CN110558946A - 一种记录用户异常睡眠状态的方法及睡眠仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种记录用户异常睡眠状态的方法及睡眠仪，该方法包括：获取用户在第一时间间隔内的声音数据；根据声音数据的频率特征，确定并记录用户的异常睡眠状态，其中，异常睡眠状态至少包括梦话状态和/或打鼾状态。本发明通过记录用户的声音数据，根据声音数据所特有的频率特征，来确并记录定用户当前的异常睡眠状态，使用户在非睡眠状态时，可以对应知悉自身在睡眠过程中出现的异常睡眠状态，及时了解自身睡眠情况，进而可以针对睡眠过程出现的异常睡眠状态进行对应调整，以提升睡眠质量。

Description

一种记录用户异常睡眠状态的方法及睡眠仪

技术领域

本发明涉及健康医疗技术领域，特别涉及一种记录用户异常睡眠状态的方法及睡眠仪。

背景技术

睡眠在人们的日常生活中占有重要地位，对人们的生活质量具有很大影响，甚至可以反映自身的身体状况。一些异常的睡眠状态会对人们的睡眠质量或身体健康产生影响，如说梦话或打鼾等异常的睡眠状态还可能会影响他人休息。与此同时，大多数人对梦话的内容有一定的好奇心，想知道自己在睡眠中到底做了什么样的梦；而打鼾行为的产生源于呼吸道等软组织松弛导致的呼吸道狭窄，严重时可能会造成呼吸暂停综合征。

大多数人无法知悉自己在睡眠过程中的异常睡眠状态，更无法在不经过他人告知的情况下确定自己在睡眠过程中出现何种异常睡眠状态，无法及时知悉自身的睡眠情况。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种记录用户异常睡眠状态的方法及睡眠仪，以解决现有技术中人们无法知悉和确定自己在睡眠过程中出现的异常睡眠状态和具体类型的问题。

为了解决上述技术问题，本申请的实施例采用了如下技术方案：一种记录用户异常睡眠状态的方法，包括：获取处于睡眠状态的用户在第一时间间隔内的声音数据；根据所述声音数据的频率特征，确定并记录用户的异常睡眠状态，其中，所述异常睡眠状态至少包括梦话状态和/或打鼾状态。

进一步，所述根据所述声音数据的频率特征，确定并记录用户的异常睡眠状态，包括：在所述声音数据的频率处于第一频率范围内时，确定并记录所述用户处于梦话状态；在所述声音数据的频率处于第二频率范围时，确定并记录所述用户处于打鼾状态。

进一步，所述第一频率范围为200Hz至4500Hz，所述第二频率范围为50Hz至800Hz。

进一步，所述根据所述声音数据的频率特征，确定并记录用户的异常睡眠状态之前，还包括：对所述声音数据进行放大处理。

进一步，所述根据所述声音数据的频率特征，确定并记录用户的异常睡眠状态之前，还包括：对所述声音数据进行过滤处理。

进一步，所述对所述声音数据进行过滤处理，至少包括以下之一：过滤0至20Hz的声音数据；过滤50Hz和60Hz的声音数据。

本发明实施例还公开了一种睡眠仪，包括：声音获取模块，用于获取处于睡眠状态的用户在第一时间间隔内的声音数据；分析模块，用于根据所述声音数据的频率特征，确定并记录用户的异常睡眠状态，其中，所述异常睡眠状态至少包括梦话状态和/或打鼾状态。

进一步，所述分析模块，具体用于：在所述声音数据的频率处于第一频率范围内时，确定并记录所述用户处于梦话状态；在所述声音数据的频率处于第二频率范围时，确定并记录所述用户处于打鼾状态。

进一步，所述第一频率范围为200Hz至4500Hz，所述第二频率范围为50Hz至800Hz。

进一步，所述睡眠仪还包括：放大器，用于对所述声音数据进行放大处理。

进一步，所述睡眠仪还包括：滤波器，用于对所述声音数据进行过滤处理。

进一步，所述滤波器至少包括以下之一：高通滤波器，用于过滤0至20Hz的声音数据；带拒滤波器，用于过滤50Hz和60Hz的声音数据。

本发明实施例的有益效果在于：通过记录用户在睡眠状态中的声音数据，根据声音数据所特有的频率特征，来确并记录定用户当前的异常睡眠状态，使用户在非睡眠状态时，可以对应知悉自身在睡眠过程中出现的异常睡眠状态，及时了解自身睡眠情况，进而可以针对睡眠过程出现的异常睡眠状态进行对应调整，以提升睡眠质量。

