CN105517493A - 咳嗽检测、分析以及通信平台 - Google Patents

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CN105517493A CN201480047192.XA CN201480047192A CN105517493A CN 105517493 A CN105517493 A CN 105517493A CN 201480047192 A CN201480047192 A CN 201480047192A CN 105517493 A CN105517493 A CN 105517493A
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Abstract

可以提供咳嗽检测、分析和通信平台。该平台可以包括用于检测、分析和传送咳嗽检测数据的方法、系统和设备。咳嗽检测设备可以包括至少一个麦克风和用来采用检测、分析和传送咳嗽检测数据的方法的分析固件。分析软件可以更新以针对个体或基于例如年龄与疾病的对应人口统计学与异常咳嗽频率成分、异常咳嗽频率分布图和警告阈值一起使用适当算法。咳嗽检测设备可构造为将咳嗽检测数据传送到服务器。依次地，服务器可运行以处理数据且传送数据到第三方，诸如例如医师。系统可进一步运行以提供用于与平台接口的用户接口(例如，移动应用或网络应用)。

Description

咳嗽检测、分析以及通信平台
优先权要求
本申请要求在2013年7月22日递交于美国专利商标局且发明人为StevenP.Schmidt、名称为“咳嗽检测(CoughDetection)”的美国临时专利申请No.61/856,803的权益。该临时申请的公开内容通过引用方式合并于本文中。
相关申请
名称为“用于慢性病管理的早期预警方法和系统(EarlyWarningMethodandSystemforChronicDiseaseManagement)”且由同一发明人递交的相关的美国专利申请No.13/011,394通过引用方式合并于本文中。
技术领域
本公开的技术领域一般地涉及医疗设备和远程卫生保健服务。
背景技术
患有慢性肺病的患者会经历规律性的咳嗽。他们规律性咳嗽频率的突然增加会是呼吸道受损(感染)或诸如例如患有哮喘的人的哮喘发作的即将发生的加重事件的早期指示。在各种情况下(例如，囊性纤维症、哮喘、COPD、肺纤维症、支气管炎、呼吸道感染、肺癌、GERD以及影响正常肺运行的其它疾病)，呼吸道受损的强的指示是咳嗽频率增加，这可能是由于来自于增加的咳嗽敏感度以及对细胞流入肺中的响应的肺部病理生理引起的。例如，在即将发生哮喘时，发作性咳嗽可能是患者咳嗽率从例如大概每两个小时咳嗽一次的规律性比率增加到极高的比率。在正常情况下，该增加的咳嗽频率可能开始发生于加重事件(“发作”)之前大概三个小时，或者对于过敏个体，该增加的咳嗽频率可能开始发生于发作前半个小时。
提供治疗计划的医生具有在有恶化症状的征兆时(例如，咳嗽率增大)防止全面爆发性发作的干预策略。然而，仅当医生或患者获知恶化症状且以及时应对此的及时的方式对此进行应对时，这些治疗计划才起作用。
早期预警可以鼓励患者寻求早期治疗。反过来，早期治疗将解除药疗法(例如，吸入器)，或者加重触发因素(例如，情感压力，例如哭，空气污染，等等)的去除可以阻碍加重事件的全面影响。阻碍加重事件的全面影响可以降低紧急房间探望患者以及患者住院的可能性。
不幸的是，一些患者，例如儿童和老人，经常忽略他们的早期症状，直到早期治疗措施已不再有效，使得常规的干预策略更可能失败。结果，需要通过最少的患者干预或关注度而被动运行的有效且高效的早期症状检测设备。
发明内容
提供该发明概述来以简化的形式介绍构思的选择，下面将在发明详述中进一步详细描述。该发明概述不意在确定权利要求主题的关键特征或主要特征。该发明概述也不意在用于限制权利要求主题的范围。
可以提供咳嗽检测、分析以及通信平台。该平台可以包括用于检测、分析和传送咳嗽检测数据的方法、系统和设备。该平台的咳嗽检测设备可以包括至少一个麦克风以及用来采用检测、分析、和传送咳嗽检测数据的方法的分析软件。
与本公开的实施方案一致，由咳嗽检测设备采集到的数据(例如，咳嗽频率)随后可以传送到至少一个服务器。该服务器反过来可以运行以处理接收到的数据并且将接收到的数据传送到感兴趣方，诸如但不限于医师。得到用户的咳嗽频率日期后，医师随后可以按接收到的信息行动从而例如评估用户症状并且采取适当的措施。
该平台还可以包括用户界面(例如，移动应用或网络应用)，用于使用户、医师以及其它实体能够与平台接口。例如，用户可以访问用户界面来配置检测设备的参数和设置，包括但不限于例如警告设置。类似地，以使可以访问用户界面从而例如查看处理后的咳嗽检测数据并且通过界面来建议对于用户的治疗。反过来，用户可以访问界面来查看医师的建议。
