KR20080075586A - A system to lull a crying infant - Google Patents

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KR20080075586A
KR20080075586A KR1020070014654A KR20070014654A KR20080075586A KR 20080075586 A KR20080075586 A KR 20080075586A KR 1020070014654 A KR1020070014654 A KR 1020070014654A KR 20070014654 A KR20070014654 A KR 20070014654A KR 20080075586 A KR20080075586 A KR 20080075586A
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이경중
박호동
조성필
송미혜
최현석
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연세대학교 산학협력단
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Abstract

A system for controlling crying of an infant using bio-feedback is provided to allow an infant to stop crying quickly by automatically generating a voice signal causing comfort to an infant. An infant crying control module(10) analyzes a condition of an infant by detecting drying of the infant, wirelessly transmits the analyzed infant condition information, and outputs a sound according to the analyzed condition information of the infant. A protector notification module(20) wirelessly receives the infant condition information from the infant crying control module and outputs it according to a pre-set mode. A microphone(100) detects crying of the infant. A signal pre-processing unit removes noise from an output signal of the microphone, amplifies the output signal, and converts it into a digital signal. A calculation processing unit(200) determines a condition of the infant by analyzing the signal received from the signal pre-processing unit and generates an audio control signal according to the condition of the infant. A speaker unit(160) is driven according to the audio control signal. A wireless transmission unit(250) wirelessly transmits the infant condition information.

Description

바이오피드백을 이용한 유아 울음제어 시스템{A system to lull a crying infant}Infant crying control system using biofeedback {A system to lull a crying infant}

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 바이오피드백을 이용한 유아 울음제어 시스템의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a configuration of an infant crying control system using biofeedback according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 유아울음 제어모듈의 연산처리부의 개략적인 흐름도이다.FIG. 2 is a schematic flowchart of an operation processor of the infant cry control module of FIG. 1.

도 3은 도 1의 보호자 알림모듈의 보호자모듈 제어부의 개략적인 흐름도이다.3 is a schematic flowchart of a guardian module control unit of the guardian notification module of FIG. 1.

<도면 주요 부호에 대한 설명><Description of Drawing Major Symbols>

10: 유아울음 제어모듈 20: 보호자 알림모듈10: baby cry control module 20: guardian notification module

100: 마이크로폰 110: 필터부100: microphone 110: filter unit

120: 증폭부 130: A/D변환기120: amplification unit 130: A / D converter

140: 메모리 150: 스피커 구동부140: memory 150: speaker drive unit

160: 스피커 200: 연산처리부160: speaker 200: arithmetic processing unit

210: 연산처리부 220: 유아상태 판정부210: arithmetic processing unit 220: infant condition determination unit

230: 유아모듈 제어부 250: 무선송신부230: infant module control unit 250: wireless transmitter

300: 무선수신부 310: 보호자모듈 제어부300: wireless receiving unit 310: guardian module control unit

320: 모니터 330: 알람320: monitor 330: alarm

340: 진동부 350: 키입력부340: vibration unit 350: key input unit

본 발명은 바이오피드백을 이용하여 유아 울음을 제어하는 유아 울음제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an infant crying control system for controlling infant crying using biofeedback.

일반적으로 유아들이 정서적 불안과 스트레스로 인하여 울 때 친근감이 있는 엄마가 안아주거나 목소리 등을 들려줌으로서 정서적 안정을 되찾아 울음을 그치게 된다. 이것은 유아가 엄마의 친밀한 피부 접촉, 체향, 목소리 등을 기억하였다가 정서적 안정을 되찾아 울음을 그치는 것이다.In general, when an infant is crying due to emotional anxiety and stress, a friendly mother hugs her voice or listens to her emotional stability to stop crying. The infant remembers the mother's intimate skin contact, smell, and voice, and then regains emotional stability and stops crying.

태내에 유아가 있을 때 유아에게 전달되는 모든 음은 엄마의 양수를 거쳐서 유아에게 들려진다. 그렇기 때문에 고음은 양수에 흡수되고 특유한 잡음과 같은 저음만 전달되게 되는데 이러한 태내음에 대하여 유아들은 특별한 친근감을 가지고 있어 정서적 안정을 되찾게 된다. 이런 예는 엄마들이 유아들에게 소변을 보일 경우 쉬~ 라는 탁한 음을 냄으로서, 유아들의 마음을 안정시켜서 소변을 보게 하거나, 텔레비전 방송이 끝났을 때 치~이 하는 탁한 음이 아이들의 울음을 그치게 한다는 TV보도 등은 태내음과 비슷한 소리가 유아들에게 정서적 안정을 준다는 것을 알 수 있다.When there is an infant in the womb, all notes delivered to the infant are heard through the mother's amniotic fluid. Therefore, the treble is absorbed by the amniotic fluid and only the bass, such as the peculiar noise, is transmitted. In this regard, the infants have a special intimacy and regain their emotional stability. An example of this is that when mothers urinate to their infants, they make a murmuring sound, so that they can calm their urine so that they can urinate, or when the television broadcast is over, the murky sounds that stop their children crying. TV reports, etc., can be seen that sounds similar to fetal sound give emotional stability to young children.

이렇게 음을 이용하여 정서적 안정을 유도하는 것으로는 자장가, 태교음악 등이 있으며, 일부 산부인과에서 유아병동에 태내음과 사람들에게 안정감을 주는 8~12Hz의 뇌파에 동조하는 알파파를 들려주기도 한다.Lullabies, preaching music, etc. are used to induce emotional stability using sounds. Some obstetrics and gynecologists give birth to infants' wards and alpha waves that are synchronized with brain waves of 8-12 Hz.

