脑机接口报警方法及系统技术方案

本发明专利技术揭示了一种脑机接口报警系统及方法，脑机接口报警系统包括：视觉刺激模块，用于生成视觉刺激编码；采集模块，用于采集使用者对视觉刺激编码产生的脑电信号；脑电分析模块，用于连续将当前采集到的脑电信号与预设脑电模板信号进行比对，并在比对结果中匹配视觉刺激编码的结果比例达到设定值时，输出相应的报警信号。本发明专利技术的优点包括：通过生成视觉刺激编码诱发脑电信号，可以提高反应速度并降低虚警率，通过对视觉刺激编码进行移位或排列组合还可以形成多类编码，从而实现多类报警功能。

【技术实现步骤摘要】
脑机接口报警方法及系统
本专利技术属于脑机接口
，具体涉及一种脑机接口报警方法及系统。
技术介绍
研究表明，当受到一个固定频率的视觉刺激的时候，人的大脑视觉皮层会产生一个连续的与刺激频率有关的响应，这个响应被称为稳态视觉诱发电位(SSVEP)。现有技术中的脑机接口一般通过固定频率的闪烁来诱发稳态视觉诱发电位(SSVEP)，并通过检测稳态视觉诱发电位(SSVEP)以发出报警。这类脑机接口通常仅具备报警或者呼叫单类功能，并且，由于采用的是固定频率刺激，在检测时，为了准确判断使用者是否正在注视，一般所采集的数据的窗长会更长，从而检测的时间更久，导致反应速度比较慢，并且由于固定频率只检测一类编码，脑电信号更容易匹配进而更容易发生虚警。因此，针对上述技术问题，有必要提供一种反应速度快且低虚警率的脑机接口报警方法及系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种脑机接口报警方法及系统，以解决现有技术中虚警率高的问题。为了实现上述目的，本专利技术一实施例提供的技术方案如下：一实施例中，本申请提供一种脑机接口报警系统，所述脑机接口系统包括：视觉刺激模块，用于生成视觉刺激编码；采集模块，用于采集使用者对所述视觉刺激编码产生的脑电信号；脑电分析模块，用于连续将当前采集到的脑电信号与预设脑电模板信号进行比对，并在比对结果中匹配所述视觉刺激编码的结果比例达到设定值时，输出相应的报警信号。可选的，所述视觉刺激模块具体用于根据伪随机码生成具有明暗变化特征的显示区域，作为所述视觉刺激编码。可选的，所述视觉刺激模块用于生成至少两类视觉刺激编码，所述采集模块具体用于采集对应视觉刺激编码产生的脑电信号，所述脑电分析模块具体用于在比对结果中匹配任意一类视觉刺激编码的结果比例达到设定值时，输出相应的报警信号。可选的，所述视觉刺激模块具体用于将单类伪随机码进行移位形成至少两类视觉刺激编码；和/或，所述视觉刺激模块具体用于将多类伪随机码进行排列组合形成至少两类视觉刺激编码。可选的，所述脑电分析模块通过任务相关成分分析算法分析所述脑电信号与所述各预设模板信号的相关程度。可选的，所述采集模块还用于采集使用者的眼电信号；所述脑机接口警报系统还包括眼电分析模块，所述眼电分析模块用于在比对到所述眼电信号超过预设电压阈值且与预设眼电模板信号相关时，对所述眼电信号计数，并在设定时长内的眼电信号计数超过设定值时，输出相应的报警信号。一实施例中，本申请提供一种脑机接口报警方法，所述方法包括：生成视觉刺激编码；采集使用者对所述视觉刺激编码产生的脑电信号；连续将当前采集到的脑电信号与预设模板信号进行比对，并在比对结果中匹配所述视觉刺激编码的结果比例达到设定值时，输出相应的报警信号。可选的，所述方法包括：生成至少两类视觉刺激编码；采集使用者对应视觉刺激编码产生的脑电信号；连续将当前采集到的脑电信号与预设模板信号进行比对，并在比对结果中匹配任意一类视觉刺激编码的结果比例达到设定值时，输出相应的报警信号。可选的，所述方法具体包括：将单类伪随机码进行移位形成至少两类视觉刺激编码；和/或，将多类伪随机码进行排列组合形成至少两类视觉刺激编码。可选的，所述方法还包括：采集使用者的眼电信号；在比对到所述眼电信号超过预设电压阈值且与预设眼电模板信号相关时，对所述眼电信号计数，并在设定时长内的眼电信号计数超过设定值时，输出相应的报警信号；和/或，根据伪随机码生成具有明暗变化特征的显示区域，作为所述视觉刺激编码。与现有技术相比，本专利技术通过生成视觉刺激编码诱发脑电信号，可以提高反应速度并降低虚警率，通过对视觉刺激编码进行移位或排列组合还可以形成多类编码，从而实现多类报警功能。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本申请一实施方式中脑机接口报警系统结构示意图；图2是本申请一实施方式中单类视觉刺激编码连续刺激方式示意图；图3是本申请一实施方式中多类视觉刺激编码组合刺激方式示意图；图4是本申请一实施方式中视觉刺激编码界面示意图；图5是本申请一实施方式中脑机接口报警方法的步骤示意图；图6是本申请一实施方式中脑机接口的脑电信号报警方法流程图；图7是本申请一实施方式中脑机接口的眼电信号报警方法流程图。具体实施方式以下将结合附图所示的各实施方式对本专利技术进行详细描述。但该等实施方式并不限制本专利技术，本领域的普通技术人员根据该等实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本专利技术的保护范围内。脑机接口(BCI)能够在大脑与外接设备之间建立直接的信息通道。近些年，随着科技的发展和研究的深入，脑机接口已经应用于医疗康复、设备控制等领域，可以实现假肢控制、键盘输入等应用。参照图1所示，本申请提供一种脑机接口报警系统，包括：视觉刺激模块101，采集模块102以及脑电分析模块103。视觉刺激模块101，用于生成视觉刺激编码。应理解，视觉刺激模块101通过生成视觉刺激编码以诱发使用者产生对应的脑电信号。视觉刺激编码可以有一类或者多类，如果是一类视觉刺激编码仅能实现单一的呼叫或报警功能，而多类视觉刺激编码则可以将每类表征为不同含义，例如：喝水、呼叫、开灯或关灯、起身或躺下。在医疗领域，对于受一些疾病(如残疾、瘫痪、癫痫、渐冻症等)影响导致运动不便或丧失运动能力的患者，通过视觉刺激编码实现的脑机接口，不仅能够实现报警功能，还可以通过多类视觉刺激编码向是看护人员发出不同的更为准确的需求，不仅减轻看护人员的工作压力同时也提高了使用者的使用体验。在实际使用中可依据显示屏的大小设置多类视觉刺激编码，每一类视觉刺激编码之间具有一定的距离，以避免使用者在观察视觉刺激编码时发生串扰。具体的，多类视觉刺激编码可通过伪随机码生成，伪随机码可以选用M序列或Gold序列进行明暗交替变化。使用者注视视觉刺激编码时，会在脑电中产生与刺激模式对应的脑电信号。参照图2所示，在一个实施例中，可以通过单类编码连续刺激，即将单类伪随机码进行移位，并将移位后的编码作为另一类编码，实现连续检测。例如将15位M序列“010011010111100”循环移位两位后作为另一类编码，这样通过一种编码的连续刺激，即可实现“010011010111100”、“001101011110001”等多类编码。其中，为了更好地固定使用者的视线，代表编码的方框的中心还可以设有十字图案，优选的，该十字形图案为红色(十字图案图中未示出)。参照图3所示，在一个实施例中，还可以通过多类编码组合刺激，即利用多类伪随机码编本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脑机接口报警系统，其特征在于，所述脑机接口系统包括：/n视觉刺激模块，用于生成视觉刺激编码；/n采集模块，用于采集使用者对所述视觉刺激编码产生的脑电信号；/n脑电分析模块，用于连续将当前采集到的脑电信号与预设脑电模板信号进行比对，并在比对结果中匹配所述视觉刺激编码的结果比例达到设定值时，输出报警信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种脑机接口报警系统，其特征在于，所述脑机接口系统包括：
视觉刺激模块，用于生成视觉刺激编码；
采集模块，用于采集使用者对所述视觉刺激编码产生的脑电信号；
脑电分析模块，用于连续将当前采集到的脑电信号与预设脑电模板信号进行比对，并在比对结果中匹配所述视觉刺激编码的结果比例达到设定值时，输出报警信号。