上述的发明概述和下面的发明详述都提供了实施例，且仅为解释说明。因此，上面的发明概述以及下面的发明详述不应视为限制。此外，除了本文阐述的之外，可以另外提供特征或变型例。例如，实施方案可涉及在发明详述中描述的各种特征组合和子组合。
附图说明
并入说明书并构成本发明的一部分的附图图示了本公开的多个实施方案。附图包含了申请人所拥有的各种商标以及版权的表征。另外，附图可以包含第三方所拥有的其它标记并且仅用于说明的目的。除了属于其相应的所有者的那些商标和版权之外，对于在本文表示的各种商标和版权的所有权利都为申请人所有。申请人保有且保留在本文中包含的他们的商标和版权的所有权利，并且仅在与授权专利复制相结合的情况而无任何其它目的下才授予复制材料的许可权。
在附图中：
图1示出了咳嗽检测设备的第一实施方案；
图2示出了咳嗽检测设备的第二实施方案；
图3A-3C示出了咳嗽检测设备的第三实施方案；
图4示出了与本公开的实施方案一致的平台的操作环境；
图5示出了用于提供与本公开实施方案一致的平台的方法的流程图；
图6A-6B示出了咳嗽检测信号的波形；
图7A-7D示出了使用第一信号处理方法处理的咳嗽检测信号的波形；
图8A-8B示出了使用第二信号处理方法处理的咳嗽检测信号的波形；
图9A-9B示出了与本公开实施方案一致的检测设备的体系结构；以及
图10示出了与本公开实施方案一致的计算设备。
具体实施方式
下面的发明详述参考附图。在可能的情况下，相同的附图标记用于附图和下面的说明来参考相同或相似的要素。虽然描述了本发明的实施方案，修改方案、适应修改以及其它实现方式是可能的。例如，可以对图中所示的要素进行替代、添加或修改，并且可以通过对公开的方法替代、重排序或添加阶段来修改本文所描述的方法。因此，下面的发明详述不限制发明。相反，发明的适当的范围由随附权利要求书来限定。本公开包含了标题。应当理解，这些标题用作参考，不解释为对该标题下公开的主题进行限制。
I.检测设备设计
本公开的实施方案可以提供运行以检测、分析和传送用户的咳嗽频率的咳嗽频率检测设备。检测设备可进一步运行以在检测到增加咳嗽率时提供指示。指示可以充当导致加重事件的肺问题的生理级联的早期预警。加重事件可以是例如但不限于哮喘发作。
通过非限制实施例的方式，检测设备可以与耳环、手表、口袋FOB以及附着到FOB的拉链集成到一起。检测设备的形式可以考虑诸如年龄和性别的用户的人口统计学而不同。检测设备可以较小、便携，并且具有非常长的电池寿命。在一些实施方案中，检测设备可以是可再充电的，而在其它实施方案中，检测设备可以是一次性的。
图1-3图示出咳嗽检测设备的各个实施方案。如图1所示，检测设备100可以由用户佩戴在用户颈部周围。检测设备100可以集成到可配置为由用户佩戴的各种装饰品中。
例如，在一些实施方案中，设备100可以与壳体105、支撑装置110和皮带扣115集成。壳体100可以包括但不限于例如橡胶和/或塑料材料，其设计成容纳用于提供本公开的方法和系统以及与本公开的方法和系统接口的设备组件。支撑装置105可以提供将设备100紧固到用户的机构。该机构可以包括例如项链、手镯、耳环或任何其它可由用户佩戴的适合的物品。该机构可进一步用来提供从壳体105到皮带扣115的电子接口(例如，布线和电路系统)。
除了将设备牢固地紧固到用户之外，皮带扣115可以构造为充当例如端口120。反过来，端口120可以构造为充当充电设备，或者在一些实施方案中充当通信端口(例如，通用串行总线(USB)端口或类似的计算接口)。该端口可以向设备提供能量和/或在设备100与外部系统之间交换信息，如下文中至少参考图4所详述的。
仍与本公开的实施方案一致，检测设备可设计成插入不同的用户装饰品中。例如，如同2所示，检测设备200可以包括可拆卸模块205。可拆卸模块205可以包括用于检测设备组件的壳体。该壳体能够插入插口210中。插口210可构造为附接到支撑装置215。支撑装置215可设计为例如但不限于项链、耳环或手镯或者它们的可附接部分。
图3图示出检测设备300的又一实施方案。检测设备300可以包括具有用于检测设备组件的壳体的检测模块305。该壳体可构造为插入插口310中，插口310包括例如安装环310。安装环315可构造为附接到例如用户装饰品330。在一些实施方案中，安装环315可以包括端口320。端口320可以充当检测设备300的附接装置。在一些实施方案中，端口320可构造为将检测模块300耦合到电子接口中，电子接口诸如例如但不限于咬接电源插座或通信接口(例如，电子模块325)。
在其它各个实施方案中，本公开的检测设备可以与软件相关联。软件实施在例如移动应用、网络应用、服务器应用和/或桌面应用中。通过下面至少参考图4所详述的通信装置，软件可配置为提供并显示与从检测设备接收到的数据相关联的多个报告。报告可以包括例如代表从检测设备采集的数据以及其它处理后的度量的图形与文本元素的组合。另外，报告可以与来自其它测量/监控设备的信息综合以有助于阐明基础原因(例如，确定练习水平的报告)。
