[发明专利]基于脑电EEG的骨传导助听器自动增益控制系统

说明书

本发明公开了一种基于脑电EEG的骨传导助听器自动增益控制系统，所述系统包括骨传导模块，采集模块，控制模块，支撑单元。通过本发明设计成的骨传导助听器，可实时根据用户在不同语噪环境下的语义清晰度，动态调整骨传导助听器的助听增益。

技术领域

本发明涉及一种基于脑电EEG的骨传导助听器自动增益控制系统，属于医疗电子器械技术领域。

背景技术

EEG是一种无创口，时间分辨率高，设备便携，成本低易于推广的脑活动记录方式，基于脑电的人机交互也是目前的研究热点之一，脑电波为机器提供大量准确反映用户需求的信息，使机器即时准确的产生用户需要的反馈。 本领域已提出多种脑电波在医疗电子器械中的实际应用，例如根据脑电波信号修改助听器的信号处理。

现有助听器类型基本为全数字气导助听器，电磁辐射经由耳道进入大脑可能对人体造成损伤，在嘈杂的环境中音质受影响较大，且目前设计的大部分助听器信号增益多为手动调节，对于车载环境下或者是针对失能半失能个体用户时，使用极为不便，因此丞需更为方便的助听器信号增益调控方式，实现不同语噪环境下、针对不同用户个体进行自适应助听信号增益控制。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于脑电EEG的骨传导助听器自动增益控制系统，通过本发明设计成的骨传导助听器，可实时根据用户在不同语噪环境下的语义清晰度，动态调整骨传导助听器的助听增益。

一种基于脑电EEG的骨传导助听器自动增益控制系统，所述系统包括骨传导模块，采集模块，控制模块，支撑单元；

所述控制模块包括控制MCU，控制MCU中包括模糊算法模块和自动增益模块，自动增益模块包括控制电压形成电路和增益受控放大电路；控制电压形成电路将模糊控制算法模块输入的信号转换成用以控制增益控制放大器的电压，增益受控放大电路用于实现增益修正；

所述骨传导模块包括骨传导振子，所述骨传导振子与控制MCU相连，控制MCU根据脑电语义清晰度判断结果输出增益调控信号，调节骨传导振子的增益值，即改变骨传导振子的震动频率/幅度，进而实现音量大小和频率调节；

所述采集模块包括气导语音采集模块、脑电信号采集模块和信号处理MCU；所述气导语音采集模块包括麦克风，麦克风通过ADC转换器将采集到的声音；

信号传给所述信号处理MCU，所述信号处理MCU通过维纳滤波降噪算法分别对不同类别对环境声进行噪声建模与去噪处理，针对不稳定对语音噪声，采用谐波频率抑制法，降低音节与音节间停顿的噪音，经过处理后的语音信号再通过DAC转换器传至所述骨传导模块；

所述脑电信号采集模块包括干/湿电极，用于对脑电信号的采集、预处理，并对预处理后的脑电信号进行特征提取，提取出能够反映用户针对不同语噪环境下注意力变化脑电信号特征，再将信号特征输入信号处理MCU内置的基于随机梯度的自适应线性分类器算法模块进行模式识别，从而判断出当前的语义清晰度；

所述信号处理MCU通过SPI通信协议与上述控制模块的控制MCU相连；控制MCU接收到信号处理MCU反馈的语义清晰度后，采用直接型自适应模糊控制器算法，根据当前语义清晰度自动调节控制MCU的增益值，并即时修正模糊算法公式中的系数，控制模块修正增益值后，调节骨传导振子震动的频率和幅度，实现对声音大小及频率的控制；

所述支撑单元用于支撑所述骨传导模块、控制模块、采集模块。

上述维纳滤波降噪算法、谐波频率抑制法、于随机梯度的自适应线性分类器算法模块、直接型自适应模糊控制器算法均是现有技术中成熟的算法和模块，在此不详细展开描述。

上述麦克风为自适应方向性麦克风。