[發(fā)明專利]一種基于SSVEP的注意力測評方法、訓(xùn)練方法以及腦機接口

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910783497.1
• 申請日: 2019-08-23
• 公開（公告）號: CN110537929B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋星
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州曼安智能科技有限公司
• 主分類號: A61B5/16
• 分類號: A61B5/16;A61B5/369
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 賈玉霞

本發(fā)明公開一種基于SSVEP的注意力測評方法、訓(xùn)練方法以及腦機接口，通過顯示測試圖像刺激受試者的視覺，采集受試者的腦電波，提取所述腦電波中的SSVEP，使用SSVEP的幅值特征表征受試者的注意力程度。本發(fā)明的方法實現(xiàn)注意力程度的量化，提高了注意力程度評測的準(zhǔn)確性和可用性；提高腦電信號能夠反映的信息維度，提高腦機接口的可用性，拓寬腦機接口的運動控制功能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及腦電識別技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于SSVEP的注意力測評方法、訓(xùn)練方法以及腦機接口。

背景技術(shù)

腦機接口(Brain-Computer Interface，BCI)，是在人或動物腦與外部設(shè)備間建立的直接連接通路。目前，他主要是通過采集和分析不同狀態(tài)下的腦電信號，然后使用一定的技術(shù)手段在人腦與計算機或者其他電子設(shè)備之間建立起直接的交流和控制通道，使人可以直接通過控制自身大腦活動來操控外界設(shè)備，不需要語言和肢體動作。注意力是指人的心理活動指向和集中于某種事物的能力。注意力是腦電信號研究的一個方面，通過研究腦電信號可以一定程度的了解一個人的注意力集中水平。當(dāng)前對注意力集中程度的判斷主要有行為觀察法或腦波頻帶能量法，前者只能做到定性分析，后者只能做到粗略注意力等級劃分，同時存在延遲大，分類不準(zhǔn)確，易受外界干擾等問題。

SSVEP，即穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位，是指人的大腦視覺皮層在受到一個固定頻率的視覺刺激的時候，會產(chǎn)生一個連續(xù)的與視覺刺激頻率有關(guān)的響應(yīng)。它可以可靠地應(yīng)用于腦-機接口系統(tǒng)(BCIs)，相對于給予其他信號，如P300以及運動想象的BCIs而言，SSVEP BCIs通常具有更高的信息傳輸率，系統(tǒng)和實驗設(shè)計更加簡便，而且需要的訓(xùn)練次數(shù)也比較少。現(xiàn)有的技術(shù)都是通過SSVEP來判斷受試者注視的目標(biāo)，并沒有涉及到通過受試者的SSVEP來檢測注意力集中程度的情況。如中國專利CN105302309B，公開日2018年1月12日，一種基于SSVEP腦機接口的腦電波指令識別方法，通過刺激源的閃爍頻率對人的視覺進行刺激，采用“指令碼元+特征位”的方法對刺激源進行編解碼，其中指令碼元為指令的編碼，特征位處于確定位數(shù)的指令碼元之間，起間隔識別的作用；使用電極采集受到刺激產(chǎn)生的腦電信號；將采集到的原始腦電信號進行濾波與解調(diào)，最終獲得指令碼元，從而獲得想要的指令類型。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的為解決現(xiàn)有的注意力測評方法不能量化注意力程度的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種將注意力程度量化的基于SSVEP的注意力測評方法、訓(xùn)練方法以及腦機接口。

本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種基于SSVEP的注意力測評方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

以頻率f顯示測試圖像，刺激受試者的視覺，采集受試者的腦電波；

提取所述的腦電波中與頻率f相關(guān)的SSVEP；

使用SSVEP的幅值特征的表征A_x，評價受試者的注意力集中程度，所述的A_x為本征頻率f的幅值和/或倍頻的幅值的組合。

進一步地，所述的A_x具體計算公式如下

其中，a_i為加權(quán)系數(shù)，M_fi表示SSVEP中第i次諧波分量的幅值的函數(shù)。

進一步地，所述的加權(quán)系數(shù)a_i計算公式如下：

進一步地，新受試者進行注意力測評前，先進行m次的預(yù)測評，記錄每次預(yù)測評中SSVEP的幅值特征的表征最大值A(chǔ)_max，取m次預(yù)測評中表征最大值A(chǔ)_max的最大值，作為該被試者測評的參考值A(chǔ)_ref,正式測評得到的SSVEP的幅值特征的表征為A_x，則受試者注意力瞬時測評得分