CN108814123A - 一种具有防鼾声功能的软硬可调智能床体 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供的一种具有防鼾声功能的软硬可调床体，包括：支撑体，包括多段通过转轴连接的支撑架，其中，每段的支撑架可以绕转轴转动；床垫，设置在支撑架上，床垫内设置有气囊，通过调整气囊内的气压可以改变床垫的软硬度；声音采集模块，用于在用户睡眠过程中，采集周围环境中的声音；声音识别模块，用于声音采集模块采集到的声音进行识别，判断声音是否为目标用户发出的鼾声；动态调整模块，用于根据目标用户发出的鼾声调整气囊内的气压值和/或目标支撑架的倾斜度。本申请实施例的具有防鼾声功能的软硬可调床体，能够抑制用户打鼾，从而提高了用户的睡眠质量，有益于用户的身体健康。

Description

一种具有防鼾声功能的软硬可调智能床体
技术领域
本申请涉及智能家具技术领域，尤其涉及一种具有防鼾声功能的软硬可调智能床体。
背景技术
睡眠是人类不可缺少的一种生理现象。人的一生中，睡眠占了近1/3的时间，睡眠质量的好坏与人体健康与否有密切关系，由此可见睡眠对每一个人是多么重要。从某种意义上说，睡眠的质量决定着生活的质量。
在睡眠过程中，部分人体存在打鼾的现象，医学研究表明，任何发音都需要通过口腔、鼻腔和咽腔中各种肌肉的活动，当气流通过各种肌肉形成的形状各异的腔隙时才会出声。人在睡眠中唇、舌、颊、颚部肌肉始终留出一个大的通道，即嗓子，如果这个通道变窄了、变成缝隙了，那么气流通过时就会发出声音来，这就是打鼾。一方面，打鼾会影响他人的睡眠，从而影响他们的健康；另一方面，打鼾说明打鼾者本身睡眠质量不高，甚至是存在睡眠呼吸暂停综合症。睡眠呼吸暂停综合症指的是在睡眠的全过程中出现呼吸暂停，血中氧气减少，长时间打鼾会影响记忆力，严重时会产生休克，严重威胁着打鼾者的身体健康。
为了克服打鼾给打鼾者本人以及同睡的他人带来的困扰，现有技术中，人们开发了一些具有防止用户在睡眠过程中打鼾的功能的床体。例如，申请号为201480014720.1的中国专利申请“可调整的床底座的同伴打鼾特征”公开了一种睡眠系统，其中允许打鼾者的同伴使用自己的远程控制装置来将打鼾者占用的床的一侧调整至减少打鼾的位置。然而，该现有技术中的床体没有对打鼾进行自动检测的功能，而必须是由打鼾者的同伴进行手工操作。申请号为201510649026.3的中国专利文献“一种抑制打鼾的方法及智能床”公开了该床体获取房间内的声音，判断该声音是否为人体鼾声；若是，则以预设方式对床板的角度进行一次调节。其中，判断该声音是否为人体鼾声的步骤是预先录入使用者的个人鼾声；将获取的所述声音与个人鼾声进行对比，判断所述声音是否为个人鼾声。该现有技术的床体虽然对打鼾进行了声音检测，但是该检测采用的比对方式较为简易，无法准确识别打鼾者的睡眠状态和鼾声类型，特别是无法识别是否属于对人体健康影响比较严重的睡眠呼吸暂停综合症所引起的鼾声，以及无法根据以上识别的结果开展具有针对性的防鼾声措施，对打鼾的制止手段也较为单一。可见，现有技术中，用户打鼾影响他人睡眠并影响自身健康的现象仍然没有得到有效的解决。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提出一种具有防鼾声功能的软硬可调床体，来解决现有技术中的床体对鼾声无法自动识别或者识别手段缺乏准确度，鼾声抑制调整方式单一且容易打扰用户进而影响他们睡眠，无法有效抑制打鼾从而保护打鼾者以及同睡者自身健康的技术问题。
基于上述目的，在本申请提出了一种具有防鼾声功能的软硬可调床体，包括：
支撑体，所述支撑体包括多段通过转轴连接的支撑架，其中，每段所述的支撑架可以绕所述转轴转动；
床垫，设置在所述支撑架上，所述床垫内设置有软硬可调层，该软硬可调层具有气囊，通过调整所述气囊内的气压可以改变所述床垫的软硬度；
声音采集模块，用于在用户睡眠过程中，采集周围环境中的声音；
声音识别模块，用于所述声音采集模块采集到的声音进行识别，判断所述声音是否为目标用户发出的鼾声；
