[发明专利]一种基于脑机接口的聋哑人辅助系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于脑机接口的聋哑人辅助系统及方法，涉及脑机接口技术领域，一种基于脑机接口的聋哑人辅助系统，包括：脑电信号采集帽，脑电信号处理模块，声音处理模块，外设接口模块，主处理器模块，总线模块，快速暂存模块。本发明解决了聋哑人难以与外界沟通交流的问题，可帮助用户能够更加方便地表达自己的想法、并获取外界的声音，提高了用户的交流效率，使得用户拥有更好的交流体验。

技术领域

本发明涉及脑机接口技术领域，具体涉及一种基于脑机接口的聋哑人辅助系统及方法。

背景技术

随着科学技术发展，当前的脑机接口，语音识别，语音生成等技术已经实现迅猛发展。这为聋哑人群的听觉和发声辅助设备提供了很好的技术基础与支持，也为智能辅助设备方面提供了智能化辅助控制机遇。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于脑机接口的聋哑人辅助系统及方法，解决了聋哑人难以与外界沟通交流的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

第一方面，本发明提供一种基于脑机接口的聋哑人辅助系统，包括：脑电信号采集帽，用于采集用户的脑部电信号信息，并将外部合成的脑部电信号信息传递至用户；脑电信号处理模块，用于处理由上述脑电信号采集帽所采集的脑部电信号信息，并将外部其他形式的信号合成为脑部电信号信息传递至上述脑电信号采集帽；声音处理模块，用于接收、处理由上述脑电信号处理模块发送的脑电信号，并接收、处理外部语音信息，且将处理后的外部语音信息发送至上述脑电信号处理模块；外设接口模块，与上述声音处理模块连接，用于获取上述外部语音信息或通过语音的方式向外部传达用户的意图；主处理器模块，用于支持系统的控制与执行，控制各模块的启动与关闭；总线模块，用于连接各模块，并控制各模块间的数据传递；快速暂存模块，用于暂存各个模块执行运算的中间数据以及输入输出数据。

基于第一方面，在本发明一些实施例中，上述脑电信号处理模块包括：脑电信号采集模块，用于从上述脑电信号采集帽所采集的脑部电信号信息中提取脑电信号，并提取脑电频域特征；脑电信号预处理模块，用于对上述脑电信号采集模块提取的脑电频域特征进行预处理；脑电信号生成模块，用于对上述外部语音信息执行频域转换操作、生成对应的脑部电信号信息。

基于第一方面，在本发明一些实施例中，上述脑电信号预处理模块对上述脑电频域特征进行预处理包括：对上述脑电频域特征进行时域转换，并依据声学输入特征要求进行预处理计算操作。

基于第一方面，在本发明一些实施例中，上述声音处理模块包括：语音识别模块，用于对接收的外部语音信息执行噪声消除以及声学特征提取操作；语音生成模块，用于将上述脑电信号处理模块处理后的脑电信号转换成语音信号并传送至外设接口模块进行语音播报。

基于第一方面，在本发明一些实施例中，还包括：语义分析模块，用于对上述外部语音信息或上述语音信号进行神经网络语义信息处理操作，以消除语句之间存在的词义分歧问题。

基于第一方面，在本发明一些实施例中，还包括：情感分析模块，用于对上述外部语音信息或上述语音信号所表达的情绪以及正负面情感倾向进行判断。

基于第一方面，在本发明一些实施例中，上述外设接口模块包括传声器和扬声器。

第二方面，本发明提供一种基于脑机接口的聋哑人辅助方法，应用于上述系统，替代发声功能的执行步骤包括：S101、由上述脑电信号采集帽采集用户的脑部电信号信息，并传递至脑电信号处理模块；S102、上述脑电信号处理模块对采集的脑部电信号信息执行提取、预处理操作；上述预处理包括噪声信号处理、频域信号转换；S103、将步骤S102中经预处理后的脑部电信号信息传递至声音处理模块，经上述声音处理模块处理后生成符合用户意图的语音信号；S104、将步骤S103生成的语音信号通过上述外设接口模块中的扬声器进行语音播报。