇分析模块将该文字代码与发怒词汇 的代码进行一一比对，重合度比例B在设定的阔值BOW上时，则认定词汇分析符合发怒标 准； 所述的语音识别模块采集声音频率，并与存储在其内的使用者的标准声音频率进行比 对，若两者的声音频率重合度值D达到预设的阔值DO时，则认定其为主人的声音； 所述的控制主板内还设置有比较模块，其分别与所述语音识别模块、语音词汇分析模 块和言音调分析模块的输出端连接，并获取各个重合度值，获取最终的发怒重合度； 在所述的比较模块内还设置有重合度阔值P0,当发怒重合度值P〉P〇时，并且，满足： A〉A0，B〉B0，D〉D0时，则认定使用者确实发怒； 当发怒重合度值?皆〇时，并且，满足： A<A0，B<B0，D<D0时，则认定使用者没有发怒。3. 根据权利要求2所述的基于计算机通信的医学用情绪检测装置，其特征在于，所述的 比较模块通过下述公式计算发怒重合度值P;(1) 式中，i表示取样周期的个数，各个传感器采样的周期根据预设的时间而定;j表示在每 个取样周期内的取样点个数，其值为大于1的整数； A(i，j)表示在确定的周期内采样点的波长的重合度比例，N表示在i个取样周期内的取 样点的个数； B(i，j)表示在确定的周期内采样点的发怒词汇的代码的重合度比例，Μ表示在i个取样 周期内的取样点的个数； D(i，j)表示在确定的周期内采样点的声音频率重合度的比例，K表示在i个取样周期内 的取样点的个数； 通过上述的算法，获取包含波长的重合度比例、发怒词汇的代码的重合度比例、声音频 率重合度的比例的综合评定的发怒重合度P。4. 根据权利要求3所述的基于计算机通信的医学用情绪检测装置，其特征在于，上述各 个传感器获取信号波形，在每连续的κ个周期内，每周期选择η个预设时刻的采样点，每间隔 时间Co采样一次，连续取样Μ次;为了保证取样数据的可参考性与准确性，在每一周期内选 择的η个采样点的时间间隔Δ t按照下述公式计算，(2) 式中，At表示采样点的时间间隔，a为修正系数，其大小由采样点数量决定，ω表示溫 度传感器的角频率，由溫度传感器的性能决定，β为初始相角，C表示信号周期的时间，λ表示 信号波形的峰值。5. 根据权利要求4所述的基于计算机通信的医学用情绪检测装置，其特征在于，所述检 测装置的上表面设有显示屏和语音播报装置，所述控制主板的输入端分别与语音采集器、 脉搏传感器、呼吸拾音传感器、摇动传感器的输出端连接，所述控制主板的输入端分别与显 示屏、语音播报装置的输入端连接。6. 根据权利要求4所述的基于计算机通信的医学用情绪检测装置，其特征在于，所述检 测装置的空腔内还设有振动器，所述振动器的输入端与控制面板的输出端连接。7. 根据权利要求4所述的基于计算机通信的医学用情绪检测装置，其特征在于，所述语 音播报装置包括扬声器，所述扬声器设置在显示屏的一侧。8. 根据权利要求4所述的基于计算机通信的医学用情绪检测装置，其特征在于，所述的 摇动传感器检测肢体摇动的程度C，当该摇动程度C超过阔值C0时，则所述的控制主板确定 此时发怒，用W辅助判定是否发怒； 设定摇动程度C为鲜嫩、较嫩、老，Ξ个划分区间，设置老嫩程度C的临界值C1、C2; 当摇动程度C<C1时，则认定轻微摇动，发怒程度较低； 当摇动程度CKC<C2时，则认定一般摇动，发怒程度中等； 当摇动程度C〉C2时，则认定强烈发怒，需进行控制。9. 根据权利要求1-8之一所述的基于计算机通信的医学用情绪检测装置，其特征在于， 所述无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块或者2.4G无线模块。10. 根据权利要求1-8之一所述的基于计算机通信的医学用情绪检测装置，其特征在 于，所述脉搏传感器采用红外脉搏传感器、屯、率脉搏传感器、光电脉搏传感器、腕部脉搏传 感器、数字脉搏传感器或者屯、音脉搏传感器。
【文档编号】A61B5/16GK105962956SQ201610250709
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月20日
【发明人】范长英
【申请人】范长英