[發明專利]一種視覺P300-Speller腦-機接口方法

有效

• 申請號: 201110325897.1
• 申請日: 2011-10-24
• 公開（公告）號: CN102508545A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 綦宏志;孫長城;陳龍;陳元園;萬柏坤;明東
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 溫國林

1.一種視覺P300-Speller腦-機接口方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1)獲取刺激界面，所述刺激界面中包括N＞＞36的字符，所述字符按照預設間隔進行排布，其中，N為字符的個數，N的取值為大于36的正整數；

(2)對所述刺激界面中的所述字符進行空間編碼，依照柵格面編碼控制所述刺激界面中的所述字符進行閃爍；

(3)對腦電信號進行數字化記錄，對記錄到的所述腦電信號進行帶通濾波，將每一次閃爍刺激之后的EEG數據片段從連續的EEG數據中提取出來；

(4)對所述每一次閃爍刺激之后的EEG數據片段進行預處理，去除眼電信號，獲取P300腦電信號；

(5)將所述P300腦電信號的時域特征作為識別特征，獲取特征向量；

(6)對所述特征向量進行模式識別，輸出目標字符。

2.根據權利要求1所述的一種視覺P300-Speller腦-機接口方法，其特征在于，步驟(2)中的所述對所述刺激界面中的所述字符進行空間編碼，依照柵格面編碼控制所述刺激界面中的所述字符進行閃爍具體為：

將N個字符隨機分配到一個m×n×p的立方體網格中，m≥n≥p，且滿足m×n×p≥N，(m-1)×n×p≤N，每個小格子代表一個字符；閃爍時按照所述柵格面進行閃爍，一次點亮一個柵格面中的所有字符。

3.根據權利要求1所述的一種視覺P300-Speller腦-機接口方法，其特征在于，步驟(4)中的所述預處理具體為：

0.5-40Hz的帶通濾波和利用獨立分量分析去除所述眼電信號。

4.根據權利要求3所述的一種視覺P300-Speller腦-機接口方法，其特征在于，所述利用獨立分量分析去除所述眼電信號具體為：

采用信息極大化方法對采集的所述腦電信號進行所述獨立分量分析，得到若干個獨立成分，采用眼電相關性判別法在所述若干個獨立成分中尋找到相應的眼電成分，將所述眼電成分進行置零化處理然后進行數據重構，去除所述眼電信號。

5.根據權利要求1所述的一種視覺P300-Speller腦-機接口方法，其特征在于，步驟(6)中的所述對所述特征向量進行模式識別，輸出目標字符具體為：

通過Fisher判別分析對所述特征向量進行模式識別，輸出所述目標字符。

6.根據權利要求5所述的一種視覺P300-Speller腦-機接口方法，其特征在于，所述通過Fisher判別分析對所述特征向量進行模式識別，輸出所述目標字符具體為：

所述Fisher判別分析的決策函數為L＝W×H+b，W是經訓練數據集獲得投影方向矢量，H是進行識別判斷的樣本特征向量，b是偏置量，經訓練得到一個決策函數值L_i，對重復刺激的若干個L_i采用疊加法進行綜合判斷，即對相同刺激的多次重復L_i進行疊加，然后比較每個刺激的∑L_i，選取其中最大的判斷為靶刺激，按照上述步驟一次對三維柵格進行識別，最后確定出所述目標字符，其中，i為決策函數值的個數。