BRPI0621991A2 - mÉtodo para determinaÇço do estado de estresse de uma pessoa de acordo com sua voz e um dispositivo para execuÇço do dito mÉtodo - Google Patents

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Andrey Evgenievich Nazdratenko
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Abstract

MÉTODO PARA DETERMINAÇçO DO ESTADO DE ESTRESSE DE UMA PESSOA DE ACORDO COM SUA VOZ E UM DISPOSITIVO PARA EXECUÇçO DO DITO MÉTODO refere-se ao campo de métodos e dispositivos para análise das reações psico-fisiológicas de uma pessoa a testes verbais. O dispositivo (1) da presente invenção para realização dos métodos da invenção, a fim de determinar o estado de estresse, compreende a unidade receptora para receber o sinal de voz, por exemplo, proveniente do microfone (5); a unidade de processamento para determinar o nível do estado de estresse de acordo com um parâmetro adimensional baseado nas características espectrais tais como a freqúência básica, a intensidade, a mediana e a largura do espectro; e a unidade de visualização para demonstrar o estado de estresse que consiste, por exemplo, de um dispositivo que emite luz (6) ou um dispositivo que gera vibrações (7) sendo que o comprimento da onda de luz ou de vibração depende do nível do estado de estresse.

Description

MÉTODO PARA DETERMINAÇÃO DO ESTADO DE ESTRESSE DE UMA PESSOA DE ACORDO COM SUA VOZ E UM DISPOSITIVO PARA EXECUÇÃO DO DITO MÉTODO CAMPO TÉCNICO
A presente invenção refere-se ao campo de métodos e dispositivos para análise de reações psicofisiológicas de uma pessoa a testes verbais e que podem ser aplicados com propósitos médicos e na área judicial assim como ao processo decisório nas atividades diárias.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
Vários métodos e dispositivos para parametrização de um sinal de voz exposto ao estresse são conhecidos na arte. Assim, existe um dispositivo e um método para determinação das emoções subconscientes de uma pessoa [patente WO 0062279, publicada em 19.10.2000]. O dispositivo contém um conversor analógico-digital conectado a várias fontes de voz como telefone, microfone ou Internet, um analisador do espectro da freqüência da voz, um visualizador dos resultados sonoros revelados, tais como caixa acústica ou resultados visualizados no display em forma de um diagrama, desenho gráfico ou alguma ilustração. O método compreende a computação digital do análogo de um segmento vocal, a análise dos valores computados que revela as emoções no análogo vocal da pessoa que fala, e sua indicação para rastrear as emoções reveladas. A desvantagem do método conhecido é a precisão insuficiente dos resultados dos testes específicos na análise, a ausência de garantias de identificação correta das respostas de um indivíduo específico submetido a testes, e a confiabilidade insuficiente da conclusão a respeito da honestidade da pessoa que está sendo testada, depois de responder a pergunta, o que requer a confirmação repetida mediante a modificação da forma da pergunta.
Além disso, existe um método e um dispositivo para controle do estado emocional de uma pessoa [patente WO 9520216, publicada em 27.07.1995], O método para controle do estado emocional compreende: a detecção das vibrações da voz de uma pessoa, a filtragem das vibrações detectadas para receber os sinais residuais, a comparação dos sinais residuais para se obter um resultado, a generalização dos sinais residuais diretos e inversos que coincidem, revelando as avaliações que excedem as vibrações da voz, e a determinação das indicações de algum estado emocional da pessoa que fala. O dispositivo para controle do estado emocional inclui o detector de voz, um filtro reverso direto e inverso, um medidor de correlação cruzada das relações dos sinais residuais, um integrador dos sinais máximos diretos e inversos parcialmente sobrepostos, a fim de avaliar as vibrações da voz, um processador para processamento e medição dos componentes detectados da emoção, acumulação, determinação e análise do estado emocional da pessoa. A desvantagem do método existente é a ambigüidade da relevância dos dados usados e dos procedimentos de processamento dos dados, subjetividade das decisões tomadas devido à abordagem principalmente estatística para tomar a decisão a respeito da honestidade ou desonestidade do indivíduo testado, o que aumenta o risco de erro envolvendo a possível acusação irracional contra a desonestidade da pessoa que está sendo testada.