종래의 봉제완구로 멜로디나 소리가 나는 것이 있으나 이것은 어린이들에게 호기심을 유발시키기 위한 것으로, 그중에는 사람의 마음을 안정시킨다는 8~12 Hz의 알파파음, 자연소리, 명곡 등을 각개 혹은 2개음 이상을 혼합하여 CD 및 테이프 등에 녹음하여 판매되는 것도 있다. 이것을 태교음악이라고 하여 임산부들이 들음으로서 임산부와 태아에게 정서적 안정을 유도한다. 태내음과 엄마의 정서 안정에 도움이 되는 음, 명곡 등을 같은 방법으로 CD및 테이프에 녹음하여 판매하고 있으며 이러한 유아와 엄마를 위한 음악은 산부인과 병동의 유아실에 유아들의 정서 안정을 위해 쓰여 지고 있다. 그러나 이러한 CD나 테이프는 이것을 가동할 수 있는 기기가 필요하므로 유아가 울 때 신속하게 들려주기가 불편할 뿐 아니라 유아들의 이동 및 외출 시에는 이런 기기들을 휴대하기가 불편하여 이용하기가 어려웠다.Conventional stuffed toys have melodies and sounds, but this is to induce children's curiosity, among them 8 or 12 Hz alpha waves, natural sounds, famous songs, etc. Some of them are mixed and recorded on CDs and tapes. This is called prenatal music, and listening to pregnant women induces emotional stability to pregnant women and the fetus. Sounds and masterpieces that help to stabilize the mother's and mother's emotions are recorded and sold on CDs and tapes in the same way, and music for infants and mothers is used to stabilize the children's emotions in the nursery of the maternity ward. . However, these CDs and tapes need a device that can operate it, so it is inconvenient to quickly listen to them when they are crying, and it is difficult to use these devices when they are moving and going out.

특히, 말을 하지 못하는 유아는 울음을 통해서 자신의 의사표현을 하게 된다. 보통 유아들은 배가고플 때, 피곤할 때, 기저귀가 젖었을 때, 화가 났을 때, 아플 때, 졸릴 때, 외로울 때 등의 다양한 원인들에 의해 울게 되는데 이러한 유아의 울음소리를 전기분석기로 분석해 보면 유아의 상태에 따라 울음소리는 전형적인 주파수와 패턴을 가지고 있다. In particular, infants who cannot speak can express themselves through crying. Infants usually cry when they are hungry, tired, diaper wet, angry, sick, sleepy, lonely, and so on. Depending on the state, the cry has a typical frequency and pattern.

종래에는, 유아가 잠에서 깨었을 때 울음소리를 인식해 경보음이나 통신수단을 통해 보호자에게 신호를 보내는 유아 감시 장치는 있으나, 유아의 울음소리를 분석해 유아의 상태를 보호자에게 전달해 주는 장치는 없었으며, 대부분 보호자의 판단에 의존되어 왔다. 그러나 이러한 보호자의 판단에 의한 유아의 상태진단은 경 험이 풍부한 사람을 제외하고는 정확한 판단이 어렵고 특히 초산인 보호자인 경우에는 더욱더 어려움이 많다.Conventionally, there is an infant monitoring device that recognizes a crying sound when the infant wakes up and sends a signal to the guardian through an alarm sound or communication means, but no device analyzes the crying sound of the infant and transmits the infant's condition to the guardian. Most have been dependent on the judgment of their parents. However, the diagnosis of the condition of the infant by the judgment of the guardian is difficult, except for the experienced person, especially in the case of a novice caregiver.

특히 청각장애자는 유아의 울음소리를 직접 들을 수 없어서 생활속에서 유아가 우는 것을 모르고 지나칠 수 있다.In particular, the deaf may not hear the crying of the infant directly and may pass by without knowing the infant crying.

따라서 청각장애자를 위한 알람기능을 가진 유아 울음제어 시스템이 필요하다.Therefore, there is a need for an infant crying control system with an alarm function for the hearing impaired.

또한 유아의 울음소리를 분석하여 유아의 상태 및 우는 정도에 따라 그에 맞는 주파수 특성을 가진 소리를 유아에게 들려주는 바이오피드백을 이용한 유아 울음제어 시스템이 필요하다. There is also a need for an infant crying control system using biofeedback that analyzes an infant's crying sounds and gives the infant a sound having a frequency characteristic according to the infant's condition and crying degree.

본 발명에서는 유아의 울음소리를 검출하여 유아들이 울 때 유아들이 태내에서 엄마의 양수를 통하여 듣던 태내음 즉, 산모가 배를 쓰다듬을 때 발생하는 소리와 비슷한 주파수 특성을 갖는 음향신호, 예를들어 비닐 봉지를 구길 때 발생하는 소리나 진공청소기 소리 등을 들려줌으로서 유아들의 정서적 안정을 유도하여 울음을 신속히 그치게 하거나 숙면을 취할 수 있도록 하는 바이오 피드백 기반의 유아 울음 제어 시스템이다. In the present invention, by detecting the crying sound of the infant, when the infant crying, the infant's sound through the mother's amniotic fluid in the womb, that is, an acoustic signal having a frequency characteristic similar to the sound generated when the mother strokes the belly, for example It is a biofeedback-based infant crying control system that listens to the sound generated when a plastic bag is rolled or a vacuum cleaner to induce the emotional stability of infants to stop crying or take a good night's sleep.

