[发明专利]一种基于电触觉的全色彩视觉替代装置

说明书

本发明提出一种基于电触觉的全色彩视觉替代装置，所述视觉替代装置包括图像采集装置、图像处理装置、信号处理装置和刺激电极；所述刺激电极与人体多处敏感皮肤相接触；所述图像采集装置与图像处理装置通过数据接口相连；所述图像处理装置与信号处理装置相连；图像采集装置以摄像头采集图像或视频数据并把采集数据传输给图像处理装置；所述图像处理装置把采集数据按RGB颜色编码为三种分别代表RGB颜色信息的电位信息编码，并把编码后的电位信息送给信号处理装置；所述信号处理装置把三种电位信息编码分别转化为三种可被人体皮肤识别的电刺激信号后经刺激电极向人体皮肤输出；本发明能提供基于电触觉的全色彩视觉替代方案。

技术领域

本发明涉及视觉替代技术领域，尤其是一种基于电触觉的全色彩视觉替代装置。

背景技术

残障人士福祉的保障是国家文明程度的重要标志，对于国家的和谐稳定具有重要意义。世界卫生组织估算全世界65亿人口（2012年）中的约10%具有中度或严重残疾。根据2006年第二次全国残疾人抽样调查显示，中国残疾人人口为8296万，占总人口6.34%；其中视力残疾1233万（14.86%）。在视力残疾人口中，视力完全丧失的盲人约500万，占全世界盲人的18%，超过丹麦的全国人口。视觉是人获取外接信息的最重要通道，因此视觉丧失对盲人的正常生活影响巨大，严重制约盲人家庭生活幸福程度的提升。如何改善盲人的生活是包括科研人员在内的全社会的责任与使命。

技术的进步给林林总总的问题带来了良好的解决方案，视觉障碍也不例外。许多盲人由于先天性视觉问题或者后天眼部创伤，导致无法通过手术恢复视觉。如何让这部分盲人“看”到这个世界一直是困扰科研人员的难题。上世纪六十年代，天才的Paul Bach-y-Rita开创性的运用神经系统可塑性理论发展了一种利用触觉替代视觉的方法，首次让全盲患者通过背部“看”到了东西。Bach-y-Rita在一个医用椅子的靠背上布置了20*20的刺激点阵列，这些刺激点在打开状态时伸出压迫受试者背部，而在关闭状态下则缩回，受试者通过其触觉可感知这种变化。通过控制电路将像素化了的摄像头获取的外部图像输入到刺激点阵列，即可模拟摄像头得到的外部实时图像。6位受试者经过训练之后，均能分辨出用背“看”倒的物体，甚至是复杂的物体组合。Bach-y-Rita的工作不仅打开了神经系统可塑性应用的大门，也为盲人带来了福音。受Bach-y-Rita的启发，全世界的科学家们陆续发展出了多种视觉替代方案。这些方案不仅能让盲人产生替代视觉外，还可以让正常人拓展侧面或者背面的视觉。不过现有的一些电触觉方法也依然存在一些问题：视频传输缓慢，不清晰；分辨率低，使用不方便；图像信息为黑白信息等。

发明内容

本发明提出一种基于电触觉的全色彩视觉替代装置，能提供基于电触觉的全色彩视觉替代方案。

本发明采用以下技术方案。

一种基于电触觉的全色彩视觉替代装置，所述视觉替代装置包括图像采集装置、图像处理装置、信号处理装置和刺激电极；所述刺激电极与人体多处敏感皮肤相接触；所述图像采集装置与图像处理装置通过数据接口相连；所述图像处理装置与信号处理装置相连；图像采集装置以摄像头采集图像或视频数据并把采集数据传输给图像处理装置；所述图像处理装置把采集数据按RGB颜色编码为三种分别代表RGB颜色信息的电位信息编码，并把编码后的电位信息送给信号处理装置；所述信号处理装置把三种电位信息编码分别转化为三种可被人体皮肤识别的电刺激信号后经刺激电极向人体皮肤输出。

所述刺激电极为三组电极阵列，三组电极阵列分别接收信号处理装置输出的三种电刺激信号，三组电极阵列分别与人体的三处敏感皮肤相接触。

所述电极阵列为4×4的电极阵列；三组电极阵列直接作用在三根手指的指腹关节的皮肤表层上以产生电触觉。

所述图像采集装置在采集视频数据时，对视频进行压缩处理。