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专利号: 2018107647311
申请人: 山东建筑大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-09-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于脑机接口的脑卒中患者语音交流看护控制系统,其特征在于,包括:视觉刺激模块,所述视觉刺激模块包括用户选择模式和用户确定模式这两种模式,其分为若干个闪烁区域,每个闪烁区域的闪烁频率不同且常亮,用于刺激脑卒中患者产生脑电信号;

脑电信号采集模块,其被配置为实时采集所述脑电信号并传送至脑电信号分析模块;

所述脑电信号分析模块被配置为:当判断患者注视频闪区域后,对接收的脑电信号进行稳态视觉诱发电位分析并提取脑电信号特征,传送至语音合成模块,且形成呼叫信号传送至病房呼叫模块;在所述脑电信号分析模块中,采用典型相关分析对脑电信号进行频率特征提取;在所述脑电信号分析模块中,判断患者是否注视频闪区域的具体过程为:对采集到的脑电信号进行分析判断其与预先设定的参考信号的相关系数是否小于阈值;若小于阈值,则为空闲状态,即患者没有注视频闪;若大于阈值,则是患者注视某一频闪区域,即患者为输入状态;患者是否有需要交流的意图,实现将患者的有交流意图的脑电信号筛选出来,且将患者的有交流意图的脑电信号转换成中文语音的形式输出;

所述语音合成模块被配置为:

对输入的脑电信号特征完成分词以及标注;

基于词性规则判音法对分词及标注后的脑电信号特征进行多音字处理,并且获取上下文相关信息,进而生成XML格式文件;

解析XML格式文件,并用基于隐马尔科夫模型的韵律层级结构预测法对解析后的XML文件进行韵律结构预测;

根据预测的韵律结构,从预设语音库中选择相对应的语音波形,并用PSOLA算法进行修改,最后合成语音并输出。

2.如权利要求1所述的一种基于脑机接口的脑卒中患者语音交流看护控制系统,其特征在于,所述病房呼叫模块被配置为接收所述呼叫信号,并关联相关医护人员。

3.如权利要求1所述的一种基于脑机接口的脑卒中患者语音交流看护控制系统,其特征在于,在用户选择模式下,所有闪烁区域均为白色方框,黑色背景。

4.如权利要求3所述的一种基于脑机接口的脑卒中患者语音交流看护控制系统,其特征在于,在用户确定模式下,辨识出用户注视的区域后,用户注视区域变为除了黑色和白色的其他种类的颜色,便于用户对自己的选择进行及时的确定。

5.如权利要求1所述的一种基于脑机接口的脑卒中患者语音交流看护控制系统,其特征在于,所述脑电信号分析模块在提取出脑电信号特征之前还对脑电信号进行滤波处理。

6.如权利要求1所述的一种基于脑机接口的脑卒中患者语音交流看护控制系统,其特征在于,在所述语音合成模块中,使用汉语词法分析系统对输入的脑电信号特征完成分词以及标注。

7.一种基于如权利要求1‑6中任一项所述的脑机接口的脑卒中患者语音交流看护控制系统的控制方法,其特征在于,包括:视觉刺激模块中所有闪烁区域常亮;

脑电信号采集模块实时采集所述脑电信号并传送至脑电信号分析模块;

脑电信号分析模块分析判断患者是否注视频闪区域,当判断患者是否注视频闪区域后,对接收的脑电信号进行稳态视觉诱发电位分析并提取脑电信号特征,分别传送至病房呼叫模块和语音合成模块;

语音合成模块对输入的脑电信号特征完成分词以及标注;

基于词性规则判音法对分词及标注后的脑电信号特征进行多音字处理,并且获取上下文相关信息,进而生成XML格式文件;

解析XML格式文件,并用基于隐马尔科夫模型的韵律层级结构预测法对解析后的XML文件进行韵律结构预测;

根据预测的韵律结构,从预设语音库中选择相对应的语音波形,并用PSOLA算法进行修改,最后合成语音并输出。