一种大脑认知训练系统的制作方法

本发明属于训练系统领域，尤其涉及一种大脑认知训练系统。

背景技术：

为提高儿童认知能力，出现了对儿童的认知能力进行训练的认知训练系统，通过图形、文字配合语音的方式，训练儿童的认知能力。

但这些儿童认知训练系统，面向的都是正常的儿童。儿童的智力、理解能力需要达到同龄人的正常水平，要有一定的配合能力，这些认知系统才能发挥作用。对于受到脑损伤，大脑认知系统出现问题的儿童，由于智力水平、理解能力都达不到同龄人的正常水平，现有的儿童认知系统并不能帮助他们进行认知训练。

技术实现要素：

本发明针对现有的儿童认知训练系统，不能帮助受到脑损伤的儿童进行认知训练的问题，提供了一种大脑认知训练系统。

本发明提供的基础方案为：

一种大脑认知训练系统，包括：

显示模块，显示模块用于进行图像、文字或动画的显示；

语音模块，语音模块用于进行语音播放；

测试模块，用于进行认知测试；

跟踪优化模块，用于以bp神经网络模型为基准，对测试模块的测试结果与显示模块及语音模块之间的关系进行跟踪学习，对显示模块与语音模块的参数进行优化。

基础方案工作原理及有益效果：

1本系统通过最原始的、客观的刺激方法对脑损伤的儿童进行训练，不需要进行配合，即使前期不能进行测试，只需要接收显示模块及语音模块的刺激，同样可以完成训练。

2在儿童能进行测试后，跟踪优化模块会以bp神经网络模型为基准，对测试模块的测试结果与显示模块与语音模块之间的关系进行跟踪学习，不断的对显示模块及语音模块的参数进行优化，找到更加适合该儿童的视觉、听觉刺激参数。

和现有技术相比，本系统能够帮助脑损伤的儿童进行认知训练。

进一步，还包括模式选择模块，用于选择训练模式。

这样，不同的儿童可以选择不同的模式进行训练，用更加适合自己的模式训练认知能力。

进一步，训练模式包括简单视觉训练和复杂视觉训练以及视听一体训练。

通过简单视觉训练，可以训练儿童的简单认知能力；通过复杂视觉训练，可以训练儿童对复杂事物的认知能力；通过视听一体训练，可以训练儿童的综合认知能力。

进一步，语音模块播放的背景音乐为莫扎特的乐曲。

科学证明，常听莫扎特的乐曲可以使人变得聪明，英国自然出版集团出版的《科学报告》上的名为《莫扎特、莫扎特的节奏和反向莫扎特效应：来自行为学与神经生物学的证据》的研究论文，对此有专门的介绍；用莫扎特的乐曲作为训练时的背景音乐，可以在儿童进行训练的同时，促进儿童脑力的恢复。

进一步，跟踪优化模块中，bp神经网络模型的输出参数包括测试分数。

从测试分数可以了解该儿童对事物认知的准确率，从中可以了解完成测试时，该儿童的分辨力以及记忆力的状态水平。

进一步，跟踪优化模块中，bp神经网络模型的输出参数还包括完成测试的时间。

从完成测试的时间可以了解该儿童完成测试的速度，从中可以了解完成测试时，该儿童的执行力以及注意力的状态水平。

进一步，跟踪优化模块中，bp神经网络模型的输入参数包括显示模块的亮度、显示模块中图形的变化频率及图像的像素深度。

这样，可以根据儿童的测评，实时对显示模块的各项参数进行优化调整。

进一步，跟踪优化模块中，bp神经网络模型的输入参数还包括语音模块的音频、音高、音色及语速。

可以根据儿童的测评，实时对语音模块的各项参数进行优化调整。

进一步，还包括发送模块和服务器；发送模块用于将每次测试的结果及训练的相关参数发送至服务器；服务器包括存储模块和第二跟踪优化模块，存储模块用于接收并存储发送模块发送的数据；第二跟踪优化模块用于以bp神经网络模型为基准，对测试模块的测试结果与显示模块及语音模块之间的关系进行跟踪学习，和跟踪优化模块相比，第二跟踪优化模块的输入参数还包括儿童的年龄及儿童的脑损伤史。

这样，研究人员可以通过大量的数据对脑损伤儿童的认知训练进行研究。

进一步，还包括推荐模块，推荐模块用于根据儿童的岁数及脑损伤史，向服务器发送显示模块及语音模块的参数推荐请求，还用于接收服务器发送的推荐参数；服务器还包括匹配模块，匹配模块用于接收到推荐模块的请求后，根据儿童的年龄及脑损伤史，匹配出输出参数较佳时，显示模块及语音模块的参数，并将匹配出来的参数发送给推荐模块。

年龄及脑损伤史相近的儿童，其适合的显示模块参数及语音模块参数也较为相似，这样，脑损伤儿童的家人在初次使用本系统时，可以根据该儿童的岁数及脑损伤史，找到适合该儿童的显示模块及语音模块的参数，可以减少前期摸索的时间成本。

附图说明

图1为本发明一种大脑认知训练系统实施例一的逻辑框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

如图1所示，一种大脑认知训练系统，包括用户端和服务器。用户端通过现有的无线网络通讯模块，如4g模块,与服务器网络连接。

用户端

本实施例中，用户端为app。

用户端包括注册模块、登录模块、模式选择模块、显示模块、语音模块、测试模块、跟踪优化模块和上传模块。

注册模块用于进行用户注册，用户可通过邮箱或手机号进行注册，脑损伤儿童的家人可在注册模块上注册用户id，注册时，需要填入脑损伤儿童的生日及脑损伤史。

登录模块用于进行用户登录，脑损伤儿童的家人在注册成功后，可在登录模块上进行登录操作。

模式选择模块用于选择训练模式，训练模式包括简单视觉训练、复杂视觉训练以及视听一体训练。

通过简单视觉训练，如动物、简单的平面几何图形(直线、圆、三角形)等，可以训练儿童对一些简单的单一化图像进行认知训练。通过复杂视觉训练，如小狗在雨中奔跑这样的场景图像，可以训练儿童对一些相对复杂的事物的认知能力。通过视听一体训练，如10秒的动画短片，或者红球注视引导追视等训练，可以训练儿童的综合认知能力。