O dispositivo e método para classificação automática de um componente afetado da fala humana são selecionados como um protótipo [patente WO 9922364, publicada 06.05.1999]. O dispositivo contém uma unidade para receber, gravar e analisar o sinal de voz, uma unidade para medir, computar e classificar suas características espectrais assim como uma unidade para visualizar os resultados do estado emocional. O método compreende o recebimento, gravação e análise do sinal de voz, a fim de estabelecer sua significância e o valor ao revelar as peculiaridades de, pelo menos, uma característica, a medição, computação e classificação de suas características espectrais com contagem de tempo localizada, pelo menos, em duas janelas de computação, que são consideradas para o processamento estatístico e que soaram de maneira insincera no exame espectral, sua classificação e visualização dos resultados do estado de estresse. A desvantagem do dispositivo existente é sua alta sensibilidade a várias perturbações, a seleção insuficientemente relevante e processamento dos parâmetros iniciais selecionados de um espectro que reduz a confiabilidade dos resultados obtidos.
REVELAÇÃO DA INVENÇÃO
O problema técnico a ser solucionado é aumentar a confiabilidade e precisão dos resultados de determinação do estado de estresse de uma pessoa à base das características espectrais da voz da pessoa, selecionando os parâmetros iniciais mais relevantes das características espectrais da voz e usando o modelo mais adequado para processamento de tais parâmetros inicias, a fim de computar o estresse à base do parâmetro integral universal proposto.
Propõe-se um método para determinação do estado de estresse de uma pessoa de acordo com sua voz que inclui os passos seguintes: recepção do sinal de voz em certo intervalo de tempo; computação das características espectrais do sinal de voz recebido; determinação do nível do estado de estresse de acordo com as características espectrais computadas; e visualização dos resultados do estado de estresse determinado. Há novas características: quando da computação das características espectrais, ao menos, quatro parâmetros do espectro do sinal de voz recebido são computados: a freqüência básica, a intensidade do espectro, a mediana do espectro e a largura do espectro; quando da determinação do nível do estado de estresse, o parâmetro de estresse normalizado adimensional é computado para cada um dos quatro parâmetros, em que o dito parâmetro de estresse normalizado adimensional demonstra o estado de estresse para cada um dos parâmetros do espectro e é igual a 0 a 1, e o nível do estado de estresse é determinado como um valor médio ponderado de todo os parâmetros normalizados de estresse computados.
Para computar as características espectrais, é melhor usar as janelas do sinal vocal sobrepostas, pelo menos, pela metade de sua largura.
Além disso, as janelas do sinal de voz são consideradas para computação sob condição de que há apenas uma janela não vocalizada em uma fileira das janelas do sinal de voz consideradas, e/ou quando o desvio relativo da freqüência básica em qualquer par das janelas vocalizadas do sinal de voz não exceda a 20%.
Ao computar cada um dos parâmetros de estresse normalizados, é melhor computar preliminarmente o fator de estresse Z do parâmetro de estresse normalizado como a soma dos desvios relativos entre o valor médio aritmético do parâmetro e o valor corrente do parâmetro, e, entre o valor médio local do parâmetro e o valor corrente do parâmetro; então, o parâmetro de estresse normalizado é computado como 1/ (1 + ez).
Neste caso, é melhor considerar a freqüência básica no máximo da característica espectral dentro da faixa de freqüência de 50-500 Hz como o valor corrente da freqüência básica.
É melhor computar a intensidade do espectro como a integral do quadrado da característica espectral.
É melhor computar a mediana do espectro como o valor médio ponderado da característica espectral em que as freqüências são usadas como valores.
É melhor computar a largura do espectro como a diferença entre as freqüências máxima e mínima para as quais a característica espectral excede o valor limiar pré-ajustado, por exemplo, pré-ajustando preliminarmente o valor limiar de 2-8%", abaixo do qual a característica espectral é considerada ser zero.
Para o passo de determinação do nível do estado de estresse, é melhor quando o valor médio ponderado de todos os parâmetros normalizados de estresse computados seja determinado como seu valor médio aritmético.
Os resultados do estado de estresse determinado poderão ser demonstrados mediante a emissão ótica na faixa de ondas visíveis em que o comprimento da onda de luz emitida depende do valor do nível determinado do estado de estresse. Neste caso, o nível determinado do estado de estresse é demonstrado de tal maneira que o comprimento da onde de luz emitida aumenta ou diminui à medida que aumenta ou diminui o valor do nível determinado do estado de estresse em uma faixa de seus valores possíveis. Por exemplo, a luz verde em utilizada para demonstrar os valores médios do nível do estado de estresse, a luz amarela é utilizada para demonstrar os valores médios do nível do estado de estresse e a luz vermelha é utilizada para demonstrar os valores máximos do nível do estado de estresse.
