CN108735206A - 一种带语音识别的信号采集与处理系统 - Google Patents

一种带语音识别的信号采集与处理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带语音识别的信号采集与处理系统；其特征在于：包括信号采集端、和处理端；其中，信号采集端包括语音识别系统和生物信号采集器；本发明能够实验语言对仪器的控制，设备就可以自动辅助实验人员操作仪器，达到节省人力的作用。本发明具有如下特点：1．信号采集系统可以识别操作者语音指令；2．识别命令集可以扩展；3．可以识别多种语言（中文、英文等）；4．对错误指令进行有效防范。

Description

一种带语音识别的信号采集与处理系统
技术领域
本发明涉及一种处理系统，具体来讲是一种带语音识别的信号采集与处理系统。
背景技术
实验人员在生理实验的操作过程中，通常带有手套，并且手持多种实验器械（类似于外科医生做手术）进行手术操作，药物注射，动物观察等工作，在这种实验状态下，实验人员往往难于空出手来进行计算机操作，以控制信号采集与处理系统软件，比如：调节如采样速度，增益等控制参数，发出刺激等。
以往的生理实验往往需要多人共同操作完成，比如，在生理学教学实验中，通常4人一组，有同学专门进行计算机操作，有同学专门进行实验操作。但是，对于大部分生理科研实验而言，可能会出现仅有一人操作的情况，在这种情况下，一个人既要完成手术操作又要进行仪器设备的操作显得力不从心。
发明内容
因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种带语音识别的信号采集与处理系统；能够实验语言对仪器的控制，设备就可以自动辅助实验人员操作仪器，达到节省人力的作用。
本发明是这样实现的，构造一种带语音识别的信号采集与处理系统，其特征在于：一种带语音识别的信号采集与处理系统，其特征在于：包括信号采集端、和处理端；其中，信号采集端包括语音识别系统和生物信号采集器；
语音识别系统、生物信号采集器分别和处理端通信，处理端收到语音命令，处理后会发送执行命令到生物信号采集器；
语音识别系统具有语音拾取模块、语音降噪模块、语音识别模块、语音命令库；语音拾取模块的输出通过语音降噪模块连接语音识别模块，
语音拾取模块用于语音信号的拾取然后传输给语音判定系统，语音识别模块用于将语音信号转换为文字信号；语音命令库是生物信号系统中内置的操作命令；
语音判定系统具有命令生成模块、命令确认模块、命令取消模块、命令执行模块；
命令生成模块：将语音识别产生的文字信息与命令库中的标准命令进行对比，排除语音信息中的模糊成分，得到最为可能的执行命令；
命令确认模块：生成的命令以标准形式进行云音合成并告知用户确认；
命令取消模块：用户不确认命令则该命令取消（No取消）；
命令执行模块：用户确认命令后系统自动执行命令（OK确认）；
另外为了防止命令噪声，可以对初步判定不正确的命令进行屏蔽，可以使用神经网络学习命令人的声音，然后对特定声音进行识别；
生物信号采集器具有信号采集传感器、生物信号放大滤波模块、生物信号采样模块、采样信号传输发送模块；信号采集传感器、生物信号放大滤波模块、生物信号采样模块、采样信号传输发送模块依次连接；
处理端具有通信模块、生物信号处理模块、语音命令处理模块、数据统计分析模块、用户界面模块、命令执行模块；通信模块与生物信号处理模块和语音命令处理模块连接，
信号采集端中具有一个通信模块，负责和通信模块通信，此外，通信模块分别会和生物信号处理模块、语音命令处理模块通信；生物信号处理模块、数据统计分析模块、用户界面模块为信号处理系统组成部分，相互关联；命令执行模块为命令执行，包括用户界面模块用户界面模块来的命令以及语音命令处理模块语音命令处理模块来的命令。
根据本发明所述一种带语音识别的信号采集与处理系统，其特征在于：语音拾取模块可以是独立的硬件系统，也可以是集成与信号采集与处理系统中的语音拾取系统。
本专利具有如下特点：
1．信号采集系统可以识别操作者语音指令；
2．识别命令集可以扩展；
3．可以识别多种语言（中文、英文等）；
4．对错误指令进行有效防范。
本发明具有如下优点：本发明在此提供一种带语音识别的信号采集与处理系统；能够实验语言对仪器的控制，设备就可以自动辅助实验人员操作仪器，达到节省人力的作用。
附图说明
图1是多人围绕观察生理实验；
图2 是一人进行生理实验记录（通过语音识别理解用户意图）；
图3是生物信号采集预处理系统语音识别的原理图；
图4是带语音识别的生物信号采集与处理系统框图。
