[發明專利]一種基于穩態視覺誘發電位的雙拼中文輸入系統

在審

• 申請號: 201710033253.2
• 申請日: 2017-01-18
• 公開（公告）號: CN106802723A
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 劉鵬;李巖;隗英;范瑩瑩
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06F3/023
• 分類號: G06F3/023;G06F3/02;G06F3/01
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司14101
• 代理人: 申艷玲

技術領域

本發明涉及一種基于穩態視覺誘發電位的雙拼中文輸入系統，用于輔助殘疾人進行計算機中文輸入，屬于人機交互領域。

背景技術

據中國殘聯最新統計的數據顯示，目前，中國各類殘疾人總數已達8500萬，約占中國總人口的比例的6.21%。另外，隨著人口老齡化的情況日益加重，一些老年人也正遭受著癱瘓帶來的不便。有相當一部分的老年人和殘疾人大腦功能健全，但無法使用肢體和語音進行計算機文本輸入，在互聯網時代，難以使用計算機對他們的生活質量有了很大的影響。

腦機接口技術是21世紀一門新興的技術，該技術通過使用者的大腦與外部設備直接進行交互，為身體有缺陷但大腦正常的人群提供了一種新的控制外部設備的方法。比較流行的腦機接口技術有基于運動想象的腦機接口技術，基于P300電位的腦際接口技術以及基于穩態視覺誘發電位的腦機接口技術。目前已將存在基于P300或運動想象控制的一些中文輸入系統，例如，浙江大學的“基于P300腦電電位的中文輸入BCI系統”專利申請文件（專利號200710164418.6）提到的中文輸入方法，就屬于P300腦電點位的腦際接口技術，其方法存在以下不足：

1）使用計算機軟件進行視覺刺激，需要自行開發上位機軟件來輔助，不能很好的與已有的軟件輸入法（如搜狗輸入法）進行銜接；

2）腦電采集需要電極個數較多；

3）有線連接佩戴不方便；

4）筆畫輸入比較復雜。

發明內容

本發明旨在提供一種基于穩態視覺誘發電位的雙拼中文輸入系統，針對上述基于P300的輸入系統的不足，提出一種能夠與現有計算機輸入法銜接良好、硬件集成度高、腦電采集方便、漢字輸入簡單的基于腦機接口的漢字輸入系統，以提高殘疾人和老年人的生活質量。

本發明提供的一種基于穩態視覺誘發電位的雙拼中文輸入系統，包括雙拼輸入鍵盤、腦電采集頭戴、無線傳輸模塊、上位機；無線傳輸模塊分別與雙拼輸入鍵盤和腦電采集頭戴相連；雙拼輸入鍵盤通過USB與上位機相連；

所述的雙拼輸入鍵盤，包括多功能電路板盒、光源板、字符標識蓋；光源板通過螺絲固定在多功能電路板盒中部；字符標識蓋用螺絲固定在多功能電路板盒頂部；

所述的腦電采集頭戴，包括松緊頭帶，松緊頭帶為一圓環狀，松緊頭帶上分別設有額葉電極、枕葉電極、參考電極；松緊頭帶展開后，額葉電極置于松緊頭帶的前中部；枕葉電極置于松緊頭帶的后中部；參考電極置于松緊頭帶的左中部。

上述系統，所述腦電采集頭戴與無線傳輸模塊通過導線相連，無線傳輸模塊分為發射端和接收端兩個部分，通過藍牙傳遞信號，腦電采集頭戴采集到的腦電信號通過無線傳輸模塊的發射端發送給連接在雙拼輸入鍵盤的無線傳輸模塊接收端。

上述系統，所述多功能電路板盒包括腦電信號處理電路、編碼輸出電路、光源板控制電路；腦電信號通過無線傳輸模塊接收后傳入腦電信號處理電路進行分析處理，處理結果傳入編碼輸出電路，編碼輸出電路將最終的鍵值通過USB輸出給上位機；光源板控制電路控制光源板的光源閃爍頻率。

上述系統，所述光源板搭載40只80LM/W的白色LED光源；光源板控制電路由NE555芯片連接定值電容電阻構成，用于提供40種脈沖信號以驅動光源板進行閃爍刺激。

上述系統，所述字符標識蓋是一塊印有40個固定字符的磨砂亞克力板，所述40個固定字符分為四排，每排設有10列，第一排依次設有：

第二排依次設有：

第三排依次設有：

第四排依次設有：

上述系統，所述腦電信號處理電路包括預處理電路和信號分析電路，預處理電路由一級放大電路、二級放大電路和巴特沃斯帶通濾波電路組成；信號分析電路使用單片機調用腦電分類算法對腦電信號進行分類。

上述系統，所述無線傳輸模塊由2個藍牙硬件構成，連接在腦電采集頭戴的藍牙硬件作為數據發送端，連接在雙拼輸入鍵盤的藍牙硬件作為接收端。

上述系統中，腦電采集頭戴的松緊頭帶展開為條形，使用時首尾相扣套在用戶頭上即可；額葉電極緊貼在用戶額頭，枕葉電極置于用戶后腦枕部，參考電極夾在用戶左耳；無線傳輸模塊縫合在松緊頭帶外部。

本發明的有益效果：

（1）本發明通過空閑時間檢測來判斷使用者的當前狀態，避免了使用者自發腦電對輸入內容的影響。

（2）本發明采用雙拼輸入法，用戶輸入一個字符只需要觀察兩個閃爍鍵位即可完成輸入。