[發明專利]基于SSMVEP-ERP-OSR混合腦機接口的自動尋優方法

有效

• 申請號: 202011059020.8
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112633312B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 郭曉輝;王晶;石斌;樂贊
• 申請（專利權）人: 深圳睿瀚醫療科技有限公司
• 主分類號: G06F18/21
• 分類號: G06F18/21;G06F18/24;G06F3/01;A61G5/10
• 代理公司: 佛山市智匯聚晨專利代理有限公司 44409
• 代理人: 王晶

1.基于SSMVEP-ERP-OSR混合腦機接口的自動尋優方法，其特征在于，包括：

離線實驗：生成基礎目標分類器和最優測量電極位置來得到最優通道的基礎目標分類器；

生成基礎目標分類器：在訓練樣本采集階段，通過交叉驗證算法Leave-One-OutCross-Validation生成基礎目標分類器；

所述交叉驗證算法Leave-One-Out?Cross-Validation生成基礎目標分類器的步驟為：

la.在訓練樣本采集階段，受試者根據屏幕提示依次盯視刺激目標，得到盯視不同刺激目標時的?EEG?數據，假設有?M?個盯視目標，每個盯視目標采集了?N?組數據；將原始腦電信號數據經過濾波預處理，將數據按照不同盯視目標按類進行存儲，則有M?類數據，每類數據包含?N?組；

lb.從每類數據隨機取一組數據作為測試數據，其余N-1組數據作為訓練數據；

lc.將訓練數據經過N-1次疊加平均得到每個目標的波形模板?Template，M個目標的波形模板Template構成分類器；

ld.將?M個目標的測試數據分別與分類器中的波形模板Template做典型相關分析，若某個目標的測試數據與分類器中某個波形模板Template的相關性最大，則認為該目標的測試數據與該個波形模板Template?對應同一刺激目標；

le.將M個目標的測試數據進行分類，若M個目標的測試數據均正確分類，即分類正確率為1，則將此時分類器中的波形模板Template輸入最終模板TEMPLATE中，否則摒棄掉該分類器中的波形模板Template；

返回步驟?lb，重新從每類數據隨機取一組數據作為測試數據，重復上述過程lb-le，將上述過程迭代100次，將最終模板TEMPLATE中的波形模板Template通過疊加平均，即可生成比較成熟的基礎目標分類器，基礎目標分類器中存儲著所有目標的波形模板；

最優測量電極位置選擇：在訓練樣本采集階段，采用最優記錄電極位置選擇算法來自動尋取最優測量電極位置，步驟包括：

a.布置多個電極，進行離線實驗，記錄EEG信號；

b.每次選擇一個通道計算離線正確率，選擇使正確率最高的通道作為固定通道C1；

c.將已固定通道與其他通道依次組合，若正確率未升高，則選擇使正確率最高的C2，此時最優通道為[C1,C2],若正確率持續升高，則選擇使正確率最高的通道為C2，將C1與C2組合進行后續探索；

d.重復上述步驟c繼續探索，若正確率無法繼續升高，此時已固定通道即為最優通道；

在線測試：采集最優通道上獲取的受試者盯視刺激目標所產生的腦電信號，對采集的腦電信號進行去趨勢向和濾波預處理，進行基于EMD和CCA的SSMVEP頻域特征提取識別，判斷受試者盯視目標所在列，將最優通道上的腦電信號與刺激頻率對應目標的復雜模板進行典型相關分析，最終判定受試者盯視目標；

所述復雜模板為最優通道的基礎目標分類器內的波形模板。

2.根據權利要求1所述的基于SSMVEP-ERP-OSR混合腦機接口的自動尋優方法，其特征在于，信號采集方式為通過電極帽采集受試者頭皮腦電信號，所述頭皮腦電信號由受試者盯視刺激目標時產生，所述刺激目標為計算機屏幕播放的SSMVEP-ERP-OSR混合范式，用于檢測的所述電極包括?O1、O2、OZ、PO4、PO8、PO3、PO7、P3、CZ、FZ、FCZ、POZ、PZ、P4、CPZ，參考電極位于左側耳垂，地電極為Fpz。

3.根據權利要求2所述的基于SSMVEP-ERP-OSR混合腦機接口的自動尋優方法，其特征在于，所述屏幕播放的SSMVEP-ERP-OSR混合范式包括三行三列牛頓環，每個牛頓環的直徑為4.8deg，第一列和第三列牛頓環距屏幕中心的距離均為視角的9.6deg，第一行和第三行牛頓環距屏幕中心的距離均為視角的6.4deg。