[發明專利]基于腦電控制的多尺度光標定位方法

有效

• 申請號: 201710609207.2
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107390873B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 施明輝;劉向前;陳可贏;周昌樂;李紹滋;晁飛;江敏;徐素霞
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

基于腦電控制的多尺度光標定位方法，涉及一種基于腦電控制的光標定位方法。1)開始時，光標位于光標界面的中心，待定位區域為整個光標界面；2)將待定位區域按水平中心線和垂直中心線分成左上、左下、右上、右下四個大小相同的子區域；3)使用者通過腦電信號將光標定位到待定位區域中的某個子區域的中心；4)判斷光標是否在目標位置，若是，則方法結束；否則，將光標當前所在的子區域當作新的待定位區域，然后返回步驟2)。采用多尺度定位的方式對基于腦電控制的光標進行定位，克服了傳統的基于腦電控制的光標每次只能移動一小段距離的不足，大大提高了定位速度；只使用SSVEP一種腦電信號，操作簡單、方便。

技術領域

本發明涉及一種基于腦電控制的光標定位方法，尤其是涉及一種采用多尺度定位的方式對基于腦電控制的多尺度光標定位方法。

背景技術

腦機接口(Brain-Computer Interface,BCI)是近幾年發展起來的一種新型人機交互方式，它不依賴于大腦的正常輸出通路(即外周神經和肌肉組織)，可以將腦電信號直接轉化成外部設備的操作命令。BCI研究涉及眾多學科，如神經科學、信號處理、模式識別、控制理論等，這些學科的交叉發展推動了BCI研究的推進。BCI的基礎理論與臨床應用研究，已被納入腦科學和神經工程學的范疇，也被國際上的很多權威機構認為是21世紀腦與神經科學研究中的最前沿與熱點之一。

穩態視覺誘發電位(Steady-State Visual Evoked Potential,SSVEP)是目前BCI領域中研究較多的一種腦電信號，其生理基礎是人眼注視某特定頻率的周期性閃爍時，會在大腦皮層視覺區誘發一個連續的與刺激頻率相同或成諧振關系的響應。SSVEP的刺激頻率一般要大于6Hz，這樣各次刺激引起的響應在時間上就不斷重疊，從而加強了信號的特征。

現有技術中，使用BCI系統完成光標控制的方法采用的定位方式是：每一次將光標沿著某個方向移動一定的距離。如中國專利201010509561.6公開一種腦機接口的二維光標控制方法及裝置，分別利用運動想象電位和P300電位控制光標的水平移動和垂直移動。中國專利201510589210.3公開一種基于運動想象和mVEP信號控制的鼠標移動控制方法，分別利用運動想象信號和mVEP信號計算光標下一時刻在水平方向和垂直方向上的位移。這種定位方式雖然簡單，但定位速度較慢。

發明內容

為克服現有技術的上述缺陷，本發明的目的在于提供基于腦電控制的多尺度光標定位方法。

本發明包括以下步驟：

1)開始時，光標位于光標界面的中心，待定位區域為整個光標界面；

2)將待定位區域按水平中心線和垂直中心線分成左上、左下、右上、右下四個大小相同的子區域；

3)使用者通過腦電信號將光標定位到待定位區域中的某個子區域的中心；

4)判斷光標是否在目標位置，若是，則方法結束；否則，將光標當前所在的子區域當作新的待定位區域，然后返回步驟2)。

在步驟3)中，所述使用者通過腦電信號將光標定位到待定位區域中的某個子區域的中心的具體方法包括以下步驟：

(1)使用者注視刺激界面，以誘發腦電信號中的SSVEP響應；

(2)將通過電極帽采集的腦電信號進行模數轉換和放大，然后傳輸到信號處理系統；

(3)信號處理系統對接收的腦電信號進行處理，檢測SSVEP的頻率，并將該頻率對應的命令發送給光標控制程序；

(4)光標控制程序根據接收的命令的類型，將光標定位到待定位區域中的相應子區域的中心。

在步驟3)第(1)部分中，所述刺激界面上分布著五個按照不同頻率閃爍的發光塊，分別代表“左上子區域”、“左下子區域”、“右上子區域”、“右下子區域”、“撤銷”命令。