[發明專利]腦機接口中精準視覺刺激控制方法

有效

• 申請號: 202010629983.0
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111752392B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 黃志華
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06F9/48
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 陳明鑫;蔡學俊

本發明涉及一種腦機接口中精準視覺刺激控制方法。采用視覺刺激來誘發特定的腦電信號模式并實時識別腦電信號模式是腦機接口的常見做法。然而，由于進程調度的影響，負責展現視覺刺激的進程有時被調度出CPU，視覺刺激的精準度和腦電信號模式的識別效果難以保證。本發明設計了一種控制方法來支持腦機接口中的精準視覺刺激。實現該方法的軟件系統包含生成器、執行器和控制器三個組件。生成器按照實驗要求自動生成一個圖像序列。執行器是運行在GPU上的組件。在實驗開始時控制器異步調用執行器的接口啟動執行器，執行器用精準的方式展現生成器生成的圖像序列，在實驗結束時控制器異步調用執行器的接口停止視覺刺激的展現。

技術領域

本發明涉及一種腦機接口中精準視覺刺激控制方法。

背景技術

采用視覺刺激來誘發特定的腦電信號模式并實時識別腦電信號模式是腦機接口的常見做法。然而，由于進程調度的影響，負責展現視覺刺激的進程有時被調度出CPU，視覺刺激的精準度和腦電信號模式的識別效果難以保證。因此本發明設計了一種控制方法來支持腦機接口中的精準視覺刺激。

發明內容

本發明的目的在于克服現有缺陷，提供一種腦機接口中精準視覺刺激控制方法。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種腦機接口中精準視覺刺激控制方法，實現這一方法的軟件系統由生成器、執行器和控制器三個組件構成，它們各自的功能和相互關系如下：

生成器是運行在CPU上的組件，通過與實驗員的交互接收精準視覺刺激的參數，依據顯示器的刷新率按照參數的要求自動生成一個圖像序列；執行器是運行在GPU上的組件，實現start和stop兩個支持異步調用的接口，start接口被調用后開始運行，運行過程中按顯示器的刷新率在屏幕上逐幀展現生成器生成的圖像序列，stop接口被調用后停止運行；控制器是運行在CPU上的組件，在實驗開始時異步調用執行器的start接口啟動精準視覺刺激的展現過程，隨即訪問與腦電儀相連的硬件接口在腦電信號中寫入標記，在實驗結束時異步調用執行器的stop接口停止視覺刺激的展現。

在本發明一實施例中，所述生成器的實現要點包括：

運行時生成器是一個獨立的進程；生成器具有交互界面，允許實驗員通過交互界面來描述腦機接口中精準視覺刺激的呈現方式；呈現方式包括背景畫面、刺激區域的位置和形狀、刺激的閃爍方式；閃爍方式包括隨機序列方式和正弦波方式；隨機序列方式的含義是，用0表示暗，用1表示亮，用0和1構成的隨機序列來控制刺激區域在每一幀上的亮或暗；正弦波方式的含義是，用一個指定的正弦函數來確定刺激區域在每一幀上的亮度；隨機序列方式需要實驗員指定隨機序列，正弦波方式需要實驗員指定正弦函數的幅值、頻率和相位；生成器內部實現的算法在實驗員完成參數輸入后依據顯示器的刷新率自動生成一個圖像序列。

在本發明一實施例中，所述執行器的實現要點包括：

執行器是一個運行在GPU上的組件，運行時不會受到操作系統進程調度的影響，能夠精準地按照屏幕的刷新率用生成器生成的圖像序列刷新屏幕；執行器的start和stop接口允許調用者啟動或停止視覺刺激呈現過程；執行器的start和stop接口都支持異步調用，調用者成功調用這兩個接口后都會立即返回。

在本發明一實施例中，所述控制器的實現要點包括：