Os resultados do estado de estresse determinado poderão ser demonstrados mediante a vibração em que a freqüência da vibração depende do valor do nível determinado do estado de estresse.
Neste caso, o nível determinado do estado de estresse é demonstrado de maneira que a freqüência da vibração aumenta ou diminui até zero à medida que aumenta ou diminui o valor do nível determinado do estado de estresse em uma faixa de seus valores possíveis. Por exemplo, a freqüência mínima da vibração entre seus valores possíveis ou a ausência da vibração é usada para demonstrar os valores mínimos do nível do estado de estresse, a freqüência média da vibração entre seus valores possíveis é usada para demonstrar os valores médios do nível do estado de estresse, e a freqüência máxima da vibração entre seus valores possíveis é usada para demonstrar os valores máximos do nível do estado de estresse.
Além disso, propõe-se um dispositivo para determinação do estado de estresse de uma pessoa de acordo com a voz que compreende: uma unidade receptora para receber o sinal de voz em certo intervalo de tempo; uma unidade de processamento para computar as características espectrais do espectro do sinal de voz recebido e convertido em forma digital e para determinar o nível do estado de estresse de acordo com as características espectrais computadas; e a unidade de visualização para demonstrar os resultados do estado de estresse determinado. A nova característica é que a unidade de processamento é realizada com a possibilidade de computar as características espectrais do sinal de voz recebido e de determinar o nível do estado estresse de acordo com o método mencionado acima.
A unidade de visualização poderá ser realizada como um meio de emissão ótica para emitir a luz em uma faixa de ondas visíveis sendo que o comprimento da onda de luz emitida depende do valor do nível do estado de estresse determinado pela unidade de processamento. Por exemplo, o meio de emissão ótica tem a possibilidade de emitir a luz verde quando o nível do estado de estresse tem os valores mínimos entre os valores possíveis do nível do estado de estresse, a luz amarela para os valores médios entre os valores possíveis do nível do estado de estresse, e a luz vermelha para os valores máximos entre os valores possíveis do nível do estado de estresse.
A unidade de visualização poderá ser realizada como um meio de vibração em que a freqüência das vibrações depende do nível do estado de estresse determinado pela unidade de processamento. Por exemplo, o meio de vibração tem a possibilidade de vibrar com a freqüência mínima de vibração de até zero entre seus valores possíveis para o meio de vibração quando o nível do estado de estresse tem os valores mínimos entre os valores possíveis, vibrar com as freqüências médias das vibrações entre seus valores possíveis para o meio de vibração quando o nível do estado de estresse tem os valores médios entre os valores possíveis, e vibrar com as freqüências máximas de vibração entre seus valores possíveis para o meio de vibração quando o nível do estado de estresse tem os valores máximos entre os valores possíveis.
Todas as unidades do dispositivo poderão ser reunidas em um único dispositivo portátil ou incorporadas ao computador ou um aparelho computadorizado selecionado do grupo seguinte: dictafone digital, telefone celular, filmadora que grava com som digital; computador palm-top.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A invenção é descrita em detalhes mediante os exemplos que acompanham as figuras e desenhos seguintes:
Fig.1 - O diagrama esquemático de blocos do dispositivo de acordo com a presente invenção;
Fig.2 - O diagrama simplificado de blocos dos passos básicos do método proposto;
Fig.3 - A vista que demonstra uma modalidade da invenção de maneira esquemática.
O MELHOR EXEMPLO DE REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO
A Figura 1 mostra o diagrama esquemático de blocos do dispositivo de acordo com a presente invenção.
Conforme demonstrado na Figura 1, o dispositivo 1 para determinação do estado de estresse mediante a voz inclui: uma unidade receptora 2 para receber o sinal de voz em certo intervalo de tempo, uma unidade de processamento 3 para computar as características espectrais do espectro do sinal de voz recebido e convertido em forma digital e para determinar o nível do estado de estresse de acordo com as características espectrais computadas, e uma unidade de visualização 4 para demonstrar os resultados do estado de estresse determinado.
Todas as unidades 2-4 poderão ser realizadas como software-hardware do computador ou de um aparelho computadorizado.
