很多人都過(guò)半夜被呼嚕聲吵醒的體驗(yàn)，尤其是當(dāng)伴侶每天晚上的呼嚕聲吵醒你，讓你在深夜輾轉(zhuǎn)反側(cè)難以入睡，長(zhǎng)期睡眠不好導(dǎo)致整個(gè)人的精神狀態(tài)都很差，而鼾聲識(shí)別方案有可能可以解決這個(gè)問(wèn)題，通過(guò)給枕頭裝上鼾聲識(shí)別芯片，枕頭在識(shí)別到鼾聲以后給MCU發(fā)送指令，而MCU則根據(jù)預(yù)設(shè)的方案執(zhí)行對(duì)應(yīng)的步驟，比如識(shí)別到鼾聲以后，控制頭枕中的微型氣墊調(diào)整頭部姿勢(shì)，改變氣道通暢度;或啟動(dòng)輕柔的震動(dòng)馬達(dá)提供溫和刺激;也可以通過(guò)無(wú)線模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送到配套的手機(jī)APP，生成包含睡眠質(zhì)量分析的報(bào)告。
1.WTK6900HD是怎么實(shí)現(xiàn)鼾聲識(shí)別的呢?
要識(shí)別鼾聲，首先得能夠聽(tīng)到鼾聲，并且對(duì)聽(tīng)到的鼾聲進(jìn)行識(shí)別，識(shí)別后進(jìn)行鼾聲判斷。開(kāi)機(jī)后，WTK6900HD前30秒會(huì)專(zhuān)門(mén)記錄臥室的環(huán)境音，比如空調(diào)的低頻噪音、枕頭摩擦的聲音、等全記進(jìn)“噪音特征庫(kù)”里。后面再采集聲音，直接用“頻譜減法”把這些噪音“剪掉”，就像給聲音“去雜質(zhì)”，鼾聲再弱也能顯出來(lái)。
其實(shí)每個(gè)人的鼾聲都是不一樣的——要讓算法抓住3個(gè)關(guān)鍵特征：
1.周期：鼾聲是“一陣一陣”的，通常0.5-2秒一次，呼吸聲可沒(méi)這規(guī)律;
2.頻率：能量集中在100-300Hz，就像“低音炮”，說(shuō)話聲可沒(méi)這么“沉”;
3.力度：峰值得≥300mV，輕輕的呼吸聲根本達(dá)不到這個(gè)強(qiáng)度。
我們用了非常多的鼾聲樣本對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練(不是實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)，是真真實(shí)實(shí)不同年齡、不同鼾聲類(lèi)型的用戶數(shù)據(jù))，算法會(huì)算“實(shí)時(shí)聲音”和“模型”的相似度——只有相似度≥85%，而且連續(xù)3個(gè)周期都匹配，才判定為“有效鼾聲”!
2.WTK6900HD的通信接口與硬件連接
在判定是鼾聲以后，WTK6900HD芯片提供了標(biāo)準(zhǔn)化的硬件接口，便于與主控MCU集成。該芯片通常通過(guò)UART(通用異步收發(fā)傳輸器)接口與MCU連接，這是一種常見(jiàn)的串行通信協(xié)議。在具體連接時(shí)，WTK6900HD的TX(發(fā)送)引腳會(huì)連接到MCU的RX(接收)引腳，WTK6900HD的RX引腳則連接到MCU的TX引腳，實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳輸。此外，芯片還支持PWM(脈沖寬度調(diào)制)輸出和高低電平信號(hào)輸出，為不同類(lèi)型的MCU提供了靈活的集成方案。芯片的工作電壓范圍為3.0-5.0V，與大多數(shù)MCU的電壓兼容，無(wú)需額外的電平轉(zhuǎn)換電路。這種設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了硬件連接，降低了集成難度。
3. 技術(shù)優(yōu)勢(shì)與開(kāi)發(fā)要點(diǎn)
WTK6900HD采用離線識(shí)別技術(shù)，無(wú)需網(wǎng)絡(luò)連接即可工作，既保護(hù)了用戶隱私，又避免了因網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定導(dǎo)致的識(shí)別失敗。芯片內(nèi)置的語(yǔ)音降噪算法能有效過(guò)濾穩(wěn)態(tài)噪聲(如空調(diào)聲)和突發(fā)性噪音(如門(mén)鈴聲)，在復(fù)雜家居環(huán)境中也能保持高識(shí)別準(zhǔn)確率。
對(duì)于開(kāi)發(fā)者而言，WTK6900HD的模塊化設(shè)計(jì)大幅降低了集成難度。芯片提供標(biāo)準(zhǔn)接口，簡(jiǎn)化了外圍電路設(shè)計(jì)，即使沒(méi)有深厚語(yǔ)音算法背景的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)也能快速實(shí)現(xiàn)功能。需要注意的是，在實(shí)際開(kāi)發(fā)過(guò)程中，應(yīng)確保麥克風(fēng)放置位置能夠有效采集用戶的鼾聲，同時(shí)盡量避免摩擦噪音等干擾。
WTK6900HD鼾聲識(shí)別芯片通過(guò)高效的接口設(shè)計(jì)與智能算法，為智能頭枕等睡眠監(jiān)測(cè)產(chǎn)品提供了可靠的聲音識(shí)別解決方案，使設(shè)備能夠及時(shí)檢測(cè)打鼾事件并采取相應(yīng)干預(yù)措施，有助于改善用戶的睡眠質(zhì)量與健康狀況。