软件可进一步配置为将警告(例如，包括但不限于例如电子邮件、SMS、电话警告的远程通信)发送到选定的当事人。选定的当事人可以包括但不限于朋友和亲属、紧急联系人或对用户健康状况感兴趣的用户的医师。通过该软件，用户可以定义在设备已经检测到咳嗽率增加的情况下要联系的多个第三方。此外，用户可以配置消息连同数据一起传送到那些第三方。
如下面进一步详述，软件可以使用户能够调节与设备相关联的各种设置，包括但不限于例如基准波形、阈值检测水平、通信规则、警告设置、容许的当事人等等。在一些实施方案中，软件可以安装到与设备可操作通信的移动计算设备(例如，智能手机)上。软件可由移动计算设备的各元件来操作，诸如但不限于麦克风、全球定位元件、手机信号塔通信、加速度计、互联网连接以及音频、视觉和触觉反馈机制。
仍与本公开的实施方案一致，可利用例如与检测设备通信的移动计算设备的全球定位元件来跟踪检测设备的位置。反过来，通过检测设备接收到的咳嗽检测信息可以与从移动计算设备取得的用户位置相关联。获得用户的位置后，使得可以接收到检测设备发布的警告的第三方能够更好为用户提供应急现场辅助。类似地，在一些实施方案中，移动计算设备的麦克风可以与检测设备的麦克风相结合使用。采用两个麦克风作为输入源可以实现更佳的咳嗽检测。
在各个实施方案中，软件可进一步包括个体的个性化治疗计划，例如人的哮喘作用计划。哮喘作用计划可以为用户提供有帮助的指导来适当地解释和应对症状。而且，软件可配置为显示与咳嗽检测信息相关联的预测分析。这些分析可由例如第三方医师来提供，或者可由外部设备通过计算方式取得。
与本公开的实施方案一致，用户的医师可以访问软件(经由例如网络应用)来查看从用户检测设备接收和取得的信息。反过来，医师可以诊断并且对用户的治疗开处方。所开的治疗可以用作软件的输入，依次可以借助于例如用户的移动应用传送给用户。
II.操作环境
图4示出了用于本公开的咳嗽检测、分析和通信平台的操作环境400的实施方案。该平台可以包括检测设备405。检测设备405可以为例如参考图1-3所描述的咳嗽检测设备。
检测设备405可以包括运行以将咳嗽检测数据传送到中央服务器410的通信模块。通信模块可以能够利用Wi-Fi、蓝牙、手机信号塔、宽带以及提供与中央服务器410的通信的其它远程通信电路系统来通信。中央服务器410可以经由例如诸如但不限于例如局域网、广域网、互联网连接和/或云计算环境的远程通信信道来与检测设备405可操作通信。
在图4中没有示出，检测设备405可以进一步构造为采用中间信道，从而连接到服务器410。例如，检测设备405的通信模块可仅配置为以蓝牙或Wi-Fi通信协议来交互，而在一些实施方案中，中央服务器410可不通过这些协议来访问。因此，检测设备405可采用Wi-Fi和/或蓝牙使能通信模块来将数据传送到移动计算设备(例如，用户的智能手机)。移动计算设备上可以安装有平台的移动应用。依次地，移动计算设备可配置为将从检测设备接收到的数据传送到中央服务器410，从中央服务器410接收数据，并且将数据提供给检测设备405。
服务器410可运行以处理从检测设备405接收到的数据(直接地或者通过移动计算设备间接地)并且根据本公开的各个实施方案来传送处理过的数据。可以在与本公开的实施方案一致的用户接口(UI)415处接收处理过的数据。如上所述，与本公开的实施方案一致，能够由设备的用户或诸如例如医师、管理员、亲属或检测设备用户第三方经由例如网络应用或移动应用访问UI415。
III.平台操作
图5是阐明与本公开的实施方案一致的方法500中所涉及到的一般阶段的流程图，用于提供本公开的咳嗽检测、分析和通信平台。仍与本公开的实施方案一致，方法500可以通过如图9A-9B所示的硬件元件(例如，计数器、定时器、FPGA芯片等)和/或软件元素(例如，智能手机应用、固件等)的组合来实施。
而且，在一些实施方案中，方法500可以通过图10所示的计算设备1000来执行。在这些实施方案中，检测设备405可充当将信号发送到计算设备1000(例如，经由蓝牙连接的移动计算设备/用户智能手机)的远程麦克风，该计算设备1000依次地执行方法500的处理和通信。在其它实施方案中，在方法500中公开的处理的第一部分可以通过检测设备406来执行，而处理的第二部分可以通过移动计算设备来执行。
虽然流程图中图示的阶段是按特定顺序来公开的，应当理解的是顺序仅为示例的目的而公开。阶段可以组合、分离、重排序，并且可以存在各种中间阶段。因此，应当理解的是，在流程图内示出的各个阶段在各个实施方案中可以按不同于图示的布置来执行。而且，可以从流程图中添加或移除各阶段，而不改变或阻碍描绘的方法以及本文公开的系统的基本范围。下面将进一步详述实施方法500的阶段的方式。