O objetivo da unidade receptora 2 é receber a amostra do sinal de voz em certo intervalo de tempo em forma digital ou em forma analógica com a conversão posterior em forma digital e, depois, para processamento dos dados do sinal de voz na unidade de processamento 3. Um sinal de voz no modo de tempo real ou um segmento do sinal de voz dentro de certo intervalo de tempo armazenado em qualquer mídia tangível conhecida pode ser usado como a mostra do sinal de voz. Por exemplo, um sinal de voz oriundo do microfone que é convertido em forma digital pelo cartão de som do computador, dictafone digital, etc. e um sinal de voz recebido mediante várias redes de comunicação (televisão, radio) inclusive redes de comunicação por cabo, sem fio, etc. podem ser usados como um sinal de voz no modo de tempo real. Para armazenar um segmento do sinal de voz, qualquer mídia de informática, magnética ou ótica, os dispositivos de armazenamento de dados à base do microprocessador podem ser usados. Deve-se notar que um segmento do sinal de voz pode se gravado e armazenado na mídia tanto em forma digital como em forma analógica com sua conversão posterior em forma digital na unidade receptora 2. Além disso, deve- se notar que o segmento do sinal de voz poder ser gravado e armazenado na mídia como um sinal de áudio junto como o sinal de vídeo com a separação posterior do sinal de áudio e sua conversão em forma digital, quando for necessário. Qualquer meios de software-hardware, que possibilite a receber o sinal de voz em forma digital ou analógica, com a conversão posterior em forma digital, em qualquer computador ou aparelho computadorizado, pode ser utilizado como a unidade receptora 2, por exemplo: cartões de som, portas de USB, cartões de comunicação sem fio (radio, infra-vermelho, Bluetooth), driver de discos para vários tipos de discos (FD, CD, DVD), etc.
O objetivo da unidade de processamento 3 é computar as características espectrais do sinal de voz recebido e convertido em forma digital pela unidade receptora 2 e para determinar o nível do estado de estresse de acordo com as características espectrais computadas. A unidade de processamento 3 pode ser realizada mediante o uso de um processador central à base de quaisquer ferramentas de software/hardware de computadores ou dispositivos computadorizados conhecidos assim como em forma de um dispositivo separado provido de todos os programas que realize a modalidade do método proposto de acordo com a presente invenção.
A Fig.2 apresenta um diagrama simplificado de blocos dos passos básicos 310-380 do método proposto que são realizados pela unidade de processamento 3 conforme descrito abaixo.
Antes de começar, todos os dados previamente recebidos e computados de um sinal de voz e dos parâmetros das características espectrais do espectro do sinal de voz são apagados (passo 310). Primeiro, a unidade de processamento 2 recebe um bloco de dados do sinal de voz em forma digital oriundo da unidade de processamento 2 (passo 320). O bloco de dados recebido é processado mediante a obtenção das características espectrais do sinal de voz deste bloco de dados por qualquer método comum conhecido (passo 330).
No decurso dos estudos extensivos, descobriu-se que os quarto parâmetros iniciais seguintes do espectro (ou seja, os parâmetros derivados pela computação direta a partir do espectro) são os mais relevantes: a freqüência de tom fundamental ou a freqüência básica (FTF), a intensidade do espectro, a mediana do espectro e a largura do espectro. Ou seja, para determinar o nível do estado de estresse, bastará usar estes quatro parâmetros com o alto grau de precisão dos resultados obtidos de acima de 95%, conforme será descrito mais adiante.
Ao desempenhar o passo (340) os quatro parâmetros mencionados acima do espectro são computados a partir das características espectrais obtidas.
Quando da computação de acordo com os dados da amostra do sinal de voz previamente gravado e armazenado, a computação é realizada usando as janelas que são superpostas pela metade de suas larguras. Assim, cada contagem de tempo pertence às duas janelas computadas. Porém, quando de computação de acordo com os dados do nodo de tempo real, a computação é realizada pelo último intervalo curto de tempo.
A freqüência com a característica máxima espectral na faixa de 50-500 Hz é considerada como um valor corrente da FTF contanto que a sonoridade do sinal de voz é suficiente para considerar este sinal como significante. Mas, seria bem enfatizar que ao fazer a computação de acordo com a amostra armazenada, a janela é considerada para a computação somente quando não há mais do que uma janela não vocalizada junto com a anterior e a penúltima sendo que o desvio relativo da FTF em qualquer par de janelas vocalizadas não deve exceder a 20%. Quando da computação no modo de tempo real, esta cláusula poderá ser desconsiderada.
Quando da computação da intensidade do espectro, utiliza-se a noção comumente aceita da intensidade como a integral do quadrado da característica espectral.
A mediana do espectro é computada como a soma dos produtos dos valores da característica espectrais para as freqüências correspondente, dividida pela soma dos valores da característica espectral. Considerando o fato de que a característica espectral real pode ser armazenada como um arranjo, os índices do arranjo podem ser considerados em lugar das freqüências, e, então, o quociente derivado pode ser reduzido até um índice integral, considerando assim o valor correspondente da freqüência. Em outras palavras, a mediana do espectro é o valor médio ponderado da característica espectral em que as freqüências são valores.
