视觉刺激系统、视觉刺激产生方法及脑机接口系统技术方案

本申请涉及一种视觉刺激系统、视觉刺激产生方法及脑机接口系统。所述视觉刺激系统包括用于显示立体影像显示装置、允许第一频率的偏振光通过的第一偏振过滤装置以及允许第二频率的偏振光通过的第二偏振过滤装置。所述显示装置在同一位置、同一时间显示同样大小，但频率不同的视觉刺激块。所述第一偏振过滤装置和所述第二偏振过滤装置均设置于所述显示装置发出视觉刺激块的一侧。所述视觉刺激系统的编码属于双频编码，其产生的视觉刺激种类可调，且不容易产生错误的指令。所述视觉刺激系统利用不同频率的偏振光完全隔绝了所述受试者的左右视野，两个频率的信息在进入视觉交叉神经前几乎不可能出现融合现象。

【技术实现步骤摘要】
视觉刺激系统、视觉刺激产生方法及脑机接口系统
本申请涉及人机交互
，具体涉及一种视觉刺激系统、视觉刺激产生方法及脑机接口系统。
技术介绍
目前人们对于手机和电脑正投入的时间越来越多，已经慢慢超过了传统的电视和书本。而且随着科技的发展，越来越多的衍生品例如平板电脑，电子书等不断涌现。在围绕手机和电脑发展的诸多技术中，操作类型或操作方式是最引人注目的一环。对于手机，从开始的按键控制过渡到笔触控制，最后进入了手指触控的时代。对于电脑，键盘和鼠标的组合一直为使用者提供方便的操作体验，后期出现的无线鼠标，红外控制技术也让电脑操作变得更加方便灵活。然而，传统的操作控制，无论是基于键盘或鼠标，还是基于手写或手势，都需要健全的手指才能实现，对于那些遭受运动功能障碍以至于双上肢残疾的患者，这些方法都无能为力。为了实现不依赖于人手操作控制，人们专利技术了适合双上肢残疾的患者使用的设备，如，脑机接口(brain-computerinterface，BCI)系统。作为一种新的、非肌肉的通信通道，脑机接口系统能够使人直接通过大脑来表达思想或操纵设备，而不需要借助语言或肢体动作。对于严重的运动残疾患者，脑机接口系统能够将他们的意图传送到外部装置，比如计算机、家用电器、护理设备以及神经假体等，从而改进他们的生活质量。但是，用于脑机接口系统的脑电信号离不开视觉刺激，目前的视觉刺激编码过于单一，视觉刺激大多由单一的视觉刺激屏提供，视觉刺激种类少，且容易产生错误的指令。
技术实现思路
基于此，有必要针对目前的视觉刺激编码过于单一，视觉刺激大多由单一的视觉刺激屏提供，视觉刺激种类少，且容易产生错误的指令的问题，提供一种视觉刺激系统、视觉刺激产生方法及脑机接口系统。一种视觉刺激系统，包括：显示装置，用于显示立体影像，所述显示装置在同一位置、同一时间显示同样大小，但频率不同的视觉刺激块；第一偏振过滤装置，设置于所述显示装置发出视觉刺激块的一侧，所述第一偏振过滤装置允许第一频率的偏振光通过；第二偏振过滤装置，同样设置于所述显示装置发出视觉刺激块的一侧，且所述第二偏振过滤装置允许第二频率的偏振光通过。在一个实施例中，所述第一频率与所述第二频率在4Hz-20Hz中任选两个不同的频率。在一个实施例中，所述第一频率与所述第二频率分别从[4Hz-8Hz)、[8Hz-11Hz)、[11Hz-14Hz)、[14Hz-17Hz)或[17Hz-20Hz)的频率区间中进行选择，所述第一频率与所述第二频率不在同一个频率区间。在一个实施例中，所述第一偏振过滤装置与所述第二偏振过滤装置的偏振方向正交。在一个实施例中，所述第一偏振过滤装置到所述显示装置的垂直距离与所述第二偏振过滤装置到所述显示装置的垂直距离相等。在一个实施例中，所述第一偏振过滤装置和所述第二偏振过滤装置到所述显示装置的垂直距离为80cm至160cm。在一个实施例中，所述第一偏振过滤装置和所述第二偏振过滤装置设置为一副偏光眼镜。在一个实施例中，所述显示装置为立体影像显示器或者立体影像投影荧幕。本申请还提供一种视觉刺激产生方法，采用上述任一项所述的视觉刺激系统提供视觉刺激，所述视觉刺激产生方法，包括：通过所述显示装置在同一位置、同一时间显示同样大小，但频率不同的视觉刺激块；将受试者的左右眼睛分别置于所述第一偏振过滤装置和所述第二偏振过滤装置远离所述显示装置的一侧；透过所述第一偏振过滤装置和所述第二偏振过滤装置，受试者的左右眼睛分别获得不同的视觉刺激。本申请还提供一种脑机接口系统，包括：上述任一项所述的视觉刺激系统，其中，受试者的左右眼睛分别置于所述第一偏振过滤装置和所述第二偏振过滤装置远离所述显示装置的一侧；脑电信号采集平台，用于实时采集受试者产生的视觉刺激信号，并对所述受试者产生的视觉刺激信号进行放大、滤波与模数转换；以及实时处理装置，用于对放大、滤波与模数转换后的视觉刺激信号进行实时处理，检测SSVEP信号的频率。本申请中提供一种视觉刺激系统、视觉刺激产生方法及脑机接口系统。所述视觉刺激系统，包括：用于显示立体影像显示装置、允许第一频率的偏振光通过的第一偏振过滤装置以及允许第二频率的偏振光通过的第二偏振过滤装置。所述显示装置在同一位置、同一时间显示同样大小，但频率不同的视觉刺激块。所述第一偏振过滤装置设置于所述显示装置发出视觉刺激块的一侧。所述第二偏振过滤装置同样设置于所述显示装置发出视觉刺激块的一侧。本申请中提供的所述视觉刺激系统的编码属于双频编码，所述视觉刺激系统产生的视觉刺激种类可调，且不容易产生错误的指令。所述视觉刺激系统利用不同频率的偏振光完全隔绝了所述受试者的左右视野，两个频率的信息在进入视觉交叉神经前几乎不可能出现融合现象。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统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为本申请一个实施例中提供的所述视觉刺激系统的结构示意图；图2为本申请一个实施例中提供的所述视觉刺激方法的步骤流程示意图；图3为本申请一个实施例中提供的所述脑机接口系统的结构示意图；图4为本申请一个实施例中提供的所述脑机接口系统的实物图。附图标记说明：视觉刺激系统100显示装置10第一偏振过滤装置20第二偏振过滤装置30脑机接口系统200脑电信号采集平台40实时处理装置50具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种视觉刺激系统，其特征在于，包括：/n显示装置，用于显示立体影像，所述显示装置在同一位置、同一时间显示同样大小，但频率不同的视觉刺激块；/n第一偏振过滤装置，设置于所述显示装置发出视觉刺激块的一侧，所述第一偏振过滤装置允许第一频率的偏振光通过；/n第二偏振过滤装置，同样设置于所述显示装置发出视觉刺激块的一侧，且所述第二偏振过滤装置允许第二频率的偏振光通过。/n

