[发明专利]基于微笑范式和音视频行为分析的孤独症早期筛查系统

说明书

本发明公开了一种基于微笑范式和音视频行为分析的孤独症早期筛查系统，包括：数据采集模块，用于采集试验全程的音视频数据；预处理模块，用于同步对齐采集的音视频，分段落标记不同逗笑刺激的时间和类型；特征提取模块，对预处理获取数据，分别进行逐帧分析各项特征；训练分类模块，用于对分段落视频数据提取的特征训练分类器，及整个范式训练孤独症风险系数预测分类器模型；预测模块，对提取的特征通过使用分类器模型，分段落打分，并对整个范式打分。本发明使用与孤独症的早期筛查，使筛查试验更标准化、结构化，试验评估更准确更易读易解释。

技术领域

本发明涉及语音处理和图像处理领域，尤其涉及到一种基于叫社会性及分享性微笑范式和音视频行为分析的孤独症早期筛查系统，采集评估者诱导微笑时的音视频数据和被试者被诱导时的反应图像数据并加以分析，以评估预测孤独症谱系障碍的系统。

背景技术

孤独症谱系障碍(autism spectrum disorder,ASD)已经越来越被社会所关注。在中国，0至14岁的自闭症儿童患者数量在300万至500 万之间。目前对孤独症的评估方法，主要集中在语言交流障碍、社会交往障碍、重复刻板行为三方面。对ASD进行有效的、准确的评估需要临床经验丰富的专业医疗人员对儿童进行观察，并一同进行试验。

试验中，微笑表情是临床判断被试者共情、交流等其他能力的一项重要指标，逗笑尝试已经是临床中频繁使用的方法。根据最新临床研究发现，社会性微笑比非社会性微笑对于筛查孤独症具有更加明显的帮助。进行社会性及分享性微笑的观察，需要创造真人交流的环境。对复杂多变的真人交流环境分析，需要要临床经验丰富的专业人员与儿童直接深入交流进行评估。这中非量化、非标准化的方法不仅对评估人员的专业性和经验要求高，而且难以进行普及，限制了广泛对孤独症进行准确的早期筛查。

现有技术中，申请号为CN201810464235.4的中国专利申请“一种融入真实人物形象的孤独症干预系统”将孤独症儿童和与其交往关联的其他真实人物的形象，融入到干预系统的虚拟情境之中，帮助孤独症儿童以“第一人称”和“第二人称”的视觉和思维方式全方面介入到虚拟情境之中，提高孤独症儿童的自我意识并帮助他们建立虚拟世界的关联，最终提高他们的社交技能。

申请号为CN201810806203.8的中国专利申请“一种针对自闭症的裸眼3D互动系统”，通过处理分析采集用户的反馈信息，有针对性的播放相应的场景动画与用户进行互动，并根据用户实时的反馈信息，对播放的动画进行调整，其互动性强，并且采用裸眼3D显示装置显示场景动画，其显示效果更佳，更具趣味性和真实性，从而提高其互动效果和交流、学习的能力。

申请号为CN201811590115.5的中国专利申请“一种自闭症评估方法及装置”，通过捕捉自闭症测定者在观看具有不同认知刺激角度的预制视频时的面部活动特征以及自闭症预估神经网络模型，对自闭症测定者是否存在自闭症进行预估，相比于问卷调查的方式，有效缩短了预估时间，提高了预估效率，并且不易受到外界的干扰，评估方法简单易行。

目前，基于逗笑测试，计算机学者们已经尝试了一些方法辅助智能筛查。然而已有的计算机筛查系统主要通过播放视频诱导笑容，这种方法，不仅限制儿童需要佩戴装置或坐在固定装置无法自由活动，而且难以模拟真实生活，尤其难以模拟真实社交场景中与人的社会性交流。使用人工智能的方法进行结构化或半结构化的真实场景非社会性微笑、社会性及分享性微笑评估的研究，暂时处于空白阶段。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于微笑范式和音视频行为分析的孤独症早期筛查系统，该系统能够标准化分分等级非社会性、社会性及分享性微笑反应数据的采集过程，真实模拟社交场景，准确捕捉不同诱导条件及反应数据，预测ASD的患病风险程度，筛查ASD 个体，辅助ASD诊断，提高ASD早期预测的机会。

为实现上述目的，本发明是根据以下技术方案实现的：

一种基于微笑范式和音视频行为分析的孤独症早期筛查系统，其特征在于，包括：