Para computar a largura do espectro, é necessário proporcionar algum valor limiar, abaixo do qual a característica espectral é considerada ser condicionalmente zero (neste caso, à base das estatísticas, nós consideramos 5% como o valor limiar). A diferença entre as freqüências máxima e mínima para as quais a característica espectral excede a este valor limiar, é considerada como a largura do espectro.
Além disso, quando o dispositivo de memória (RAM) possui os dados previamente computados para os quarto parâmetros iniciais do espectro à base de algum bloco anterior de dados, os dados anteriores são atualizados (passo 350).
Ademais, ao realizar o passo 360, os quarto fatores de estresse, que satisfazem cada um dos quatro parâmetros inicias, são computados à base dos valores atualizados dos quatro parâmetros iniciais do espectro conforme a fórmula:
Z = (Μ - Ρ) / M + (L - P) / L,
em que M - o valor médio aritmético do parâmetro inicial relevante.
L-o valor médio local do parâmetro inicial relevante.
P-o valor atual do parâmetro inicial relevante.
Com isso, o valor médio local é computado conforme segue:
Quando há apenas um dado, supõe-se que L = P porque não há nada para comparar com apenas um dado.
No caso do dado limiar, quando se subentende que há apenas o valor anterior e apenas o valor subseqüente do parâmetro inicial como comumente acontece na computação no modo de tempo real, quando, por razões compreensíveis, não há valor subseqüente algum, a computação é realizada conforme a fórmula seguinte:
L = (2 · P + Pout) / 3,
em que Pout - o valor limítrofe do parâmetro com o valor limiar (por exemplo, o anterior).
No caso do dado interno pelo qual se subentende que ambos os valores anterior e subseqüente do parâmetro inicial, a computação é realizada conforme a fórmula seguinte:
<formula>formula see original document page 15</formula>
Em que P___ - o valor anterior do parâmetro,
P+ - o valor subseqüente do parâmetro.
Assim, após realizar o passo 360, derivam-se os quarto fatores adimensionais de estresse que são usados no início do passo 370, a fim de computar os parâmetros de estresse normalizados adimensionais demonstrando o estado de estresse pelo parâmetro relevante do espectro de acordo com a fórmula:
Estresse = 1 / (1 + ez).
O valor de Estresse normalizado derivado é sempre de 0 a 1 e se aproxima do zero quando o fator de estresse se aproxima da infinidade + ou a unidade quando o fator de estresse se aproxima da infinidade -. Assim, o fator de estresse normalizado diminui de maneira monótona à medida que o fator de estresse aumenta. Em princípio, cada um dos quatro valores de Estresse normalizados pode ser usado para identificar o nível do estado de estresse de acordo com o valor deste parâmetro adimensional; porém, para aumentar a precisão do resultado de maneira considerável, ao realizar o passo (370), o parâmetro integral adimensional Stress^ é computado, o que demonstra de maneira bastante precisa tanto a presença do estado de estresse como o nível do estado de estresse como o valor médio ponderado de todos os quatro parâmetros normalizados de estresse derivados. Conforme demonstrado pelos estudos, neste caso, o valor médio aritmético poder ser usado como o valor médio ponderado. Além disso, ao realizar o passo 380, os comandos são formados para produzir os resultados computados pela unidade de processamento 3 com a ajuda da unidade de visualização 4. Ao fazê-lo, a natureza dos comandos depende do valor computado de Estresse^ Com isso, Desde que o valor de
Estresse^ está também dentro de O a 1, quando o valor de Estresse^ é aproximadamente igual a zero, emite-se o comando de demonstrar a ausência de estresse, e quando o valor de Estresse£ é aproximadamente igual a 1, emite- se o comando de demonstrar a presença de um estresse forte, e no caso de valores intermediários do estresse, emite-se o comando de demonstrar o estado de estresse proporcional ao valor de Stress^.
Ademais, a unidade de processamento 3 recebe o próximo bloco de dados do sinal de voz em forma digital da unidade receptora 2, se houver alguma, e os passos 320-380 são repetidos para este bloco de dados.