方法可以开始于阶段505，在该阶段检测设备405可以打开。设备405可以通过通-断开关的激活或激活电池触头来打开。在设备405构造为与位于近处的移动计算设备(例如，用户的智能手机)通信的实施方案中，设备405一旦打开就可以注册移动计算设备。在本公开的一些实施方案中，设备405可以总是打开，但是在被动检测状态下运行。
在被动检测状态下检测到触发信号时，设备405可以进入主动检测状态。触发信号可以包括但不限于例如超过预定阈值的声音的拾取。该声音可以是疾病加重触发信号的指示。一旦触发，设备405可构造为在主动检测状态下工作达到预设的时间段。
在主动检测状态下，计数器和定时器可设定成值0，咳嗽检测可以开始于阶段510。设备405的麦克风输入可用来检测声音。如下文参考图6-8进一步详述的，在设备上运行的软件或固件可以采用各种咳嗽检测算法来区分咳嗽与其它检测的声音。
一旦检测到超过阈值的声音，设备405可以进行到阶段515，在该阶段可以采用咳嗽检测算法来判定检测的声音是否包括咳嗽。咳嗽检测算法可进一步构造为确定检测到的声音是否极可能是咳嗽。虽然可能不总是做出确切的检测，但是近似或估计仍可用于本公开的一些应用(例如，咳嗽率如此高以至于错误识别不是问题)。
如果判定出检测到的声音不是咳嗽，则设备405可以返回检测阶段510。如果判定出检测到的声音是咳嗽，则设备405可以进行到阶段120，在该阶段其可以通过使计数器增量来记录咳嗽。
从计数器增量的阶段520起，设备405可以前进到阶段525，在该阶段检查定时器以判定预定的时间段是否已经经过。如果检测时间未经过，则设备返回检测阶段510，并且定时器继续运行，同时计数器对于每个检测到的咳嗽会继续增量。如果检测时间已经经过，则设备405可以进行到阶段530，在该阶段中设备判定咳嗽计数器是否超过预设阈值。如果咳嗽计数器已经超过阈值，则设备405可以进行到阶段535，在该阶段设备将咳嗽计数发送给服务器410。
与各个实施方案一致，设备405可配置为发送除了咳嗽计数之外的其它数据诸如但不限于历史计数信息、时间信息以及位置信息。如下文详述，发送的数据可以包括检测的声音的波形或波形的解释。而且，在设备405配置有其它健康监控设施的实施方案中，诸如心率、血压和血糖水平，但是设备可运行以便也发送与那些设施对应的读数。
如上所述，设备405可以经由与设备405通信的移动计算设备提供的中间信道来与服务器410通信。例如，设备405可以将数据提供给移动计算设备，反过来移动计算设备可以将数据转送到基于云的服务器或由用户定义的第三方。在其它各个实施方案中，设备405可以运行以将数据直接发送到服务器410。
一旦发送了信息，设备405可以前进到阶段540，在该阶段设备可以将定时器和咳嗽计数器复位，并且进行到阶段510，在该阶段设备可以在另一周期内继续处于主动检测状态。在一些实施方案中，咳嗽计数器可以不复位，并且阶段530中的阈值可以与对应于两周期检测循环的第二阈值进行比较。
与本公开的实施方案一致，不同的咳嗽计数和时间的组合可以对应于由设备405发送不同的信号。例如，如果在第一周期内检测到第一咳嗽量(例如，在前十五分钟周期内检测到六次咳嗽)并且在第二周期内检测到另一咳嗽量(例如，在其次十五分钟周期内检测到六次咳嗽)，则可以发送第一信号。类似地，如果例如在前十五分钟周期内检测到十次咳嗽且在其次十五分钟周期内检测到另外的十五次咳嗽，则可以发送第二信号。
通过这种方式，不同的咳嗽率可以构造为使得发送不同的信号。信号可以是预设信号，这些预设信号依次可以分别通过与设备405可操作通信的服务器410或移动计算设备来触发不同的动作。而且，因为信号发送会实质上影响电池排泄，功率管理构造可以使得检测设备的发送电路系统根据需要在周期性短脉冲猝发内接通。
如果在阶段530中判定出咳嗽计数器没有超过阈值，则检测设备可以进行到阶段540，将定时器和咳嗽计数器复位，并且进入被动检测状态。当设备返回进入被动状态时，可以发送“全清零”信号。诸如低电量警告的额外信息可以根据需要而发送。
IV.信号处理
检测人类咳嗽的低成本的可佩戴设备的产生和制造提供了挑战，因为人类咳嗽不是通过声波冲击精确建模，而是会持续近似200ms至400ms的复杂频率的时间延长的‘啁啾声’。图6-8图示出可与本公开的实施方案一起使用的对应咳嗽检测算法的图。本公开的实施方案可以采用例如嵌入在检测设备405内的两个麦克风。
图6A所示的信号代表了做出差别化的努力而在近似五秒的时间段内咳嗽五次的受验者。即使受验者试图尽可能有区别地咳嗽五次，但是在受验者胸腔中发生自然的‘反弹’，导致辅助拖尾声音。
图6A的信号包括对应于检测到的五次咳嗽的五个主‘啁啾声’(或区域)。第一区域包括一组两个以上的不同声音，而第二次和第四次咳嗽之后是代表受验者的胸部反弹的噪声。每个人可以具有他/她自身的会因例如肺损坏类型、严重度和部位而变化的咳嗽/暂态波形的特定顺序。
图6B图示出可应用于声音以更好地区分咳嗽和噪声(例如，在咳嗽之后的后续胸部反弹)的第一滤波器。所添加的水平线代表了对应于用于波形振幅的y轴带通型滤波器的‘阈值’参考(例如，振幅阈值限幅点)。