其中：信号采集端10，语音识别系统11，语音拾取模块11A，语音降噪模块11B，语音识别模块11C，语音命令库11D，生物信号采集器12，信号采集传感器12A，生物信号放大滤波模块12B，生物信号采样模块12C，采样信号传输发送模块12D，和处理端20，通信模块20A，生物信号处理模块20B，语音命令处理模块20C，数据统计分析模块20D，用户界面模块20E，命令执行模块20F。
具体实施方式
下面将结合附图1-图4对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明通过改进在此提供一种带语音识别的信号采集与处理系统，如图所示，可以按照如下方式予以实施；包括信号采集端10、和处理端20；其中，信号采集端包括语音识别系统11和生物信号采集器12；
语音识别系统和生物信号采集器之间不用通信，他们分别和处理端通信，处理端收到语音命令，处理后会发送执行命令到生物信号采集器。
语音识别系统11具有语音拾取模块11A、语音降噪模块11B、语音识别模块11C、语音命令库11D；语音拾取模块11A的输出通过语音降噪模块11B连接语音识别模块11C，
语音拾取模块11A用于语音信号的拾取然后传输给语音判定系统，语音识别模块11C用于将语音信号转换为文字信号；语音命令库11D是生物信号系统中内置的操作命令；
语音判定系统具有命令生成模块、命令确认模块、命令取消模块、命令执行模块；
命令生成模块：将语音识别产生的文字信息与命令库中的标准命令进行对比，排除语音信息中的模糊成分，得到最为可能的执行命令；
命令确认模块：生成的命令以标准形式进行云音合成并告知用户确认；
命令取消模块：用户不确认命令则该命令取消（No取消）；
命令执行模块：用户确认命令后系统自动执行命令（OK确认）；
另外为了防止命令噪声，可以对初步判定不正确的命令进行屏蔽，可以使用神经网络学习命令人的声音，然后对特定声音进行识别；
生物信号采集器12具有信号采集传感器12A、生物信号放大滤波模块12B、生物信号采样模块12C、采样信号传输发送模块12D；信号采集传感器12A、生物信号放大滤波模块12B、生物信号采样模块12C、采样信号传输发送模块12D依次连接；
处理端20具有通信模块20A、生物信号处理模块20B、语音命令处理模块20C、数据统计分析模块20D、用户界面模块20E、命令执行模块20F；通信模块20A与生物信号处理模块20B和语音命令处理模块20C连接，
信号采集端10中具有一个通信模块，负责和通信模块20A通信，此外，通信模块20A分别会和生物信号处理模块20B、语音命令处理模块20C通信；生物信号处理模块20B、数据统计分析模块20D、用户界面模块20E为信号处理系统组成部分，相互关联；命令执行模块20F为命令执行，包括用户界面模块20E用户界面模块来的命令以及语音命令处理模块20C语音命令处理模块来的命令。
语音拾取模块11A可以是独立的硬件系统，也可以是集成与信号采集与处理系统中的语音拾取系统。
下面对本发明的原理和应用进行详细说明：
所述生理信号采集与处理系统是完成生理学实验的主要系统，该系统用于提取人体或动物体内外的生理信号，比如血压、呼吸、脉搏等，然后对数据进行分析得到结果。
实验人员在生理实验的操作过程中，通常带有手套，并且手持多种实验器械（类似于外科医生做手术）进行手术操作，药物注射，动物观察等工作，在这种实验状态下，实验人员往往难于空出手来进行计算机操作，以控制信号采集与处理系统软件，比如：调节如采样速度，增益等控制参数，发出刺激等。
以往的生理实验往往需要多人共同操作完成，比如，在生理学教学实验中，通常4人一组，有同学专门进行计算机操作，有同学专门进行实验操作。但是，对于大部分生理科研实验而言，可能会出现仅有一人操作的情况，在这种情况下，一个人既要完成手术操作又要进行仪器设备的操作显得力不从心。如果能够实验语言对仪器的控制，设备就可以自动辅助实验人员操作仪器，达到节省人力的作用。
如果能够用语音控制信号采集系统工作，则可以大大方便实验者对系统的操作。另外，当用户进行数据分析时，有些数据分析方式不太常用，用户通常不能快速从数据处理菜单中找到相关命令，比如序列密度直方图，LPT分析等，语音控制用户更容易与系统进行沟通。
带语音识别的生物信号采集系统原理图如图4：
语音拾取系统：用于语音信号的拾取然后传输给语音判定系统，语音拾取系统可以是独立的硬件系统，也可以是集成与信号采集与处理系统中的语音拾取系统
语音识别：语音识别是要将语音信号转换为文字信号
命令库：命令库是生物信号系统中内置的操作命令
命令生成：将语音识别产生的文字信息与命令库中的标准命令进行对比，排除语音信息中的模糊成分，得到最为可能的执行命令
