本發(fā)明實(shí)施例涉及腦機(jī)接口信號(hào)采集及編解碼技術(shù)，尤其涉及大指令集視覺(jué)誘發(fā)電位腦機(jī)接口編解碼方法、裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著科研工作者對(duì)腦電波(electroencephalogram，eeg)的深入研究，基于腦電波的非侵入式的腦機(jī)接口(brain?computer?interface，bci)以無(wú)創(chuàng)的方式在大腦與計(jì)算機(jī)之間建立通信通道，近年來(lái)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。特別是基于視覺(jué)誘發(fā)電位(visuallyevoked?potential，vep)的腦機(jī)接口，因其高信息傳輸速率和解碼可靠性而更受關(guān)注。穩(wěn)態(tài)視覺(jué)誘發(fā)電位(steady-state?visual?evoked?potentials，ssvep)bci范式更因其具有誘發(fā)特征穩(wěn)定、信噪比高和信息傳輸速率高等優(yōu)點(diǎn)，已成為bci的主流范式之一。近年來(lái)高速ssvep-bci的信息傳輸速率可達(dá)300bits/min以上，是實(shí)現(xiàn)高效腦機(jī)交互的首選方案之一。ssvep-bci的原理是當(dāng)用戶(hù)注視具有一定頻率和持續(xù)時(shí)間的視覺(jué)刺激時(shí)，腦電信號(hào)中出現(xiàn)的與刺激頻率或其高次諧波頻率一致的成分，通過(guò)對(duì)腦電信號(hào)中ssvep成分的檢測(cè)與分類(lèi)來(lái)判斷用戶(hù)的意圖。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，ssvep-bci刺激界面由矩陣狀排列的多個(gè)指令塊組成，每個(gè)指令塊可代表一個(gè)指令，各指令塊按照特定的頻率與相位閃爍以向用戶(hù)呈現(xiàn)視覺(jué)刺激，計(jì)算機(jī)對(duì)用戶(hù)注視視覺(jué)刺激后的eeg進(jìn)行解碼并完成該視覺(jué)刺激表示的指令所對(duì)應(yīng)操作?，F(xiàn)有技術(shù)在指令塊數(shù)量龐大的情況下，ssvep-bci編解碼方法存在校準(zhǔn)時(shí)間長(zhǎng)、解碼準(zhǔn)確率低和信息傳輸速率低的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供大指令集視覺(jué)誘發(fā)電位腦機(jī)接口編解碼方法、裝置及系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)在視覺(jué)刺激界面上顯示行列分布的多個(gè)指令塊，每個(gè)指令塊由兩種頻率共同編碼，每個(gè)指令塊的行列位置與指令塊的兩種編碼頻率相對(duì)應(yīng)的技術(shù)方案，達(dá)到了縮短建模校準(zhǔn)時(shí)間、提高解碼準(zhǔn)確率、提高信息傳輸速率的技術(shù)效果。

2、第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種大指令集視覺(jué)誘發(fā)電位腦機(jī)接口編碼方法，包括：

3、在視覺(jué)刺激界面上顯示行列分布的多個(gè)指令塊，每個(gè)指令塊由兩種頻率共同編碼，每個(gè)指令塊的行列位置與所述指令塊的兩種編碼頻率相對(duì)應(yīng)。

4、第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種大指令集視覺(jué)誘發(fā)電位腦機(jī)接口解碼方法，對(duì)應(yīng)于第一方面所述的大指令集視覺(jué)誘發(fā)電位腦機(jī)接口編碼方法，所述大指令集視覺(jué)誘發(fā)電位腦機(jī)接口解碼方法，包括：

5、對(duì)各行指令塊和各列指令塊分別進(jìn)行建模，得到行識(shí)別模型和列識(shí)別模型；

6、將待識(shí)別視覺(jué)誘發(fā)電位xtest分別輸入所述行識(shí)別模型和所述列識(shí)別模型，得到所述待識(shí)別視覺(jué)誘發(fā)電位的行編號(hào)和列編號(hào)。

7、第三方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種大指令集視覺(jué)誘發(fā)電位腦機(jī)接口編碼裝置，包括：

8、顯示模塊，用于在視覺(jué)刺激界面上顯示行列分布的多個(gè)指令塊，每個(gè)指令塊由兩種頻率共同編碼，每個(gè)指令塊的行列位置與所述指令塊兩種的編碼頻率和相位相對(duì)應(yīng)。

9、第四方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種大指令集視覺(jué)誘發(fā)電位腦機(jī)接口解碼裝置，對(duì)應(yīng)于第三方面所述的大指令集視覺(jué)誘發(fā)電位腦機(jī)接口編碼裝置，包括：

10、識(shí)別模型獲取模塊，用于對(duì)各行指令塊和各列指令塊分別進(jìn)行建模，得到行識(shí)別模型和列識(shí)別模型；

11、編號(hào)獲取模塊902，用于將待識(shí)別視覺(jué)誘發(fā)電位xtest分別輸入所述行識(shí)別模型和所述列識(shí)別模型，得到所述待識(shí)別視覺(jué)誘發(fā)電位的行編號(hào)和列編號(hào)。

