婴儿哭泣检测器
在夏天炎热的天气里,父母会不经意地把孩子留在车里,这太危险了。因此,ST(意法半导体)的工程师提出了一个简单的问题:我们能否利用现有技术防止此类悲剧的发生?因为处于困境中的孩子几乎总是会哭,所以发现他们的尖叫声可以触发警报。问题是,要想有效,应用程序必须精确。因此,人工智能是必要的,因为硬编码算法将起到巨大作用。此外,该平台需要足够强大的传感器来捕获高质量的数据。因此,ST工程师采用了SensorTile.box。
ST 公司基于 SensorTile.box 硬件平台和 STBLESensor 应用程序实现了一个名为「婴儿哭泣检测器」的项目。实际上,该应用程序是 STBLESensor 上众多演示中的一个,STBLESensor 是我们面向 iOS 和 Android 的移动工具。该应用程序与 SensorTile.box —— ST 最强大的传感器平台相结合。
顾名思义,婴儿啼哭检测器检测婴儿是否在哭。SensorTile.box 使用 MP23ABS1 MEMS 麦克风录制 16 kHz 样本的声音。之后处理信号,再将其传递给运行在 STM32L4R9 上的机器学习算法。如果系统确定有孩子在 哭,传感器板上的 LED 变绿,智能手机通过蓝牙接收警报。
获取数据
当 ST 工程师开始研究婴儿啼哭检测器时,他们遇到的第一个障碍是找到有用的训练数据。著名的格言“垃圾进,垃圾出”与机器学习特别相关。因此,我们的研究小组从梳理婴儿哭闹的数十小时录音开始。他们也意识到筛选数据同样重要。因此,有必要采集周围噪音、动物和成人哭泣的样本以及其他各类。
分辨误判
一旦 ST 团队觉得他们的数据集令人满意,他们就开始测试神经网络。初步评估令人鼓舞。然而,他们也意识到他们有一些反复出现的误判。其中一个发生在系统误认为狗的嚎叫是婴儿的哭声。为了解决这个问题,我们的团队在将音频信号发送到神经网络之前调整了音频信号的快速傅立叶变换。ST 工程师还实现了一个惯性探测系统。婴儿哭闹检测器开启条件是假设婴儿独自在车内,如果车辆在移动,就意味着有司机,警报就不会运行。当前的实现是相对基本的,但是开发人员可以使用 LSM6DSOX 的机器学习核心 SensorTile.box 在保持最小功耗的同时感知运动。