또한 본 발명은 휴대하기 간편한 초소형, 초경량의 시스템으로 이루어져, 집안에서 뿐만 아니라 공공장소, 대중교통 등과 같이 많은 사람들이 밀집되어 있는 곳에서도 사용이 용이하며, 유아가 울 때 보호자에게 알려주는 알람기능을 가지고 있어 일반인 뿐만 아니라 장애를 갖고 있는 보호자에게도 유용하게 사용되어 질 수 있다. 예를 들어, 청각장애인에게는 유아가 울 때 시각적으로 표시하거나, 진동과 같은 기계적인 알람 기능을 제공한다.In addition, the present invention is made of a very compact, lightweight system that is easy to carry, not only in the house but also in public places, public transportation, such as crowded places where many people are crowded, the alarm function to notify the guardian when the infant crying It can be useful not only for the general public but also for the caregiver with a disability. For example, a hearing impaired person may visually display a baby when crying or provide a mechanical alarm function such as vibration.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 유아의 울음소리를 주파수 분석하여 유아의 상태에 따른 음향을 유아에게 들려주는 바이오피드백을 이용한 유아 울음제어 시스템을 제공하는 데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide an infant crying control system using a biofeedback to hear the infant sounds according to the state of the infant by frequency analysis of the crying sounds of the infant.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 본 발명은 휴대하기 간편한 초소형, 초경량의 시스템으로 이루어지며, 유아가 우는 것과 유아상태를 알리는 알람을 구비하며, 보호자가 청각장애자인 경우에도 사용되어 질 수 있는 알람을 구비한 보호자 알림모듈을 구비한 바이오피드백을 이용한 유아 울음제어 시스템을 제공하는 데 있다.Another technical problem to be achieved by the present invention is made of an ultra-compact, ultra-lightweight system that is easy to carry, equipped with an alarm to inform the infant crying and infant condition, and can be used even if the guardian is deaf. It is to provide an infant crying control system using a biofeedback having a guardian notification module with an alarm.

이하 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 바이오피드백을 이용한 유아 울음제어 시스템의 구성 및 동작을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, the configuration and operation of an infant crying control system using biofeedback according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 바이오피드백을 이용한 유아 울음제어 시스템의 구성을 설명하기 위한 블록도로, 유아울음 제어모듈(10), 보호자 알림모듈(20)으로 이루어진다.1 is a block diagram illustrating a configuration of an infant crying control system using biofeedback according to an exemplary embodiment of the present invention, and includes an infant crying control module 10 and a guardian notification module 20.

유아울음 제어모듈(10)은 유아의 울음소리를 검출하여 분석하여 유아의 상태에 따라 음향을 출력하며, 또한 보호자 알림모듈(20)로 유아의 울음소리와 유아의 상태정보를 무선 전송한다.The infant crying control module 10 detects and analyzes the crying sound of the infant and outputs the sound according to the state of the infant, and wirelessly transmits the crying sound of the infant and the state information of the infant to the guardian notification module 20.

유아울음 제어모듈(10)은 마이크로폰(100), 필터부(110), 증폭부(120), A/D 변환기(130), 메모리(140), 스피커 구동부(150), 스피커(160), 연산처리부(200), 무선송신부(250)을 구비한다.The infant crying control module 10 includes a microphone 100, a filter unit 110, an amplifier unit 120, an A / D converter 130, a memory 140, a speaker driver 150, a speaker 160, and an operation. The processor 200 and the wireless transmitter 250 are provided.

마이크로폰(100)은 유아의 울음소리를 검출한다.The microphone 100 detects the cry of the infant.

필터부(110)는 마이크로폰(100)의 출력신호를 화이트 노이즈 등을 없애기 위해서 필터링한다.The filter unit 110 filters the output signal of the microphone 100 to remove white noise.

증폭부(120)는 필터부(110)의 출력신호를 증폭한다.The amplifier 120 amplifies the output signal of the filter unit 110.

A/D변환기(130)는 증폭부(120)의 출력신호를 디지탈 신호로 변환한다.The A / D converter 130 converts the output signal of the amplifier 120 into a digital signal.

연산처리부(200)는 A/D변환기(130)로부터 수신된 신호로부터 주파수를 분석하여, 유아상태를 판정한다. 연산처리부(200)는 주파수 분석부(210), 유아상태 판정부(220)를 구비한다. 필터부(110), 증폭부(120), A/D변환기(130)는 신호전처리부를 구성한다.The operation processor 200 analyzes the frequency from the signal received from the A / D converter 130 to determine the infant condition. The operation processor 200 includes a frequency analyzer 210 and an infant state determiner 220. The filter unit 110, the amplifier 120, and the A / D converter 130 constitute a signal preprocessor.

