(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211014070.3 (22)申请日 2022.08.23 (71)申请人 同济大学 地址 200092 上海市杨 浦区四平路1239号 (72)发明人 彭澎　姜凯　许维胜　王宁　 邵炜晖　 (74)专利代理 机构 上海德昭知识产权代理有限 公司 31204 专利代理师 陈龙梅 (51)Int.Cl. G16H 50/70(2018.01) G06F 21/62(2013.01) G06N 3/063(2006.01) G06N 3/08(2006.01) G16Y 10/60(2020.01) (54)发明名称 一种带隐私保护的社区居民智能健康检测 终端 (57)摘要 本发明提供了一种带隐私保护的社区居民 智能健康检测终端， 包括： 数据采集模块， 包括多 种数据采集传感器， 用于采集与社区居民健康相 关联的信号， 并转化为数字信号； 数据预处理模 块， 用于对采集到数字信号进行预处理； 神经网 络处理器， 用于根据预处理后的数据进行处理， 并检测健康事件的类别和起止时间作为健康事 件的检测结果； 数据后处理模块， 用于连接显示 设备或扬 声设备， 并通过显示 或语音的方式提供 检测结果的反馈； 物联网模块， 用于接入互联网， 将非用户隐私数据和检测结果上传至服务器； 本 地存储模块， 用于将必要的非用户隐私数据以及 检测结果存储于本地， 其中， 神经网络处理器通 过对健康事件检测神经网络的各个算子进行电 路实现得到 。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 115472295 A 2022.12.13 CN 115472295 A 1.一种带隐私保护的社区居民智能健康检测终端， 其特 征在于， 包括： 数据采集模块， 包括多种数据采集传感器， 用于采集与社区居民健康相关联的图像、 声 音以及生物电信号， 并转 化为数字信号； 数据预处理模块， 用于对所述数据采集模块采集到所述数字信号进行预处理， 转化成 神经网络可处 理的数据； 神经网络处理器， 用于根据预处理后的数据进行处理， 并检测健康事件的类别和起止 时间作为 健康事件的检测结果； 数据后处理模块， 用于连接显示设备或扬声设备， 并通过显示或语音的方式提供所述 检测结果的反馈； 物联网模块， 用于 接入互联网， 将非用户隐私数据和所述检测结果上传至服 务器； 本地存储模块， 用于将必要的非用户隐私数据以及所述检测结果存 储于本地， 其中， 所述神经网络处理器通过对健康事件检测神经网络的各个算子进行电路实现得 到， 所述神经网络处理器还连接有神经网络编译器， 该神经网络编译器用于将所述健康事 件检测神经网络的操作和权重对应转化为控制指 令文件和权重文件， 并传输至所述神经网 络处理器中， 所述控制指令文件形成所述神经网络处理器的控制指令集， 该控制指令集用 于控制所述神经网络处理器中对应电路的操作， 所述神经网络处理器根据所述控制指 令集 和所述权重文件进行神经网络计算， 完成数据的检测与识别， 得到健康事件的所述检测结 果。 2.根据权利要求1所述的带隐私保护的社区居民智能健康检测终端， 其特 征在于： 其中， 所述健康事件检测神经网络只包含卷积层、 ReLU6层和线性层， 所述神经网络处 理器由FPGA实现， 通过verilog语 言对FPGA进行编程， 对所述健康事件检测神经网络的算子 进行电路实现。 3.根据权利要求1所述的带隐私保护的社区居民智能健康检测终端， 其特 征在于： 其中， 所述健康事件检测神经网络在进行电路实现前进行有监督学习， 该有监督学习 的过程为： 收集健康事件检测的数据作为训练数据， 并进行人工标注， 标注出所述训练数据 中包含的健康事件类别和发生的起止时间， 将人工标注好的所述训练数据划分为训练集和 测试集， 采用所述训练集进行训练， 得到所述 健康事件检测神经网络模型。 