本發(fā)明涉及人工智能，尤其涉及一種用于兒童咳嗽訓(xùn)練的方法。

背景技術(shù)：

1、患者在肺康復(fù)過程中進(jìn)行咳嗽訓(xùn)練，有助于氣道廓清，可以通過主動訓(xùn)練排痰，尤其對于兒童患者，不同的兒童患者易出現(xiàn)對于自身咳嗽狀況表述不一致的情況，影響咳嗽訓(xùn)練進(jìn)度，另一方面，對于兒童患者的咳嗽力度不好把控，從而使咳嗽訓(xùn)練質(zhì)量難以確定，現(xiàn)有技術(shù)通過對聲音樣本信號和肌電樣本信號進(jìn)行樣本提取，并將提取的樣本信號與有效樣本信號進(jìn)行比對以確定目標(biāo)咳嗽檢測模型，但是未考慮目標(biāo)咳嗽過程中周圍噪聲的影響，導(dǎo)致獲取的目標(biāo)咳嗽數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，未對目標(biāo)咳嗽力度進(jìn)行分析，咳嗽力度不足導(dǎo)致目標(biāo)咳嗽不合格會對咳嗽訓(xùn)練產(chǎn)生影響。

2、中國專利公開號：cn114446319a公開了一種咳嗽檢測模型訓(xùn)練方法、咳嗽檢測方法及咳嗽檢測裝置，方法包括：獲取用戶的咳嗽樣本信號及與所述咳嗽樣本信號對應(yīng)的信號標(biāo)簽，所述咳嗽樣本信號包括聲音樣本信號和肌電樣本信號，所述信號標(biāo)簽用于指示所述咳嗽樣本信號對應(yīng)的咳嗽狀態(tài)；對所述聲音樣本信號和所述肌電樣本信號進(jìn)行有效樣本提取，得到與所述咳嗽樣本信號對應(yīng)的有效咳嗽樣本信號；對所述有效咳嗽樣本信號進(jìn)行特征提取，得到與所述咳嗽樣本信號對應(yīng)的峰值特征、梅爾頻率倒譜系數(shù)特征以及能量特征；根據(jù)所述峰值特征、所述梅爾頻率倒譜系數(shù)特征、所述能量特征以及所述信號標(biāo)簽對咳嗽檢測模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到目標(biāo)咳嗽檢測模型。

3、但是，現(xiàn)有技術(shù)還存在以下問題：

4、未考慮目標(biāo)咳嗽過程中周圍噪聲的影響，導(dǎo)致獲取的目標(biāo)咳嗽數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，未對目標(biāo)咳嗽力度進(jìn)行分析，咳嗽力度不足導(dǎo)致目標(biāo)咳嗽不合格會對咳嗽訓(xùn)練產(chǎn)生影響。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為此，本發(fā)明提供一種用于兒童咳嗽訓(xùn)練的方法，用以克服現(xiàn)有技術(shù)中未考慮目標(biāo)咳嗽過程中周圍噪聲的影響，導(dǎo)致獲取的目標(biāo)咳嗽數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，未對目標(biāo)咳嗽力度進(jìn)行分析，咳嗽力度不足導(dǎo)致目標(biāo)咳嗽不合格會對咳嗽訓(xùn)練產(chǎn)生影響的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于兒童咳嗽訓(xùn)練的方法。包括：

3、步驟s1，目標(biāo)佩戴設(shè)置有聲音傳感器和慣性傳感器的監(jiān)測模組，獲取預(yù)定時間段目標(biāo)佩戴過程中的音頻信息以及監(jiān)測模組所設(shè)置位置的位移變化特征，其中，所述監(jiān)測模組設(shè)置在目標(biāo)胸腔部位；

4、步驟s2，基于所述位移變化特征在不同時域段的位移變化幅度與位移變化速率確定位移變化表征參數(shù)，根據(jù)位移變化表征參數(shù)確定位移變化特征中的位移特征時域段，基于所述音頻信息的聲音信號頻率與聲音信號振幅確定聲音表征參數(shù)，基于聲音表征參數(shù)確定所述音頻信息中的聲音特征時域段；

