[发明专利]一种基于“开关到目标”的异步视觉诱发脑-机接口方法

摘要

一种基于“开关到目标”的异步视觉诱发脑‑机接口方法，先安放电极和安装眼动仪，然后进行眼动仪校准，再通过构建的眼动仪开关界面进行开关单元选择，进入视觉诱发刺激界面，选择与开关单元相对应的刺激单元作为目标刺激，通过对采集到的脑电信号进行目标识别，完成目标识别任务；本发明将快速灵敏的眼球位置定位与异步视觉诱发脑机接口相结合，降低误触发率并使系统快速响应；同时在一定程度上增加使用舒适度和降低疲劳感。

主权项

1.一种基于“开关到目标”的异步视觉诱发脑‑机接口方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，进行硬件连接：1.1)在使用者头部视觉枕区n个位置分别安放测量电极A1、A2、…、An，在其单侧耳垂位置安放参考电极R，在其前额Fpz位置安放地电极G；1.2)安装眼动仪：眼动仪居中放置在计算机屏幕的正下方，保持计算机屏幕与水平面夹角范围为90°～120°，通过眼动仪的校准程序调整使用者与计算机屏幕的距离m，距离m范围为40～90cm；步骤2，进入“开关到目标”的目标选择界面：“开关到目标”的目标选择界面分为开关界面和刺激界面；开关界面是由屏幕上N个开关单元S1、S2、…、Sn组成，每个开关单元是直径为D像素大小的圆，将当前人眼注视位置以左右眼注视位置横纵坐标分别取平均值的形式实时同步地显示在计算机屏幕上，当使用者的注视位置落在开关单元内时，开关打开，而当使用者的注视位置未落在开关单元内时，开关关闭；刺激界面是屏幕上显示的N个棋盘格运动刺激单元T1、T2、…、Tn，并且对应放置在开关界面中N个开关单元的位置，刺激单元通过正弦或余弦调制方式进行收缩和扩张，形成视觉刺激；开关单元与刺激单元位置重合且分时呈现，当使用者的注视位置落在任意一个开关单元内时，开关打开，开关单元消失，刺激单元出现，使用者选择该位置的刺激目标来进行识别任务；步骤3，对采集到的脑电信号进行目标识别，计算机同步记录刺激开始与结束的时间，并通过测量电极采集原始脑电信号，通过典型相关分析CCA(Canonical Correlation Analysis)算法和线性判别分析LDA(Linear Discriminant Analysis)算法辨识使用者注视的目标；步骤4，判断单次识别任务是否结束，在单次识别任务进行的过程中，通过时间滑移窗截取相同长度的脑电数据进行目标识别，当相邻两次的目标识别结果相同时，则判断为目标，计算机通过屏幕指示出使用者所注视的目标，实现对使用者的视觉反馈，并且判定该单次识别任务结束；步骤5，计算机完成单次识别任务后，返回步骤2，恢复开关界面，此时刺激单元消失，开关单元出现，重复步骤2、步骤3和步骤4，进行下一次目标识别任务。