[发明专利]脑机接口中精准视觉刺激控制方法

说明书

本发明涉及一种脑机接口中精准视觉刺激控制方法。采用视觉刺激来诱发特定的脑电信号模式并实时识别脑电信号模式是脑机接口的常见做法。然而，由于进程调度的影响，负责展现视觉刺激的进程有时被调度出CPU，视觉刺激的精准度和脑电信号模式的识别效果难以保证。本发明设计了一种控制方法来支持脑机接口中的精准视觉刺激。实现该方法的软件系统包含生成器、执行器和控制器三个组件。生成器按照实验要求自动生成一个图像序列。执行器是运行在GPU上的组件。在实验开始时控制器异步调用执行器的接口启动执行器，执行器用精准的方式展现生成器生成的图像序列，在实验结束时控制器异步调用执行器的接口停止视觉刺激的展现。

技术领域

本发明涉及一种脑机接口中精准视觉刺激控制方法。

背景技术

采用视觉刺激来诱发特定的脑电信号模式并实时识别脑电信号模式是脑机接口的常见做法。然而，由于进程调度的影响，负责展现视觉刺激的进程有时被调度出CPU，视觉刺激的精准度和脑电信号模式的识别效果难以保证。因此本发明设计了一种控制方法来支持脑机接口中的精准视觉刺激。

发明内容

本发明的目的在于克服现有缺陷，提供一种脑机接口中精准视觉刺激控制方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种脑机接口中精准视觉刺激控制方法，实现这一方法的软件系统由生成器、执行器和控制器三个组件构成，它们各自的功能和相互关系如下：

生成器是运行在CPU上的组件，通过与实验员的交互接收精准视觉刺激的参数，依据显示器的刷新率按照参数的要求自动生成一个图像序列；执行器是运行在GPU上的组件，实现start和stop两个支持异步调用的接口，start接口被调用后开始运行，运行过程中按显示器的刷新率在屏幕上逐帧展现生成器生成的图像序列，stop接口被调用后停止运行；控制器是运行在CPU上的组件，在实验开始时异步调用执行器的start接口启动精准视觉刺激的展现过程，随即访问与脑电仪相连的硬件接口在脑电信号中写入标记，在实验结束时异步调用执行器的stop接口停止视觉刺激的展现。

在本发明一实施例中，所述生成器的实现要点包括：

运行时生成器是一个独立的进程；生成器具有交互界面，允许实验员通过交互界面来描述脑机接口中精准视觉刺激的呈现方式；呈现方式包括背景画面、刺激区域的位置和形状、刺激的闪烁方式；闪烁方式包括随机序列方式和正弦波方式；随机序列方式的含义是，用0表示暗，用1表示亮，用0和1构成的随机序列来控制刺激区域在每一帧上的亮或暗；正弦波方式的含义是，用一个指定的正弦函数来确定刺激区域在每一帧上的亮度；随机序列方式需要实验员指定随机序列，正弦波方式需要实验员指定正弦函数的幅值、频率和相位；生成器内部实现的算法在实验员完成参数输入后依据显示器的刷新率自动生成一个图像序列。

在本发明一实施例中，所述执行器的实现要点包括：

执行器是一个运行在GPU上的组件，运行时不会受到操作系统进程调度的影响，能够精准地按照屏幕的刷新率用生成器生成的图像序列刷新屏幕；执行器的start和stop接口允许调用者启动或停止视觉刺激呈现过程；执行器的start和stop接口都支持异步调用，调用者成功调用这两个接口后都会立即返回。

在本发明一实施例中，所述控制器的实现要点包括：