【技术特征摘要】
1.一种视觉刺激系统，其特征在于，包括：
显示装置，用于显示立体影像，所述显示装置在同一位置、同一时间显示同样大小，但频率不同的视觉刺激块；
第一偏振过滤装置，设置于所述显示装置发出视觉刺激块的一侧，所述第一偏振过滤装置允许第一频率的偏振光通过；
第二偏振过滤装置，同样设置于所述显示装置发出视觉刺激块的一侧，且所述第二偏振过滤装置允许第二频率的偏振光通过。


2.根据权利要求1所述的视觉刺激系统，其特征在于，所述第一频率与所述第二频率在4Hz-20Hz中任选两个不同的频率。


3.根据权利要求2所述的视觉刺激系统，其特征在于，所述第一频率与所述第二频率分别从[4Hz-8Hz)、[8Hz-11Hz)、[11Hz-14Hz)、[14Hz-17Hz)或者[17Hz-20Hz)的频率区间中进行选择，所述第一频率与所述第二频率不在同一个频率区间。


4.根据权利要求3所述的视觉刺激系统，其特征在于，所述第一偏振过滤装置与所述第二偏振过滤装置的偏振方向正交。


5.根据权利要求4所述的视觉刺激系统，其特征在于，所述第一偏振过滤装置到所述显示装置的垂直距离与所述第二偏振过滤装置到所述显示装置的垂直距离相等。


6.根据权利要求5所述的视觉刺激系统，其特征在于，所述第一偏振过滤装置和...

【专利技术属性】
技术研发人员：高小榕，孙艺珂，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11