[发明专利]基于眼电控制的听觉输出导盲装置及听觉输出与环境音的协调方法

权利要求书

1.一种基于眼电控制的听觉输出导盲装置，其特征在于，所述的听觉输出导盲装置包括环境感知模块、音频输出模块、音频采集模块、眼电传感模块和主机，其中，所述的环境感知模块、音频输出模块、音频采集模块、眼电传感模块分别与所述的主机连接，其中，

所述的环境感知模块安装于眼镜上，用于采集使用者所处环境中起导盲作用的信息；

所述的音频输出模块用于输出导盲音，采用双声道耳机来实现；

所述的音频采集模块用于采集环境音，采用麦克风来实现；

所述的眼电传感模块用于采集眼电信号，采用安装在头箍上的眼电传感器来实现；

所述的主机根据环境感知模块采集的信息生成音频输出模块输出的导盲音，并根据眼电传感模块采集的眼电信号来控制音频输出模块输出的开启和停止，根据音频采集模块采集的环境音来调节音频输出模块输出的参数。

2.根据权利要求1所述的基于眼电控制的听觉输出导盲装置，其特征在于，所述的眼电传感器中电极采用抗干扰能力强且可拆卸的氯化银电极，电极的放置采用双极导联法，在使用者的左眼眶外边缘和右眼眶外边缘处各放置一个电极，用于采集水平方向的眼电信号，在使用者的左眼眉上和左眼睑下方各放置一个电极，用于采集垂直方向的眼电信号，在使用者额头前方放置一个参考电极。

3.根据权利要求1所述的基于眼电控制的听觉输出导盲装置，其特征在于，所述的环境感知模块为超声传感器、红外传感器、激光传感器、雷达、单目摄像头、体感摄像头、双目摄像头、多目摄像头中一种或多种的组合。

4.一种基于眼电控制的听觉输出与环境音的协调方法，其特征在于，所述的协调方法包括下列步骤：

S1、通过眼电传感模块采集眼电信号并去噪。

S2、根据去噪后的眼电信号判断当前使用者眼睛是张开还是闭合，如果是张开，则启动听觉输出，否则关闭听觉输出；

S3、当听觉输出为开启状态时，使用音频采集模块采集环境音并传送到主机，主机在使用者不说话期间求出环境音频谱的均值，并根据上述均值计算环境音的听觉掩蔽曲线；

S4、根据环境音的听觉掩蔽曲线调节听觉输出的大小，使需进行听觉显示的物体对应的输出音频响度大于环境音的听觉掩蔽曲线。

5.根据权利要求4所述的基于眼电控制的听觉输出与环境音的协调方法，其特征在于，所述的步骤S3具体如下：

S3.1、划分信号的听觉临界带；

S3.2、计算环境音频谱在各个临界带内的能量，环境音频谱在各临界带内的能量采用下式计算：

其中，B_i为环境音频谱在第i临界带内的能量，bh_i表示第i临界带的频率上限，bl_i表示第i临界带的频率下限，E(k)为环境音第k根谱线幅度的平方，i_max的值与信号的采样频率有关，信号的有效频率为采样频率的一半，根据有效频率选取最大临界带数i_max；

S3.3、计算各临界带之间的相互影响，考虑临界带之间的影响，将临界带的能量修正为：

其中，SF_ij为基底膜扩展函数，表达如下：

其中，Δ＝i-j为两个临界带编号之差；

S3.4、计算各临界带的掩蔽阈值；

S3.5、与人耳的绝对听阈对比，得到第i临界带最终的掩蔽阈值为

其中f_i为在第i临界带内的频率。