从图6B中能够理解，阈值限幅点将使得不同的咳嗽计数取决于它们在波形上的位置。例如，过低的阈值可允许环境噪声通过滤波器并且使咳嗽计数更无效。另一方面，过高的阈值会错过咳嗽，因此给出错误的计数与本公开的实施方案一致的咳嗽检测设备可以在咳嗽检测中采用该滤波类型。阈值限幅可以被校准，采用额外的算法，并且因本公开的实施方案不同而不同。尽管如此，无论为该滤波器设定何种阈值，对于时域检测方法(TDDM)，可能存在大至50％的误差。因此，本公开的采用该滤波器类型的实施方案可以在延长的时间段内触发(即，提供警告通知)‘松弛’咳嗽计数目标。
本公开的各个实施方案还可以采用基于频率的咳嗽检测和计数方法。图7A示出了受验者的五个咳嗽周期的信号。该信号可以由AC耦合(DC去除)麦克风来捕获并且由可供本领域普通技术任意使用的方法来放大。
使用0V阈值，信号可以分割成正向电压和负向电压，如图7B所示。上方信号部分和下方信号部分可以略微不同，因此两个部分应当用于检测中。如图7C所示，上方电压可以保持为Vafter+＝Vbefore+，而下方波形可以颠倒为Vafter-＝-(Vbefore-)。
图7C的该信号部分随后可以传递到运算放大器以减去两个部分，得到Vresult＝Vafter+-Vafter-。图7D所示的Vresult可以代表图7A所示的信号的绝对值。
图7D中的最终波形的信噪比(SNR)可以改善以进行更佳的咳嗽检测。例如，应用具有上升沿触发信号的直线阈值用于对类似于图8A中所示的咳嗽进行计数，可以检测到七次咳嗽。因为受验者仅咳嗽了五次，所以这得到了40％的误差。得知有差别的咳嗽不会以小于例如300ms的间隔发生，可以改善检测误差。与本公开的各个实施方案一致，可以在每个上升沿触发时激活禁用电路。禁用电路将有效地防止或保持上升沿触发激活达到至少例如300ms的预定间隔。通过这种方式，通过对于在实际咳嗽之间发生的噪声不激活上升沿触发，使得咳嗽计数增量。图8B示出了以近似300ms间隔与禁用电路耦合的上升沿触发计数方法。结果，上升沿触发方法现在可以计数五次咳嗽。
本公开的实施方案可以通过针对用户的个体咳嗽印片或波形个性化检测设备来进一步改善咳嗽检测。例如，除了已经存储了与不同性别、年龄以及咳嗽类型相关联的小的记录咳嗽库之外，基于云的服务器可配置为从检测设备接收用户的咳嗽。
与本公开的实施方案一致，当初始化检测设备时，用户可以将咳嗽记录到设备。设备随后可以配置为将该记录的咳嗽传送到外部设备，诸如智能手机应用或基于云的服务器(例如，服务器410)。
外部设备，诸如基于云的服务器，随后可以处理接收到的记录并且取得基准数据集以用作检测设备的比较点。基准数据集可以包括例如基准波形和/或可以与其进行信号比较和分析以用于咳嗽检测的其它数据。依次地，外部设备可以将基准波形传回检测设备。检测设备可依次基于更新后的基准数据集来更新其处理算法以用于咳嗽检测。通过这种方式，如果用户要失去他的检测设备或由于其它原因而更换他的检测设备，算法更新可应用以便易于针对用户将检测设备个性化。
而且，随着咳嗽检测算法改善，可以通过连接到外部设备来持续地升级软件。咳嗽检测算法可以改善检测设备的使用，因为其可以学习并构建用户特定的咳嗽分布图。根据本公开的实施方案，连接可以不限于无线连接。例如，连接可以是有线的、通用串行总线(USB)连接。
V.检测设备体系结构
通过非限制实施例的方式，图9A和图9B示出了检测设备的两个实施方案的体系结构。第一实施方案可由现场可编程门阵列(FPGA)芯片来运行，而第二实施方案可借助uProc方法来运行。应当理解，其它体系结构是可能的(例如，片上系统(SOC))。硬件组件可以运行以执行本公开的各个实施方案中公开的检测、分析和处理(例如，方法500)。
与本公开的实施方案一致，可以通过集成在检测设备中的麦克风来接收AC小振幅响应。在一些实施方案中，可以使用两个麦克风(例如，在检测设备的每侧各一个)。使用悬垂置于用户胸腔上的弱的麦克风，而不是敏感的麦克风，可以利于过滤非咳嗽相关的声音，因为弱的麦克风不能检测到远距离声音。
来自麦克风的信号随后可以传递到差分放大器，以便单端输出到模拟/数字(A/D)转换器。A/D转换器可以输出由与转换器耦合的时钟发生电路产生时钟的16位字。
时钟发生电路可以产生44.1KHz的时钟采样率(Fs)，对应于人类语音的乃奎斯特频率。因此，该Fs可以消除人类语音的混叠。较低的采样率可用于咳嗽检测。时钟发生电路还可以对FPGA、uProc或者带有与检测设备一起设计的板上存储器的任何其它可编程微处理器(下文称为“处理单元”)产生时钟。
处理单元已经在其关联的记忆存储器中中编程有可运行以执行图5的方法500的计算机可读代码。例如，每当一定时间段内咳嗽的给定阈值被超过时，与处理单元相关联的N触发器可以产生高的真信号。N触发器可以形成并行输入“或(OR)”，其产生可传递到发送器和调制器的使能信号。使能信号可以使能发送器和调制器加电。从处理单元接收到的串行流可以由调制器调制，然后在发送器上广播。串行流可以将源、目的地和检测信息传送到调制器，依次传送到发送器。