12、第五方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種大指令集視覺(jué)誘發(fā)電位腦機(jī)接口系統(tǒng)，包括第三方面所述的大指令集視覺(jué)誘發(fā)電位腦機(jī)接口編碼裝置和第四方面所述的大指令集視覺(jué)誘發(fā)電位腦機(jī)接口解碼裝置。

13、本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，本發(fā)明將每個(gè)指令塊設(shè)計(jì)為雙頻率編碼，采用較少的刺激頻率得到較多的指令塊數(shù)目，提出了大指令集視覺(jué)誘發(fā)電位腦機(jī)接口編碼方法以及相應(yīng)的解碼方法，通過(guò)對(duì)用戶(hù)較少量的校準(zhǔn)用視覺(jué)誘發(fā)電位的充分利用，建立能夠準(zhǔn)確識(shí)別用戶(hù)指令的識(shí)別模型，從而實(shí)現(xiàn)更加便捷且高性能的大指令集腦機(jī)交互。本發(fā)明所提出的編解碼方法能夠在保證高識(shí)別性能的同時(shí)大幅降低校準(zhǔn)所需時(shí)間，提高大指令集視覺(jué)誘發(fā)電位腦機(jī)接口的實(shí)用性。

技術(shù)特征：

1.一種大指令集視覺(jué)誘發(fā)電位腦機(jī)接口編碼方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大指令集視覺(jué)誘發(fā)電位腦機(jī)接口編碼方法，其特征在于，所述指令塊采用棋盤(pán)格結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大指令集視覺(jué)誘發(fā)電位腦機(jī)接口編碼方法，其特征在于，所述指令塊采用左右視野結(jié)構(gòu)。

4.一種大指令集視覺(jué)誘發(fā)電位腦機(jī)接口解碼方法，對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求1-3所述的大指令集視覺(jué)誘發(fā)電位腦機(jī)接口編碼方法，所述大指令集視覺(jué)誘發(fā)電位腦機(jī)接口解碼方法，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大指令集視覺(jué)誘發(fā)電位腦機(jī)接口解碼方法，其特征在于，所述對(duì)各行指令塊和各列指令塊分別進(jìn)行建模，得到行識(shí)別模型和列識(shí)別模型包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大指令集視覺(jué)誘發(fā)電位腦機(jī)接口解碼方法，其特征在于，所述將待識(shí)別視覺(jué)誘發(fā)電位xtest分別輸入所述行識(shí)別模型和所述列識(shí)別模型，得到所述待識(shí)別視覺(jué)誘發(fā)電位xtest的行編號(hào)和列編號(hào)，包括：

7.一種大指令集視覺(jué)誘發(fā)電位腦機(jī)接口編碼裝置，其特征在于，包括：

8.一種大指令集視覺(jué)誘發(fā)電位腦機(jī)接口解碼裝置，對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求8所述的大指令集視覺(jué)誘發(fā)電位腦機(jī)接口編碼裝置，其特征在于，包括：

9.一種大指令集視覺(jué)誘發(fā)電位腦機(jī)接口系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求7所述的大指令集視覺(jué)誘發(fā)電位腦機(jī)接口編碼裝置和權(quán)利要求8所述的大指令集視覺(jué)誘發(fā)電位腦機(jī)接口解碼裝置。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，該程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-3中任一所述的大指令集視覺(jué)誘發(fā)電位腦機(jī)接口編碼方法和/或權(quán)利要求4-6中任一所述的大指令集視覺(jué)誘發(fā)電位腦機(jī)接口解碼方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了大指令集視覺(jué)誘發(fā)電位腦機(jī)接口編解碼方法、裝置及系統(tǒng)。大指令集視覺(jué)誘發(fā)電位腦機(jī)接口編碼方法包括：在視覺(jué)刺激界面上顯示行列分布的多個(gè)指令塊，每個(gè)指令塊由兩種頻率共同編碼，每個(gè)指令塊的行列位置與指令塊的兩種編碼頻率相對(duì)應(yīng)。大指令集視覺(jué)誘發(fā)電位腦機(jī)接口解碼方法包括：對(duì)各行指令塊和各列指令塊分別進(jìn)行建模，得到行識(shí)別模型和列識(shí)別模型；將待識(shí)別視覺(jué)誘發(fā)電位X<supgt;test</supgt;分別輸入行識(shí)別模型和列識(shí)別模型，得到待識(shí)別視覺(jué)誘發(fā)電位的行編號(hào)和列編號(hào)。本實(shí)施例的技術(shù)方案，通過(guò)對(duì)用戶(hù)較少量的校準(zhǔn)用視覺(jué)誘發(fā)電位的充分利用，建立能夠準(zhǔn)確識(shí)別用戶(hù)指令的識(shí)別模型，從而實(shí)現(xiàn)更加便捷且高性能的大指令集腦機(jī)交互。

技術(shù)研發(fā)人員：柯余峰,王子君,劉爽,明東
受保護(hù)的技術(shù)使用者：天津大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2