一种全域口腔器械语音智能控制方法及系统与流程

本技术涉及口腔医疗器械智能控制，尤其涉及一种全域口腔器械语音智能控制方法及系统。

背景技术：

1、口腔诊疗过程中通常需要使用多种口腔器械，例如光固化机、根管马达、牙周治疗仪、种植机、微动力系统以及口腔激光治疗仪等。不同口腔器械对应的工作模式、输出功率、转速、扭矩、冲洗状态、程序调用方式等控制内容存在差异，医生在诊疗过程中需要根据治疗阶段频繁进行参数调节、模式切换或启停控制。

2、现有口腔器械多采用按键、旋钮、触控面板或脚踏开关进行控制。对于手持式口腔器械而言，为满足防水、灭菌和小型化要求，设备表面可设置的按键数量有限，导致多级菜单切换或组合按键操作较为复杂；对于种植机、微动力系统、口腔激光治疗仪等大型口腔器械而言，医生通常需要通过脚踏或控制面板进行操作，术中调节效率较低，且容易打断连续诊疗流程。

3、同时，口腔诊疗环境中存在马达声、水流声、吸唾声、喷气声、器械碰撞声以及人员对话声等复杂噪声，普通语音控制方式容易出现识别不准或误触发的问题。若直接将常规语音识别技术应用于口腔器械控制，尤其是启停、功率调节、转速调节、扭矩调节或激光输出等高风险操作，可能影响设备运行安全。此外，部分语音识别方案依赖联网处理，不利于满足医疗场景下的响应实时性、数据安全性和离线使用要求。

4、因此，现有口腔器械控制方式存在操作不便、全品类设备兼容性不足、术中语音识别抗干扰能力弱、防误触安全性不足以及多控制通道协同能力差的问题。

技术实现思路

1、为至少在一定程度上克服相关技术中口腔器械控制方式依赖按键、脚踏或触控操作，导致术中操作不便、全品类设备兼容性不足、复杂诊疗噪声下语音识别准确性差以及高风险控制指令易误触发的问题，本技术提供一种全域口腔器械语音智能控制方法及系统。

2、本技术的方案如下：

3、根据本技术实施例的第一方面，提供一种全域口腔器械语音智能控制方法，包括：

4、获取当前口腔器械的设备类型、工作状态、可执行功能、参数调节范围和安全限制条件，并基于所述设备类型和所述可执行功能，从预设全域指令库中调用与所述当前口腔器械对应的专用指令域，所述专用指令域仅包含所述当前口腔器械被允许执行的模式切换指令、参数调节指令、启停控制指令和程序调用指令；

5、采集诊疗环境声音信号，识别所述诊疗环境声音信号中的口腔诊疗噪声类型，并根据所述口腔诊疗噪声类型执行对应降噪处理，得到目标语音信号；

6、在离线状态下对所述目标语音信号进行语音识别，当所述目标语音信号依次包含预设唤醒词和功能指令时，根据所述功能指令生成待执行控制指令，当缺少所述预设唤醒词或所述功能指令时，禁止生成所述待执行控制指令；

7、根据所述专用指令域、所述工作状态、所述可执行功能、所述参数调节范围和所述安全限制条件，对所述待执行控制指令进行合法性校验和安全校验，校验通过后将所述待执行控制指令转换为设备控制参数，并控制所述当前口腔器械执行对应操作，校验未通过时拒绝执行并输出提示；

8、在执行对应操作过程中，接收语音输入、按键输入、脚踏输入和甩动输入中的至少一种控制输入，并按照预设安全优先级进行冲突处理，其中紧急停止类控制输入具有最高优先级；

