[发明专利]一种基于运动想象和视觉注意混合脑机接口的电子邮件通信系统及方法

摘要

一种基于运动想象和视觉注意混合脑机接口的电子邮件通信系统及方法，其系统包括视觉刺激器、脑电采集平台、系统控制单元、数据处理模块、光标控制模块、以及字符输入模块。其中所述的视觉刺激器包括基于LCD的视觉刺激器和基于LED的视觉刺激器，前者以界面显示方式提供给用户，后者由硬件电路实现。其方法是由基于运动想象和基于LCD视觉注意的混合脑机接口模拟计算机鼠标，实现二维光标的运动控制与目标选择，由基于LED视觉注意的脑机接口模拟计算机键盘，实现邮件地址和内容的输入；“鼠标”与“键盘”工作模式由LCD刺激器中的刺激键进行切换。本发明具有光标运动控制精度高、稳健性好，以及字符输入准确率高等优点。

主权项

一种基于运动想象和视觉注意混合脑机接口的电子邮件通信系统，其特征是包括视觉刺激器、脑电采集平台、系统控制单元、数据处理模块、光标控制模块、以及字符输入模块，其中系统控制单元、数据处理模块、光标控制模块、以及字符输入模块在计算机中通过软件实现；视觉刺激器包括LCD视觉刺激器和LED视觉刺激器，用于诱发稳态视觉诱发电位信号，LCD视觉刺激器以界面显示方式提供给用户；脑电采集平台包括电极帽和脑电采集仪，电极帽采集脑电信号，脑电采集仪对采集的脑电信号进行放大、滤波和模数转换，并将数字化的脑电信号通过数据线输入计算机；系统控制单元接收、保存脑电数据，提供系统工作界面，并控制LCD视觉刺激器的刺激键以设定的频率闪光；数据处理模块对运动想象脑电数据和视觉注意脑电数据分别进行实时预处理、特征提取和分类识别；光标控制模块根据分类识别的结果计算光标在水平和垂直方向的位移，控制光标进行连续的二维运动，并对感兴趣的目标进行选择；字符输入模块启动LED视觉刺激器，根据数据处理模块分类识别的结果确定输入的字符，并将输入的字符显示在光标所在的位置；所述的LCD视觉刺激器包含8个刺激键，分布于屏幕四周；其中上边框中左、右各一个“up”刺激键以10Hz频率闪光，用于控制光标在垂直方向向上运动；下边框中左、右各一个“down”刺激键以12Hz的频率闪光，用于控制光标在垂直方向向下运动；上、下边框中间各一个“mouse/keyboard”刺激键以15Hz的频率闪光，用于系统在“鼠标”与“键盘”模式之间进行切换；左、右边框中间各一个“stop”刺激键以20Hz的频率闪光，用于对感兴趣的目标进行选择；所述的LED视觉刺激器包括32个刺激键，它们以不同的频率闪光，频率范围在6Hz～28Hz之间，频率间隔为0.5Hz，用于字符与数字输入。