一种用脑电波控制的虚拟中英文通用键盘设计方案。这是一种采用脑-机接口的新型人机交互技术，能够实现用脑电波对计算机直接输入中英文信息。实现方法是：在电脑屏幕上构造一个由7个按钮组成的虚拟键盘，该键盘的每个按钮是由键名和一个小视窗组成的，每个按钮的上半部标注有代表该键名称的字符，下半部是一个用于诱发脑电波的小视窗。虚拟键盘由主页和6个子页组成，采用两相输入的方法，即先选择要输入的字符所在的区，再在选中的区中选择目标字符。该键盘实现了26个英文字符，10个数字字符和7个功能键的功能。中英文的切换是由第4子页的“中/英”按钮来实现。本发明专利技术可用于残障人士与外界交流信息，也可用于军事、游戏等领域。
【技术实现步骤摘要】
本方案涉及一种全新的人机交互方式，采用脑-机接口技术实现用脑电波进行中文/英文的录入(无需手敲键盘或语音识别)，可以为瘫痪患者和其他严重运动机能丧失的人士提供一种与外界交流的方法。
技术介绍
用脑电波控制计算机实现字符输入所采用的是一种称为脑-机接口的人机交互技术，该技术通过采集大脑思维活动中产生的电信号，然后对这些信号进行分析，判别出人的意图，并将其转换为命令来控制计算机等智能设备。脑-机接口按信号的产生方式可分为诱发和自发脑电两种类型。诱发脑电BCI的诱发方式有视觉、听觉、体感等多种方式。其中视觉诱发模式又有稳态、瞬态和事件相关电位等工作模式之分，特别适合构造虚拟键盘作为信息录入接口。目前，已有多种应用系统问世，主要分为两大类应用其一是直接用脑电波控制轮椅、家用电器等智能设备，其二是实现对计算机光标和键盘的控制。本专利技术属于第二种应用，是基于视觉诱发事件相关电位(ERP)的脑-机接口，用来实现仅用脑电波而不用键盘和鼠标就能进行计算机中英文的输入。在字符录入领域，最具代表性的是美国Farwell和Donchin等人在1988年提出的、利用脑电波中的P300成分构建一个36键的虚拟键盘，实现了沈个英文字母和10个功能键的录入。另外，还有一些采用稳态视觉诱发电位脑-机接口的字符录入系统。当前具有字符录入功能的脑-机接口大多针对英文字母设计，多为美国Farwell 和Donchin等人方案的改进。在中文的录入方面，浙江大学报道了一个基于笔画输入的脑-机接口系统，其它汉字录入系统或中英文混合录入系统未见报道。
技术实现思路
本专利技术是一种全新的通用中英文录入方法，通过在电脑屏幕上构建一个虚拟的、 可以实现中英文切换的中英文输入键盘(视觉刺激器)，使用者目视屏幕虚拟键盘上的某个按钮，就能刺激人脑产生特定的脑电信号，对相应的脑电信号进行判别，就能知道其所选按钮，从而达到中英文输入的目的。是一种基于“模拟阅读事件相关电位”诱发模式的脑-机接口技术。本专利技术所采用的技术方案是在电脑屏幕上构造一个由7(1行X7列)个按钮组成的虚拟键盘，该键盘的每个键粒是由键名和一个小视窗组成的，每个键粒的上半部标注有代表该键名称的字符，下半部是一个30X30像素的小视窗。该虚拟键盘采用两相输入的方法，即先选择要输入的字符所在的区(页)，再在选中的区(页)中选择目标字符，故本专利技术构建的虚拟键盘由一个主页和6个子页组成。主页的主要功能是实现对第1 6子页的3选择，键名“a-g”、“h-n ”、“04”、“11-2”、“0-6”、“7-9”分别代表虚拟键盘的第1子页到第 6子页，键名“删除”代表删除操作。第1子页的键名“a”、“b”、“C”、“d”、“e”、“f”、“g”，第 2子页的键名“11”、“广、“」”、1”、“1”、“111”、“11”，第3子页的键名“0”、、”、‘、”、“1·”、、”、 “t”、“关闭”，第4子页的键名“u”、“V”、“W”、“X”、“y”、“z”、“中/英”、第5子页的键名“0”、 “ 1 ”、“ 2 ”、“ 3 ”、“ 4 ”、“ 5 ”、“ 6 ”，第 6 子页的键名 “ 7 ”、“ 8 ”、“ 9 ”、“ 一 ”、“ 一 ”、“ 空格”、“回车”。 该虚拟键盘实现了 26个英文字符，10个数字字符和7个功能键的录入。中英文的切换是由第4子页的“中/英”按钮来实现(该虚拟键盘在使用时，配套使用“搜狗/QQ拼音输入法”，当然，其它任何一种输入法均可)。在用户使用的过程中，每个字符的选择需要两步方能完成，第一步是对主页某个按钮进行选择，来选中该字符所在的子页，第二步对选中子页中的目标字符进行选择，如此周而复始。