动态调整模块，用于根据对所述目标用户发出的鼾声的识别，调整气囊内的气压值和/或目标支撑架的倾斜度。
在一些实施例中，所述支撑体包括三段通过转轴连接的支撑架，所述的三段支撑架分别对应人体的头部、躯干部和腿部。
在一些实施例中，所述支撑体包括四段通过转轴连接的支撑架，所述的四段支撑架分别对应人体的头部、躯干部、腿部和脚部。
在一些实施例中，所述气囊包括数量与所述支撑架数量对应的独立腔室，每个所述的独立腔室设置在对应的支撑架上。
在一些实施例中，所述的独立腔室分别与所述动态调整模块连接，通过所述动态调整模块可以单独调整每个所述的独立腔室内的气压。
在一些实施例中，所述动态调整模块包括：气压调整单元和结构调整单元，所述气压调整单元用于根据预设气压值调整对应的独立腔室内的气压，所述结构调整单元用于调整所述支撑架绕所述转轴旋转的角度。
在一些实施例中，所述声音识别模块包括：声音分割单元，用于将声音采集模块所采集的一段声音信号分割为若干单位时间长度的声音信号帧；频率识别单元，用于确定所述声音信号帧的频率特征，并根据频率特征确定所述声音信号帧是否为鼾声；时延识别单元，用于确定所述频率识别单元识别为鼾声的声音信号帧的延续时间，并根据预设延续时间阈值确定所述声音是否为鼾声；鼾声类型识别单元，用于根据鼾声的音量变化特征或者频率特征向量来确定鼾声的类型为正常鼾声还是重度鼾声。
优选的是，所述频率识别单元根据每个声音信号帧在每个频率子带的能量分布，判断该声音信号帧是否属于鼾声。
在一些实施例中，所述动态调整模块具体用于，当鼾声的类型为正常鼾声，通过所述气压调整单元周期性增大和减小与用户头部对应的支撑架上的气囊内的气压值；当鼾声的类型为重度鼾声时，通过所述结构调整单元将用户头部对应的支撑架绕对应的转轴转动5度到7度，使所述支撑架抬高。
在一些实施例中，所述动态调整模块具体用于，当鼾声的类型为正常鼾声且用户睡眠状态为轻度睡眠，通过所述气压调整单元周期性增大和减小与用户头部对应的支撑架上的气囊内的气压值；当鼾声的类型为重度鼾声时或者当鼾声的类型为正常鼾声且用户睡眠状态为深度睡眠，通过所述结构调整单元将用户头部对应的支撑架绕对应的转轴转动5度到7度，使所述支撑架抬高。
本申请实施例提供的一种具有防鼾声功能的软硬可调床体，通过对周围环境的声音进行识别，在确定为目标用户发出的鼾声后，调整床垫气囊内的气压值或者支撑架的倾斜度，来抑制用户打鼾，提高了用户的睡眠质量，有益于用户的身体健康。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本申请实施例一的具有防鼾声功能的软硬可调床体的功能结构示意图；
图2是本申请实施例二的具有防鼾声功能的软硬可调床体的结构示意图；
图3是本申请实施例三的具有防鼾声功能的软硬可调床体的声音识别模块的功能结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
本申请实施例中的具有防鼾声功能的软硬可调智能床体，采用软硬可调层的充气气囊作为垫芯，通过调节充气气囊内的气压，实现了床垫的软硬可调，可以按照用户的个性化需求动态调整床垫的软硬度，从而增强了床体的舒适度和适用度，提高了用户体验，增强了具有防鼾声功能的软硬可调床体的实用性。并且，通过检测充气气囊的气压变化情况可以反映用户的睡眠状态。同时，智能床体采集周围环境声音，当将该声音识别为目标用户的鼾声时，根据鼾声反映的打鼾类型，通过改变床体对应用户头部部位的气囊的气压值，或者改变床体对应用户头部部位的倾斜度，来抑制用户打鼾，从而提高用户的睡眠质量，有益于用户的身体健康。
作为本申请的一个实施例，如图1所示，是本申请实施例一的具有防鼾声功能的软硬可调智能床体的功能结构示意图。从图中可以看出，作为本申请的一个实施例，所述具有防鼾声功能的软硬可调智能床体，包括：
支撑体101，所述支撑体101包括多段通过转轴连接的支撑架，其中，每段所述的支撑架可以绕所述转轴转动。
