[发明专利]基于感觉反馈动态调整的稳态视觉诱发电位脑机接口方法

摘要

基于感觉反馈动态调整的稳态视觉诱发电位脑机接口方法，先安放电极、安装眼动仪，然后进行目标识别，通过计算比例值及其显著性，进行动态调整，通过保证相邻两次目标识别相同才能退出识别任务，最后计算准确率和所需时间等；本发明通过眼动追踪技术，建立实时的视觉反馈通路，通过比例值是否具有显著性来判断是否增加实时的眼动注视位置及适当及时的听觉反馈，以实时的眼动注视位置和比例值为激励导向，对稳态视觉诱发脑机接口的性能做出正向激励和反馈，提高其使用性能和准确率。

主权项

1.一种基于感觉反馈动态调整的稳态视觉诱发电位脑机接口方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)，进行硬件连接：1.1)安放电极：按照国际10‑20系统电极放置标准，在使用者头部视觉枕区安放测量电极，单侧耳垂安放参考电极，前额安放地电极；1.2)安装眼动仪：将眼动仪的输出端与计算机的输入端连接，眼动仪居中放置在计算机屏幕的正下方，眼动仪的顶部和计算机屏幕的底端对齐，计算机屏幕与水平面夹角范围为90°到120°；步骤2)，进入眼动仪校准程序：将眼动仪测得的视觉位置信息呈现在计算机屏幕上，用来调整使用者与计算机屏幕的距离d，距离d范围为40cm到90cm，采用五点法完成眼动仪的校准；步骤3)，进入在线脑机接口系统：3.1)显示刺激界面：在计算机屏幕上显示X个圆形棋盘格作为运动刺激单元，圆形棋盘格由黑白相间的小方块交替排列组成；圆形棋盘格图案根据正弦规则进行收缩和扩张运动，形成两个方向上的周期翻转运动，分别位于计算机屏幕的不同位置，且这些圆形棋盘格以不同的刺激频率进行翻转，每个圆形棋盘格的刺激频率均高于6Hz；3.2)使用者注视的任一运动刺激单元被称为目标，其它运动刺激单元被称为非目标；3.3)进行目标识别：计算机同步记录刺激呈现的开始与结束的时间，通过测量电极采集原始脑电信号，通过典型相关分析(Canonical correlation analysis,CCA)算法辨识使用者注视的目标，具体包含以下操作：首先，对原始脑电信号作滤波和陷波处理，然后，获得处理过的脑电信号和包含不同翻转频率的正弦参考信号间的相关程度，将相关程度最大的翻转频率对应的运动刺激单元判断为使用者注视的目标，记作f_target；3.4)得到静态结果：当刺激呈现N秒时，通过步骤3.3)得到识别的目标f_target(0)，并且在使用者注视的刺激目标正下方，形成一个指示条，代表经傅里叶变换后，该刺激目标频率下的幅值与所有刺激目标频率下的幅值之和的比，即计算比例值；3.5)动态调整：在得到静态结果的基础上，以N秒为滑移窗长，以n秒为滑移步长，每经过n秒交叠滑移时，重新判断识别的目标f_target(m)，m为滑移次数，并且重新计算比例值的大小，将X个圆形棋盘格代表的分类问题的平均机会水平设定为Y，即Y＝1/X，当比例值超过Y时，认为该比例值具有显著度；而当比例值未超过Y时，在刺激界面显示通过眼动仪采集的实时眼动注视位置，并通过提示音指示使用者需要集中注意力；步骤4)，判断是否结束本次任务：判断f_target(m)与f_{target(m‑1)}是否相同，其中m＝1,2,…；若两者不相同，本次任务继续进行，若两者相同，本次任务结束；步骤5)，完成本次目标识别后，返回步骤3)，进行下一次目标识别任务。