[發明專利]多人腦機接口投票決策系統及方法

在審

• 申請號: 202011453676.8
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112462947A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 于揚;葉澤祺;周宗潭;胡德文;沈輝;慕耀增
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06F3/14;G06F7/58;G06K9/62
• 代理公司: 長沙市護航專利代理事務所(特殊普通合伙) 43220
• 代理人: 莫曉齊

本發明提供了一種多人腦機接口投票決策系統及方法。所述多人腦機接口投票決策系統包括腦機接口、任務識別機制及數據處理系統，所述腦機接口與所述任務識別機制連接，所述數據處理系統與所述任務識別機制連接，所述腦機接口可接收多個被試者的腦電信息，所述任務識別機制為N×N二維RC范式界面屏幕，每個被試者對應一個N×N二維RC范式界面屏幕，所述數據處理系統包括范式測試系統及被試者腦電信號數據處理模塊，能獲得每個被試者識別的待識別任務所在的行列坐標，并通過加權運算獲得識別結果。本發明利用腦機接口多人加權投票的方式優化決策，以提高識別精度。

技術領域

本發明涉及人工智能腦科學與計算機技術領域，特別涉及多人腦機接口投票決策系統及方法。

背景技術

腦機接口(brain computer interface,BCI)，也被稱為“大腦端口”或者“腦機融合感知，旨在建立人與外部設備之間的連接通路。在實驗中，當被測試者收到外部視覺的刺激的時候，其大腦內部神經活動將會產生相應的變化，這些被動的響應將會形成不同的腦電時空尺度模式。利用計算機對腦電信號進行采集和分析，相應的刺激信號將會被識別和判斷出來。通過對這些刺激信號的分析，可以將其作為人對外部設備控制的指令，從而實現對特定目標的識別。

在腦機接口領域是存在個體差異的，也就是說，有一些人效果好，有一些人的效果不好，每個人對不同刺激的敏感程度也都不盡相同。在傳統的P300Speller中，拼寫者通過獨自觀察行掃描從而判斷出目標的縱坐標，再觀察列掃描得出橫坐標，進而定位目標。但是同上所述，P300 Speller也是存在個體差異的。在進行P300 Speller中也有一些人對行刺激比較敏感，有一些人對列刺激比較敏感。由此導致傳統的P300 Speller決策的準確率不高。

在經典p300范式實驗中，通常是由一個人單獨完成被試任務，長時間的屏幕刺激和高度緊張的狀態容易使被試產生疲勞，被試在后續試驗中的判斷率會因疲勞而下降，進而影響實驗準確率。

發明內容

本發明提供了一種多人腦機接口投票決策系統及方法，其目的是為了解決背景技術中決策的準確率不高的技術問題。

將P300 Speller的范式進行分解，從而實現了多人協同的P300-BCI。以三人協同拼寫范式為例，三人同時觀察三個屏幕并選擇相同的目標，根據三人在訓練時的準確率賦予每個人一個權值，最終通過算法加權投票產生最終結果，共同決策定位目標，從而增加多人協同定位目標的準確性，為多人協同腦機接口的應用提供必要理論基礎。

為了達到上述目的，本發明的實施例提供的多人腦機接口投票決策系統，包括腦機接口、任務識別機制及數據處理系統，所述腦機接口與所述任務識別機制連接，所述數據處理系統與所述任務識別機制連接，所述腦機接口可接收多個被試者的腦電信息，所述任務識別機制為N×N二維RC范式界面屏幕，每個被試者對應一個N×N二維RC范式界面屏幕，所述數據處理系統包括范式測試系統及被試者腦電信號數據處理模塊，能獲得每個被試者識別的待識別任務所在的行列坐標，并通過加權運算獲得識別結果。

本發明的實施例提供的多人腦機接口投票決策方法包括以下步驟：

步驟S1、多人腦機接口投票決策準備工作：多名被試者佩戴電極，在N×N二維RC范式界面屏幕前對備選任務進行識別，獲取分類器參數及投票權重；

步驟S2、獲取待識別任務，生成任務列表：根據備選任務及需要投票決策的內容，生成待識別任務，待識別任務組成任務列表；

步驟S3、腦機接口投票決策：多名被試者佩戴電極，待識別任務顯示在各自的N×N二維RC范式界面屏幕中，多名被試者根據待識別任務提示注視目標字符，分別獲取多名被試者識別出的行坐標與列坐標，獲得初始投票結果的行坐標與列坐標；

步驟S4、加權運算獲得最終結果：對初始投票結果進行加權運算，得出最終輸出的行坐標與列坐標，從而定位識別結果。