[發明專利]視覺刺激系統、視覺刺激產生方法及BCI系統

有效

• 申請號: 201710516390.1
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107291239B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 高小榕;秦嘉策;李想;林科
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06F3/0488;G06F3/14
• 代理公司: 北京睿邦知識產權代理事務所(普通合伙) 11481
• 代理人: 徐丁峰

1.一種視覺刺激系統，其特征在于，包括：

第一顯示屏系統，所述第一顯示屏系統包括第一顯示屏和與所述第一顯示屏連接的第一控制主機，所述第一顯示屏為以LCD為基礎的透明顯示器；以及

第二顯示屏系統，所述第二顯示屏系統包括第二顯示屏和與所述第二顯示屏連接的第二控制主機；

其中，所述第二顯示屏設置在所述第一顯示屏的正后方與所述第一顯示屏具有間距，所述第二顯示屏于所述第一顯示屏上的正投影完全落入所述第一顯示屏內，所述第二顯示屏射出的光的偏振角度與所述第一顯示屏面對第二顯示屏的一側的光偏振角度一致。

2.根據權利要求1所述的視覺刺激系統，其特征在于，所述第一顯示屏具有顯示區域和邊框區域，所述第一顯示屏系統還包括背光源，所述背光源設置在所述邊框區域內，所述第二顯示屏于所述第一顯示屏上的正投影完全落入所述顯示區域內。

3.一種視覺刺激產生方法，其特征在于，通過權利要求1-2中任意一項所述的視覺刺激系統提供視覺刺激，包括步驟：

將兩個不同的視覺刺激文件分別通過所述第一顯示屏和所述第二顯示屏展示給受試者；

獲得受試者對于兩個不同視覺刺激的反饋；

在復合刺激模式與單刺激模式之間進行切換。

4.根據權利要求3所述的視覺刺激產生方法，其特征在于，在復合刺激模式下，包括讓兩個不同視覺刺激在視覺上達到疊合效果步驟。

5.根據權利要求4所述的視覺刺激產生方法，其特征在于，讓兩個不同視覺刺激在視覺上達到疊合效果步驟包括：

使兩個不同視覺刺激的重疊性最大化；

使兩個不同視覺刺激在位置上達到重疊效果；

使兩個不同視覺刺激的亮度接近；

使兩個不同視覺刺激的清晰程度足夠；

使兩個不同視覺刺激在轉化時的速率接近。

6.根據權利要求5所述的視覺刺激產生方法，其特征在于，使兩個不同視覺刺激的重疊性最大化步驟中，需使所述第一顯示屏和所述第二顯示屏的光偏振角合適，以便所述第二顯示屏射出的光的偏振角度與所述第一顯示屏面對第二顯示屏的一側的光偏振角度一致。

7.根據權利要求5所述的視覺刺激產生方法，其特征在于，使兩個不同視覺刺激在位置上達到重疊效果步驟又包括：

調整所述第一顯示屏與所述第二顯示屏之間的前后距離；

調整所述第一顯示屏與所述第二顯示屏之間的上下左右的相對位置。

8.根據權利要求5所述的視覺刺激產生方法，其特征在于，使兩個不同視覺刺激的亮度接近步驟又包括：

所述第二顯示屏利用電腦自帶功能調整亮度；

所述第一顯示屏通過背光源電壓大小的調整來控制其亮度。

9.根據權利要求5所述的視覺刺激產生方法，其特征在于，使兩個不同視覺刺激的轉化時的速率接近步驟中，使所述第一顯示屏和所述第二顯示屏的刷新率均不低于60Hz。

10.一種BCI系統，其特征在于，包括：

如權利要求1-2中任意一項所述的視覺刺激顯示系統；以及

交互控制模塊，所述交互控制模塊包括腦電信號采集平臺和實時處理系統；

其中，所述腦電信號采集平臺用于實時采集所述第一顯示屏或/及所述第二顯示屏顯示的視覺刺激信號，經過放大、濾波與模數轉換后，通過數據線輸入所述實時處理系統；所述實時處理系統用于對接收的視覺刺激信號進行實時處理，檢測SSVEP信號的頻率，并將其代表的命令傳送到所述第二控制主機；所述第二控制主機用于根據命令的類型做相應的處理，并通過所述第二顯示屏做相應的顯示。

11.根據權利要求10所述的BCI系統，其特征在于，所述第一控制主機用于控制在所述第一顯示屏上呈現虛擬按鍵組，所述虛擬按鍵組以不同的頻率閃爍以產生不同頻率的視覺刺激。