附图说明

图1为本发明第一实施例中记录用户异常睡眠状态的方法的流程图；

图2为本发明第二实施例中睡眠仪的结构示意图；

图3为本发明第二实施例中睡眠仪的另一种结构示意图。

具体实施方式

此处参考附图描述本申请的各种方案以及特征。

应理解的是，可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本申请的范围和精神内的其他修改。

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且与上面给出的对本申请的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本申请的原理。

通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本申请的这些和其它特性将会变得显而易见。

还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本申请进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本申请的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。

当结合附图时，鉴于以下详细说明，本申请的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。

此后参照附图描述本申请的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本申请的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本申请模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本申请。

本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本申请的相同或不同实施例中的一个或多个。

本发明的第一实施例提供了一种记录用户异常睡眠状态的方法，该方法可以通过睡眠仪或其他具有录音和处理功能的设备实现，其流程图如图1所示，主要包括步骤S101和S102：

S101，获取用户在第一时间间隔内的声音数据。

本实施例需要保证的是获取到的声音数据是用户在睡眠状态下的声音数据，因此，可以通过睡眠仪进行事先判断，如通过用户的呼吸特征进行用户是否处于睡眠状态，在确定用户已经处于睡眠状态之后，再进行声音数据的获取操作。

应当了解的是，本实施例中主要希望获取的声音数据，是用户在睡眠过程中发出的一些异常声音数据，如突然出现的梦话声音或以一定周期出现的鼾声，因此，在获取声音数据时，可以参照鼾声的周期，以第一时间间隔为周期获取用户的声音数据。第一时间间隔优选为7秒，即每次获取7秒的声音数据进行分析。

S102，根据声音数据的频率特征，确定并记录用户的异常睡眠状态。

不同的声音具有不同的频率特征，通过声音不同的频率特征，可以区分出该声音所对应的类型。本实施例中，需要通过声音数据的频率特征，来区分当前声音数据所对应的异常睡眠状态，其中，异常睡眠状态至少包括梦话状态和/或打鼾状态，即通过确定声音数据是梦话或是鼾声来确定异常睡眠状态是梦话状态还是打鼾状态。

由于梦话与鼾声之间由于其生理产生机制不同，导致其声音频率特征之间有很大区别：梦话遵循一般的语音对话的声带频率分布，也就是在梦话状态所持续的时间段内，对应的声音数据在其所属的频段内呈现较为均匀的分布；而鼾声则由于用户呼吸不畅等生理原因，其主要分布在低频频带，其通常具有周期性的特点，即采集到的一次鼾声信号后间隔一段时间，还可再次采集到该信号。因此，在确定用户的异常睡眠状态时，首先检测声音数据是否在第一频率范围内预定的每个频率值上都存在对应的数据，在所述声音数据在第一频率范围内预定的每个频率值上都存在对应的数据的情况下，确定并记录所述用户处于梦话状态，其中，第一频率范围遵循一般语音的频带分布，优选为200Hz至4500Hz，在该频段内可以实现预定多个频率值，上述多个频率值优选均匀分布在第一频率范围内，如每两个预定的频率值之间相差100Hz，即200Hz、300Hz、400Hz……4400Hz、4500Hz均为预定的频率值，若获取到的声音数据在上述预定的频率值上都存在对应的数据的情况下，则可认定声音数据在其所属的频段内呈现较为均匀的分布，即用户当前处于梦话状态。

若声音数据不满足在第一频率范围内预定的每个频率值上都存在对应的数据的条件，则当前用户一定不处于梦话状态，需要通过其他条件判断其是否处于打鼾状态，具体地，在声音数据不满足在第一频率范围内预定的每个频率值上都存在对应的数据的条件的情况下，检测声音数据是否在第二频率范围内累计持续第一时长，若声音数据符合上述条件，则确定并记录所述用户处于打鼾状态，其中，第二频率范围主要为低频频带范围内的分布，且由于800Hz以上和50Hz以下的鼾声较为少见，本实施例优选第二频率范围为50Hz至800Hz，在第二频率范围内，鼾声通常周期性地出现，并且会持续一段时间，通常为2秒，若在第一时间间隔中，声音数据的频率处于50Hz至800Hz之间且持续时长为2秒，则可认定用户当前处于打鼾状态。应当注意的是，实际使用时可能会出现以下情况，在以第一时间间隔获取声音数据时，获取声音数据的第一秒时用户正好处于第一个打鼾周期，而获取声音数据的最后一秒时用户处于第二个打鼾周期，此时声音数据仅在第一秒和第七秒处于第二频率范围，为了保证识别的准确率，本实施例中使用声音数据在第二频率范围内累计的时长，来作为判断用户是否处于打鼾状态的依据。