주파수 분석부(210)는 A/D변환기(130)로부터 수신된 신호를 FFT(Fast Fourier Transform)하여 유아울음소리에 대한 피치(기본주파수), 제1고조파, 제2고조파 등을 검출하여 유아울음의 주파수 특성을 분석한다.The frequency analyzer 210 detects the pitch (base frequency), the first harmonic, the second harmonic, and the like, for the infant cry by performing FFT (Fast Fourier Transform) on the signal received from the A / D converter 130. Analyze the frequency characteristics of

유아상태 판정부(220)는 상기 주파수 분석부(210)로부터 분석된 유아울음의 주파수 특성을 이용하여 유아 울음소리에 대한 패턴을 분석하여 유아의 상태를 판정한다.The infant state determiner 220 determines the state of the infant by analyzing a pattern for the infant cry using the frequency characteristics of the infant cry analyzed from the frequency analyzer 210.

유아모듈 제어부(230)는 유아상태 판정부(220)의 출력신호에 따라서, 유아의 상태에 맞는 음향정보를 메모리(140)으로 선택하여, 유아의 상태에 따른 음향제어신호를 생성하여 스피커 구동부(150)로 출력한다. 유아모듈 제어부(230)는 유아상 태 판정부(220)에서 출력된 유아상태 정보를 무선송신부(250)를 통해 보호자 알림모듈(20)로 전송한다.The infant module controller 230 selects sound information suitable for the state of the infant as the memory 140 according to the output signal of the infant state determination unit 220, generates a sound control signal according to the state of the infant, and generates a speaker driver ( 150). The infant module control unit 230 transmits the infant state information output from the infant state determination unit 220 to the guardian notification module 20 through the wireless transmitter 250.

메모리(140)는 유아상태 판정부(220)에서 비교를 위해 사용되는 유아 울음소리의 기본 데이터들이 저장되어 있으며, 유아의 상태에 따라 스피커 구동부(150)로 제공되는 음향정보를 저장하고 있다.The memory 140 stores basic data of infant crying sounds used for comparison in the infant state determining unit 220, and stores acoustic information provided to the speaker driver 150 according to the infant's state.

스피커 구동부(150)는 유아모듈 제어부(230)로부터 수신된 음향제어신호에 따라 스피커(160)를 구동한다.The speaker driver 150 drives the speaker 160 according to the sound control signal received from the infant module control unit 230.

스피커(160)는 유아의 상태에 따라 유아에게 들려주기 위한 음향신호를 출력하는 스피커로, 스피커 구동부(150)에 의해 구동된다. 스피커 구동부(150), 스피커(160)는 스피커부를 구성한다.The speaker 160 is a speaker that outputs an acoustic signal for the infant according to the state of the infant, and is driven by the speaker driver 150. The speaker driver 150 and the speaker 160 constitute a speaker unit.

무선송신부(250)는 유아모듈 제어부(230)로부터 수신된 유아상태 정보를 보호자 알림모듈(20)로 무선 전송한다. 무선송신부(250)는 블루투스 송신부로 이루어질 수 있다.The wireless transmitter 250 wirelessly transmits the infant state information received from the infant module controller 230 to the guardian notification module 20. The wireless transmitter 250 may be a Bluetooth transmitter.

보호자 알림모듈(20)은 유아울음 제어모듈(10)로부터 무선 전송되는 유아상태 정보를 수신하여, 설정된 모드에 따라 출력한다. 보호자 알림모듈(20)은 휴대용으로서, 배터리에 의해 구동되도록 이루어져 있다. 보호자 알림모듈(20)은 무선 수신부(300), 보호자모듈 제어부(310), 모니터(320), 알람(330), 진동부(340), 키입력부(350)을 구비한다.The guardian notification module 20 receives the infant state information transmitted wirelessly from the infant crying control module 10 and outputs it according to the set mode. The guardian notification module 20 is portable and is configured to be driven by a battery. The guardian notification module 20 includes a wireless receiver 300, a guardian module controller 310, a monitor 320, an alarm 330, a vibrator 340, and a key input unit 350.

무선 수신부(300)는 보호자 알림모듈(20)의 유아모듈 제어부(230)로부터 무선송신부(250)를 통해 전송된 유아상태 정보를 무선 수신하여, 보호자모듈 제어 부(310)로 전송한다.The wireless receiver 300 wirelessly receives the infant state information transmitted through the wireless transmitter 250 from the infant module controller 230 of the guardian notification module 20 and transmits it to the guardian module controller 310.

보호자모듈 제어부(310)는 무선 수신부(300)로 부터 수신된 유아상태 정보를 키입력부(350)로부터 설정된 출력모드에 따라 선택적으로 모니터(320), 알람(330), 진동부(340)로 출력한다. 보호자모듈 제어부(310)는 수신된 유아상태 정보에 따라 알람(330)의 경고음을 달리하도록 알람 제어신호를 생성하여 알람(330)으로 출력한다. 또한 보호자모듈 제어부(310)는 수신된 유아상태 정보에 따라 진동부(340)의 진동 모드를 달리하도록 진동제어신호를 생성하여 진동부(340)으로 출력한다.The guardian module control unit 310 selectively outputs the infant state information received from the wireless receiver 300 to the monitor 320, the alarm 330, and the vibrator 340 according to the output mode set by the key input unit 350. do. The guardian module controller 310 generates an alarm control signal and outputs the alarm control signal to the alarm 330 so that the alarm sound of the alarm 330 is different according to the received infant condition information. In addition, the guardian module control unit 310 generates a vibration control signal to change the vibration mode of the vibration unit 340 according to the received infant state information and outputs to the vibration unit 340.

모니터(320)는 보호자모듈 제어부(310)로부터 수신된 유아상태 정보를 디스플레이한다.The monitor 320 displays the infant condition information received from the parental module control unit 310.

