本文選題：Non-Speech　切入點：Body　出處：《南京大學》2017年碩士論文

【摘要】：我們將人體內(nèi)部發(fā)出的聲音稱為Non-Speech Body Sounds,包括呼吸聲,吃飯聲,喝水聲,咳嗽聲,睡眠聲等一系列人體在日常生活中由身體內(nèi)部產(chǎn)生的細微的聲音。這些人體內(nèi)部的一些聲音往往能夠傳遞出不少有關健康的信號。因此,Non-Speech Body Sounds的研究目前受到了學術界和工業(yè)界的關注。在學術界,越來越多的研究所開始關注利用可穿戴設備來收集Non-Speech Body Sounds進行人體相關狀態(tài)和行為的研究,并且試圖通過這樣的研究能夠一定程度上發(fā)現(xiàn)人體生理或心理的生物節(jié)律和隱藏疾病。在工業(yè)界,各種各樣小巧靈敏的傳感器為我們的研究提供了可能,利用這些傳感器可以準確而又方便的發(fā)現(xiàn)各種人體內(nèi)部聲音,為我們的研究提供基礎。目前的已有成果利用這些傳感器來進行Non-Speech Body Sounds的感知,但這樣的感知效果卻不盡如人意。另外在這樣的感知條件下,現(xiàn)有工作通過機器學習的方法進行識別,得到的結果準確率不高。基于這樣的研究現(xiàn)狀,本文旨在感知和識別Non-Speech Body Sounds,通過設計專有的可穿戴設備提高感知的效率同時通過時域、頻域和梅爾倒譜系數(shù)的分析提高識別效果。本文通過設計專有的可穿戴項鏈感知Non-Speech Body Sounds,這套設備采用小巧的設備和合適的麥克風進行Non-Speech Body Sounds的感知,可以提高感知的效果。通過特有的技術框架進行數(shù)據(jù)處理分析,將感知到的Non-Speech Body Sounds進行時域、頻域和梅爾倒譜系數(shù)的分析,然后利用幀維度和窗口維度進行特征的提取和選擇,最后進行分類得到最終的結果。針對上述研究背景和解決思路,本文首先分析了 Non-Speech Body Sounds所涉及的具體研究問題,對研究現(xiàn)狀進行了總結和分析,在此基礎上,本文提出了基本思路:建立Non-Speech Body Sounds感知與識別系統(tǒng)結構總框架,包括硬件設計,系統(tǒng)設計和算法介紹,然后進行系統(tǒng)實現(xiàn)和評估,最后提出示范應用——抽煙行為檢測應用,組織相關實驗。本文的成果如下:1.本文設計一套基于智能項鏈的可穿戴設備,并基于此設備收集Non-Speech Body Sounds。該設備輕巧易于穿戴,可用于日常生活中;2.本文設計并實現(xiàn)了部分Non-Speech Body Sounds的感知和識別系統(tǒng),其中包括吃東西,喝水,普通呼吸,深呼吸,嘆氣,咳嗽,吸鼻子的聲音。通過可穿戴設備感知數(shù)據(jù),我們的系統(tǒng)可以對數(shù)據(jù)進行層次化的處理并進行分類,并通過真實數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)評估,結果展示我們的系統(tǒng)和前人的工作相比確實有較高的準確率,有較高的使用價值;3.本文實現(xiàn)Non-Speech Body Sounds的一個示范應用——抽煙行為檢測來證明我們系統(tǒng)的價值。通過本系統(tǒng)收集人體內(nèi)部非語音聲音進行抽煙中深呼吸的判斷,結合手勢和打火機的聲音來檢測抽煙行為;4.本系統(tǒng)收集日常生活Non-Speech Body Sounds和若干種抽煙情況以及真實吸煙者的日常生活數(shù)據(jù)來組織實驗,實驗結果表明本系統(tǒng)有較高的準確率,可以在日常生活中應用。
[Abstract]:We will sound within the body called the Non-Speech Body Sounds, including breathing, eating, drinking water, cough, sound sleep and a series of human body in daily life from inside the body produce fine voice. Some of these voices inside the body are often able to pass a lot of health related signals. Therefore, study on Non-Speech Body Sounds at present by the academic circles and industry. In academia, more and more studies have started to pay attention to the use of wearable devices to collect Non-Speech Body Sounds of human state and behavior, and through such a study to human physiological or psychological biological rhythms and hidden disease found to a certain extent. In the industry, all kinds of sensitive sensors provide the possibility for us to study precisely and conveniently by using these sensors Find a variety of human internal voice, provide a basis for our research. The results of the current use of these sensors to Non-Speech Body Sounds perception, but the perceived effect is not satisfactory. Also in this sense under the condition of existing work by machine learning method for identification, the result accuracy is not high. Based on this research, this paper aims to perceive and identify the Non-Speech Body Sounds, through the design of proprietary wearable devices to improve sensing efficiency at the same time by time domain, frequency domain analysis and Mel cepstrum coefficients to improve the recognition performance. In this paper, through the design of proprietary wearable sensing Non-Speech Body Sounds necklace, this set of equipment with compact and suitable equipment Non-Speech Body Sounds microphone can improve the perception, perception of the effect. The data through the special technical framework Theoretical analysis, Non-Speech Body Sounds will be perceived in time domain, frequency domain analysis and Mel cepstral coefficients, extraction and selection and then use the frame window dimensions and dimensions characteristics, finally classification to get the final result. Based on the above research background and ideas, this paper first analyzes the Non-Speech Body Sounds relates to the specific research questions study on the present situation, summarized and analyzed, on this basis, this paper puts forward the basic idea: to establish Non-Speech Body Sounds perception and recognition system structure framework, including hardware design, system design and algorithm is introduced, then the system implementation and evaluation, and finally puts forward the demonstration application - smoking behavior detection application, organize the relevant experiment. This paper the results are as follows: 1. this paper designs a set of intelligent wearable devices based on the necklace, and based on the Non-Speech Body Sounds. collection equipment The light equipment easy to wear, can be used in daily life; the 2. part, this paper designs and implements Non-Speech Body Sounds perception and recognition system, including eating, drinking, normal breathing, deep breathing, sigh, cough, nose sucking sound. By wearing a very known data, our system can be carried out the hierarchical data processing and classification and evaluation system through the real data, the accuracy of the results show than do have higher system and our previous work, there is a higher value; the 3. Non-Speech Body Sounds a demonstration application - smoking behavior detection to prove our system by value. The system collects the internal body of deep breathing smoke non speech sound judgment, to detect the smoking behavior with a combination of gestures and lighter voice; 4. the system used in daily life Non-Sp Eech Body Sounds and several smoking cases and daily life data of real smokers are used to organize experiments. The experimental results show that the system has high accuracy and can be applied in daily life.

【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP368.33;TP212.9

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本文編號：1680216