9、获取所述当前口腔器械的执行反馈信息，并根据所述执行反馈信息输出反馈提示。

10、优选地，识别所述诊疗环境声音信号中的口腔诊疗噪声类型，并根据所述口腔诊疗噪声类型执行对应降噪处理，包括：

11、对所述诊疗环境声音信号进行声音特征提取，确定所述口腔诊疗噪声类型；

12、当所述口腔诊疗噪声类型包括马达声、水流声、吸唾声、喷气声、器械碰撞声、背景对话声和环境回声中的至少一种时，调用与所述口腔诊疗噪声类型对应的降噪策略；

13、根据所述降噪策略对所述诊疗环境声音信号进行抑噪处理，得到所述目标语音信号。

14、优选地，在离线状态下对所述目标语音信号进行语音识别，包括：

15、在识别到所述预设唤醒词后，使所述当前口腔器械进入指令接收状态；

16、在所述指令接收状态下识别所述功能指令，并判断所述功能指令是否属于所述专用指令域；

17、若所述功能指令属于所述专用指令域，则生成所述待执行控制指令；

18、若所述功能指令不属于所述专用指令域，则不生成所述待执行控制指令并输出无效指令提示。

19、优选地，所述合法性校验包括：

20、判断所述待执行控制指令是否属于所述专用指令域；

21、判断所述待执行控制指令对应的控制对象是否属于所述可执行功能；

22、判断所述待执行控制指令对应的目标参数是否处于所述参数调节范围内；

23、当上述判断结果均为满足时，确定所述待执行控制指令通过所述合法性校验。

24、优选地，所述安全校验包括：

25、确定所述待执行控制指令的风险等级；

26、当所述待执行控制指令属于启停控制指令、功率升高指令、转速升高指令、扭矩升高指令、程序调用指令或激光输出指令时，将所述待执行控制指令确定为高风险控制指令；

27、针对所述高风险控制指令，根据所述工作状态和所述安全限制条件判断所述当前口腔器械是否满足执行条件；

28、若不满足所述执行条件，则拒绝执行所述高风险控制指令。

29、优选地，将所述待执行控制指令转换为设备控制参数，包括：

30、根据所述设备类型确定所述待执行控制指令对应的控制类别；

31、当所述控制类别为模式切换时，生成模式切换参数；

32、当所述控制类别为参数调节时，生成目标参数值或参数增减量；

33、当所述控制类别为启停控制时，生成启动参数、停止参数或暂停参数；

34、当所述控制类别为程序调用时，生成预设程序调用参数。

35、优选地，按照预设安全优先级进行冲突处理，包括：

36、当不同控制输入对应的控制意图一致时，执行所述控制意图对应的操作；

37、当不同控制输入对应的控制意图不一致时，比较各控制输入对应的安全优先级；

38、若任一控制输入为紧急停止类控制输入，则立即停止所述当前口腔器械的当前输出；

39、若不存在所述紧急停止类控制输入，则执行安全风险较低的控制输入，或者使所述当前口腔器械进入暂停状态并输出冲突提示。

40、优选地，获取所述当前口腔器械的执行反馈信息，并根据所述执行反馈信息输出反馈提示，包括：

41、获取所述当前口腔器械的实际执行状态，并将所述实际执行状态与所述设备控制参数对应的目标执行状态进行比对；

42、若所述实际执行状态与所述目标执行状态一致，则输出执行成功提示；

43、若所述实际执行状态与所述目标执行状态不一致，则输出执行异常提示，并根据异常类型停止当前操作、限制当前操作或保持当前操作；

44、所述反馈提示包括灯光提示、声音提示、震动提示和界面提示中的至少一种。

45、优选地，基于所述设备类型和所述可执行功能，从预设全域指令库中调用与所述当前口腔器械对应的专用指令域，包括：

46、根据所述设备类型确定所述当前口腔器械属于手持式口腔器械或大型口腔器械；

47、根据所述可执行功能，从所述预设全域指令库中筛选与所述当前口腔器械相匹配的候选控制指令；

48、根据所述参数调节范围和所述安全限制条件，对所述候选控制指令进行过滤，得到所述专用指令域。

49、根据本技术实施例的第二方面，提供一种全域口腔器械语音智能控制系统，包括：设备信息获取单元、指令域调用单元、声音采集单元、降噪处理单元、离线语音识别单元、指令校验单元、控制执行单元、多通道输入单元、冲突处理单元和反馈提示单元；

50、所述设备信息获取单元用于获取当前口腔器械的设备类型、工作状态、可执行功能、参数调节范围和安全限制条件；

51、所述指令域调用单元用于基于所述设备类型和所述可执行功能，从预设全域指令库中调用与所述当前口腔器械对应的专用指令域，所述专用指令域仅包含所述当前口腔器械被允许执行的模式切换指令、参数调节指令、启停控制指令和程序调用指令；

52、所述声音采集单元用于采集诊疗环境声音信号；

53、所述降噪处理单元用于识别所述诊疗环境声音信号中的口腔诊疗噪声类型，并根据所述口腔诊疗噪声类型执行对应降噪处理，得到目标语音信号；

54、所述离线语音识别单元用于在离线状态下对所述目标语音信号进行语音识别，并在所述目标语音信号依次包含预设唤醒词和功能指令时，根据所述功能指令生成待执行控制指令；

55、所述指令校验单元用于根据所述专用指令域、所述工作状态、所述可执行功能、所述参数调节范围和所述安全限制条件，对所述待执行控制指令进行合法性校验和安全校验；

56、所述控制执行单元用于在所述待执行控制指令通过所述合法性校验和所述安全校验后，将所述待执行控制指令转换为设备控制参数，并控制所述当前口腔器械执行对应操作；

57、所述多通道输入单元用于接收语音输入、按键输入、脚踏输入和甩动输入中的至少一种控制输入；

58、所述冲突处理单元用于按照预设安全优先级对不同控制输入进行冲突处理，其中紧急停止类控制输入具有最高优先级；

59、所述反馈提示单元用于获取所述当前口腔器械的执行反馈信息，并根据所述执行反馈信息输出反馈提示。

60、本技术提供的技术方案可以包括以下有益效果：

61、本技术提供的技术方案，通过获取当前口腔器械的设备类型、工作状态、可执行功能、参数调节范围和安全限制条件，并据此调用专用指令域，使语音控制指令能够与当前口腔器械的实际功能和安全边界相匹配，避免不适用于当前设备的指令被误执行，提高了全域口腔器械的兼容性和控制安全性。

62、通过对诊疗环境声音信号进行口腔诊疗噪声类型识别，并针对不同噪声类型执行对应降噪处理，能够在马达声、水流声、吸唾声、喷气声、器械碰撞声、背景对话声等复杂噪声环境下提取目标语音信号，提高术中语音识别的准确性和稳定性。

63、通过在离线状态下识别目标语音信号，并采用预设唤醒词与功能指令依次触发的方式生成待执行控制指令，使系统无需依赖外部网络即可完成语音控制，同时能够避免单一语音词汇被误识别后直接触发设备动作，降低误触发风险。

64、通过结合专用指令域、工作状态、可执行功能、参数调节范围和安全限制条件，对待执行控制指令进行合法性校验和安全校验，能够在指令执行前排除超范围、越权限或不满足安全条件的控制操作，尤其有利于提高启停控制、功率调节、转速调节、扭矩调节、程序调用等操作的安全性。

65、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。