아기 울음 논문 조사

[Kownby]

1.영유아 울음소리 감지를 이용한 유아용 모빌 설계

논문 원본:https://www.kics.or.kr/storage/paper/event/20170621_workshop/publish/15D-5.pdf

사람이 내는 소리마다 주파수 대역이 다르다 예로 성인 남성의 음성은 65500Hz 성인 여성은 1301000Hz 아기들의 울음소리는 500~600Hz으로 각각의 주파수 대역이 다르다 이러한 주파수 대역 차이로 아기 울음소리 주파수 대역에만 반응 할 수 있도록 데이터를 원하는 용도로 활용한다.

아두이노에 마이크 모듈을 연결하고 FFT라이브러리를 적용, 아날로그 사운드를 데이터화 하여 주파수 정보를 얻어 데이터를 사용한다
(당시 논문 실험에서는 YouTube에서 영 유아 울음소리 10개의 음성데이터를 추출하여 사용)

-사용되었던 마이크 모듈 FC-04, Aduino UNO, 블루투스실드, HC-0

• 당시 사용되었던 울음소리의 음성 주파수 -

위의 표 에서 A~J까지 총 10개의 데이터에서 중앙값(Median Pitch), 평균값(mean Pitch), 그리고 음 높이의 편차 를 구하였는데 중앙값의 평균은 373.32Hz 음 높이의 편차는 404.56Hz 울음소리 평균값의 최대는
는 406.565Hz였으며 최소는 315.841Hz 이 값의 오차범위 ±10% 를 적용하여
347.4251Hz에서부터 447.2215Hz사이 일 때 5분 동안 작동하도록 한 후 종료되도록 하면 나올 것으로 생각된다.(실제로 했던게 아닌 될것이라 라고 판단)

2. 아두이노를 활용한 아기 방 적정 온습도 표현 및 아기 울음 알림 분석기

논문 원본 :http://swu.dcollection.net/srch/srchDetail/000002352245?ajax=false&pageSize=10&start=0&searchTotalCount=0&navigationSize=10&pageNum=1&collId=000000006340&query=%28ins_code%3A211036%29+AND+%28coll_id%3A000000006340%29&rows=10&sortField=score&searthTotalPage=0&sortDir=desc
(본 논문에서 울음 소리감지 위주로 작성)

본 연구에서는 adafruit에서 제조한 일렉트릭 마이크로폰 앰프 MAX4466 을 사용한다.

• 아기 울음 분석 절차 -
  아날로그 소리 신호를 ADC를 통해 0~1024값으로 변환 -> FFT알고리즘으로 주파수로 변환
  (자세한 내용은 논문 참고를 추천)

실 샘플링 레이트를 4.8Khz 해상도는 64로 해서 아날로그 샘플을 한다. 한 해상도의 주파수 대역을 75hz가 되게 하여 0~4,725hz까지 측정 할 수 있다.

주파수로 변환된 최종 결과는 specturm 배열에 저장되는데 가장 큰 세기로 들어온 값을 주요 주파수로 보고 최댓값과 해당 주파수 대역을 계산하여 출력하는데 무음인 경우에도 작은 소리가 들어올 수 있으니
sensitive 변수를 두어 변수 이상의 값들 중에서 최댓값을 계산한다.

아기의 울음소리는 1Khz이상의 고주파 대역에 속하는 울음소리로 배열 즉 spectrum 배열의 의 14번째 1050hz이상의 값들만 분석에 사용한다. 분석을 위해 몇초간 대기하는데 딜레이 함수가 없으므로 코드를 수정하여 count란 변수를 전역으로 두고 간격을 재본 후 if문으로 구간을 만들어 delay함수 효과를 준다.

위의 그림에서와 같이 감지모드,분석모드, 대기모드로 나누고 analysis변수가 1이면 감지모드, 2이면 분석모드, 3이면 대기모드를 수행한다.

초기에는 울음 감지모드가 실행되며 spectrum 배열에서 1khz대역(아기의 울음소리 대역)에 특정 값(특정 울음소리 크기)을 넘는 최곳값이 일정 횟수로 반복될 때 까지 기다린다.

이후 감지 되면 논문에서 목적을 위해 20초간 2개의 배열에 데이터를 수집, 울음을 분석한다.

[kuj0210]

1번 논문에서 사용한 센서들을 라즈베리 연결가능한지, 그리고 그걸 제어가능한지 알아봐줘

[Kownby]

https://www.amazon.de/Skynet-fc-04-Modul-DETECTEUR-Arduino-Raspberry/dp/B01EE6Z6FE

사용한 마이크 센서는 라즈베리도 제공한다 하네요.