在本实施例中，支撑体101主要用于对床垫102进行支撑，支撑体101包括多段通过转轴连接的支撑架，相邻的支撑架之间通过转轴铰接，支撑架的铰接处的接触面为平面，相邻的两个支撑架之间的距离通常在1～1.5cm之间，这样，在保证支撑架能够绕转轴转动的同时，限定了支撑架的转动角度的范围，避免影响床垫102的平整度，进而避免影响所述床体的舒适度。在一些实施例中，所述支撑体101包括三段通过转轴连接的支撑架，所述的三段支撑架分别对应人体的头部、躯干部和腿部。在其他一些实施例中，所述支撑体101包括四段通过转轴连接的支撑架，所述的四段支撑架分别对应人体的头部、躯干部、腿部和脚部。在使用过程中，各段支撑架通常位于同一个水平面上，使得位于所述支撑体101上的床垫处于平整状态。当然，也可以根据用户的个性化设置，将相邻的两端支撑架间的转动角度进行微调，例如，可以将对应人体头部的支撑架抬高，保证对应人体躯干部的支撑架不变的同时，将对应人体腿部(或腿部和脚部)的支撑架降低，以满足用户看书或者电视等情形下的需求，以提高用户体验。
床垫102，设置在所述支撑架101上，所述床垫102内设置有软硬可调层，该软硬可调层具有气囊，通过调整所述气囊内的气压可以改变所述床垫的软硬度。
具体地，所述气囊具有充气口，通过所述充气口可以对所述气囊进行充放气操作，以此来调整所述气囊内的气压，进而改变所述床垫102的软硬度。此外，还可以在所述气囊内设置气压传感器，以采集所述气囊内的气压，并直观地将所述气囊的硬度(即通过气囊内的气压换算的硬度值)显示给用户。这样，用户可以根据跟人喜好直接设置床垫102的软硬度。随着睡眠过程中用户的翻身、挪动等动作，气囊内的气压值会相应产生变化，通过检测充气气囊的气压变化情况，例如变化的幅度和频率，可以反映用户的睡眠状态，浅睡眠状态下用户动作造成的气压值变化频率会比较高，且幅度会比较大；深睡眠状态下用户动作比较少，因此气压变化会较少。
声音采集模块103，用于在用户睡眠过程中，采集周围环境中的声音。
在本实施例中，所述声音采集模块103可以是声音传感器，通常情况下，所述声音采集模块103设置在所述床垫102或者所述支撑体101上靠近人体头部的位置处，用于在用户睡眠过程中，采集周围环境中的声音。
声音识别模块104，用于对所述声音采集模块103采集到的声音进行识别，判断所述声音是否为目标用户发出的鼾声。
在本实施例中，所述声音识别模块104与所述声音采集模块103连接，用于接收所述声音采集模块103采集到的周围环境中的声音。并对所述声音进行识别，判断所述声音是否为目标用户发出的鼾声，所述目标用户即为处于睡眠状态的用户。所述声音识别模块104可以设置在本实施例的床体上，通过与所述声音采集模块103有线连接，以接收所述声音采集模块103采集到的声音。此外，所述声音识别模块104也可以设置在用户的智能手机或者电脑中，通过无线的方式与所述声音采集模块103连接，以接收所述声音采集模块103采集到的声音，并对所述声音进行分析和识别。
动态调整模块105，用于根据所述目标用户发出的鼾声调整气囊内的气压值和/或目标支撑架的倾斜度。
在本实施例中，当声音识别模块104识别确定所述声音采集模块103采集到的声音为用户发出的鼾声时，所述动态调整模块105自动调整与人体头部对应支撑架上的气囊内的气压值或者调整与人体头部对应支撑架的倾斜度，来抑制用户打鼾。本申请实施例的具有防鼾声功能的软硬可调床体通过对周围环境的声音进行识别，在确定为目标用户发出的鼾声后，调整床垫气囊内的气压值或者支撑架的倾斜度，来抑制用户打鼾，提高了用户的睡眠质量，有益于用户的身体健康，也减少对他人的干扰。
作为本申请的一个可选实施例，所述气囊包括数量与所述支撑架数量对应的独立腔室，每个所述的独立腔室设置在对应的支撑架上。所述的独立腔室分别与所述动态调整模块连接，通过所述动态调整模块可以单独调整每个所述的独立腔室内的气压。当所述支撑体包括三个支撑架时，所述气囊包括三个独立的腔室，当所述支撑体包括四个支撑架时，所述气囊包括四个独立的腔室。此外，每个独立的腔室也可以进一步划分为多个独立的腔室。