命令确认：生成的命令以标准形式进行云音合成并告知用户确认
命令取消：用户不确认命令则该命令取消（No取消）
命令执行：用户确认命令后系统自动执行命令（OK确认）
另外为了防止命令噪声，可以对初步判定不正确的命令进行屏蔽，可以使用神经网络学习命令人的声音，然后对特定声音进行识别。
表1 可以进行语音识别的操作命令
序号 语音命令 描述
1 开始实验 按默认参数启动实验或暂停后重启实验
2 暂停实验 暂停采样
3 停止实验 停止当前实验并存盘
4 打开“文件名” 打开指定文件名的反演数据
5 反演播放 反演文件时，走动波形，播放声音
6 播放暂停 反演文件时，暂停走东的波形
7 切换数据 在多个反演数据中进行切换
8 启动刺激 按现有刺激参数启动默认刺激器
9 停止刺激 停止默认刺激器连续刺激
10 增加n通道增益 1通道增益增加n档
11 减少n通道增益 1通道增益减少n档
12 增加n通道时间常数 1通道时间常数增加n档
13 减少n通道时间常数 1通道时间常数减少n档
14 增加n通道滤波 1通道滤波增加n档
15 减少n通道滤波 1通道滤波减少n档
16 … 还有大量的操作
表2 可以进行语音识别的分析命令
序号 语音命令 描述
1 N通道微分 按默认参数插入n通道的微分分析
2 关闭n通道微分 关闭n通道的微分分析（n通道为原始数据通道）
3 N通道积分 按默认参数插入n通道的积分分析
4 关闭n通道积分 关闭n通道的积分分析（n通道为原始数据通道）
5 N通道频谱分析 按默认参数插入n通道的频谱分析
6 关闭n通道频谱分析 关闭n通道的频谱分析（n通道为原始数据通道）
7 … 还有很多分析
其中语音识别和语音命令库也可以在生物信号处理系统端。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (2)

1.一种带语音识别的信号采集与处理系统，其特征在于：包括信号采集端（10）、和处理端（20）；其中，信号采集端包括语音识别系统（11）和生物信号采集器（12）；
语音识别系统（11）、生物信号采集器（12）分别和处理端（20）通信，处理端收到语音命令，处理后会发送执行命令到生物信号采集器；
语音识别系统（11）具有语音拾取模块（11A）、语音降噪模块（11B）、语音识别模块（11C）、语音命令库（11D）；语音拾取模块（11A）的输出通过语音降噪模块（11B）连接语音识别模块（11C），
语音拾取模块（11A）用于语音信号的拾取然后传输给语音判定系统，语音识别模块（11C）用于将语音信号转换为文字信号；语音命令库（11D）是生物信号系统中内置的操作命令；
语音判定系统具有命令生成模块、命令确认模块、命令取消模块、命令执行模块；
命令生成模块：将语音识别产生的文字信息与命令库中的标准命令进行对比，排除语音信息中的模糊成分，得到最为可能的执行命令；
命令确认模块：生成的命令以标准形式进行云音合成并告知用户确认；
命令取消模块：用户不确认命令则该命令取消（No取消）；
命令执行模块：用户确认命令后系统自动执行命令（OK确认）；
另外为了防止命令噪声，可以对初步判定不正确的命令进行屏蔽，可以使用神经网络学习命令人的声音，然后对特定声音进行识别；
生物信号采集器（12）具有信号采集传感器（12A）、生物信号放大滤波模块（12B）、生物信号采样模块（12C）、采样信号传输发送模块（12D）；信号采集传感器（12A）、生物信号放大滤波模块（12B）、生物信号采样模块（12C）、采样信号传输发送模块（12D）依次连接；
处理端（20）具有通信模块（20A）、生物信号处理模块（20B）、语音命令处理模块（20C）、数据统计分析模块（20D）、用户界面模块（20E）、命令执行模块（20F）；通信模块（20A）与生物信号处理模块（20B）和语音命令处理模块（20C）连接，
信号采集端（10）中具有一个通信模块，负责和通信模块（20A）通信，此外，通信模块（20A）分别会和生物信号处理模块（20B）、语音命令处理模块（20C）通信；生物信号处理模块（20B）、数据统计分析模块（20D）、用户界面模块（20E）为信号处理系统组成部分，相互关联；命令执行模块（20F）为命令执行，包括用户界面模块（20E）用户界面模块来的命令以及语音命令处理模块（20C）语音命令处理模块来的命令。
2.根据权利要求1所述一种带语音识别的信号采集与处理系统，其特征在于：语音拾取模块（11A）可以是独立的硬件系统，也可以是集成与信号采集与处理系统中的语音拾取系统。
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