进一步地，若声音数据即不满足在第一频率范围内预定的每个频率值上都存在对应的数据的条件，也不满足在第二频率范围内累计持续第一时长的条件，则可确定用户当前处于正常的睡眠状态。

或者，在实际使用时，还可以根据声音数据的能量分散程度确定其对应的是鼾声还是梦话。具体地，由于鼾声主要分布在低频区域，其分散度通常不会高于1000赫兹，而梦话由于是正常的语音，其分散度应主要在1500赫兹至4500赫兹之间，因此，可首先计算出声音数据对应的傅里叶频谱的质心，再根据频谱的分散度所处的范围确定其是梦话还是鼾声。

具体地，在实际使用过程中可能存在用户在睡眠过程中发出的声音分贝值较小或收音不清晰等情况出现，进而影响后续的频率分析过程，因此可在S102之前，对声音数据的信号强度进行放大处理，尤其是当声音数据为鼾声时，由于鼾声中所包含的能量较低，即使采用最灵敏的收音设备，鼾声也只能使收音设备的振膜产生10至20毫伏的振动，进而影响后续处理的准确性，因此通过放大处理可以放大鼾声信号，可以提升后续声音分析的准确性。

进一步地，睡眠仪在对用户睡眠状态时发出的声音进行收音时，可能存在其他声音同时被收录进来，如环境噪音、收音麦克的底噪、市电频率干扰等，均影响声音数据的处理分析，因此在S102之前，还可以包括对声音数据进行过滤处理的步骤，以减少噪音对声音数据的影响。具体地，过滤处理可以至少包括以下处理之一：滤除0至20Hz的低频环境噪音、收音麦克掉等声音数据；滤除50Hz和60Hz的市电频率干扰，保证声音数据在进行分析处理和记录时可以尽可能地去除所有干扰噪音，提升分析的准确性。

用户可以在非睡眠状态，通过查看睡眠仪或其他设备所记录的声音分析结果来知悉自身在睡眠过程中出现的异常睡眠状态，以便用户根据睡眠过程中出现的异常睡眠状态调节自身情况，若情况严重(梦话严重或鼾声影响睡眠)需及时就医防止情况恶化。

本实施例通过记录用户在睡眠状态中的声音数据，根据声音数据所特有的频率特征，来确并记录定用户当前的异常睡眠状态，使用户在非睡眠状态时，可以对应知悉自身在睡眠过程中出现的异常睡眠状态，及时了解自身睡眠情况，进而可以针对睡眠过程出现的异常睡眠状态进行对应调整，以提升睡眠质量。

本发明的第二实施例提供了一种睡眠仪，其结构示意图如图2所示，主要包括互相耦合的声音获取模块10和分析模块20，其中，声音获取模块10用于获取用户在第一时间间隔内的声音数据；分析模块20用于根据声音数据的频率特征，确定并记录用户的异常睡眠状态，其中，异常睡眠状态至少包括梦话状态和/或打鼾状态。

本实施例中所提供的睡眠仪还应当具有检测用户当前是否处于睡眠状态的功能，如通过用户的呼吸特征进行判断，在确定用户已经处于睡眠状态后，再通过声音获取模块10进行用户的声音数据的获取，具体地，声音获取模块10可以是拾音器或麦克风等收音设备，睡眠仪的控制器中的音频数字信号处理(DSP，Digital Signal Processing)在确定用户已经处于睡眠状态之后，则控制拾音器或麦克风进行收音，保证收音设备可以全时在线，完成声音的获取工作。

应当了解的是，本实施例中主要希望获取的声音数据，是用户在睡眠过程中发出的一些异常声音数据，如突然出现的梦话声音或以一定周期出现的鼾声，因此，在获取声音数据时，可以参照鼾声的周期，以第一时间间隔为周期获取用户的声音数据。第一时间间隔优选为7秒，即每次获取7秒的声音数据进行分析。

