[發(fā)明專利]一種基于眼電編碼的人機交互系統(tǒng)及其交互方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810458581.1
• 申請日: 2018-05-14
• 公開（公告）號: CN109144238B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設計）人: 孫佳楠;溫紹龍;權(quán)錫鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 孫佳楠
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 鄭州知一智業(yè)專利代理事務所(普通合伙) 41172
• 代理人: 郜廷偉

1.一種基于眼電編碼的人機交互系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的眼電信號采集模塊、眼電信號預處理模塊、眼動特征提取和眼動方向分類模塊、眼電編碼模塊、字符輸出顯示模塊；

所述眼電信號采集模塊用于眼球運動電信號的采集和放大濾波，并將采集到的眼電信號傳送給所述眼電信號預處理模塊；所述眼電信號預處理模塊采用基于無意識眨眼噪聲檢測的中值濾波算法去除無意識眨眼偽跡并對眼電信號平滑處理，基于短時能量歸一化的三閾值起止點檢測方法對眼電信號進行眼動段提取，得到預處理眼電信號；所述眼動特征提取和眼動方向分類模塊基于多分辨率分析法提取預處理眼電信號的特征向量并用糾錯編碼支持向量機尋找最優(yōu)分類器進而對預處理眼電信號進行特征分類，得到八方向眼電信號，所述眼電編碼模塊賦予八方向眼電信號以二進制編碼，所述字符輸出顯示模塊將根據(jù)該二進制編碼輸出相應字符。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于眼電編碼的人機交互系統(tǒng)，其特征在于，所述眼電信號采集模塊同眼電信號預處理模塊、眼動特征提取和眼動方向分類模塊、眼電編碼模塊、字符輸出顯示模塊后續(xù)模塊之間通過TCP/IP協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于眼電編碼的人機交互系統(tǒng)，其特征在于，所述眼電信號采集模塊包括設置于使用者眼部周圍的六個電極；采集電極中兩個設置于右眼球垂直中軸線處，距離眼球20mm處，兩個設置于左右眼球水平中軸線處，距離眼角20mm處；參考電極和接地電極設置于額頭和頭頂中心處。

4.一種基于權(quán)利要求1或2或3所述人機交互系統(tǒng)的交互方法，其特征在于，該交互方法的步驟是：

S1、所述眼電信號采集模塊用于眼球運動電信號的采集并進行放大濾波，并將采集到的眼電信號傳送給所述眼電信號預處理模塊；

S2、所述眼電信號預處理模塊采用基于無意識眨眼噪聲檢測的中值濾波算法去除無意識眨眼偽跡并對眼電信號平滑處理，基于短時能量歸一化的三閾值起止點檢測方法對眼電信號進行眼動段提取，得到預處理眼電信號；

S3、所述眼動特征提取和眼動方向分類模塊基于多分辨率分析法提取預處理眼電信號的特征向量并采用基于糾錯編碼支持向量機尋找最優(yōu)分類器對預處理眼電信號進行特征分類，得到八方向眼電信號；

S4、所述眼電編碼模塊賦予八方向眼電信號以二進制編碼；

S5、所述字符輸出顯示模塊將根據(jù)該二進制編碼輸出相應字符。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的交互方法，其特征在于，所述眼電信號采集模塊的六個電極掃視角度為45度，掃視持續(xù)時間不超過0.8s；所述眼電信號采集模塊將眼球運動分為八個可控的運動模式，該八個可控的運動模式為上、下、左、右、左上、左下、右上、右下眼球掃視運動。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的交互方法，其特征在于，所述交互方法選擇編碼長度最短、碼間漢明距離最大的糾錯編碼作為最優(yōu)分類器。