4.根据权利要求1所述的带隐私保护的社区居民智能健康检测终端， 其特 征在于： 其中， 所述健康事件检测神经网络的权重通过进行量化来适应所述神经网络处理器的 硬件结构， 进行量 化时， 将浮 点数表示的神经网络 权重转化为整型数表示。 5.根据权利要求1所述的带隐私保护的社区居民智能健康检测终端， 其特 征在于： 其中， 所述数据采集传感器包括摄 像头、 麦克风和生物电信号传感器。 6.根据权利要求1所述的带隐私保护的社区居民智能健康检测终端， 其特 征在于： 其中， 所述数据预处理模块是由FPGA实现的定制化专用电路， 用于对采集到的图像数 据、 音频数据以及生物电信号数据进行前期处理， 所述数据预处理模块中包括处理语音的 特征提取电路、 对图片的编解码模块。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115472295 A 2一种带隐私 保护的社区居民智能健康检测终端 技术领域 [0001]本发明属于健康监测领域， 具体涉及一种带隐私保护的社区居民智能健康检测终 端。 背景技术 [0002]随着社会发展， 特别是新冠疫情爆发以来， 社区的管理者迫切需要对社区居民的 健康进行监测， 以准备随时做出反应。 但是， 目前的健康监测设备都需要将原始数据上传到 云端， 借助云端的高算力设备进 行检测。 原始数据的上传 会造成居民的 隐私泄露， 引发居民 的担忧， 进 而限制了智能健康检测设备和系统的广泛使用。 [0003]对于原始 数据进行本地化处理， 可以有效保护居民的隐私。 但是本地的终端设备， 则通常受限于算力不 足， 无法实现实时和准确的检测。 而通用的算力设备， 如GPU等， 则价格 较昂贵、 能耗巨大， 无法应用于终端设备。 发明内容 [0004]本发明是为了解决上述问题而进行的， 目的在于提供一种带隐私保护的社区居民 智能健康检测终端。 [0005]本发明提供了一种带隐私保护的社区居民智能健康检测终端， 具有这样的特征， 包括： 数据采集模块， 包括多种 数据采集传感器， 用于采集与社区居民健康相关联的图像、 声音以及生物电信号， 并转化为数字信号； 数据预 处理模块， 用于对 数据采集模块采集到数 字信号进 行预处理， 转化成神经网络可 处理的数据； 神经网络处理器， 用于根据预处理后的 数据进行处理， 并检测健康事件的类别和起止时间作为健康事件的检测结果； 数据后处理 模块， 用于连接显示设备或扬声设备， 并通过显示或语音的方式提供检测结果的反馈； 物联 网模块， 用于接入互联网， 将非用户隐私数据和 检测结果上传至服务器； 本地存储模块， 用 于将必要的非用户隐私数据以及检测结果存储于本地， 其中， 神经网络处理器通过对健康 事件检测神经网络的各个算子进 行电路实现得到， 神经网络处理器还连接有神经网络编译 器， 该神经网络编译器用于将健康事件检测神经网络的操作和权重对应转化为控制指 令文 件和权重文件， 并传输至神经网络处理器中， 控制指令文件形成神经网络处理器的控制指 令集， 该控制指令集用于控制神经网络处理器中对应电路的操作， 神经网络处理器根据控 制指令集和权重文件进行神经网络计算， 完成数据的检测与识别， 得到健康事件的检测结 果。 [0006]在本发明提供的一种带隐私保护的社区居民智能健康检测终端中， 还可以具有这 样的特征： 健康事件检测神经网络只包含卷积层、 ReLU6层和线性层， 神经网络处理器由 FPGA实现， 通过v erilog语 言对FPGA进行编程， 对健康事件检测神经网络的算子进行电路实 现。 [0007]在本发明提供的一种带隐私保护的社区居民智能健康检测终端中， 还可以具有这 样的特征： 健康事件检测神经网络在进行电路实现前进行有监督学习， 该有监督学习的过说　明　书 1/5 页 3 CN 115472295 A 3