本实施例中，分析模块20需要通过声音数据的频率特征，来区分当前声音数据所对应的异常睡眠状态，其中，异常睡眠状态至少包括梦话状态和/或打鼾状态，即通过确定声音数据是梦话或是鼾声来确定异常睡眠状态是梦话状态还是打鼾状态。由于梦话与鼾声之间由于其生理产生机制不同，导致其声音频率特征之间有很大区别：梦话遵循一般的语音对话的声带频率分布，也就是在梦话状态所持续的时间段内，对应的声音数据在其所属的频段内呈现较为均匀的分布；而鼾声则由于用户呼吸不畅等生理原因，其主要分布在低频频带，其通常具有周期性的特点。因此，在分析模块20确定用户的异常睡眠状态时，首先检测声音数据是否在第一频率范围内预定的每个频率值上都存在对应的数据，在所述声音数据在第一频率范围内预定的每个频率值上都存在对应的数据的情况下，分析模块20确定并记录所述用户处于梦话状态，其中，第一频率范围遵循一般语音的频带分布，优选为200Hz至4500Hz，在该频段内可以实现预定多个频率值，上述多个频率值优选均匀分布在第一频率范围内，如每两个预定的频率值之间相差100Hz，即200Hz、300Hz、400Hz……4400Hz、4500Hz均为预定的频率值，若获取到的声音数据在上述预定的频率值上都存在对应的数据的情况下，则分析模块20可认定声音数据在其所属的频段内呈现较为均匀的分布，即用户当前处于梦话状态。

若声音数据不满足在第一频率范围内预定的每个频率值上都存在对应的数据的条件，则当前用户一定不处于梦话状态，分析模块20需要通过其他条件判断其是否处于打鼾状态，具体地，在声音数据不满足在第一频率范围内预定的每个频率值上都存在对应的数据的条件的情况下，检测声音数据是否在第二频率范围内累计持续第一时长，若声音数据符合上述条件，则确定并记录所述用户处于打鼾状态，其中，第二频率范围主要为低频频带范围内的分布，且由于800Hz以上和50Hz以下的鼾声较为少见，本实施例优选第二频率范围为50Hz至800Hz，在第二频率范围内，鼾声通常周期性地出现，并且会持续一段时间，通常为2秒，若在第一时间间隔中，声音数据的频率处于50Hz至800Hz之间且持续时长为2秒，分析模块20则可认定用户当前处于打鼾状态。应当注意的是，实际使用时可能会出现以下情况，在以第一时间间隔获取声音数据时，获取声音数据的第一秒时用户正好处于第一个打鼾周期，而获取声音数据的最后一秒时用户处于第二个打鼾周期，此时声音数据仅在第一秒和第七秒处于第二频率范围，为了保证识别的准确率，本实施例中分析模块20使用声音数据在第二频率范围内累计的时长，来作为判断用户是否处于打鼾状态的依据。

进一步地，若声音数据即不满足在第一频率范围内预定的每个频率值上都存在对应的数据的条件，也不满足在第二频率范围内累计持续第一时长的条件，则分析模块20可确定用户当前处于正常的睡眠状态。

或者，在实际使用时，分析模块20还可以根据声音数据的能量分散程度确定其对应的是鼾声还是梦话。具体地，由于鼾声主要分布在低频区域，其分散度通常不会高于1000赫兹，而梦话由于是正常的语音，其分散度应主要在1500赫兹至4500赫兹之间，因此，可首先计算出声音数据对应的傅里叶频谱的质心，再根据频谱的分散度所处的范围确定其是梦话还是鼾声。

在实际使用过程中可能存在用户在睡眠过程中发出的声音分贝值较小、收音不清晰、其他噪音被同时收录等情况出现，均会影响后续的频率分析过程。因此，本实施例中还公开了睡眠仪的另一种结构示意图，如图3所示，即在图2中公开的声音获取模块10和分析模块20的基础上，通过增加放大器30和滤波器40等设备，对声音数据进行预先处理后再通过分析模块20进行分析，以提升声音分析的准确性。

具体地，在本实施例中放大器30与声音获取模块10和滤波器40分别耦合，也可根据需求在不需要滤波的情况下直接与分析模块20进行耦合(图3中未示出)，放大器30主要用于对声音数据的信号强度进行放大处理，尤其是当声音数据为鼾声时，由于鼾声中所包含的能量较低，即使采用最灵敏的收音设备，鼾声也只能使收音设备的振膜产生10至20毫伏的振动，进而影响后续处理的准确性，因此通过放大处理可以放大鼾声信号，以提升后续声音分析的准确性。实际使用时可使用型号为AD620的放大器，也可使用其他任何可以达到相同目的的放大器。

