[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

本發明公開了基于SSMVEP?ERP?OSR混合腦機接口的自動尋優算法。基于SSMVEP?ERP?OSR混合腦機接口的自動尋優算法包括數據采集、腦電信號預處理、離線實驗、生成基礎目標分類器、最優測量電極位置選擇、在線測試并將在先測試得到的識別結果轉化為目標控制指令并實施對輪椅的控制。本發明基于SSMVEP?ERP?OSR混合腦機接口的自動尋優算法，通過基于SSMVEP?ERP?OSR混合腦機接口范式，增加了目標數，進而提高了輪椅控制的更多指令，增加了受試者控制輪椅的靈活性，提出了基于復雜模板與CCA的時頻特征分步識別算法，通過最優通道的選取提高了控制的準確率及實時性。

技術領域

本發明涉及腦電信號識別領域，特別涉及基于SSMVEP-ERP-OSR混合腦機接口的自動尋優方法。

背景技術

由于交通事故、工傷、疾病等緣由的頻繁發生，下肢殘疾人數正在逐步上升。根據我國?2006?年殘疾人抽樣調成數據得知，目前我國殘疾人總人數為?8296?萬人?,?其中肢體殘疾者為?2412?萬人，占殘疾人總人數的?29.07％。大多數下肢殘疾人利用電動輪椅進行日常出行，坐在輪椅上的人通過操作輪椅上的按鈕或操作桿即可實現輪椅的啟停、前進、后退等操作，但是對于一部分手部活動不便的老年人及殘障人士而言，極大的限制了其操作性，一定程度上降低了輪椅的便利性。腦機接口是人腦-計算機接口的簡稱，是基于腦電信號實現大腦與電子設備之間直接交流通訊和控制的技術。由于不依賴常規的大腦輸出通路，腦機接口為人的大腦開辟了全新的與外界進行信息交流和控制的途徑。

視覺誘發電位（Visual?Evoked?Potential,VEP）是大腦皮質枕葉區對視覺刺激發生的電反應，是代表視網膜接受刺激，經視路傳導至枕葉皮層而引起的電位變化。當視覺刺激的刺激頻率在6Hz以上時，大腦視覺系統產生的對外部持續周期性視覺刺激的響應，即為穩態視覺誘發電位（Steady?State?Visually?Evoked?Potential,SSVEP）。然而，在傳統的SSVEP-BCI領域，大多數研究是基于閃爍或閃爍的反襯變化，很少有研究運動對視覺刺激的影響及其潛在的穩態BCI的設計。穩態運動視覺誘發電位(Steady-State?Motion?VisuallyEvoked?Potentials,?SSMVEP)就是利用一種特殊的運動視覺刺激，類似于牛頓環周期性的擴張和收縮運動。與對光的感知和顏色對比類似運動感知也是對人類視覺系統的基本任務之一?；诜€態運動視覺誘發電位的BCI系統主要優點是無需訓練，信號獲取容易，相比與光閃爍范式還可以減少視覺疲勞。缺省刺激響應（Omitted?stimulus?response,?OSR）是一種內因性的大腦反應，是指重復性感官刺激的停止可以引起頭皮電位的一系列模式特征，是一系列有規律的感官刺激缺失后可以誘發出來。

腦機接口技術已被廣泛的引入到智能輪椅的控制技術中，其中腦機接口技術主要包括運動想象和穩態視覺誘發的腦機接口?；谶\動想象腦電控制的智能輪椅系統主要存在準確率低和個體差異較大等不足，基于穩態視覺誘發電位控制的輪椅系統主要存在控制指令較少，訓練時間較長等不足。

發明內容

本發明的目的是提供一種解決上述目前已存在的至少一個問題的的基于SSMVEP-ERP-OSR混合腦機接口的自動尋優方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案，基于SSMVEP-ERP-OSR混合腦機接口的自動尋優方法，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；

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