[發(fā)明專利]一種假體視覺下障礙物語音提示仿真裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010255051.4
• 申請日: 2020-04-02
• 公開（公告）號: CN111449841A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王靜;朱海怡;劉建云;王樂琪;張?jiān)?/a>;韓彥嶺;洪中華;楊樹瑚;周汝雁;徐利軍
• 申請（專利權(quán)）人: 上海海洋大學(xué)
• 主分類號: A61F9/08
• 分類號: A61F9/08;A61H3/06;H04N7/18
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 俞磊

本發(fā)明公開了一種假體視覺下障礙物語音提示仿真裝置，包括人工智能處理單元、與所述人工智能圖像處理單元無線連接的智能手機(jī)、用于攜帶人工智能圖像處理單元和智能手機(jī)的腰包，用于供使用者穿戴的輕型頭戴式顯示器，所述顯示器上設(shè)置有用于拍攝使用者面前場景的攝像頭，所述攝像頭與人工智能圖像處理單元無線連接。本發(fā)明能對假體視覺進(jìn)行仿真并通過語音提示識別面前的障礙物，為相關(guān)領(lǐng)域的仿真實(shí)驗(yàn)提供有力輔助。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域，具體地說，特別涉及到一種視覺假體下障礙物語言提示仿真裝置。

背景技術(shù)

完整的視覺通路使人產(chǎn)生視覺感受。視覺通路上任何部位發(fā)生損傷或病變都會導(dǎo)致不同程度的視覺障礙，但是老年黃斑變性(Age-related Macular Degeneration，AMD)和視網(wǎng)膜色素變性(Retinitis Pigmentosa，RP)之外的其他致盲疾病大都可以通過手術(shù)或者藥物等手段進(jìn)行治療。對RP或AMD患者，他們的大部分視網(wǎng)膜中間層細(xì)胞與視網(wǎng)膜感光層細(xì)胞相比，仍然完好且具有一定的功能。因此，可以使用視網(wǎng)膜假體這種植入式電子設(shè)備，通過微電極刺激視覺通路上尚存的神經(jīng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)視覺功能的修復(fù)。根據(jù)刺激電極植入的位置，視網(wǎng)膜假體分為：視網(wǎng)膜上假體、視網(wǎng)膜下假體和脈絡(luò)膜上腔假體。

微電極陣列誘發(fā)的假體視覺與正常視覺有很大的差異，它實(shí)際上是由電極誘發(fā)的光幻視點(diǎn)這種最基本的單元組合而成。任何不由光對視覺系統(tǒng)作用而產(chǎn)生的視覺感受，被稱為光幻視點(diǎn)。物理性刺激、電磁刺激都有可能導(dǎo)致光幻視點(diǎn)的產(chǎn)生。本發(fā)明中的光幻視點(diǎn)指的是由微電極刺激誘發(fā)產(chǎn)生的視野中的單個(gè)光點(diǎn)。根據(jù)視網(wǎng)膜上視覺假體的臨床報(bào)道，電極誘發(fā)的光幻視陣列呈現(xiàn)出許多不規(guī)則特性，包括光幻視點(diǎn)形狀的不規(guī)則、光幻視陣列的扭曲以及缺失等。目前開展的心理物理學(xué)研究主要基于規(guī)則的光幻視陣列，為了能夠更真實(shí)地模擬假體植入者的視覺感受，本發(fā)明進(jìn)一步總結(jié)光幻視點(diǎn)特征，更真實(shí)地仿真視網(wǎng)膜上視覺假體電極陣列對應(yīng)的光幻視陣列(phosphene map)。

雖然視網(wǎng)膜視覺假體取得了較快的進(jìn)展，但受限于微電極陣列的制造工藝、電極工作產(chǎn)生的熱效應(yīng)對人體的影響等因素，假體使用者看到的光幻視點(diǎn)陣列形成的畫面未能具有足夠的識別性，假體使用者尚不能依靠這樣的低分辨率圖像滿足目標(biāo)識別等日常生活的需要。因此，在目標(biāo)識別任務(wù)中，引入機(jī)器的輔助顯得很有必要。

基于以上，我們提出了一種假體視覺下障礙物語音提示仿真裝置，在仿真了假體使用者所看到畫面的條件下，采用語音播報(bào)的方式告訴使用者識別到的障礙物的名稱，以滿足使用者進(jìn)行目標(biāo)識別、障礙避免等任務(wù)的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種視覺假體下障礙物語音提示仿真裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種視覺假體下障礙物語音提示仿真裝置，包括人工智能處理單元、與所述人工智能圖像處理單元無線連接的智能手機(jī)、用于攜帶人工智能圖像處理單元和智能手機(jī)的腰包，用于供使用者穿戴的輕型頭戴式顯示器，所述顯示器上設(shè)置有用于拍攝使用者面前場景的攝像頭，所述攝像頭與人工智能圖像處理單元無線連接；

所述人工智能圖像處理單元包括為單元供電的電源模塊、對輸入的圖像進(jìn)行仿真假體視覺處理和目標(biāo)檢測的圖像處理模塊、用來進(jìn)行信息傳輸?shù)男畔鬏斈K，以及用來儲存圖像和圖像處理結(jié)果的存儲模塊；

所述智能手機(jī)裝有能夠調(diào)節(jié)圖像處理模塊相關(guān)參數(shù)的APP。

進(jìn)一步的，一種假體視覺下障礙物語音提示仿真裝置的方法，包括如下步驟：

S1：使用者佩戴著安裝有攝像頭的頭戴式顯示器，背著裝有人工智能圖像處理單元和智能手機(jī)的腰包；

S2：使用者攜帶上述設(shè)備在環(huán)境中移動(dòng)，同時(shí)攝像頭實(shí)時(shí)捕捉畫面；