[发明专利]增强无毛发区脑电响应强度的脑-机接口系统和方法

说明书

本发明提供一种增强无毛发区脑电响应强度的脑‑机接口系统和方法，其中系统包括：屏幕显示交互单元、脑电信号采集传感器单元、信号处理与转发单元、中央控制单元；脑电信号采集传感器单元与所述信号处理与转发单元连接；信号处理与转发单元与所述中央控制单元连接；中央控制单元与屏幕显示交互单元连接；所述脑电信号采集传感器单元连接在人脑无毛发区。本发明通过在采集用户在刺激下的无毛发区脑电信号，并对此脑电信号进行转化后传输给中央控制单元，由中央控制单元对降噪预处理后的脑电信号进行计算，得到相应的脑‑机交互相应信息，进而将交互相应信息反馈至屏幕上，对刺激信息进行更新，从而实现脑‑机交互，并可减少传统采集方式的麻烦。

技术领域

本发明涉及人机交互技术领域，尤其涉及一种增强无毛发区脑电响应强度的脑-机接口系统和方法。

背景技术

作为一种全新的、非肌肉的通信通道，BCI能够使人直接通过大脑来表达思想或操纵设备，而不需要借助语言或肢体动作。对于严重的运动残疾患者，BCI能够将他们的意图传送到外部设备，从而改进他们的生活质量。虽然BCI在范式、算法与系统上已有了长足的发展。但BCI系统想要走进生活中的场景，还需要面对诸多挑战。

传统范式应用场景受到视觉诱发BCI的主要响应区位于枕叶及顶叶，对应在人脑的后脑勺及头顶的位置。为了采集以上位置的脑电信号，使用者需要佩戴多导脑电帽，不利于在日常生活中使用

非视觉诱发BCI可在无毛发区有更强的响应，但非视觉诱发BCI的自身信噪比较低，无法实现高速率的信息交互，在使用中可实现的功能较少或通信速率较慢。

基于以上原因，虽然现有的BCI系统已经能够实现快速通讯与高准确率，但依然缺乏良好的应用场景，难于在实际生活中广泛应用。

发明内容

本发明提供一种增强无毛发区脑电响应强度的脑-机接口系统和方法，用以解决现有技术中佩戴不便以及通信速率慢的缺陷，实现便捷佩戴以及高速率信息交互。

第一方面，本发明提供一种增强无毛发区脑电响应强度的脑-机接口系统，包括：屏幕显示交互单元、脑电信号采集传感器单元、信号处理与转发单元、中央控制单元；

所述脑电信号采集传感器单元与所述信号处理与转发单元连接；

所述信号处理与转发单元与所述中央控制单元连接；

所述中央控制单元与所述屏幕显示交互单元连接；

所述脑电信号采集传感器单元连接在人脑无毛发区。

进一步，本发明提供的增强无毛发区脑电响应强度的脑-机接口系统，其中，所述中央控制单元包括应用刺激范式模块和屏幕字符显示交互系统模块；

其中，所述应用刺激范式模块以及所述屏幕字符显示交互系统模块都与所述屏幕显示交互单元相连。

进一步，本发明提供的增强无毛发区脑电响应强度的脑-机接口系统，其中，所述应用刺激范式模块包括：

基于视场空间编码的方式的刺激范式模块、基于特殊图片刺激序列的方式的刺激范式模块和/或基于声音与特殊图片联合刺激序列的方式的刺激范式模块。

进一步，本发明提供的增强无毛发区脑电响应强度的脑-机接口系统，其中，所述基于视场空间编码的方式的刺激范式模块是用于基于不同空间位置的刺激激发对应的人脑不同的脑电响应。

进一步，本发明提供的增强无毛发区脑电响应强度的脑-机接口系统，其中，所述基于特殊图片刺激序列的方式的刺激模块是用于基于特殊图像的处理诱发人脑枕叶区、偏向颞叶颞叶的区域与顶叶区的脑电响应。