2.根据权利要求1所述的脑机接口报警系统，其特征在于，所述视觉刺激模块具体用于根据伪随机码生成具有明暗变化特征的显示区域，作为所述视觉刺激编码。


3.根据权利要求1或2所述的脑机接口报警系统，其特征在于，所述视觉刺激模块用于生成至少两类视觉刺激编码，所述采集模块具体用于采集对应视觉刺激编码产生的脑电信号，所述脑电分析模块具体用于在比对结果中匹配任意一类视觉刺激编码的结果比例达到设定值时，输出相应的报警信号。


4.根据权利要求3所述的脑机接口报警系统，其特征在于，所述视觉刺激模块具体用于将单类伪随机码进行移位形成至少两类视觉刺激编码；和/或，
所述视觉刺激模块具体用于将多类伪随机码进行排列组合形成至少两类视觉刺激编码。


5.根据权利要求1所述的脑机接口报警系统，其特征在于，所述脑电分析模块通过任务相关成分分析算法分析所述脑电信号与所述各预设模板信号的相关程度。


6.根据权利要求1所述的脑机接口报警系统，其特征在于，所述采集模块还用于采集使用者的眼电信号；所述脑机接口警报系统还包括眼电分析模块，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王毅军，郑骊，田森，裴为华，陈弘达，
申请(专利权)人：江苏集萃脑机融合智能技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32