基于这样的原理，虽然我们构造的界面上只有7个待选项，但每次选择后，这个7个待选项的键名都会根据上一步的选择做出相应的变化，这样，7个待选项就不仅仅只能输入7个不同的字符。本方案的有益效果是，采用的这种两相(Two Phase)输入法，实现了沈个英文字符，10个数字字符和7个功能键的录入，而构建的虚拟键盘每个时刻却都只有7个待选项显示在屏幕上，这样不仅因减少了每次选择的待选项数目而提高了脑电模式识别的准确率， 而且在任何时刻显示器上只有7个按钮，对其他应用程序使用的干扰减到了最小。虚拟键盘中有一个中/英文切换按钮，实现了汉字拼音输入与英文输入的灵活切换，这样，不仅能输入英文字符，还能输入汉字。附图说明图1是本方案的结构流程图。图2是本方案构造的虚拟键盘的主页。图3是本方案构造的虚拟键盘的第1子页。图4是本方案构造的虚拟键盘的第2子页。图5是本方案构造的虚拟键盘的第3子页。图6是本方案构造的虚拟键盘的第4子页。图7是本方案构造的虚拟键盘的第5子页。图8是本方案构造的虚拟键盘的第6子页。图9是采用本方案后输入拼音“ni”后输入法的待选字状态。具体实施例方式本方案的结构流程图如图1所示。在用户使用的过程中，每个字符的选择需要两步方能完成，第一步是对主页某个按钮进行选择，来选中该字符所在的子页，第二步对选中子页中的目标字符进行选择，如此周而复始。本方案构造出来的虚拟键盘的主页和子页如图2到图8所示。实施例用户希望通过该界面在电脑屏幕上输入一个英语单词“a”和一个汉字“你”。而英文字符“a”在第1子页的第1个键粒上；接着希望输入的是一个汉字，则需要进行中英文输入转换，转换按钮在第4子页的第7个键粒上；汉字“你”的拼音是“ni”，“η”和“i”分别在第2子页的第7个和第2个键粒上。对于英文字符“a”的输入，需要两步选择方能完成，第一步是对主页的“a_g”这个进行选择，如图2所示，选择之后，虚拟键盘将如图3所示。第二步对选中的子页中的“a”按钮进行选择，这样就完成了对英文字符“a”的输入。接下来要进行中英文输入切换操作，此操作的完成同样需要两步选择，第一步是对主页的“u-z”按钮进行选择，如图2所示，选择之后，虚拟键盘将如图6所示。第二步对选中的子页中的“中 /英”按钮进行选择，这样就完成了切换操作。中英文切换后，对拼音“ni”的输入采取的是与英文字符“a”输入一样的步骤，当“η”和“i”都输入后，输入法将如图9所示。汉字“你” 位于候选字的第一个位置，此位置的选择可以通过对数字字符“ 1”的选择来完成，数字字符 “ 1 ”在第5子页的第2个键粒上，它的录入同样与英文字符“a”的录入步骤相同，“ 1 ”选择完毕后，电脑屏幕上将显示“a你”。权利要求1.一种用脑电波控制的虚拟中英文通用键盘设计方案，其特征在于在电脑屏幕上构建一个仅由7个按钮组成的虚拟键盘，辅以脑电采集处理装置，可以实现传统键盘的最主要功能，进行中文和英文的混合输入，每个字符的输入采用两相的输入方式，即先选择要输入的字符所在的区(页)，再在选中的区(页)中，选择目标字符。2.根据权利要求1中的方案，其特征是，虚拟键盘由一个主页和6个子页组成，每一页都由7个按钮组成；主页的主要功能是实现对第1 6子页的选择，键名“a-g”、“h-n”、 “0^”、“11-2”、“0-6”、“7-9”分别代表虚拟键盘的第1子页到第6子页，键名“删除”代表删除操作；第1子页的键名 ”、“13”、“(3”、“(1”、、”、竹”、、”，第2子页的键名“11”、“广、“]·”本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用脑电波控制的虚拟中英文通用键盘设计方案，其特征在于：在电脑屏幕上构建一个仅由７个按钮组成的虚拟键盘，辅以脑电采集处理装置，可以实现传统键盘的最主要功能，进行中文和英文的混合输入，每个字符的输入采用两相的输入方式，即先选择要输入的字符所在的区（页），再在选中的区（页）中，选择目标字符。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：官金安，李梅，周到，陈军波，刘海华，陈亚光，
申请(专利权)人：中南民族大学，
类型：发明
国别省市：83
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