Por exemplo, consideremos algum bloco de dados do sinal de voz por algum período de te tempo T (passo 320). A FTF1 a intensidade do espectro, a mediana do espectro e a largura do espectro são computadas por qualquer método bem conhecido, por exemplo, pela transformada de Fourier. Por conseguinte, nós poderemos obter os valores demonstrados na coluna P(i) da tabela abaixo:
<table>table see original document page 16</column></row><table>
O valor médio aritmético M para cada um dos parâmetros é computado como:
Para a operação 360, é necessário usar os valores LeM. M = (Pmd1H)- P(i-1) + Pi) / i ,
por exemplo, o valor para a FTF na 500a janela é: M = (190 . 499 + 183) / 500 = 189.986.
O valor médio local L é computado de acordo com o valor do parâmetro correspondente para as janelas de tempo adjacentes. Conforme mencionado acima, tais duas janelas são sobrepostas pela metade de sua largura, ou seja, se o tempo T for divido em intervalos de 10 ms, os valores dos parâmetros da janela anterior P(m> devem ser considerados para o próximo passo considerando a janela que começa antes em 5 ms como: L = (Pi · 2 + P(M)) / 3,
por exemplo, o valor para a FTF é: L = (183 · 2+185) / 3 = 183.66.
Então, o fator de estresse é computado como Z = (M - Pj) / M + (L - Pi) / L1
por exemplo, o valor para a FTF é: Z = (189.986-183) / 189.986 + (183.66-183) / 183.66 = 0.040.
P fator de estresse obtido é normalizado para cada um dos parâmetros durante o passo 370:
Estresse = 1 / (1 + ez), por exemplo, o valor para a FTF is: Estresse = 1 / (1 + e° 04) = 0.48990.
Para completer a computação das janelas (passo 380), é necessário determinar o parâmetro adimensional integral Stress2; à base de todos os fatores de estresse computados como seu valor médio aritmético: Estresse1 = (0.48990+0.45226+0.46250+0.54086)/4 = 0.48638.
O índice obtido que pode ser chamado de estresse mediano é o estado comum da pessoa.
Suponhamos que, por algum período de tempo, obtiverem-se os dados conforme segue abaixo:
<table>table see original document page 18</column></row><table>
Este novo índice Stress^de demonstra que o estresse aumentou. Em outras palavras, os parâmetros correntes diferem dos parâmetros médios à media que o estresse aumenta.
O objetivo da unidade de visualização 4 que demonstra os resultados do estado de estresse recebidos pela unidade de processamento 3 é demonstrar o nível corrente do estado de estresse tanto mediante a visualização direta do valor de Estresse^ como pela demonstração de vários sinais que correspondem ao valor de Estresse^ ou certos intervalos de valores de Estresse^. Com isso, a
unidade de visualização (4) pode ser realizada como qualquer um dispositivo periférico embutido capaz de demonstrar os resultados das informações gráficas, luminosas ou outras. Mais um exemplo demonstrará algumas modalidades de demonstração de vários sinais.
A Figura 3 proporciona uma vista esquemática de uma realização da presente invenção como um detector de estresse portátil por voz separado, que poderá ser usado como berloque ou pendente. Nesta modalidade, o detector de estresse portátil 1 inclui as unidades mencionadas acima 2-4 realizadas à base de um microprocessador, e ao fazê- lo, a unidade receptora 2 inclui o microfone 5, a unidade de visualização inclui o painel com luzes de três cores com três diodos 6 que emitem luz nas cores vermelha, amarela e verde, respectivamente, que estão dispostas na ordem das luzes de trânsito, e um vibrador 7 realizado como um piezo-elemento que é semelhante a vibradores utilizados em vibracalls ou melodia de vibração em telefones móveis comuns. As unidades 2-4 operam de mesma maneira descrita acima; com isso, há duas modalidades de demonstração dos resultados obtidos que podem ser utilizadas em conjunto ou separadamente.
Na modalidade de demonstração somente por emissão ótica, um dos diodos 6, que emite luz, fica aceso dependendo do valor corrente de Stress computado pela unidade de processamento 3 de acordo com o seguinte. Quando Stress =0.0-0.3, o diodo, que emite a luz verde, fica aceso, o que corresponde à ausência ou ao valor pequeno do estado de estresse, inclusive emoção, o que evidencia a honestidade suficiente das enunciações vocais captadas pelo microfone 5. Quando Stress = 0.3-0.7, acende-se o diodo que emite a luz amarela, o que corresponde à ausência ou valor pequeno do estado de estresse, o que evidencia que as enunciações da fala captadas pelo microfone 5 são um tanto duvidosas. Quando o Stress = 0.7-1.0, acende-se o diodo que emite a luz vermelha, o que corresponde ao grande valor do estado de estresse, o que evidencia o nível extremo de emoção na enunciação captada pelo microfone (5), o que significa com grande probabilidade que as enunciações são desonestas. Tais sinais luminosos iguais aos sinais de trânsito são reconhecidos pelo usuário com muita facilidade.