如图3所示，滤波器40与放大器30和分析模块20分别耦合，也可根据实际情况在不需要放大信号的情况下直接与声音获取模块10进行耦合(图3中未示出)，滤波器40主要用于对声音数据进行过滤处理，以减少噪音对声音数据的影响。具体地，滤波器40至少包括以下一种滤波器：高通滤波器401，用于滤除0至20Hz的低频环境噪音、收音麦克掉等声音数据；带拒滤波器402，用于滤除50Hz和60Hz的市电频率干扰，保证声音数据在进行分析处理和记录时可以尽可能地去除所有干扰噪音，提升分析的准确性。

需要注意的是，放大器30与滤波器40的耦合方式不仅限于图3中所示出的方式，实际使用时滤波器40还可以耦合声音获取模块10和放大器30，再由放大器30耦合分析模块20。

优选地，睡眠仪还可以具有显示器，以供用户查看睡眠仪做出的异常睡眠状态的判断，或者具有存储器，以存储用户在睡眠状态发出的声音数据，使用户在非睡眠状态通过读取存储器内容，知悉自身在睡眠过程中出现的异常睡眠状态。另外，睡眠仪还可以与计算机设备、手机设备进行通信，将分析结果通过有线或无线的方式发送至计算机设备或手机设备供用户查看，以便用户根据睡眠过程中出现的异常睡眠状态调节自身情况，若情况严重(梦话严重或鼾声影响睡眠)需及时就医防止情况恶化。

本实施例通过记录用户在睡眠状态中的声音数据，根据声音数据所特有的频率特征，来确并记录定用户当前的异常睡眠状态，使用户在非睡眠状态时，可以对应知悉自身在睡眠过程中出现的异常睡眠状态，及时了解自身睡眠情况，进而可以针对睡眠过程出现的异常睡眠状态进行对应调整，以提升睡眠质量。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (12)

1.一种记录用户异常睡眠状态的方法，其特征在于，包括：

获取用户在第一时间间隔内的声音数据；

根据所述声音数据的频率特征，确定并记录用户的异常睡眠状态，其中，所述异常睡眠状态至少包括梦话状态和/或打鼾状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述声音数据的频率特征，确定并记录用户的异常睡眠状态，包括：

检测所述声音数据是否在第一频率范围内预定的每个频率值上都存在对应的数据；

在所述声音数据在第一频率范围内预定的每个频率值上都存在对应的数据的情况下，确定并记录所述用户处于梦话状态；

否则，检测所述声音数据是否在第二频率范围内累计持续第一时长；

在所述声音数据在第二频率范围内累计持续第一时长的情况下，确定并记录所述用户处于打鼾状态；

否则，确定所述用户处于正常睡眠状态。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一频率范围为200Hz至4500Hz，所述第二频率范围为50Hz至800Hz。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述声音数据的频率特征，确定并记录用户的异常睡眠状态之前，还包括：

对所述声音数据的信号强度进行放大处理。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述声音数据的频率特征，确定并记录用户的异常睡眠状态之前，还包括：

对所述声音数据进行过滤处理。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对所述声音数据进行过滤处理，至少包括：

滤除0至20Hz的声音数据；和/或，

滤除50Hz和60Hz的声音数据。

7.一种睡眠仪，其特征在于，包括：

声音获取模块，用于获取用户在第一时间间隔内的声音数据；

分析模块，用于根据所述声音数据的频率特征，确定并记录用户的异常睡眠状态，其中，所述异常睡眠状态至少包括梦话状态和/或打鼾状态。

8.根据权利要求7所述的睡眠仪，其特征在于，所述分析模块，具体用于：

检测所述声音数据是否在第一频率范围内预定的每个频率值上都存在对应的数据；

在所述声音数据在第一频率范围内预定的每个频率值上都存在对应的数据的情况下，确定并记录所述用户处于梦话状态；

否则，检测所述声音数据是否在第二频率范围内累计持续第一时长；

在所述声音数据在第二频率范围内累计持续第一时长的情况下，确定并记录所述用户处于打鼾状态；

否则，确定所述用户处于正常睡眠状态。

9.根据权利要求8所述的睡眠仪，其特征在于，所述第一频率范围为200Hz至4500Hz，所述第二频率范围为50Hz至800Hz。

10.根据权利要求7所述的睡眠仪，其特征在于，所述睡眠仪还包括：

放大器，用于对所述声音数据的信号强度进行放大处理。

11.根据权利要求7所述的睡眠仪，其特征在于，所述睡眠仪还包括：

滤波器，用于对所述声音数据进行过滤处理。

12.根据权利要求11所述的睡眠仪，其特征在于，所述滤波器至少包括：

高通滤波器，用于滤除0至20Hz的声音数据；和/或，

带拒滤波器，用于滤除50Hz和60Hz的声音数据。