[发明专利]基于双模校验机制的脑电驱动高可靠操控系统

权利要求书

1.一种基于双模校验机制的脑电驱动高可靠操控系统，其特征在于，包括：

信号采集模块，用来采集EEG信号并将采集到的EEG信号放大、经A/D转换处理后传入至信号处理模块；

阻抗检测模块和参数设置模块，用来负责系统初始化；

信号处理模块包括时域成分信号处理模块和频域成分信号处理模块，用以对EEG数据时频特征的提取与识别，信号处理模块将所得到的EEG信号按脑电时频成分分成两组处理；

目标校验模块包括校验码编码器和校验码解码器，用于对由信号处理模块计算得到的脑电时频成分两模态联合特征推断出的目标键初步判定结果进行验错和纠错操作；

人机交互模块，包括控制状态显示模块和视觉刺激模块，所述控制状态显示模块用于接收目标校验模块输出的目标键坐标，将经目标键操作后的系统运行状态显示出来，形成视觉反馈；所述视觉刺激模块用来继续施加刺激，进行下一个操控命令的输入。

2.根据权利要求1所述的基于双模校验机制的脑电驱动高可靠操控系统，其特征在于：所述信号处理模块根据P300成分在时域上的特征，通过截取每个随机刺激事件发生后0～800ms的EEG信号的方式进行特征提取，求得各刺激事件对应的特征向量，并通过参数设置模块导入的分类器模板计算其所对应的特征值；之后，按码字分别求出特征值的平均值，即得出矩阵中各行列坐标对应的特征值；同时，根据SSVEP成分在频域上的特征，使用参数设置中选择的特征提取方法提取EEG信号在各刺激频率处的特征向量，并采用导入的分类器模板分别计算各刺激频率对应的特征值；最后，将脑电时频两种模态特征融合在一起，生成联合特征。

3.根据权利要求2所述的基于双模校验机制的脑电驱动高可靠操控系统，其特征在于：所述特征提取方法为快速傅里叶变换法、或典型相关性分析法、或最小二乘法法。

4.根据权利要求2所述的基于双模校验机制的脑电驱动高可靠操控系统，其特征在于：所述分类器为线性判别分析、或支持向量机、或人工神经网络。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的基于双模校验机制的脑电驱动高可靠操控系统，其特征在于：所述阻抗检测模块通过检测电极阻抗来检验各电极与用户头部是否接触良好，并通过用户闭眼的方式检测α波，以确保所采集的EEG信号没有被高频噪声污染；所述参数设置模块负责脑电频域成分SSVEP特征提取方法的选择、两种脑电成分分类器的选择及其针对不同用户事先离线训练得到的分类器模板导入。

6.根据权利要求1～4中任意一项所述的基于双模校验机制的脑电驱动高可靠操控系统，其特征在于：所述校验码编码器对脑电频域成分SSVEP特征值最大值的显著度设置用于判定用户无意识操作的门限值，并将脑电时频成分联合特征转化成校验码；所述校验码解码器通过设定的校验机制对校验码进行解码，并将求得的目标键坐标发送至控制状态显示模块。

7.根据权利要求1～4中任意一项所述的基于双模校验机制的脑电驱动高可靠操控系统，其特征在于：所述控制状态显示模块用于接收目标校验模块输出的目标键坐标，并将经目标键操作后的系统运行状态显示出来；所述视觉刺激模块为一组成m×n矩阵排列的操作键，通过LED屏或电脑显示器实现，所述各操作键以特定频率亮暗交替闪烁闪烁的同时，以矩阵行列为单位，通过变色并增加亮度的形式随机闪烁，所述定频闪烁共设置n个刺激频率，且各刺激频率在操作键矩阵中按行错位设置。