如图2所示，是本申请实施例二的具有防鼾声功能的软硬可调床体的结构示意图。从图中可以看出，本实施例的具有防鼾声功能的软硬可调床体，包括支撑体101和床垫102，所述支撑体101包括四个支撑架1011，相邻的两个支撑架1011之间通过转轴1012铰接，所述支撑架1011可以绕所述转轴1012转动。所述床垫102内设置有气囊，所述气囊包括多个独立的腔室1021，每个所述的支撑架1011上对应一个气囊的独立的腔室1021。通过调整所述气囊的独立腔室内的气压值，可以改变所述床垫对应位置处的软硬程度，进而满足用户的个性化需求。
如图3所示，是本申请实施例三的具有防鼾声功能的软硬可调床体的声音识别模块的功能结构示意图。从图3中可以看出，本实施例的声音识别模块104具体包括：声音分割单元1040、频率识别单元1041、时延识别单元1042、和鼾声类型识别单元1043。其中，所述声音分割单元1040将声音采集模块103所采集的一段声音信号分割为若干单位时间长度的声音信号帧，其中所述单位时间长度的时长是30-60ms。所述频率识别单元1041用于针对每个声音信号帧m确定其频率特征，具体来说，频率识别单元1041对声音信号帧m进行快速傅里叶变换，将其转换为频域信号，并且，将人类声音分布的最大频谱范围(0-4KHz)划分为预定数量的子带，该预定数量为K；进而，第i个子带(1≤i≤K)内包含的离散频率值为N个，表示为fi(1)至fi(N)，且每个子带均包含N个离散频率值；则声音信号帧m在第i个子带的频率特征为：
其中
其中Si(l，fi(n))是距m帧最近的R个声音信号帧在子带i的平均能量谱，而X(l，fi(n))表示第l帧信号在子带i的频率fi(N)处的傅里叶系数；从而，通过计算声音信号帧m在每个子带的频率特征Fi(m)，可以为每个声音信号帧生成一个K维度的特征向量。通常来讲，由于人体在打鼾时发出的声音的频率与其他声音(例如人体的语音)的频率不同，人体正常打鼾时的频率的范围为0～800Hz，属于低频区，而人体在语音时声音的频率的范围为0～4000Hz，属于中频区，因此，打鼾声和正常语音的频率特征向量存在明显的向量差；因此，基于频率特征向量在各个子带的能量分布，可以区分出周围环境的声音是打鼾声还是人体语音；例如，如果根据频率特征向量判定能量主要分布在0-800Hz的子带，则可以确认该声音信号帧为打鼾声。。所述时延识别单元1042用于确定所述声音采集模块采集到的声音的延续时间，并根据预设延续时间阈值确定所述声音是否为鼾声。同时，由于人体在正常打鼾时发出的声音为周期性的，单次打鼾会延续0～2.5秒，而人体语音的延续时间是不确定的，但一般都超过2.5秒，因此，也可以基于声音的延续时间来判断出周围环境的声音是打鼾声还是人体语音；可以判断被频率识别单元1041根据频率特征向量识别为鼾声的连续声音信号帧的数量，若连续声音信号帧的总时长不高于2.5秒，则判定其属于鼾声。所述鼾声类型识别单元1043，用于根据鼾声的音量变化特征或者所述频率特征向量来确定鼾声的类型为正常鼾声还是重度鼾声；当确定采集到的声音是打鼾声时，可以进一步对鼾声的类型进行区分：当人体正常打鼾时，鼾声的音量是稳定的，且最大音量是不变化的，而当人体打鼾是睡眠呼吸暂停综合症引发的重度鼾声时，鼾声的音量先达到最大，然后逐渐减小，因此，可以根据识别为鼾声的连续声音信号帧各自的平均音量变化状态来确定鼾声是正常鼾声还是重度鼾声；另外，正常鼾声与重度鼾声的频率特征也存在明显的区别，因此，针对声音信号帧提取的上述频率特征向量，也可以实现鼾声类型的区分；具体来说，可以采用SVM训练机，以充足的重度鼾声样本进行训练，然后将频率识别单元1041和时延识别单元1042识别属于鼾声的连续声音信号帧输入训练好的SVM训练机进行识别，根据SVM训练机的输出判断鼾声是否属于重度鼾声。
