每個(gè)父母都知道應(yīng)對(duì)嬰兒的哭泣感到沮喪，想知道他們的孩子是否餓，濕，累，需要擁抱，甚至痛苦。美國的一組研究人員設(shè)計(jì)了一種新的人工智能方法，可以識(shí)別和區(qū)分正常的哭聲信號(hào)和異常的信號(hào)，例如由潛在疾病引起的信號(hào)。該方法基于一種哭泣的語言識(shí)別算法，有望在家里和醫(yī)療機(jī)構(gòu)中對(duì)父母有用，因?yàn)獒t(yī)生可能會(huì)用它來識(shí)別患病兒童的哭聲。

這項(xiàng)研究發(fā)表在5月出版的IEEE / CAA自動(dòng)化學(xué)報(bào)(JAS)上，這是IEEE和中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)的聯(lián)合出版物。

經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)護(hù)人員和經(jīng)驗(yàn)豐富的父母可以根據(jù)嬰兒發(fā)出的啼哭聲準(zhǔn)確地區(qū)分出嬰兒的許多需求。盡管每個(gè)嬰兒的哭聲都是獨(dú)一無二的，但由于相同的原因而導(dǎo)致的嬰兒卻具有一些共同的特征。識(shí)別哭聲信號(hào)中的隱藏模式一直是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)，現(xiàn)在已證明在這種情況下人工智能應(yīng)用是一種合適的解決方案。

這項(xiàng)新研究使用了基于自動(dòng)語音識(shí)別的特定算法來檢測(cè)和識(shí)別嬰兒哭聲的特征。為了分析和分類這些信號(hào)，該團(tuán)隊(duì)使用壓縮傳感作為處理大數(shù)據(jù)的一種方式更有效率。壓縮感測(cè)是一種基于稀疏數(shù)據(jù)來重建信號(hào)的過程，當(dāng)在嘈雜的環(huán)境中錄制聲音時(shí)(尤其是哭鬧的地方)，壓縮感測(cè)尤其有用。在這項(xiàng)研究中，研究人員設(shè)計(jì)了一種新的啼哭語言識(shí)別算法，該算法可以區(qū)分嘈雜環(huán)境中正常和異常啼哭信號(hào)的含義。該算法與單獨(dú)的哭泣者無關(guān)，這意味著它可以在實(shí)際情況中更廣泛地用作識(shí)別和分類各種哭泣特征并更好地理解嬰兒哭泣的原因以及哭泣的緊急程度的一種方式。

“像一種特殊的語言一樣，各種哭聲中都有許多與健康有關(guān)的信息。聲音信號(hào)之間的差異實(shí)際上承載著該信息。這些差異由哭聲信號(hào)的不同特征來表示。為了識(shí)別和利用這些信息，我們擁有提取特征，然后獲取其中的信息。”電氣工程副教授兼電子工程副教授，數(shù)字信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)室主任劉立川說。

研究人員希望，他們的研究結(jié)果可以適用于其他幾項(xiàng)決策高度依賴經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)療情況。劉說：“最終的目標(biāo)是使嬰兒更健康，對(duì)父母和照顧者的壓力減少。” 她補(bǔ)充說：“我們正在與醫(yī)院和醫(yī)學(xué)研究中心進(jìn)行合作，以獲取更多數(shù)據(jù)和需求情景輸入，希望我們可以為臨床實(shí)踐提供一些產(chǎn)品。”