알람(330)은 보호자모듈 제어부(310)로 부터 수신된 알람제어 신호에 따라 경고음을 출력한다. 알람(330)는 유아상태에 따라 경고음이 다르도록 이루어져 있다.The alarm 330 outputs a warning sound according to the alarm control signal received from the parental control module 310. The alarm 330 is configured to be different from the warning sound according to the infant state.

진동부(340)는 보호자모듈 제어부(310)로 부터 수신된 진동제어 신호에 따라 진동한다. 진동부(340)는 유아상태에 따라 진동 모드가 다르도록 이루어져 있다.The vibrator 340 vibrates according to the vibration control signal received from the guardian module controller 310. The vibrator 340 is configured to vary the vibration mode according to the infant state.

키입력부(350)는 보호자 알림모듈(20)의 사용자가 출력모드를 설정하기위한 입력부이다. 보호자 알림모듈(20)은 배터리(미도시)에 의해 구동되므로 절전 등을 위해, 사용자가 모니터(320)의 출력, 알람(330)의 출력, 진동부(340)의 출력을 선택하여, 선택된 것으로만 출력하도록 이루어져 있다. The key input unit 350 is an input unit for setting the output mode by the user of the parental notification module 20. Since the guardian notification module 20 is driven by a battery (not shown), the user selects the output of the monitor 320, the output of the alarm 330, and the output of the vibrator 340 to save power. Only output

도 2는 도 1의 유아울음 제어모듈의 연산처리부의 개략적인 흐름도이다.FIG. 2 is a schematic flowchart of an operation processor of the infant cry control module of FIG. 1.

음성데이터 입력단계로, A/D변환기(130)의 출력 데이터를 수신한다(S110).In the voice data input step, the output data of the A / D converter 130 is received (S110).

주파수 분석단계로, 음성데이터 입력단계의 출력 데이터, 즉 A/D변환기(130)로부터 수신된 데이터를 FFT하여 피치(기본주파수), 제1고조파, 제2고조파 등의 음성 파라미터을 추출한다(S120).In the frequency analysis step, the output data of the voice data input step, that is, the data received from the A / D converter 130 is FFTed to extract voice parameters such as pitch (base frequency), first harmonic, and second harmonic (S120). .

울음소리 여부 판단단계로, 주파수 분석단계의 출력신호의 음성 파라미터들을 분석하여, 음성데이터 입력단계의 출력 데이터, 즉 A/D변환기(130)로부터 수신된 데이터가 유아 울음소리인지를 판단하며(S130), 만약 유아의 울음소리가 아니라면, 음성데이터 입력단계(S110)으로 되돌아간다.In the crying sound determination step, by analyzing the voice parameters of the output signal of the frequency analysis step, it is determined whether the output data of the voice data input step, that is, the data received from the A / D converter 130 is the infant crying sound (S130 ), If it is not the cry of the infant, return to the voice data input step (S110).

패턴분석단계로, 울음소리 여부 판단단계에서 유아 울음소리로 판단되면, 음성데이터 입력단계의 출력 데이터 및 주파수 분석단계의 출력 데이터를 이용하여 패턴을 분석한다(S140). 즉 피치(기본주파수), 제1고조파, 제2고조파의 음성 파라미터 뿐만아니라, 울음의 강도, 지속시간, 반복횟수, 고음 또는 저음, 시작패턴(서서히, 갑자기), 중간에 쉬는 시간(잠깐, 길게) 등을 이용하여 유아의 울음소리를 분석한다. In the pattern analysis step, when it is determined that the crying sound is an infant crying sound, the pattern is analyzed using the output data of the voice data input step and the output data of the frequency analysis step (S140). That is, not only the pitch (base frequency), the first harmonic and the second harmonic's voice parameters, but also the intensity, duration, number of repetitions, treble or bass, start pattern (slowly, suddenly), and the rest (long, long) Analyze the cry of the infant using).

일반적으로 유아들은 그들의 욕구를 표현하는데 다른 유형의 울음으로 나타낸다. 유아는 울음의 강도와 지속 시간으로 의사 표현을 한다. 유아가 우는 가장 흔한 이유는 배고픔 때문이다. 배고픔을 나타내는 울음소리는 낮은 목소리로, 짧게 울고 조금 멈추고, 짧게 울고 멈추고 하는 패턴으로 반복적 울음을 통해 확인할 수 있다. 대소변에 의해 기저귀가 젖었을 때 유아의 울음소리는 배고픔을 나타내는 울음소리와 매우 비슷하다. 비교적 저음의 규칙적인 울음 패턴을 보인다. 그러나 배고플 때 우는 것과는 달리 처음에는 칭얼거리며 울다가, 기저귀를 빨리 갈아주지 않으면 신경질적으로 운다. 아픔을 나타내는 울음소리는 갑자기 시작하고 높고 날카롭다. 울음은 크고 오래 지속되어서(4분 정도), 유아가 숨을 쉴 수 없을 정도로 만든다. 이 울음 뒤에 유아는 다시 숨을 쉬기 위해 극적이고 길게 멈춘다(약 7분 정도). 이런 울음은 쉽게 그치지 않고 잘 진정되지도 않는다. Infants generally express their needs in other types of crying. Infants speak with the intensity and duration of crying. The most common reason for infants to cry is because of hunger. The cry of hunger is a low voice, which can be confirmed by repeated crying in a pattern of short crying and stopping, short crying and stopping. When a diaper gets wet due to urine, the cry of an infant is very similar to the cry of hunger. A regular bass cry pattern. However, unlike crying when you are hungry, you start crying and crying nervously if you don't change diapers quickly. The cry of pain begins suddenly and is high and sharp. Crying is big and lasts long (about 4 minutes), making it impossible for infants to breathe. After this crying, the infant stops dramatically and long to breathe again (about 7 minutes). This crying does not stop easily and does not calm down well.

