SSVEP异步系统中的检测指标的个性化阈值确定方法及应用技术方案

本发明专利技术公开了一种SSVEP异步系统中的检测指标的个性化阈值确定方法及应用。所述个性化阈值确定方法包括以下步骤：获取使用者的自发脑电信号的最大相关系数C；获取实时的脑电数据；计算使用者的诱发脑电信号的最大相关系数ρ

【技术实现步骤摘要】
SSVEP异步系统中的检测指标的个性化阈值确定方法及应用


[0001]本专利技术是关于SSVEP异步系统，特别是关于SSVEP异步系统中个性化阈值的确定方法。

技术介绍

[0002]SSVEP((steady
‑
state visual evoked potential)：稳态视觉诱发电位)是指当收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(刺激频率的基频和倍频处)的响应。基于SSVEP的脑机接口由于其高信息传输率被广泛应用，其中异步脑机接口系统在实际使用中对用户更加友好，因此异步系统的研究逐步增加。
[0003]由于脑电的非平稳性和用户之间的差异，异步系统一般采用动态数据长度的方法，即在信噪比差的情况下增加数据长度以增加信噪比。数据长度的动态变化主要通过构造检测指标加设置阈值的方式实现。当检测指标达到阈值则停止增加数据进行输出，否则继续增加数据。不论使用什么指标，阈值的设置是至关重要的，通常的方法是将阈值看作是超参数，使用离线数据计算得到。
[0004]现有的异步系统中的检测指标基本分成两种(1)最大相关系数ρ
max
(2)最大相关系数和第二大相关系数的差ρ
max
‑
ρ
2nd
或者比值ρ
max
/ρ
2nd
，指标阈值主要使用离线数据通过网格搜索等方法确定，且通常所有用户使用相同的阈值。
[0005]现有方法中的两种指标均未考虑自发信号，两种指标的检测逻辑不同均只考虑到部分情况。此外，现有方法中的阈值只通过离线数据确定，通常所有用户使用相同的阈值，未考虑到实际使用中用户、设备等状态变化造成的差异，由此使用相同的阈值时异步系统可能没在实际用户的最大ITR(information transfer rate，信息传输率)处运行。
[0006]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种SSVEP异步系统中的检测指标的个性化阈值确定方法，其能让使用者最大效率的使用异步系统。
[0008]为实现上述目的，本专利技术的实施例提供了一种SSVEP异步系统中的检测指标的个性化阈值确定方法，其包括以下步骤：
[0009]获取使用者的自发脑电信号的最大相关系数C；
[0010]获取实时的脑电数据；
[0011]计算使用者的诱发脑电信号的最大相关系数ρ
max
和第二大相关系数ρ
2nd
；
[0012]计算实时的检测指标ε，其中ε＝(ρ
2nd
‑
ρ
max
)(ρ
max
‑
C)；
[0013]判断实时的检测指标ε是否小于预设阈值；
[0014]在实时的检测指标ε小于该预设阈值的情况下，判断阈值是否稳定；以及在阈值不
稳定的情况下，计算最短数据时的指标阈值来更新阈值。
[0015]在一个或多个实施方式中，在阈值稳定的情况下，则将所述预设阈值作为最终阈值。
[0016]在一个或多个实施方式中，在阈值不稳定的情况下，计算最短数据时的阈值来更新阈值，包括：逐渐减少数据直到能正确检测时的最短数据，计算最短数据时的指标阈值，用此指标阈值为目标通过梯度下降方法更新阈值，用最新的阈值作为下次检测的阈值，重复更新指标阈值直到指标阈值稳定时停止。
[0017]在一个或多个实施方式中，计算得到当次数据最短时的检测指标然后利用梯度下降法更新阈值T，
[0018][0019][0020]其中常数α>0为学习率。
[0021]在一个或多个实施方式中，无法获取使用者的自发信号时，将C设置为零。
[0022]在一个或多个实施方式中，判断阈值是否稳定的方法包括：通过设置一固定阈值来判断，当小于该固定阈值时停止更新。
