一种心理治疗系统技术方案

一种心理治疗系统，其结构包括用于人体特征采集的摄像头，视频处理及背景合成的计算机组，安装在计算机上的语音识别模块，无线信息收发装置以及安装在患者身体上的微型电机震动装置，摄像头与计算机之间通过数据线连接，微型电机与计算机之间通过无线信息收发装置进行通讯，计算机之间通过数据线连接。本实用新型专利技术采用视觉、声觉、触觉融合处理、实时的完成患者心理治疗的需求。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种适用于心理疾病治疗的心理治疗系统。
技术介绍
虚拟现实是比较先进的综合性计算机人工智能手段，它能够通过计算机图形(CG) 技术和传感技术等工具营造出一个想象空间。而这种包含视觉、听觉和触觉多元化体验的 想象空间往往是真实世界里很难实现、甚至是不可能实现的。 对有心理疾病或障碍的人群来说，更多的是人们不愿去面对的现实体验。虚拟现 实则能够在心理治疗上为心理医生和患者搭建一个桥梁，使心理治疗能够在虚拟现实的帮 助下更好地进行。虚拟现实下的心理治疗方法由于其技术因素，决定了它省时省力，节省能 源体力，更具真实感，效果明显等重要特点。 现在，心理学正在越来越多地与虚拟现实技术结合。虚拟现实技术在心理学领域 中的研究通常涉及视觉感知心理与生理、听觉感知心理与生理、记忆与认知心理等内容。感 觉、知觉、记忆、思维、想象等认识事物的过程中的心理现象一直是心理学研究的重要课题。 利用虚拟现实技术制造的视觉、听觉系统可以很好地进行心理学研究。同时虚拟现实技术 的发展需要心理学的参与并且可以对其建立一些客观的评判标准。 随着心理学理论的发展及虚拟现实技术的完善，已经出现了针对特殊心理疾病开 发的虚拟现实心理治疗系统。诺丁汉大学社交研究及精神病学研究小组对用虚拟现实系统 治疗不同的恐惧症进行了研究。美国加州Kaiser-Permanente医疗小组开发了一套将虚拟 现实技术应用于恐高症治疗的试验系统，并且使得90%的参加者达到了治疗目标。 通过实验研究，出现了很多的虚拟现实心理治疗的实例。这些虚拟现实心理治疗 有些只是利用了虚拟现实的基本原理，如C. Botella等人对幽闭恐怖症的治疗、Brenda K 等人对飞行恐怖症的治疗等。还有一些更为接近实际意义虚拟现实的心理治疗方法和辅助 工具设计，它们基本以软件设计为主，对虚拟环境进行建模和重绘，通过视觉效果器和触觉 效果器等手段来实现互动。如治疗注意缺陷多动障碍、恐高症、创伤后应激失调等。这种虚 拟现实心理治疗软件的开发，由于其针对性太强，往往使治疗的患者对象群体比较单一。但 与非虚拟现实的治疗效果相比，作用效果十分明显。 虚拟现实应用的发展推动力来源于计算机虚拟现实技术的发展。随着科技及心 理学理论的发展，虚拟现实技术心理治疗领域开始得到广泛应用，并且向适用范围广、更真 实、互动性和沉浸感更强的趋势发展，将彻底革新基于想象世界的心理治疗现状。
技术实现思路
本专利技术的目的是，利用心理治疗系统帮助心理疾病患者克服心理障碍，达到理想 的心理治疗效果。其结构包括用于人体特征采集的摄像头，视频处理及背景合成的计算机 组，安装在计算机上的语音识别模块，无线信息收发装置以及安装在患者身体上的微型电 机震动装置，摄像头与计算机之间通过数据线连接，微型电机与计算机之间通过无线信息收发装置进行通讯，计算机之间通过数据线连接。1本专利技术的心理学原理 本专利技术的心理学原理是源于美国《科学》杂志在2007年8月发表的体外经历的 文献。该文指出利用简单的虚拟现实技术，科学家刻意欺骗了人们的大脑，使他们产生了少 有的体外经历和自觉意识。即一个人能够感受到他正在从自己的身体之外看到自己和 周围环境。被实验人感到自己的意识离开了身体，并从外部观察着自己的身体。这一研究 成果揭示了人类大脑在整合各种感官信息的过程中是如何产生混乱的意识。 英国伦敦大学学院的Henrik Ehrsson和瑞士联邦技术研究院的OlafBlanke分 别领导了两项实验验证了体外经历的现象，即通过简单的方法就可以轻易欺骗我们的大 脑。 实验的具体过程为 (1)健康状况良好的被实验人坐在椅子上，并在其后方2米处安放摄像机，用来拍 摄其背部姿态。然后再让被实验人戴上一幅特殊的眼镜，通过该眼镜中的屏幕，被实验人能 看到摄像机拍摄的图像。 (2)在摄像机前上下挥动棍子，同时用棍子接触被实验人胸部并作相同动作后，多 数被实验人都回答说，感觉自己的身体位于摄像机前方，自己好像是在从后面看着别人一 样。 (3)在体验环节(2)后，研究人员又用一把锤子向摄像机挥去，被实验人都做出了 感到恐惧的神经反射。这可以解释成被实验人感觉自己的身体处在摄像机前而做出的反应。 实验的结果证明，在视觉和触觉被分离后，大脑的感官信息处理变得混乱，于是大 脑创造出一个幻觉，使人感受到了一具并不真实存在的身体。 根据这一心理学原理，我们进行虚拟现实心理治疗的研究。将虚拟现实技术和心 理实验方法应用在心理治疗上，通过感官剌激，直观地感受虚拟的心理治疗环境。配合心理 医师的引导，进而达到治疗时间短，效果明显的目标。 2心理治疗系统的使用条件 首先要求患者能从虚拟视觉设备中实时观察自己当前的身体状况，模拟置身于假 想空间的场景，且要求达到人的思维和本体分离这样一个体外经历的效果。这样，对视 觉下虚拟本体进行剌激便能通过视觉影响到人的大脑，从而改善人的心理意识。其次，要求 在整个过程中都伴有医生的语声指引，同时能体验互动信号。通过语音和感知器件的提示 (可以是震动、发热等方式)加强患者意识共鸣。 3心理治疗系统结构 本专利技术结构包括用于人体特征采集的摄像头，视频处理及背景合成的计算机，安 装在计算机上的语音识别模块，无线信息收发装置以及安装在患者身体上的微型电机震动 装置，摄像头与计算机之间通过数据线连接，微型电机与计算机之间通过无线信息收发装 置进行通讯，计算机之间通过数据线连接。整体结构设计如图l所示。视觉部分以摄像头 为输入设备，通过USB传输采集的图像到图像处理单元。处理单元将人体从实际场景中提 取后置入虚拟环境视频中，并将背景环境、人物和前景动画进行实时合成。处理后由虚拟现 实眼镜输出到体验者的视野中。触觉部分以心理医生的指令为输入，通过程序消息管理，将得到的响应消息，发送给串口通讯设备，通过无线传输抵达作为触觉效果器的感知器件，使 体验者能感受引导信号。听觉部分以麦克风为输入设备，实时传输医生的指引，采用引马尔 可夫模型识别患者的简单回答。此外，还有配合虚拟场景的立体音乐，由消息管理器进行控 制输出。 其中，图像处理过程按流水线结构分布在两个处理单元中，按先后分别承担图像 采集处理和图像处理输出任务，两单元处理过程同时进行。对于一幅nXn大小的图像，流 水线结构能使图像处理的时间复杂度由n2降为n。实际上，两个处理单元中前者完成图像 采集和特征提取，后者完成与虚拟影像的合成和显示处理工作。 专利技术的硬件方面，硬件是影响处理速度的主要的因素。其中主要包含CPU、硬盘、 摄像头、网络适配器。考虑心理治疗系统的可移植性和接口开发的适应性，选择32位的处 理器和操作系统(Windows XP)。其次，由于实时速度的需求，导致实时图像处理算法不能 过于复杂，我们采用适应性强的帧差法进行人体识别，故本专利技术内存需求较小，实验中采用 512MDDR2内存，实际占用仅为20M左右(视实时图像复杂度而定)。第三，流水线结构要求 提供快速无延迟的网络通讯，因此本专利技术采取10M/s的LAN或PC对联方式。 为增强虚拟现实心理治疗系统的真实感，需要对患者的意识进行一定的引导。意 识引导手段包括视觉引导，语声引导和触觉引导。 对于视觉的提示引导，当人体特征实时视频采集处理之后，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种心理治疗系统，其结构包括用于人体特征采集的摄像头，视频处理及背景合成的计算机组，安装在计算机上的语音识别模块，无线信息收发装置以及安装在患者身体上的微型电机震动装置，摄像头与计算机之间通过数据线连接，微型电机与计算机之间通过无线信息收发装置进行通讯，计算机之间通过数据线连接。

【技术特征摘要】
一种心理治疗系统，其结构包括用于人体特征采集的摄像头，视频处理及背景合成的计算机组，安装在计算机上的语音识别模块，无线信息收发装置以及安装在...

【专利技术属性】
技术研发人员：程国强，管日贵，张利，李家驹，
申请(专利权)人：上海风点信息科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]