유아상태 판정단계로, 패턴분석단계의 출력으로부터 유아상태를 판정한다(S150).In the infant state determination step, the infant state is determined from the output of the pattern analysis step (S150).

음향정보 선정단계로, 유아상태 판정단계의 출력신호에 따라 메모리(140)로부터 음향정보를 선택한다(S160).In the sound information selection step, the sound information is selected from the memory 140 according to the output signal of the infant state determining step (S160).

음향정보 출력단계로, 음향정보 선정단계에서 선택된 음향정보를 스피커 구동부(150)으로 출력한다(S170).In the sound information output step, the sound information selected in the sound information selection step is output to the speaker driver 150 (S170).

상태정보 무선전송단계로, 유아상태 판정단계에서 출력된 유아상태 정보를 무선 송신부(250)을 통해 무선 전송하고(S180), 음성데이터 입력단계(S110)로 되돌아 간다.In the wireless status information transmission step, the infant status information output in the infant status determination step is wirelessly transmitted through the wireless transmitter 250 (S180), and the process returns to the voice data input step (S110).

도 3은 도 1의 보호자 알림모듈의 보호자모듈 제어부의 개략적인 흐름도이다.3 is a schematic flowchart of a guardian module control unit of the guardian notification module of FIG. 1.

유아상태 정보수신단계로, 유아울음 제어모듈(10)로부터 무선전송된 유아상태 정보를 수신한다(S210).In the infant state information receiving step, and receives the infant state information transmitted wirelessly from the infant cry control module 10 (S210).

모니터플래그 세트여부 판단단계로, 모니터플래그가 세트되었는가를 판단한여(S220), 세트되었다면, 키입력부(350)에서 모니터 출력이 선택된 것이므로, 모니터(320)로 유아상태 정보를 출력한다(S230).In the step of determining whether or not the monitor flag is set, it is determined whether the monitor flag is set (S220). If it is set, since the monitor output is selected by the key input unit 350, the infant state information is output to the monitor 320 (S230).

알람플래그 세트여부 판단단계로, 알람플래그가 세트되었는가를 판단한여(S240), 세트되었다면, 키입력부(350)에서 알람 출력이 선택된 것이므로, 유아상태 정보에 따른 알람신호를 출력한다(S250).In the step of determining whether or not the alarm flag is set, it is determined whether the alarm flag is set (S240). If it is set, since the alarm output is selected by the key input unit 350, the alarm signal according to the infant state information is output (S250).

진동플래그 세트여부 판단단계로, 진동플래그가 세트되었는가를 판단한여(S260), 세트되었다면, 키입력부(350)에서 진동 출력이 선택된 것이므로, 유아상태 정보에 따른 진동신호를 출력한다.In the determining of whether or not the vibration flag is set, it is determined whether the vibration flag is set (S260). If the vibration flag is set, the vibration output is selected by the key input unit 350, and thus the vibration signal is output according to the infant state information.

본 발명은 이상에서 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며, 당업자라면 다음에 기재되는 청구범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.The present invention is not limited to the above described and illustrated in the drawings, and of course, more modifications and variations are possible to those skilled in the art within the scope of the following claims.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 유아의 울음소리를 주파수 분석하여 유아의 상태에 따른 음향을 유아에게 들려주는 바이오피드백을 이용한 유아 울음제어 시스템을 제공한다. As described above, the present invention provides an infant crying control system using a biofeedback to give the infant the sound according to the state of the infant by frequency analysis of the crying sounds of the infant.

본 발명의 유아 울음제어 시스템은 휴대하기 간편한 초소형, 초경량의 시스템으로 이루어지며, 유아가 우는 것과 유아상태를 알리는 알람을 구비하며, 보호자가 청각장애자인 경우에도 사용되어 질 수 있는 알람을 구비한 보호자 알림모듈을 구비한다.Infant crying control system of the present invention is made of an ultra-compact, ultra-lightweight system that is easy to carry, equipped with an alarm to inform the infant crying and infant condition, the guardian with an alarm that can be used even if the guardian is deaf. It has a notification module.

또한 본 발명은 실시간으로 유아의 울음소리를 검출하여 바이오피드백을 통해 자동적으로 유아에게 편안함을 유발할 수 있는 음성 신호를 발생하게 하여 유아의 울음을 신속하게 그치게 할 수 있는 장점이 있다. In addition, the present invention has the advantage that it is possible to quickly stop the crying of the infant by detecting the crying of the infant in real time to generate a voice signal that can cause the comfort to the infant automatically through the biofeedback.