在发送之后，检测设备可以将发送器和调制器掉电，并且根据图1所示的方法100将其自身重新初始化。一般地，与本公开的实施方案一致，检测设备可以包括程序模块，程序模块可以包括例程、程序、组件、数据结构以及可以执行特定任务或者可以实施特定抽象数据类型的其它类型的结构。而且，本公开的实施方案可以通过其它计算机系统配置来实践，包括手持式设备、微处理器系统、基于微处理器或可编程的消费电子设备、微型算机、主机式计算机等等。公开的实施方案还可以在分布式计算环境中来实践，其中由通过通信网络链接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以定位在本地记忆存储设备和远程记忆存储设备中。
公开的实施方案还可以利用能够执行诸如例如与(AND)、或(OR)和非(NOT)逻辑运算的其它技术来实践，包括但不限于机械的、光学的、流体的以及量子技术。另外，公开的实施方案可在通用计算机或者任何其它电路或系统内实践。例如，公开的实施方案可以实施为计算机处理(方法)、计算系统或制造品，诸如计算机程序产品或计算机可读介质。
计算机程序产品可以是能够由计算机系统读取且对执行计算机处理(例如，方法500)的指令的计算机程序进行编码的计算机存储介质。计算机程序产品还可以是在能够由计算系统读取且对用于执行计算机处理的指令的计算机程序进行编码的载体上的传播信号。因此，本公开可以实施为硬件和/或软件(包括固件、常驻软件、微码等)。换言之，本公开的实施方案可以呈现为在介质中实施计算机可用或计算机可读程序代码以便由指令执行系统使用或者与指令执行系统相结合使用的计算机可用或计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式。计算机可用或计算机可读介质可以是任何能够包含、存储、传送、传播或传输程序以便由指令执行系统、装置或设备使用或者与指令执行系统、装置或设备相结合使用的介质。
计算机可用或计算机可读介质可以为例如但不限于电子的、磁的、光学的、电磁的、红外的或半导体系统、装置、设备或传播介质。更具体的计算机可读介质的实施例(非穷尽列表)、计算机可读介质可以包括下列：具有一个或多个电线的电连接、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪速存储器)、光纤等。注意，计算机可用或计算机可读介质甚至可以是在其上面印刷程序的纸张或另外的适合的介质，因为程序能够经由例如纸张或其它介质的光学扫描以电子方式捕获，然后汇编、解释，或者根据需要以其它适合的方式处理，然后存储在计算机存储器中。
VI.服务器体系结构
本公开的平台可以实施为例如但不限于网站、网络应用、桌面应用以及与计算设备兼容的移动应用。计算设备可以包括但不限于台式计算机、膝上型计算机、平板设备、移动远程通信设备或到远程通信网络的检测本地网关。而且，平台可以寄存在中央服务器上，诸如例如云计算服务。
图10是包括计算设备1000的系统的框图。与公开的实施方案一致，前述记忆存储与处理单元可以实现于计算设备中，诸如图10的计算设备1000。硬件、软件或固件的任何适合的组合可用于实现记忆存储与处理单元。例如，记忆存储与处理单元可以由计算设备1000或任何其它计算设备1018与计算设备1000相结合来实现。前述的系统、设备和处理器是实施例，其它的系统、设备和处理可以包括前述的记忆存储与处理单元，与本公开的实施方案一致。
参考图10，与本公开的实施方案一致的系统可以包括计算设备，诸如计算设备1000。在基本配置中，计算设备1000可以包括至少一个处理单元1002和系统存储器1004。根据计算设备的配置和类型，系统存储器1004可以包括但不限于易失性的(例如，随机存取存储器(RAM))、非易失性的(例如，只读存储器(ROM))、闪速存储器或任意组合。系统存储器1004可以包括操作系统1005、一个或多个编程模块1006，并且可以包括程序数据1007。例如，操作系统1005可以适合于控制计算设备1000的操作。在一个实施方案中，编程模块1006可包括例如用户接口应用1020。用户接口应用1020可以运行以提供和/或传送实现与平台相关联的移动应用或网络应用上的用户接口的显示和对应功能所需的数据。此外，本公开的实施方案可以与图形库、其它操作系统或任何其它应用程序相结合来实践，不限于任何特定的应用或系统。图10中通过虚线1008内的那些组件图示出该基本配置。