[0023]在一个或多个实施方式中，判断阈值是否稳定的方法包括：设置更新次数。例如设置为20次。
[0024]本专利技术的另一方面提供了一种电子设备，其包括：处理器；以及存储器，所述存储器存储指令，当所述指令被所述至少一个处理器执行时，使得所述至少一个处理器执行如上所述的SSVEP异步系统中的检测指标的个性化阈值确定方法。
[0025]本专利技术的再一方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的SSVEP异步系统中的检测指标的个性化阈值确定方法的步骤。
[0026]与现有技术相比，根据本专利技术实施方式的个性化阈值确定方法，实现了在SSVEP识别正确率相同的情况下，降低了自发信号的误触率。另外，通过在线更新参数的方法，为每名用户设置个性化参数，让系统在用户的最大信息传输率(ITR)处运行。
附图说明
[0027]图1是根据本专利技术一实施方式的SSVEP异步系统中的检测指标的个性化阈值确定方法的流程图；
[0028]图2是根据本专利技术一实施方式的SSVEP异步系统中的检测指标的个性化阈值确定方法的另一流程图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。
[0030]除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元
件或其它组成部分。
[0031]当人体受到一个固定频率的闪烁或者变换模式的视觉刺激时，大脑皮层的电位活动将被调制，从而产生一个连续的且与刺激频率有关(刺激频率的基频和倍频处)的响应，这个响应具有和视觉刺激类似的周期性节律，即为稳态视觉诱发电位(SSVEP)。SSVEP信号表现在EEG脑电信号中则是在功率谱中能在刺激频率和谐波上出现谱峰。通过分析检测谱峰处对应的频率，即能检测到使用者视觉注视的刺激源，从而能识别使用者的意图。
[0032]异步系统是一种从用户角度出发的脑
‑
机接口系统。与同步系统不同，异步系统并没有统一的触发时钟，主动权掌握在用户手中，可以在需要的时刻发出控制指令，即只有当用户希望进行任务操作时，系统才会根据指令对外部设备进行控制。相比同步系统，异步系统在易用性方面优势十分明显。用户可以在任意时刻发出指令，允许用户执行待机操作，当用户未发出指令时，系统会静默等待，直到检测到新的用户操作，为基于SSVEP的实用化操作提供基础。
[0033]如图1至图2所示，根据本专利技术优选实施方式的一种SSVEP异步系统中的检测指标的个性化阈值确定方法，其包括以下步骤S1
‑
S6。
[0034]在步骤S1中，获取使用者本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SSVEP异步系统中的检测指标的个性化阈值确定方法，其特征在于，包括以下步骤：获取使用者的自发脑电信号的最大相关系数C；获取实时的脑电数据；计算使用者的诱发脑电信号的最大相关系数ρ
max
和第二大相关系数ρ
2nd
；计算实时的检测指标ε，其中ε＝(ρ
2nd
‑
ρ
max
)(ρ
max
‑
C)；判断实时的检测指标ε是否小于预设阈值；在实时的检测指标ε小于所述预设阈值的情况下，判断阈值是否稳定；以及在阈值不稳定的情况下，计算最短数据时的指标阈值来更新阈值。2.如权利要求1所述的个性化阈值确定方法，其特征在于，在阈值稳定的情况下，则将所述预设阈值作为最终阈值。3.如权利要求1所述的个性化阈值确定方法，其特征在于，在阈值不稳定的情况下，计算最短数据时的阈值来更新阈值，包括：逐渐减少数据直到能正确检测时的最短数据，计算最短数据时的指标阈值，用此指标阈值为目标通过梯度下降方法更新阈值，用最新的阈值作为下次检测的阈值，重复...

【专利技术属性】
技术研发人员：田森，董越，钟慧，
申请(专利权)人：苏州念及智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：