5、步驟s3，基于位移特征時域段與聲音特征時域段的重合時域段對預(yù)定時間段目標(biāo)佩戴過程中的音頻信息進(jìn)行篩選，對篩選出的音頻信息進(jìn)行驗證；

6、步驟s4，基于所述位移變化表征參數(shù)與所述聲音表征參數(shù)確定合格表征參數(shù)，根據(jù)合格表征參數(shù)對驗證通過的音頻信息進(jìn)行分析以判定目標(biāo)咳嗽是否合格。

7、進(jìn)一步地，所述確定位移變化表征參數(shù)，包括：

8、求解當(dāng)前時域段的所述位移變化幅度與預(yù)設(shè)位移變化幅度標(biāo)準(zhǔn)閾值之比，得到第一位移變化特征，

9、求解當(dāng)前時域段的所述位移變化速率與預(yù)設(shè)位移變化速率標(biāo)準(zhǔn)閾值之比，得到第二位移變化特征，

10、將第一位移變化特征以及第二位移變化特征加權(quán)求和得到位移變化表征參數(shù)。

11、進(jìn)一步地，所述根據(jù)位移變化表征參數(shù)確定位移變化特征中的位移特征時域段，包括：

12、若所述位移變化表征參數(shù)大于或等于位移變化表征參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)閾值，則判定當(dāng)前時域段為位移特征時域段；

13、若所述位移變化表征參數(shù)小于所述位移變化表征參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)閾值，則判定當(dāng)前時域段為非位移特征時域段。

14、進(jìn)一步地，所述確定聲音表征參數(shù)，包括：

15、求解所述音頻信息當(dāng)前時域段的聲音信號頻率與預(yù)設(shè)聲音信號頻率標(biāo)準(zhǔn)閾值之比，得到第一聲音特征，

16、求解所述音頻信息當(dāng)前時域段的聲音信號振幅與預(yù)設(shè)聲音信號振幅標(biāo)準(zhǔn)閾值之比，得到第二聲音特征，

17、將第一聲音特征以及第二聲音特征加權(quán)求和得到聲音表征參數(shù)。

18、進(jìn)一步地，所述基于聲音表征參數(shù)確定所述音頻信息中的聲音特征時域段，包括：

19、若所述聲音表征參數(shù)大于或等于聲音表征參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)閾值，則判定當(dāng)前時域段為聲音特征時域段；

20、若所述聲音表征參數(shù)小于所述聲音表征參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)閾值，則判定當(dāng)前時域段為非聲音特征時域段。

21、進(jìn)一步地，所述基于位移特征時域段與聲音特征時域段的重合時域段對預(yù)定時間段目標(biāo)佩戴過程中的音頻信息進(jìn)行篩選，包括：

22、確定所述位移特征時域段與所述聲音特征時域段的重合時域段，

23、從目標(biāo)佩戴過程中的音頻信息中篩選出各重合時域段。

24、進(jìn)一步地，所述對篩選出的音頻信息進(jìn)行驗證，包括：

25、若篩選出的音頻信息的單個重合時域段的聲音信號強度大于或等于預(yù)設(shè)聲音信號強度標(biāo)準(zhǔn)閾值，則判定該重合時域段為非目標(biāo)咳嗽時域段；

26、若篩選出的音頻信息的單個重合時域段的聲音信號強度小于所述預(yù)設(shè)聲音信號強度標(biāo)準(zhǔn)閾值，則判定該重合時域段為目標(biāo)咳嗽時域段。

27、進(jìn)一步地，所述基于所述位移變化表征參數(shù)與所述聲音表征參數(shù)確定合格表征參數(shù)，包括：

28、求解所述目標(biāo)咳嗽時域段的所述位移變化表征參數(shù)與預(yù)設(shè)位移變化表征參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)閾值之比，得到第一表征特征，