计算设备1000可以具有额外的特征或功能。例如，计算设备1000还可以包括额外的数据存储设备(可移除的和/或非可移除的)，诸如例如磁盘、光盘、USB存储或磁带。这种额外的存储通过可移除存储1009和非可移除存储1010图示在图10中。计算机存储介质可以包括以用于诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据的信息的存储的任何方法或技术实现的易失性的和非易失性的、可移除的和非可移除的介质。系统存储器1004、可移除存储1009以及非可移除存储1010都是计算机存储介质实施例(即，记忆存储器)。
计算设备1000还可以具有诸如设备1012，诸如键盘、鼠标、笔、声音输入设备、触摸输入设备等。还可以包括输出设备1014，诸如显示器、扬声器、打印机等。前述设备是实施例，可以使用其它设备。
计算设备1000还可以包含通信连接1016，该通信连接允许设备1000例如在分布式计算环境中(例如，内联网或因特网)经由网络与其它计算设备1018通信。通信连接1016是通信介质的一个实施例。通信介质典型地可以通过计算机可读指令、数据结构、程序模块或诸如载波或其它传输机制的调制数据信号中的其它数据来具体实施，并且可以包括任何信息输送介质。术语“调制数据信号”可以描述使得其特性中的一个或多个以将信号中的信息编码的方式设定或改变的信号。通过举例而不是限制的方式，通信介质可以包括诸如有线网络或直接线连接的有线介质，以及诸如声波、射频(RF)、红外和其它无线介质的无线介质。如本文所使用的术语计算机可读介质可以包括存储介质和通信介质两者。
如上所述，多个程序模块和数据文件可以存储在系统存储器1004中，包括操作系统1005。在处理单元1002上执行的同时，编程模块1006(例如，用户接口应用1020)可以执行与平台的移动应用和网络应用的使能相关联的处理。前述的处理是实施例，处理单元1002可以执行其它处理。可以根据本发明的实施方案使用的其它编程模块可以包括电子邮件和联系人应用、文字处理应用、电子表格应用、数据库应用、幻灯片应用、绘图或计算机辅助应用程序等。
一般地，与本公开的实施方案一致，程序模块可以包括例程、程序、组件、数据结构以及可以执行特定的任务或者可以实现特定的抽象数据类型的其它类型的结构。而且，本公开的实施方案可以通过其它计算机系统配置来实践，包括手持式设备、微处理器系统、基于微处理器或可编程的消费电子设备、微型计算机、主机式计算机等。本公开的实施方案还可以在分布式计算环境中实践，其中通过借助通信网络链接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于本地记忆存储设备和远程记忆存储设备中。
此外，本公开的实施方案可以实践于电路中，包括离散电子元件、包含逻辑门的封装或集成的电子芯片、使用微处理器的电路或者在包含电子元件或微处理器的单个芯片上。本公开的实施方案还可以利用能够执行诸如例如和、或和非的逻辑运算的其它技术来实践，包括但不限于机械的、光学的、流体的和量子计算。另外，本公开的实施方案可以在通用计算机或任何其它电路或系统内实践。
例如，公开的实施方案可以实施为计算机处理(方法)、计算系统或制造品，诸如计算机程序产品或计算机可读介质。计算机程序产品可以是能够由计算机系统读取且对执行计算机处理的指令的计算机程序进行编码的计算机存储介质。计算机程序产品还可以是在能够由计算系统读取且对用于执行计算机处理的指令的计算机程序进行编码的载体上的传播信号。因此，本公开可以实施为硬件和/或软件(包括固件、常驻软件、微码等)。换言之，本公开的实施方案可以呈现为在介质中实施计算机可用或计算机可读程序代码以便由指令执行系统使用或者与指令执行系统相结合使用的计算机可用或计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式。计算机可用或计算机可读介质可以是任何能够包含、存储、传送、传播或传输程序以便由指令执行系统、装置或设备使用或者与指令执行系统、装置或设备相结合使用的介质。
计算机可用或计算机可读介质可以为例如但不限于电子的、磁的、光学的、电磁的、红外的或半导体系统、装置、设备或传播介质。更具体的计算机可读介质的实施例(非穷尽列表)、计算机可读介质可以包括下列：具有一个或多个电线的电连接、便携式计算机存储、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪速存储器)、光纤等。注意，计算机可用或计算机可读介质甚至可以是在其上面印刷程序的纸张或另外的适合的介质，因为程序能够经由例如纸张或其它介质的光学扫描以电子方式捕获，然后汇编、解释，或者根据需要以其它适合的方式处理，然后存储在计算机存储器中。
例如，上文参考根据本公开的实施方案的方法、系统和计算机程序产品的框图和/或操作图示描述了本公开的实施方案。在框中注释的功能/行为可以不按如任何流程图中示出的顺序发生。例如，接连显示的两个框实际上可以基本同时执行，或者有时框可以按相反的顺序来执行，取决于所涉及到的功能/行为。