또한 본 발명의 유아 울음제어 시스템은 휴대하기 간편한 초소형, 초경량의 시스템으로 집안에서 뿐만 아니라 공공장소, 대중교통 등과 같이 많은 사람들이 밀집되어 있는 곳에서도 사용이 용이하다. 그리고 유아가 울 때 보호자에게 알려주는 알람기능을 가지고 있어 일반인 뿐만 아니라 장애를 갖고 있는 보호자에게도 유용하게 사용되어 질 수 있다. 예를 들어, 청각장애인에게는 유아가 울 때 시각적으로 표시하거나, 진동과 같은 기계적인 알람 기능을 제공한다.In addition, the infant crying control system of the present invention is a very compact and lightweight system that is easy to carry, and is easy to use in crowded places such as public places, public transportation, as well as at home. And because it has an alarm function to notify the guardian when the infant is crying, it can be useful not only for the general public but also for the guardian who has a disability. For example, a hearing impaired person may visually display a baby when crying or provide a mechanical alarm function such as vibration.

Claims (7)

유아의 울음소리를 검출하여 유아의 상태를 분석하고, 분석된 유아 상태정보를 무선 전송하며, 또한 분석된 유아 상태정보에 따라 음향을 출력하는 유아울음 제어모듈;An infant crying control module for detecting an infant crying to analyze the state of the infant, wirelessly transmitting the analyzed infant state information, and outputting a sound according to the analyzed infant state information; 배터리로 구동되며, 상기 유아울음 제어모듈로부터 유아 상태정보를 무선 수신하여 기 설정된 모드에 따라 출력하는 보호자 알림모듈;로 이루어져 있으며,It is driven by a battery, the guardian notification module for receiving the infant state information from the infant cry control module wirelessly and outputs according to a preset mode; 상기 유아울음 제어모듈은The infant crying control module 유아의 울음소리를 검출하는 마이크로폰;A microphone for detecting crying sounds of the infant; 상기 마이크로폰의 출력신호로부터 잡음을 제거하고 증폭하고 디지탈 신호로 변환하는 신호 전처리부;A signal preprocessor to remove noise from the output signal of the microphone, amplify it, and convert the noise into a digital signal; 상기 신호 전처리부로부터 수신된 신호를 분석하여 유아상태를 판정하고, 유아의 상태에 따른 음향제어신호를 생성하는 연산처리부;An arithmetic processor configured to analyze a signal received from the signal preprocessor to determine an infant state, and to generate an acoustic control signal according to the infant state; 상기 연산처리부로부터 수신된 상기 음향제어신호에 따라 구동되는 스피커부;A speaker unit driven according to the sound control signal received from the calculation processing unit; 상기 연산처리부로부터 출력된 유아상태 정보를 무선 전송하는 무선송신부;A wireless transmitter for wirelessly transmitting the infant state information output from the operation processor; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 바이오피드백을 이용한 유아 울음제어 시스템.Infant crying control system using a biofeedback comprising: a. 유아의 울음소리를 검출하여 유아의 상태를 분석하고, 분석된 유아 상태정보 를 무선 전송하며, 또한 분석된 유아 상태정보에 따라 음향을 출력하는 유아울음 제어모듈;An infant crying control module for detecting an infant crying to analyze a state of the infant, wirelessly transmitting the analyzed infant state information, and outputting a sound according to the analyzed infant state information; 배터리로 구동되며, 상기 유아울음 제어모듈로부터 유아 상태정보를 무선 수신하여 기 설정된 모드에 따라 출력하는 보호자 알림모듈;로 이루어져 있으며,It is driven by a battery, the guardian notification module for receiving the infant state information from the infant cry control module wirelessly and outputs according to a preset mode; 상기 보호자 알림모듈은The guardian notification module 출력모드를 설정하기위한 입력부인 키입력부;A key input unit which is an input unit for setting an output mode; 상기 무선송신부로부터 전송된 유아상태 정보를 무선 수신하는 무선 수신부;A wireless receiver configured to wirelessly receive the infant state information transmitted from the wireless transmitter; 상기 무선 수신부로 부터 수신된 유아상태 정보를 상기 키입력부로부터 설정된 출력모드에 따라 선택적으로 출력하는 보호자모듈 제어부;Parental module control unit for selectively outputting the infant state information received from the wireless receiving unit according to the output mode set from the key input unit; 상기 보호자모듈 제어부의 출력신호에 따라 진동하며, 유아상태에 따라 진동 모드가 다르도록 이루어져 있는 진동부;A vibrator configured to vibrate according to an output signal of the guardian module controller and to have a vibration mode different according to an infant state; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 바이오피드백을 이용한 유아 울음제어 시스템.Infant crying control system using a biofeedback comprising: a. 유아의 울음소리를 검출하는 마이크로폰; 상기 마이크로폰의 출력신호로부터 잡음을 제거하고 증폭하고 디지탈 신호로 변환하는 신호 전처리부; 상기 신호 전처리부로부터 수신된 신호를 분석하여 유아상태를 판정하고, 유아의 상태에 따른 음향제어신호를 생성하는 연산처리부; 연산처리부로부터 수신된 상기 음향제어신호에 따라 구동되는 스피커부;를 구비하는 바이오피드백을 이용한 유아 울음제어 시스템에 있어서,A microphone for detecting crying sounds of the infant; A signal preprocessor to remove noise from the output signal of the microphone, amplify it, and convert the noise into a digital signal; An arithmetic processor configured to analyze a signal received from the signal preprocessor to determine an infant state, and to generate an acoustic control signal according to the infant state; In the infant cry control system using a biofeedback comprising a; speaker unit driven according to the sound control signal received from the operation processing unit, 출력모드를 설정하기위한 입력부인 키입력부; A key input unit which is an input unit for setting an output mode; 상기 연산처리부로부터 출력된 유아상태 정보를 무선 전송하는 무선송신부;A wireless transmitter for wirelessly transmitting the infant state information output from the operation processor; 상기 무선송신부로부터 전송된 유아상태 정보를 무선 수신하는 무선 수신부;A wireless receiver configured to wirelessly receive the infant state information transmitted from the wireless transmitter; 상기 무선 수신부로 부터 수신된 유아상태 정보를 상기 키입력부로부터 설정된 출력모드에 따라 선택적으로 모니터, 알람, 진동부로 출력하는 보호자모듈 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 바이오피드백을 이용한 유아 울음제어 시스템.And a guardian module control unit configured to selectively output the infant state information received from the wireless receiver to the monitor, alarm, and vibration unit according to the output mode set from the key input unit. 