根据声音识别模块104识别获得的鼾声的类型，所述动态调整模块105可以采取不同的抑制方式。例如，通过改变气囊气压实现软硬度的变化，给予用户轻微刺激；或者，通过调整支撑架的倾斜度来抬高用户头部以抑制打鼾。当鼾声为正常鼾声时，人体在收到轻微的动作的干扰便会停止打鼾，因此，可以将人体头部对应的支撑架上的气囊的独立腔室内的气压周期性周期性增大和减小，进而产生轻微震动，使人体停止正常打鼾。当鼾声为重度鼾声时，通过动态调整模块将人体头部对应的支撑架抬高5～7°，使人体的呼吸道顺畅，从而停止打鼾。优选的，所述动态调整模块105也可以根据气压传感器所采集的气压变化反映的用户睡眠状态，结合鼾声的类型来实现对鼾声抑制方式的选择。具体来说，当判断正常打鼾的用户属于深度睡眠的情况下，可以采用将人体头部对应的支撑架抬高的方式予以抑制，以达到更佳的抑制效果；而当正常打鼾的用户处于浅度睡眠时，为了避免抑制打鼾的调整惊醒该用户而破坏其睡眠质量，则可以采用上述改变气囊气压实现软硬度变化的抑制方式。
本申请实施例的具有防鼾声功能的软硬可调床体，能够对用户的鼾声进行识别并分类，针对不同类型鼾声，采用不同的方式抑制用户打鼾，提高了用户的睡眠质量，有益于用户的身体健康。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种具有防鼾声功能的软硬可调床体，其特征在于，包括：
支撑体，所述支撑体包括多段通过转轴连接的支撑架，其中，每段所述的支撑架可以绕所述转轴转动；
床垫，设置在所述支撑架上，所述床垫内设置有软硬可调层，该软硬可调层具有气囊，通过调整所述气囊内的气压可以改变所述床垫的软硬度；
声音采集模块，用于在用户睡眠过程中，采集周围环境中的声音；
声音识别模块，用于所述声音采集模块采集到的声音进行识别，判断所述声音是否为目标用户发出的鼾声；
动态调整模块，用于根据对所述目标用户发出的鼾声的识别，调整气囊内的气压值和/或目标支撑架的倾斜度。
2.根据权利要求1所述的床体，其特征在于，所述支撑体包括三段通过转轴连接的支撑架，所述的三段支撑架分别对应人体的头部、躯干部和腿部。
3.根据权利要求1所述的床体，其特征在于，所述支撑体包括四段通过转轴连接的支撑架，所述的四段支撑架分别对应人体的头部、躯干部、腿部和脚部。
4.根据权利要求2或3所述的床体，其特征在于，所述气囊包括数量与所述支撑架数量对应的独立腔室，每个所述的独立腔室设置在对应的支撑架上。
5.根据权利要求4所述的床体，其特征在于，所述的独立腔室分别与所述动态调整模块连接，通过所述动态调整模块可以单独调整每个所述的独立腔室内的气压。
6.根据权利要求4所述的床体，其特征在于，所述动态调整模块包括：气压调整单元和结构调整单元，所述气压调整单元用于根据预设气压值调整对应的独立腔室内的气压，所述结构调整单元用于调整所述支撑架绕所述转轴旋转的角度。
7.根据权利要求6所述的床体，其特征在于，所述声音识别模块包括声音分割单元，用于将声音采集模块所采集的一段声音信号分割为若干单位时间长度的声音信号帧；频率识别单元，用于确定所述声音信号帧的频率特征，并根据频率特征确定所述声音信号帧是否为鼾声；时延识别单元，用于确定所述频率识别单元识别为鼾声的声音信号帧的延续时间，并根据预设延续时间阈值确定所述声音是否为鼾声；鼾声类型识别单元，用于根据鼾声的音量变化特征或者频率特征向量来确定鼾声的类型为正常鼾声还是重度鼾声。
8.根据权利要求7所述的床体，其特征在于，所述频率识别单元根据每个声音信号帧在每个频率子带的能量分布，判断该声音信号帧是否属于鼾声。
9.根据权利要求7所述的床体，其特征在于，所述动态调整模块具体用于，当鼾声的类型为正常鼾声，通过所述气压调整单元周期性增大和减小与用户头部对应的支撑架上的气囊内的气压值；当鼾声的类型为重度鼾声时，通过所述结构调整单元将用户头部对应的支撑架绕对应的转轴转动5度到7度，使所述支撑架抬高。
10.根据权利要求7所述的床体，其特征在于，所述动态调整模块具体用于，当鼾声的类型为正常鼾声且用户睡眠状态为轻度睡眠，通过所述气压调整单元周期性增大和减小与用户头部对应的支撑架上的气囊内的气压值；当鼾声的类型为重度鼾声时或者当鼾声的类型为正常鼾声且用户睡眠状态为深度睡眠，通过所述结构调整单元将用户头部对应的支撑架绕对应的转轴转动5度到7度，使所述支撑架抬高。
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