[发明专利]一种异步混合脑机接口方法

权利要求书

1.一种异步混合脑机接口方法，基于注视信号和稳态视觉诱发电位，其特征在于，步骤为：

(1)呈现出控制界面，控制界面中包括有效区域和无效区域，有效区域中包含一个或多个目标控制键，无效区域为控制界面中除了有效区域的其他区域；

(2)从注视跟踪模块获取注视信号，根据该注视信号判断：(a)注视时长是否超过预先设置的阈值，(b)当前的注视点是否位于控制界面的有效区域内，若(a)和(b)的判断结果均为是，则进入步骤(3)，否则，继续步骤(2)；

(3)对在控制界面有效区域内的所有目标控制键施加定频闪烁的视觉刺激；

(4)在步骤(3)实施的同时，持续从注视跟踪模块获取注视信号，并实时判断当前的注视点是否发生变化，若判断结果为是，则立刻停止步骤(3)中的视觉刺激并回到步骤(2)；

(5)目标识别过程，并根据识别结果输出控制命令。

2.根据权利要求1所述的异步混合脑机接口方法，其特征在于，所述步骤(1)中，呈现出控制界面后，用户可自主选择注视：有效区域中的某个目标控制键，或无效区域。

3.根据权利要求1所述的异步混合脑机接口方法，其特征在于，所述注视跟踪模块的功能包括：实时采集人眼的注视信号，该信号包括注视点在控制界面所在平面上的二维X-Y坐标和注视时长。

4.根据权利要求1所述的异步混合脑机接口方法，其特征在于，所述定频闪烁的特征包括：(a)各个目标控制键的闪烁频率均不相同；(b)各个目标控制键的闪烁频率和相位可预先设置；(c)所有目标控制键同时开始闪烁，同时停止闪烁；(d)闪烁的最大持续时间可预先设置；(e)闪烁只发生在控制界面有效区域内的所有目标控制键上，控制界面有效区域内的其他区域不闪烁；(f)在闪烁开始的时刻，向脑电信号采集仪发送标签1；(g)若闪烁达到最大持续时间，则在闪烁停止时刻，向脑电信号采集仪发送标签2。

5.根据权利要求4所述的异步混合脑机接口方法，其特征在于，所述脑电信号采集仪的功能包括：(a)采集脑电信号，(b)对采集到的脑电信号进行放大，(c)对放大后脑电信号进行模数转换，(d)采集控制界面发送的标签信号。

6.根据权利要求1所述的异步混合脑机接口方法，其特征在于，所述步骤(4)中，“持续从注视跟踪模块获取注视信号，并实时判断当前的注视点是否发生变化”这一过程与步骤(3)的并行实施。

7.根据权利要求5所述的异步混合脑机接口方法，其特征在于，所述步骤(5)的具体步骤为：

(5.1)预先收集某用户的训练数据并计算训练参数；

(5.2)实时从脑电信号采集仪读入脑电信号和标签信号，若标签信号依次为标签1和标签2，则进入步骤(5.3)，否则，继续步骤(5.2)；

(5.3)记标签1的时间戳数值为T1，截取时间范围在[T1+140ms,Tsmax+140ms]的脑电信号，对截取后的脑电信号依次进行频率为250Hz的降采样和频率范围为7～90Hz的带通滤波，获得预处理过的脑电信号；其中Tsmax为闪烁的最大持续时间；

(5.4)对预处理过的脑电信号，根据预先设置的次频带个数，应用FilterBank算法进行分解，获得一个或多个次频带成分；

(5.5)结合步骤(5.1)得到的训练参数，应用CCA或TRCA算法计算每个次频带成分与每个刺激频率的相关性系数；

(5.6)对每个刺激频率，将与其对应的所有次频带成分的相关性系数进行加权平方和运算，运算结果做为该刺激频率的特征值；

(5.7)从所有刺激频率的特征值中找出最大值，该最大值对应的刺激频率即为识别到的目标频率，据此选出目标控制键，输出控制指令。