[發明專利]基于腦電EEG的骨傳導助聽器自動增益控制方法

在審

• 申請號: 201910649081.0
• 申請日: 2019-07-18
• 公開（公告）號: CN110366086A
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: 張霖;張子曄;趙林坤;駱敏舟
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: H04R25/00
• 分類號: H04R25/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 丁濤

本發明公開了一種基于腦電EEG的骨傳導助聽器自動增益控制方法，利用一種基于腦電EEG的骨傳導助聽器，所述骨傳導助聽器包括骨傳導模塊，采集模塊，控制模塊。根據腦電主義清晰度自動調節助聽增益，實現定向語音增強，適應更加復雜的聽音環境，有效降低聽障人士的語義負荷，并且用戶無需手動動作即可自動調節增益效果。通過本發明的方法，可實時根據用戶在不同語噪環境下的語義清晰度，動態調整骨傳導助聽器的助聽增益。

技術領域

本發明涉及一種基于腦電EEG的骨傳導助聽器自動增益控制方法，屬于醫療電子器械技術領域。

背景技術

EEG是一種無創口，時間分辨率高，設備便攜，成本低易于推廣的腦活動記錄方式，基于腦電的人機交互也是目前的研究熱點之一，腦電波為機器提供大量準確反映用戶需求的信息，使機器即時準確的產生用戶需要的反饋。 本領域已提出多種腦電波在醫療電子器械中的實際應用，例如根據腦電波信號修改助聽器的信號處理。

現有助聽器類型基本為全數字氣導助聽器，電磁輻射經由耳道進入大腦可能對人體造成損傷，在嘈雜的環境中音質受影響較大，且目前設計的大部分助聽器信號增益多為手動調節，對于車載環境下或者是針對失能半失能個體用戶時，使用極為不便，因此丞需更為方便的助聽器信號增益調控方式，實現不同語噪環境下、針對不同用戶個體進行自適應助聽信號增益控制。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種基于腦電EEG的骨傳導助聽器自動增益控制方法，通過本發明的方法，可實時根據用戶在不同語噪環境下的語義清晰度，動態調整骨傳導助聽器的助聽增益。

本發明的具體技術方案如下：

一種基于腦電EEG的骨傳導助聽器自動增益控制方法，利用一種基于腦電EEG的骨傳導助聽器，所述骨傳導助聽器包括骨傳導模塊，采集模塊，控制模塊；

所述控制模塊包括控制MCU，控制MCU中包括模糊算法模塊和自動增益模塊，自動增益模塊包括控制電壓形成電路和增益受控放大電路；模糊算法模塊根據采集模塊傳入的語義清晰度判斷結果得出使用者的操作意圖，并向控制電壓形成電路輸出一個信號，控制電壓形成電路將模糊控制算法模塊輸入的信號轉換成用以控制增益控制放大器的電壓，所述控制電壓控制增益受控放大電路，實現實時增益修正；

所述骨傳導模塊包括骨傳導振子，所述骨傳導振子與控制MCU相連，控制MCU根據采集模塊傳入的腦電語義清晰度判斷結果輸出增益調控信號，調節骨傳導振子的增益值，即改變骨傳導振子的震動頻率/幅度，進而實現音量大小和頻率調節；

所述采集模塊包括氣導語音采集模塊、腦電信號采集模塊和信號處理MCU；所述氣導語音采集模塊包括麥克風，麥克風用于采集外界聲音，通過ADC轉換器將采集到的聲音信號傳給所述信號處理MCU，所述信號處理MCU對聲音信號進行降噪處理，通過維納濾波降噪算法分別對不同類別對環境聲進行噪聲建模與去噪處理，針對不穩定對語音噪聲，采用諧波頻率抑制法，降低音節與音節間停頓的噪音，經過處理后的語音信號再通過DAC轉換器傳至所述骨傳導部分；

所述腦電信號采集模塊包括干/濕電極，所述干/濕電極用于對腦電信號的采集,將采集到到腦電信號傳至信號處理MCU進行預處理，信號處理MCU會對預處理后的腦電信號進行特征提取，提取出能夠反映用戶不同語噪環境下注意力變化腦電信號特征，再將信號特征輸入信號處理MCU內置的基于隨機梯度的自適應線性分類器算法模塊進行模式識別，從而判斷出當前的語義清晰度；

所述信號處理MCU通過SPI通信協議與上述控制部分的控制MCU相連；控制MCU接收到信號處理MCU反饋的語義清晰度后，采用直接型自適應模糊控制器算法，根據當前語義清晰度自動調節控制MCU的增益值，并即時修正模糊算法公式中的系數，控制部分修正增益值后，調節骨傳導振子震動的頻率和幅度，實現對聲音大小及頻率的控制；

其方法步驟如下：