Na modalidade de demonstração por vibração, o vibrador 7 não vibra quando Stressj; for menor do que 0.1, sendo que começa a vibrar com as freqüências mínimas das vibrações entre as possíveis para o vibrador quando Stress for igual a 0.1 com o aumento proporcional da freqüência das vibrações à medida que aumenta o Stress com o máximo de tal freqüência sendo que o Stress fica aproximadamente igual ou igual à unidade.
Fica óbvio que o dispositivo proposto é bastante simples do ponto de vista de software e pode ser utilizado em conjunto com os dispositivos computadorizados conhecidos que processam sinais sonoros tais como dictafone digital, telefone celular, filmadora que grava som digital, computador palm-top.
Os exemplos proporcionados são usados somente para ilustrar algumas modalidades desta invenção e de forma alguma restringe o escopo de proteção legal apresentado nas reivindicações, sendo que o especialista nesta área fica possibilitado, com simplicidade relativa, a realizar outras modalidades desta invenção.

Claims (24)

1. O método para determinação do estado de estresse de uma pes- soa de acordo com sua voz, caracterizado por compreender os passos seguin- tes: - receber o sinal de voz em certo intervalo de tempo; - computar as características espectrais do sinal de voz recebido; - determinar o nível do estado de estresse de acordo com as características es- pectrais computadas; e - demonstrar os resultados do estado de estresse determinado, em que: - quando de computação das características espectrais, se computam pelo me- nos quatro parâmetros do espectro do sinal de voz recebido: a freqüência bási- ca, a intensidade do espectro, a mediana do espectro e a largura do espectro; quando de determinação do nível do estado de estresse, o parâmetro de es- tresse normalizado adimensional é computado para cada um dos quatro parâ- metros, sendo que o dito parâmetro de estresse normalizado adimensional de- monstra o estado de estresse para cada um dos parâmetros do espectro e é computado à base do fator de estresse Z do parâmetro de estresse normalizado que é computado de maneira preliminar como a soma dos desvios relativos en- tre o valor médio aritmético do parâmetro e o valor corrente do parâmetro, e en- tre o valor médio local do parâmetro e o valor corrente do parâmetro; então computa-se o parâmetro de estresse normalizado como 1 / (1 + ez), e o valor do nível do estado de estresse é determinado como o valor médio ponderado de todos os parâmetros normalizados de estresse computados; e - os resultados do estado de estresse determinado são visualizados mediante a demonstração direta do valor do nível do estado de estresse e/ou mediante a demonstração dos sinais que correspondem ao valor do nível do estado de es- tresse ou certos intervalos de valores do nível do estado de estresse.
2. O método de acordo com a reivindicação 1 em que as janelas do sinal de voz que são sobrepostas, ao menos, pela metade de sua largura, são usadas para computar as características espectrais.
3. O método de acordo com a reivindicação 2 em que as janelas do sinal de voz são levadas em consideração na computação sob condição de que na há mais do que uma janela do sinal de voz não vocalizada em uma fileira das janelas do sinal de voz consideradas.
4. O método de acordo com a reivindicação 2 em que as janelas do sinal de voz são levadas em consideração na computação sob condição de que o desvio relativo da freqüência básica em qualquer par das janelas do sinal de voz vocalizadas não excede a 20%.
5. O método de acordo com a reivindicação 1 em que a freqüência básica no máximo da característica espectral na faixa de freqüência de 50-500Hz é considerada como o valor corrente da freqüência básica.
6. O método de acordo com a reivindicação 1 em que a intensidade do espectro é computada como a integral do quadrado da característica espec- tral.
7. O método de acordo com a reivindicação 1 em que a mediana do espectro é computada como o valor médio ponderado da característica espec- tral em que as freqüências são usadas como valores.
8. O método de acordo com a reivindicação 1 em que a largura do espectro é computada como a diferença entre as freqüências mínima e máxima para quais a característica espectral excede o valor limiar pré-ajustado.
9. O método de acordo com a reivindicação 8 em que, quando da computação da largura do espectro, o valor limiar é pré-ajustado a 2-8%, abaixo do qual a característica espectral é considerada ser zero.
10. O método de acordo com a reivindicação 1 em que o valor médio ponderado de todos os parâmetros normalizados de estresse computados é de- terminado como seu valor médio aritmético.
