[發(fā)明專利]基于腦電波分析的便攜式意念撥號(hào)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810169576.9
• 申請(qǐng)日: 2018-02-28
• 公開（公告）號(hào): CN108415569B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高忠科;杜秀蘭;蔡清;黨偉東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F3/01
• 分類號(hào): G06F3/01;H04M1/725
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 杜文茹

1.一種基于腦電波分析的便攜式意念撥號(hào)系統(tǒng)，包括頭帶電極帽的被試者(2)，其特征在于，還設(shè)置有用于激勵(lì)被試者(2)的視覺激勵(lì)界面(1)，通過Wifi與所述電極帽通信用于采集被試者(2)腦電信號(hào)的腦電信號(hào)采集模塊(3)，與所述腦電信號(hào)采集模塊(3)的輸出端相連用于對(duì)所述腦電信號(hào)進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)處理模塊(4)，所述數(shù)據(jù)處理模塊(4)的輸出端通過UART通信協(xié)議(5)有線連接用于向外部發(fā)送信息的手機(jī)通信模塊(6)，所述手機(jī)通信模塊(6)的輸出端無線連接用于接收手機(jī)通信模塊(6)所發(fā)送的信息的手機(jī)(7)；所述的數(shù)據(jù)處理模塊(4)采用DSP芯片，用于對(duì)接收到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行如下處理：

1)采用典型相關(guān)分析法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行空間濾波和通道擬合，包括

(1)創(chuàng)建模板信號(hào)X

其中f_s表示采樣頻率，f_i表示刺激頻率，t為1～n的序列，n表示每一個(gè)通道的數(shù)據(jù)點(diǎn)總數(shù)，

設(shè)采集到的多通道腦電信號(hào)為Y，

Y∈R^m×n

其中m為多通道腦電信號(hào)的通道個(gè)數(shù)；

將模板信號(hào)X與多通道腦電信號(hào)Y進(jìn)行比較，選取相關(guān)性最大的4個(gè)通道；

(2)通過最大化相關(guān)系數(shù)ρ求出所選通道擬合后的序列y

求得系數(shù)向量W_X與W_Y，通過公式y(tǒng)＝Y(jié)^TW_Y，得到擬合后序列y；

2)通過FFT將序列y轉(zhuǎn)換為頻域下的能量序列u進(jìn)行分析

u＝ABS(FFT(y))

其中ABS為取絕對(duì)值操作；

3)建立可視圖復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)鄰接矩陣，提取所述網(wǎng)絡(luò)中對(duì)應(yīng)視覺激勵(lì)界面(1)編號(hào)為1～12個(gè)圖片頻率處的度值；

4)將每個(gè)頻率所對(duì)應(yīng)的特征指標(biāo)度值k_i放入到特征向量k_f中，得到k_f＝[k₁,k₂...k_i]，采用Fisher分類器對(duì)特征向量k_f進(jìn)行分類，i表示第i個(gè)頻率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于腦電波分析的便攜式意念撥號(hào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的視覺激勵(lì)界面(1)是由編號(hào)為1～12個(gè)不同頻率閃爍的圖片構(gòu)成，所述圖片頻率設(shè)置范圍為8Hz～13.5Hz，頻率之間的最小間隔為0.5Hz，1～12個(gè)不同頻率閃爍圖片的頻率排布順序?yàn)?-10-12-10.5-8.5-9.5-13.5-11-12.5-9-13-11.5Hz。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于腦電波分析的便攜式意念撥號(hào)系統(tǒng)，其特征在于，所述1～12個(gè)圖片中每一個(gè)圖片對(duì)應(yīng)一個(gè)任務(wù)，其中，編號(hào)為1～5的圖片對(duì)應(yīng)于家人的手機(jī)號(hào)碼，編號(hào)為6的圖片對(duì)應(yīng)于病人的主治醫(yī)生，編號(hào)為7～8的圖片分別對(duì)應(yīng)于120急救中心和119，編號(hào)為9的圖片對(duì)應(yīng)于一條短信，編號(hào)為10～12的圖片依次對(duì)應(yīng)于接聽鍵、確定鍵和信息接收鍵。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于腦電波分析的便攜式意念撥號(hào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的腦電信號(hào)采集模塊(3)包括有用于將接收到的多通道腦電信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(3.1)，與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(3.1)相連的微處理器(3.2)，所述微處理器(3.2)用于驅(qū)動(dòng)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(3.1)，并將模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(3.1)輸出的十六進(jìn)制數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)字信號(hào)再輸出給數(shù)據(jù)處理模塊(4)。