[发明专利]基于脑电的目标图像检索系统

摘要

本发明基于脑电和机器学习理论，搭建一个人机交互的图像检索系统。该系统通过采集人在观察快速序列呈现的图像刺激时的脑电，利用机器学习的方法构建一个分类器，区分用户观看目标图像与非目标图像所产生的脑电。分类器对图像刺激诱发的脑电信号进行分析。分类器判断当前脑电是否为用户观看目标图像所产生的脑电数据，从而推断用户当前所看图像是否为目标图像。在基于脑电的目标图像检索系统中，用户只需要被动地观看计算机屏幕上呈现的图像序列，无须向计算机系统提交描述目标图像的语义特征、几何特征或物理特征的查询，该系统就可实现面向大规模图像的目标图像检索。

主权项

1.基于脑电的目标图像检索系统，包括：(1)图像刺激模块：在计算机屏幕上按一定时间间隔快速呈现图像序列，图像刺激模块的特征在于，快速序列视觉呈现中规定连续呈现的图像序列中包含有100张无重复的图像，目标图像的稀疏度控制在5％‑10％之间，前后连续的两张图像的时间间隔为150毫秒；(2)头皮脑电信号采集模块：通过置于用户头皮上视觉感知功能相关的枕叶附近的电极，感应用户观看图像序列过程中的脑电信号，并经放大及模数转换后，存储或传输给脑电信号分类模块；(3)脑电信号分类模块：脑电信号分类模块建立了一个图像刺激诱发脑电信号的分类器，判断当前脑电是否为目标图像所诱发，进而推断出用户当前所看的图像是否为目标图像；这套系统的特征在于，其脑电信号分类模块包括训练阶段与应用阶段两个工作过程：训练阶段的特征在于：用户不需要标注快速呈现的单张图像是否为目标图像，用户只需要标注当前呈现的图像序列中是否包含有目标图像；计算机通过多实例学习的方法，采用APR(Axis‑Prallel Rectangles)学习算法，从图像序列诱发的脑电数据中，学习目标图像呈现诱发的脑电中特异性成分，据此建立分类规则，判断当前脑电信号是否为用户观看目标图像所诱发出来的脑电信号；应用阶段的特征在于：计算机从图像库中随机抽取图像通过图像刺激模块呈现给用户，并记录用户的脑电信号，脑电信号分类模块自动识别用户所看的图像是否为目标图像。