29、求解所述目標(biāo)咳嗽時域段的所述聲音表征參數(shù)與預(yù)設(shè)聲音表征參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)閾值之比，得到第二表征特征，

30、將第一表征特征以及第二表征特征加權(quán)求和得到合格表征參數(shù)。

31、進(jìn)一步地，所述根據(jù)合格表征參數(shù)對驗證通過的音頻信息進(jìn)行分析以判定目標(biāo)咳嗽是否合格，包括：

32、若驗證通過的所述音頻信息的所述合格表征參數(shù)大于或等于預(yù)設(shè)合格表征參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)閾值，則判定目標(biāo)咳嗽合格；

33、若驗證通過的所述音頻信息的所述合格表征參數(shù)小于所述預(yù)設(shè)合格表征參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)閾值，則判定目標(biāo)咳嗽不合格。

34、進(jìn)一步地，在判定目標(biāo)咳嗽合格時發(fā)出合格信號。

35、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明中根據(jù)目標(biāo)胸腔部位的位移變化幅度及位移變化速率綜合確定胸腔起伏狀況，以從胸腔起伏情況的角度初步確定疑似患者咳嗽的時間段，在實際情況中，根據(jù)目標(biāo)胸腔起伏狀況確定的疑似患者咳嗽的時間區(qū)間可能會存在其他的情況，比如患者快速呼吸，根據(jù)獲取的聲音信號頻率和聲音信號振幅綜合分析患者以及周圍環(huán)境的聲音，初步確定疑似患者咳嗽的時間區(qū)間，在實際情況中，根據(jù)聲音信號確定的疑似患者咳嗽的時間段可能會包含外界噪聲，比如其他目標(biāo)咳嗽的聲音，考慮到實際情況中，聲音采集環(huán)境等外部條件難以統(tǒng)一，環(huán)境噪音會對后續(xù)目標(biāo)咳嗽信息的分析產(chǎn)生影響，若目標(biāo)咳嗽時間段同時存在噪聲，會對分析目標(biāo)咳嗽情況是否合格產(chǎn)生影響，因此本發(fā)明綜合目標(biāo)的胸腔起伏狀況與采集的聲音對疑似目標(biāo)咳嗽的時間段進(jìn)一步確定，將分別根據(jù)胸腔起伏狀況與聲音確定的時間段的重合部分確定為包含患者咳嗽聲的時間段，以提高確定目標(biāo)咳嗽的時間段的精準(zhǔn)度。

36、尤其，本發(fā)明中根據(jù)位移特征時域段與聲音特征時域段的重合部分初步確定疑似目標(biāo)咳嗽的時域段，患者在不含噪聲時咳嗽的聲音信號強度與在有環(huán)境噪聲情況下的聲音信號強度不同，本發(fā)明獲取確定的疑似目標(biāo)咳嗽的時域段的聲音信號強度，將該時域段的聲音信號強度與歷史記錄中單人在安靜環(huán)境中咳嗽時的聲音信號強度進(jìn)行比對，以篩除包含環(huán)境噪聲的時間段，篩選出采集的音頻信息中目標(biāo)咳嗽的時域段，進(jìn)一步縮小了待分析的時間段的范圍，提高了后續(xù)分析患者咳嗽情況的工作效率。

37、尤其，本發(fā)明中采用篩選出的患者咳嗽的時間段的聲音數(shù)據(jù)參數(shù)，對采集的音頻信息進(jìn)行篩選，以避免對音頻信息的各時間段都進(jìn)行分析，從而提高針對音頻信息中患者咳嗽的時間段的篩選效率，在實際情況中，若患者的咳嗽力度過低，會影響咳嗽訓(xùn)練的預(yù)期效果，本發(fā)明計算患者咳嗽時間段的數(shù)據(jù)表征參數(shù)，并根據(jù)該表征參數(shù)與歷史數(shù)據(jù)中合格的咳嗽數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)表征參數(shù)進(jìn)行比對，以保證患者咳嗽的合格情況，從而進(jìn)一步保證患者咳嗽訓(xùn)練的效果。