使用本申请的儿童，可以按照简单视觉训练、复杂视觉训练以及视听一体训练的训练顺序，循序渐进的进行认知能力的训练，随着图像的复杂程度逐步加强，逐步加强儿童的认知能力。

显示模块用于进行图像、文字或动画的显示；语音模块用于进行语音播放。显示模块在显示图像的同时，语音模块播放图像的说明语音，如红色的8，蓝色的三角形等。

这样，儿童在进行认知训练时，能够从视觉及听觉两个方面同时接受到刺激。即使是脑损伤较严重，脑力水平严重落后于同龄孩子的脑损伤儿童，通过这种最原始的、客观的刺激方法，也能够进行训练，提高认知能力。

儿童在接收认知训练时，语音模块播放的背景音乐为，莫扎特的乐曲。科学证明，常听莫扎特的乐曲可以使人变得聪明，英国自然出版集团出版的《科学报告》上的名为《莫扎特、莫扎特的节奏和反向莫扎特效应：来自行为学与神经生物学的证据》的研究论文，对此有专门的介绍。用莫扎特的乐曲作为训练时的背景音乐，可以在儿童进行训练的同时，促进儿童脑力的恢复。

由于人类信息的80％来源于眼睛，视觉刺激是认知发育最关键的因素。因此，本申请的视觉刺激方案中，显示模块在进行简单的图像显示时，背景可选择黑白的棋盘格或者黑白条栅，在背景的基础上再进行图像的显示。

图像可以是简单的数字、二维图形、三维图形、汉字、日常生活用品等，不同的训练模式中，图形的复杂程度不同。图像进行显示时，图像的亮度、颜色、大小的可调节变化。播放图像时，图像的播放速度也可进行调节。

这样，通过平面及立体的视觉训练，配合不同的播放速度，可以训练儿童的空间感、方位感和立体感认知，进而培养儿童的手-眼协调、眼-脚协调和眼-手-脚协调的能力。

在图像播放时，随着亮度及颜色的变化，图像上的内容会产生不同的色彩对比和明暗关系，这样，可以训练儿童的色彩视觉和明暗视觉认知能力。

测试模块用于进行认知测试，在进行一定时间的训练之后，儿童可以在测试模块上进行认知测试。这样，可以对儿童的认知训练的成果得到了解。

跟踪优化模块用于以bp神经网络模型为基准，对测试模块的测试结果与显示模块及语音模块之间的关系进行跟踪学习，并对显示模块与语音模块的参数进行优化。具体的，bp神经网络模型的输入参数包括显示模块的亮度、显示模块中图形的变化频率及图像的像素深度，还包括语音模块的音频、音高、音色及语速；输出参数包括测试分数以及完成测试的时间。

由于每个孩子的情况都不同，例如，有的孩子训练时听到和父母声音较为接近的声音时，训练的效果较好；有的孩子听到和小伙伴声音较为接近的声音时，训练的效果较好；有的孩子在显示亮度较高时的训练效果较好；有的孩子在亮度较低时训练效果较好，等等。

从测试分数可以了解该儿童对事物认知的准确率，从中可以了解完成测试时，该儿童的分辨力以及记忆力的状态水平；从完成测试的时间可以了解该儿童完成测试的速度，从中可以了解完成测试时，该儿童的执行力以及注意力的状态水平。以这两个参数作为输出参数，以显示模块及语音模块的各项参数作为输入参数，随着儿童训练及测试次数的增多，可以不断的对显示模块及语音模块的各项参数进行优化，找到每个孩子训练效果较好时的显示模块参数及语音模块参数，针对性的提高每个孩子的认知训练的效果。

发送模块用于将每次测试的结果及训练的相关参数发送至服务器。

服务器

本实施例中，服务器为腾讯云服务器，在其他实施例中，服务器也可以为阿里云服务器或者华为云服务器。

服务器包括存储模块和第二跟踪优化模块。

存储模块用于接收并存储发送模块发送的数据。

第二跟踪优化模块用于以bp神经网络模型为基准，对测试模块的测试结果与显示模块及语音模块之间的关系进行跟踪学习，和跟踪优化模块相比，第二跟踪优化模块的输入参数还包括儿童的年龄及儿童的脑损伤史。

这样，研究人员可以通过大量的数据对脑损伤儿童的认知训练进行研究。

实施例二

和实施例一相比，本实施例中，用户端还包括推荐模块，服务器还包括匹配模块。

推荐模块用于根据儿童的年龄及脑损伤史，向服务器发送显示模块及语音模块的参数推荐请求，还用于接收服务器发送的推荐参数。

匹配模块用于接收到推荐模块的请求后，根据儿童的年龄及脑损伤史，匹配出输出参数较佳时，显示模块及语音模块的参数，并将匹配出来的参数发送给推荐模块。

年龄及脑损伤史相近的儿童，其适合的显示模块参数及语音模块参数也较为相似，这样，脑损伤儿童的家人在初次使用本系统时，可以根据该儿童的岁数及脑损伤史，通过推荐模块及匹配模块，在服务器中找到适合该儿童的显示模块及语音模块的参数，可以减少前期摸索的时间成本。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。