[发明专利]基于逻辑思维和形象思维的脑机接口方法

摘要

本发明公开了一种基于逻辑思维和形象思维的脑机接口方法及装置，涉及脑机接口技术的新颖范式涉及，特征提取分类与分类领域。实验要求被试进行心算以及三维物体旋转，采集了六个电极的信号，采用共空间模式提取特征值。针对共空间模式适用于多个电极以及特征值的问题，改进了共空间滤波算法，将一个电极的脑电信号进行不同频段和时段的分离，并将这些脑电信号进行特征提取计算。将特征值进行支持向量机的分类，通过离线数据分析，这种数据处理可以达到比较优秀的分类效果。本发明构建了基于逻辑思维和抽象思维的脑机接口，提高了系统的可靠性，减小实验想象难度，以及长期实验造成的视觉疲劳，提高了脑机接口系统的舒适性，扩展了更多的适用人群。

主权项

基于逻辑思维和形象思维的脑机接口方法，其特征在于：包括顺序执行的以下步骤：步骤一、在被试者头部设置脑电信号采集模块，通过逻辑思维任务与形象思维任务的范式，利用单导联脑电采集方法采集得到被试者在不同刺激状态下的原始脑电信号；单次实验的范式设计如下：首先被试者保持至少2秒钟的平静状态，采集该平静状态下对应的脑电信号作为参考；然后进行逻辑思维任务或形象思维任务，其中逻辑思维任务为在屏幕中出现算式、被试者根据算式进行心算，形象思维任务为在屏幕中出现一形状、被试者想象该形状在三维空间旋转；步骤二、对原始脑电信号进行预处理，然后进行空间、时间以及频率的三维空间的处理；具体为，对于单次实验，将预处理完成后的脑电信号进行拉普拉斯空间滤波，获得消除空间上对脑电信号的干扰之后的脑电信号；接着一方面将经过拉普拉斯空间滤波后的脑电信号平均分为4段，构成时域脑电信号；同时还将经过拉普拉斯空间滤波后的脑电信号进行短时傅里叶变换至频域空间，提取思维活动最活跃的5个频率段，构成频域脑电信号；步骤三、利用单电极共空间模式算法对经步骤二处理后的脑电信号提取特征向量；步骤四、通过支持向量机对步骤三中提取得到的特征向量交叉验证分类，获得脑电信号分类结果输出。