虽然已经描述了本公开的一些实施方案，可以存在其它的实施方案。此外，虽然本公开的实施方案已经描述为与存储在存储器或其它存储介质中的数据相关联，数据还可以存储在其它类型的计算机可读介质上或者从其它类型的计算机可读介质中读取，诸如辅助存储设备、类硬盘、USB存储设备、或CD-ROM、来自因特网的载波或其它形式的RAM或ROM。此外，公开的方法的阶段可以通过任何方式进行调整，包括对阶段重排序和/或插入或删除阶段，而不偏离本公开。
虽然说明书包含了实施例，公开的范围由随附的权利要求书来指示。进而，虽然以特定于结构特征和/或方法行为的语言描述了说明书，但是权利要求不限于上述的特征或行为。相反，上述的具体的特征和行为被公开作为本公开实施方案的实施例。

Claims (20)

1.方法，包括：
检测超过第一阈值的声音；
判定检测到的声音是否包括咳嗽；
响应于判定出检测到的声音包括咳嗽，使计数器增量；
判定所述计数器是否已经在预定的时间点内增量而超过第二阈值；以及
响应于判定出所述计数器已经在预定的时间点内增量而超过所述第二阈值，则发送与检测到的咳嗽相关联的数据。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括接收咳嗽检测指令。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述指令包括如下至少之一：基准数据集以及与基准波形相关联的数据。
4.如权利要求3所述的方法，其中判定检测到的声音是否包括咳嗽包括将检测到的声音与基准数据集相比较。
5.如权利要求1所述的方法，其中检测声音包括检测处于第一被动检测状态的声音。
6.如权利要求5所述的方法，进一步包括：响应于检测到声音，进入主动检测状态。
7.如权利要求6所述的方法，其中进入所述主动检测状态包括：
在所述预定时间点内初始化定时器设置，以及
初始化所述计数器。
8.如权利要求7所述的方法，进一步包括：在发送之后，将所述定时器和所述计数器复位。
9.如权利要求1所述的方法，其中发送与检测到的咳嗽相关联的数据包括将所述数据发送到服务器。
10.如权利要求1所述的方法，进一步包括从服务器接收数据，从所述服务器接收到的数据被配置为调节如下至少之一：
第一阈值设置，以及
第二阈值设置。
11.装置，包括：
至少一个麦克风；以及
通信模块；
记忆存储器；以及
处理单元，其与所述麦克风、所述通信模块和所述记忆存储器相关联，其中所述处理单元运行以便：
建立基准数据集，
从所述至少一个麦克风接收信号，
判定接收到的信号是否包括咳嗽，其中所述处理单元运行以便通过将与接收到的信号相关联的信号波形与基准波形相比较来判定接收到的信号是否包括咳嗽，以及
经由所述通信模块，发送与接收到的信号相关联的数据。
12.如权利要求11所述的装置，其中建立所述基准波形包括：
从麦克风接收初始化信号，以及
基于所述初始化信号来判定所述基准波形。
13.如权利要求11所述的装置，其中建立所述基准波形包括经由所述通信模块来接收所述基准波形。
14.如权利要求11所述的装置，其中所述通信模块运行以从所述至少一个麦克风接收信号。
15.如权利要求11所述的装置，其中所述通信模块运行以从服务器接收数据，接收到的数据使所述处理单元能够调节所述装置的至少一个设置。
16.如权利要求11所述的装置，其中所述处理单元运行以在被动检测状态下接收来自所述麦克风的信号，并且响应于该信号，进入主动检测状态。
17.如权利要求16所述的装置，其中所述处理单元在所述主动检测状态下运行以便：
在预定时间段内初始化定时器设置，以及
初始化计数器。
18.如权利要求17所述的装置，其中所述处理器进一步运行以响应于判定出从所述麦克风接收到的信号包括咳嗽而使得所述计数器增量。
19.如权利要求18所述的装置，其中所述处理器运行以发送所述数据包括所述处理单元运行以在所述计数器超过阈值计数且定时器超过阈值时间时发送数据。
20.系统，包括：
咳嗽检测设备，包括：
至少一个麦克风，
第一处理单元，其配置为：
处理由所述麦克风检测到的声音，以及
基于检测到的声音来取得咳嗽检测数据，
存储器，其配置为存储咳嗽数据；以及
发送器，其配置为发送所述咳嗽检测数据；以及
服务器，其与所述咳嗽检测设备可操作通信，
其中所述服务器包括：
记忆存储器，以及
第二处理单元，其与所述记忆存储器耦合，其中所述第二处理单元配置为：
接收所述咳嗽检测数据，
将所述咳嗽检测数据与用户配置文件相关联，
处理所述咳嗽检测数据，其中所述第二处理单元被配置为处理所述咳嗽检测数据包括所述第二处理被配置为：
创建与所述咳嗽检测数据相关联的至少一个报告，以及
向与所述用户配置文件相关联的第三方发出警告，以及
提供处理后的咳嗽检测数据的用户界面，所述用户界面能够经由如下至少之一来访问：
移动应用，以及
网络应用。
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