제1항 또는 제3항 중 어느 한항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 연산처리부는The operation processing unit 상기 신호 전처리부로부터 수신된 신호를 FFT(Fast Fourier Transform)하여 유아울음소리에 대한 피치(기본주파수), 제1고조파, 제2고조파를 검출하여 유아울음의 주파수 특성을 분석하는 주파수 분석부;A frequency analyzer for analyzing frequency characteristics of infant crying by detecting a pitch (base frequency), first harmonic, and second harmonic for infant crying by performing a FFT (Fast Fourier Transform) on the signal received from the signal preprocessor; 상기 주파수 분석부로부터 분석된 유아울음의 주파수 특성을 이용하여 유아 울음소리에 대한 패턴을 분석하여 유아의 상태를 판정하는 유아상태 판정부;An infant state determining unit which determines a state of the infant by analyzing a pattern of the infant crying sound using the frequency characteristics of the infant crying analyzed from the frequency analyzer; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 바이오피드백을 이용한 유아 울음제어 시스템.Infant crying control system using a biofeedback comprising: a. 제1항 내자 제3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 무선 전송 및 무선 수신은 블루투스를 이용하여 송수신되는 것을 특징으로 하는 바이오피드백을 이용한 유아 울음제어 시스템.The wireless transmission and wireless reception is a baby crying control system using a biofeedback, characterized in that the transmission and reception using Bluetooth. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 보호자 알림모듈은 The guardian notification module 상기 보호자모듈 제어부의 출력신호를 디스플레이하는 모니터;A monitor displaying an output signal of the guardian module control unit; 상기 보호자모듈 제어부의 출력신호에 따라 경고음을 출력하며, 유아상태에 따라 경고음이 다르도록 이루어져 있는 알람;을 구비하는 것을 특징으로 하는 바이오피드백을 이용한 유아 울음제어 시스템.Infant crying control system using a biofeedback, characterized in that it comprises; an alarm that outputs a warning sound according to the output signal of the guardian module control, the warning sound is made different depending on the infant condition. 마이크로폰의 출력신호로부터 잡음을 제거하고 증폭하고 디지탈 신호로 변환하는 신호 전처리부; 상기 신호 전처리부로부터 수신된 신호를 분석하여 유아상태를 판정하고, 유아의 상태에 따른 음향제어신호를 생성하는 연산처리부; 연산처리부로부터 수신된 상기 음향제어신호에 따라 구동되는 스피커부;를 구비하는 유아 울음제어 시스템의 제어방법에 있어서,A signal preprocessor for removing noise from the output signal of the microphone, amplifying the signal, and converting the signal into a digital signal; An arithmetic processor configured to analyze a signal received from the signal preprocessor to determine an infant state, and to generate an acoustic control signal according to the infant state; In the control method of the infant crying control system comprising a; speaker unit driven according to the sound control signal received from the operation processing unit, 상기 신호 전처리부로부터 수신된 데이터를 FFT하여 음성 파라미터을 추출하는 주파수 분석단계;A frequency analysis step of extracting a voice parameter by FFTing the data received from the signal preprocessor; 상기 주파수 분석단계의 출력신호의 음성 파라미터들을 분석하여, 상기 신호 전처리부로부터 수신된 데이터가 유아 울음소리인지를 판단하는 울음소리 여부 판단단계;Determining whether the data received from the signal preprocessor is an infant crying sound by analyzing voice parameters of the output signal of the frequency analyzing step; 상기 울음소리 여부 판단단계에서 울음소리로 판단되면, 음성데이터 입력단계의 출력 데이터 및 주파수 분석단계의 출력 데이터를 이용하여 패턴을 분석하는 패턴분석단계;A pattern analysis step of analyzing a pattern by using the output data of the voice data input step and the output data of the frequency analysis step, when it is determined that the crying sound is in the crying sound determination step; 상기 패턴분석단계의 출력으로부터 유아상태를 판정하는 유아상태 판정단계;An infant condition determining step of determining an infant condition from an output of the pattern analysis step; 상기 유아상태 판정단계의 출력신호에 따라 메모리로부터 음향정보를 선택하여 출력하는 음향정보 선정 및 출력단계;Selecting and outputting sound information by selecting and outputting sound information from a memory according to the output signal of the infant state determining step; 상기 유아상태 판정단계에서 출력된 유아상태 정보를 보호자 알림모듈로 무선 전송하는 상태정보 무선전송단계;A state information wireless transmission step of wirelessly transmitting the infant state information output in the infant state determination step to a guardian notification module; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 유아 울음제어 시스템의 제어방법.Control method of the infant crying control system characterized in that it comprises a.
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