[發明專利]基于眼電信號的閱讀狀態識別方法及裝置

有效

• 申請號: 201210557017.8
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN103054576A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 高小榕;鄭敏敏;閆錚;高上凱
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: A61B5/0496
• 分類號: A61B5/0496
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

1.一種基于眼電信號的閱讀狀態識別方法，其特征在于，包括步驟：

S1.采集受試者眼電信號并進行預處理；

S2.結合形態學算法對預處理后的眼電信號進行平滑處理；

S3.提取各個閱讀階段對應的特征脈沖；

S4.根據所述特征脈沖判讀受試者是否處于閱讀狀態。

2.根據權利要求1所述的閱讀狀態識別方法，其特征在于，所述步驟S1包括：

S101.在受試者眼部兩側分別設置有檢測電極，每個檢測電極分別接收并口同步信號；

S102.對所有檢測電極采集到的眼電信號經過放大以及數模轉換后進行去基線處理；

S103.根據所述并口同步信號為去基線處理后的眼電信號中每個眼電電位標定時間。

3.根據權利要求2所述的閱讀狀態識別方法，其特征在于，所述步驟S2包括：

S201.從預處理后的眼電信號中選取延遲值長度結構元素；

S202.將眼部兩側的檢測電極各自得到的眼電信號做差處理后得到水平眼電信號；

S203.根據所述延遲值長度結構元素，利用形態學算法，對所述水平眼電信號進行平滑處理。

4.根據權利要求3所述的閱讀狀態識別方法，其特征在于，所述步驟S203包括：

根據所述延遲值長度結構元素，對所述水平眼電信號依次進行開操作的腐蝕運算、膨脹運算以及閉操作的腐蝕運算、膨脹運算。

5.根據權利要求1-4任意一項所述的閱讀狀態識別方法，其特征在于，所述步驟S3包括：

S301.對平滑處理后的眼電信號進行差分處理；

S302.設定回視脈沖選取閾值以及掃視脈沖選取閾值；

S303.根據所述回視脈沖選取閾值以及掃視脈沖選取閾值從差分處理后的眼電信號中提取回視脈沖和其發生時刻以及掃視脈沖和其發生時刻。

6.根據權利要求5所述的閱讀狀態識別方法，其特征在于，所述步驟S301中差分處理的差分時間窗長度為0.015秒-0.075秒。

7.根據權利要求5所述的閱讀狀態識別方法，其特征在于，所述掃視脈沖選擇閾值為差分處理后的眼電信號最大值相反數的百分之三至百分之十，所述回視脈沖選擇閾值為差分處理后的眼電信號最大值的百分之十五至百分之三十五。

8.根據權利要求5所述的閱讀狀態識別方法，其特征在于，所述步驟S4包括：

設定判斷閾值；若相鄰回視脈沖之間的掃視脈沖個數不小于所述判斷閾值，則認為受試者處于閱讀狀態。

9.一種基于眼電信號的閱讀狀態識別裝置，其特征在于，包括依次連接的眼電信號采集模塊、眼電信號處理模塊、特征脈沖提取模塊以及閱讀狀態判斷模塊；

所述眼電信號采集模塊采集受試者的眼電信號并發送至所述眼電信號處理模塊；所述特征脈沖提取模塊對經所述眼電信號處理模塊平滑處理后的眼電信號進行差分處理，并提取各個閱讀階段對應的特征脈沖；所述閱讀狀態判斷模塊根據所述特征脈沖判讀受試者是否處于閱讀狀態。

10.根據權利要求9所述的閱讀狀態識別裝置，其特征在于，所述眼電信號采集模塊包括分別設置于受試者眼部兩側的多個檢測電極、設置于受試者乳突的參考電極、設置于受試者額頭的接地電極以及分別向每個電極發送并口同步信號的上位機。