声音检测原理

应用分类的声音类型

应用不会把每一种噪音都当成鼾声。它把听到的声音分成六大类：

• 鼾声，主要事件。每一次都会带着音量落在时间线上。
• 喘息，急促的吸气，常常紧跟在呼吸中断之后。
• 咳嗽，单独计数，不会混进鼾声里。
• 梦话：说话声、低语声和喃喃自语。
• 笑声。人睡着了也会笑。
• 巨大声响，任何高过您房间背景噪音的声音，或者超过您设定水平的声音。这一点下文还会细说。

鼾声、喘息和咳嗽构成呼吸组。应用还会整夜跟踪您的呼吸。如果安静了大约 10 秒或更久，随后出现一个明显比这段静默更响的恢复声音，就会被标记为呼吸中断。呼吸中断页面把这些讲得更透。

那么应用怎么把鼾声和咳嗽分开？每一类声音都有自己的声学指纹。鼾声的能量大部分落在低频和中频，大约 50 Hz 到 3 kHz，这就把它和说话声、咳嗽声以及房间里的杂音区分开来。分类器在敲定标签之前，会同时看声音的形态和它的频率构成。大多数背景噪音根本拿不到标签。

它有时也会弄错。两种声音重叠，或者被子捂住了其中一种，事件就可能落进错误的类别。如果标签看着不对，回放那一刻，自己听一听。另外提醒一句，这一切都是供您自己参考的音频分析。应用不诊断睡眠呼吸暂停，也不诊断别的任何疾病。

实时分析，无采样间隔

有些应用靠采样省电。它们隔一阵醒来，听一小会儿，然后继续休眠，中间发生的一切就丢了。Snore Timeline 一直在听，用的是跑在手机本机上的 Apple Sound Analysis 框架。每种声音一发生就被处理，什么都不会上传。

您会因此注意到两件事：

• 检测立刻开始。没有校准，也没有设置步骤。当晚的第一声鼾和第一百声算得一样。
• 时间线没有空洞。应用从不停止监听，所以一段安静就意味着房间当时确实安静，而这些安静段落又成了呼吸和睡眠阶段分析的养料。

这一切都在设备端运行。您的音频从不离开手机。隐私政策说明了这在实践中意味着什么。

实时检测还意味着应用可以在打鼾发生的当下做点什么。一旦确认打鼾，鼾声轻推就会用 iPhone 播放一段短提示音，或者通过 Apple Watch 轻点您的手腕，这往往足以让您翻个身。大多数追踪器只能在早上告诉您。

灵敏度与误报

并不是每种声音都能留下。只有当声音与某个类别匹配得足够强时，应用才会记下一个事件。正因如此，嘎吱作响的暖气片才不会把您的夜晚填满幻觉般的鼾声。

这道门槛有多严，由您用灵敏度设置来定。一共五档，极少、低、均衡、高、最高，默认是均衡。

• 极少只抓清晰响亮的鼾声，别的几乎一概不理。房间嘈杂时用它，或者同伴的鼾声老是触发检测器时用它。
• 最高连极微弱的鼾声也抓，代价是更多背景噪音和更多误报。

分贝与频率颜色

音量在应用各处都以 dB SPL 显示，刻度从约 28 dB（近乎无声）到 105 dB（响得刺耳）。把它当音量计来读。鼾声的粗略参考如下：

• 约 40 dB 以下：微弱鼾声
• 40 至 48 dB：轻度鼾声
• 48 至 56 dB：明显鼾声
• 56 dB 及以上：严重鼾声

每个片段都会有峰值和平均值两个数字。把它们当作个人参考。床头柜上的一部手机不是校准过的声级计。

应用知道当前用的是哪个麦克风，并会在手机播放音乐或播客等音频时校正读数。

每种声音都是多种频率的混合。频率就是空气振动的快慢，以赫兹（Hz）为单位。低音振动慢，高音振动快。点击播放，拖动滑块，看着音调升高时波形怎样变密：

160 Hz

播放 拖动滑块 — 音高越高，振动越快

把波形放到最大，每根柱子都会裂成叠起来的橙色深浅，显示那个声音的能量落在频率范围的哪一段：

• 深橙色：低频，约 50 至 250 Hz，鼾声的低沉隆隆声。
• 中橙色：中频，约 250 至 1500 Hz，泛音和元音。
• 亮橙色：高频，约 1500 至 8000 Hz，如"嘶"声中的齿擦音。

呼吸 鼾声

播放 0:00 高频 中频 低频

对呼吸而言，要紧的是亮色高频段。每次呼气都会带出一点微弱的嘶声，像轻轻的“嘶”，而这声嘶就落在高频段的上方。Snore Timeline 跟着它整夜追踪您的呼吸，呼吸中断检测和睡眠阶段估算都建立在这份追踪之上。手机放得太远或房间太吵会让这两项功能一起变弱，原因也在这里。嘶声很轻，所以它最先消失。

频率细节只出现在 1 秒柱子上，也就是实时视图往外一级。缩放级别再宽一些，柱子就是纯色的。整体波形怎么读，时间线与回放讲得更全。

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巨大声响检测

鼾声和梦话，分类器自己就能处理。巨大声响检测是为其余一切准备的。只要声音越过一个音量阈值，无论最后查明它是什么，都会生成一个片段。这样就能捕捉分类器叫不出名字的噪音，比如轻得算不上语音的耳语梦话、磨牙声、翻身时的窸窣声，或者房间里发生的其他任何动静。

阈值有两种模式，在设置的阈值模式里选择：

• 自动，默认选项。应用在您录音时测量房间的背景噪音，并把阈值保持在略高于它的位置。它每分钟重新测量一次，所以风扇启动或窗户打开会抬高阈值，更安静的房间则会拉低它，而每一夜都从上一次测量的那晚接着开始。设置里会显示测得的水平、它来自哪一晚，以及它换算出的分贝值。
• 固定。一条由您自己拖动的 dB 滑杆，适合想让每晚都用同一条线的时候。如果您在自动出现之前就设过一个数值，那您现在仍然停在那个数值的固定模式上。

房间越安静，阈值就越低，捕捉到的也越多。

有时您会看到某些明明是鼾声的东西被归进了巨大声响。这是因为背景噪音盖住了鼾声分类器所依赖的呼吸模式。它需要干净的信号才能把某个声音叫作鼾声，而一旦房间在静止状态下超过约 45 dB，就会有更多声音被记成巨大声响信号而不是鼾声。下一节讲怎么应对。

背景噪音对检测的影响

空调、风扇、交通噪音、音乐、雨声或海浪声这类稳定的背景噪音会被单独追踪，不会在您的时间线上生成鼾声事件。应用把它认作连续的环境噪音，所以一台嗡嗡响的空调本身不会把您的夜晚填满虚假鼾声。

稳定噪音真正让您付出的代价是遮蔽。噪声底层一高，轻微的呼吸声和微弱的鼾声就被淹没，分类器可用的材料也就少了。会发生两件事：

• 微弱的声音变得更难被检测到。
• 在静止状态下超过约 45 dB 的房间里，本来会算作鼾声的声音会挪进巨大声响类别。

想让分类更干净，能安静的地方就让它安静下来。常见的祸首是风扇和白噪音机、暖通空调和空气净化器、朝着马路开着的窗户，以及一直开着的电视或音箱。房间越安静，各方面的检测都越准。

噪音管不了的时候，比如在酒店房间，就将就现有条件：

• 把手机移近头部，让您的呼吸在嗡嗡声中仍然听得见。放置方法见入门指南。
• 提高灵敏度，让应用仍能透过背景把较轻的声音拾起来。

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