11. O método de acordo com as reivindicações 1-10, em que os re- sultados do estado de estresse determinado são demonstrados mediante a e- missão ótica na faixa de ondas visíveis sendo que o comprimento da onda de luz emitida depende do valor do nível determinado do estado de estresse.
12. O método de acordo com a reivindicação 11 em que o nível de- terminado do estado de estresse é demonstrado de maneira que o comprimento da onda de luz emitida aumenta ou diminui à medida que aumenta ou diminui o valor do nível determinado do estado de estresse na faixa de seus valores pos- síveis.
13. O método de acordo com a reivindicação 12 em que a luz verde é utilizada para demonstrar os valores mínimos do nível do estado de estresse, a luz amarela é utilizada para demonstrar os valores médios do nível do estado de estresse, e a luz vermelha é utilizada para demonstrar os valores máximos do estado de estresse.
14. O método de acordo com as reivindicações 1-10 em que os resul- tados do estado de estresse determinado são demonstrados mediante a vibra- ção sendo que a freqüência da vibração depende do valor do nível determinado do estado de estresse.
15. O método de acordo com a reivindicação 14 em que o nível de- terminado do estado de estresse é demonstrado de maneira que a freqüência da vibração aumenta ou diminui até zero à medida que aumenta ou diminui o valor do nível determinado do estado de estresse na faixa de seus valores pos- síveis.
16. O método de acordo com a reivindicação 15 em que a freqüência mínima da vibração entre seus valores possíveis ou a ausência da vibração é u- tilizada para demonstrar os valores mínimos do nível do estado de estresse, a freqüência média da vibração entre seus valores possíveis é utilizada para de- monstrar os valores médios do nível do estado de estresse, e a freqüência má- xima da vibração entre seus valores possíveis é utilizada para demonstrar os va- lores máximos do nível do estado de estresse.
17. O dispositivo para determinação do estado de estresse de uma pessoa de acordo com sua voz caracterizado por compreender: - a unidade receptora para receber o sinal de voz em certo intervalo de tempo; - a unidade de processamento para computação das características espectrais do espectro do sinal de voz recebido e convertido em forma digital, e para determinação do nível do estado de estresse de acordo com as caracterís- ticas espectrais computadas; e - a unidade de visualização para demonstrar os resultados do estado de estresse determinado em que a unidade de processamento é realizada com a possibilidade de computar as características espectrais do espectro do sinal de voz recebido e de determinar o nível do estado de estresse conforme as ca- racterísticas espectrais computadas pelo método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-11.
18. O dispositivo de acordo com a reivindicação 17 em que a uni- dade de visualização é um meio de emissão ótica para emitir a luz em uma faixa de ondas visíveis sendo que o comprimento da onda de luz emitida depende do valor do nível do estado de estresse determinado pela unidade de processa- mento.
19. O dispositivo de acordo com a reivindicação 18 em que o meio de emissão ótica tem a possibilidade de emitir a luz verde quando o nível do estado de estresse tem os valores mínimos entre os valores possíveis do nível do esta- do de estresse, a luz amarela para os valores médios entre os valores possíveis do nível do estado de estresse, e a luz vermelha para os valores máximos entre os valores possíveis do nível do estado de estresse.
20. O dispositivo de acordo com a reivindicação 17 em que a unidade de visualização é um meio de vibração em que a freqüência das vibrações de- pende do nível do estado de estresse determinado pela unidade de processa- mento.
21. O dispositivo de acordo com a reivindicação 20 em que o meio de vibração tem a possibilidade de vibrar com a freqüência mínima de uma vibra- ção de até zero entre seus valores possíveis para o meio de vibração quando o nível do estado de estresse tem os valores mínimos entre seus valores possí- veis, de vibrar com as freqüências médias das vibrações entre seus valores possíveis para o meio de vibração quando o nível do estado de estresse tem os valores médios entre seus valores possíveis, e de vibrar com as freqüências máximas de vibração entre seus valores possíveis para o meio de vibração quando o nível do estado de estresse tem os valores máximos entre os seus va- lores possíveis.
22. O dispositivo de acordo com a reivindicação 20 em que todas as unidades do dispositivo são reunidas em um único dispositivo portátil.
23. O dispositivo de acordo com a reivindicação 20 em que todas as unidades do dispositivo são incorporadas ao computador ou dispositivo compu- tadorizado.
24. O dispositivo de acordo com a reivindicação 23 em que o disposi- tivo computadorizado é selecionado do grupo dos dispositivos seguintes: dicta- fone digital, telefone celular, filmadora que grava som digital, computador palm- top.
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