[发明专利]基于FNIRI和ERP的表情显示装置

权利要求书

1.基于FNIRI和ERP的表情显示装置，其特征在于：包括佩戴于病人头上的采集帽、控制器、电脑和显示器，所述电脑与显示器连接；

所述控制器包括ERP脑电采集模块、FNIRI近红外采集模块、中央处理单元和电脑接口，所述ERP脑电采集模块和FNIRI近红外采集模块的输出端分别与中央处理单元的输入端连接，所述中央处理单元的输入端和输出端分别与电脑接口连接，所述电脑接口的输入端和输出端分别与所述电脑连接；

所述采集帽包括多个电极和多对发射接收器，其中所述电极与ERP脑电采集模块的输入端连接；所述每对发射接收器包括作为光源的半导体激光器和用于测量来自于大脑皮层深处的散射光的红外光电传感器；所述半导体激光器与FNIRI近红外采集模块的输出端连接，所述红外光电传感器与FNIRI近红外采集模块的输入端连接；

所述采集帽用于采集大脑皮层的脑电信号并发送至ERP脑电采集模块；和测量来自于大脑皮层深处的散射光的吸收率信号，并发送至FNIRI近红外采集模块；

所述控制器用于接收采集帽的信号和控制采集帽的工作状态，并将信号发送至电脑；

所述电脑用于分别对从ERP脑电采集模块和FNIRI近红外采集模块接收到的信号进行信息特征提取，分别得出喜、怒、哀或乐任意一种的情绪信息特征，并将提取的两路情绪信息特征进行匹配，当匹配一致时，得出喜、怒、哀或乐任意一种的情绪信息特征，并将该情绪信息特征发送至显示器进行图像显示。

2.根据权利要求1所述的基于FNIRI和ERP的表情显示装置，其特征在于：所述电脑用于对接收到的脑电信号进行傅里叶变换、信号分割、数据滤波、空域滤波、信号分类处理得情绪特征要素；和对接收到的吸收率信号进行希尔伯特一黄变换和傅立叶变换提取出情绪特征要素；再将两路情绪特征要素进行匹配，当匹配一致时，发送该情绪特征要素的图像至显示器进行显示，当不匹配时，发送设定图像至显示器进行显示。

3.根据权利要求1所述的基于FNIRI和ERP的表情显示装置，其特征在于：所述ERP脑电采集模块包括程控放大器、控制接口和A/D转换器，其中程控放大器的输入端分别与电极和控制接口连接、其输出端分别与电极和A/D转换器连接；所述控制接口的输入端分别与程控放大器和中央处理单元连接、其输出端也分别与程控放大器和中央处理单元连接；所述A/D转换器的输入端分别与程控放大器和中央处理单元连接、其输出端也分别与程控放大器和中央处理单元连接。

4.根据权利要求3所述的基于FNIRI和ERP的表情显示装置，其特征在于：所述电极为FP1、FP2、F3、F4、T3、T4、P3、P4、O1和O2十个电极，其中Fp1位于左额极、Fp2位于右额极、F3位于左额、F4位于右额、T3位于左颞、T4位于右颞、P3位于左顶叶、P4位于右顶叶、O1位于左枕、O2位于右枕；所述程控放大器为10路程控放大器，每路程控放大器各与一电极连接；所述A/D转换器为10路A/D转换器，每路A/D转换器各与1路程控放大器连接。

5.根据权利要求1所述的基于FNIRI和ERP的表情显示装置，其特征在于：所述FNIRI近红外采集模块包括放大器、A/D转换器、激光驱动器和输出接口，所述放大器的输入端与红外光电传感器连接、其输出端与A/D转换器，所述A/D转换器的输入端分别与放大器和中央处理单元连接、其输出端与中央处理单元连接连接，所述激光驱动器的输入端与输出接口连接、其输出端与半导体激光器连接，所述输出接口的输入端与中央处理单元连接、其输出端分别与激光驱动器和中央处理单元连接。

6.根据权利要求5所述的基于FNIRI和ERP的表情显示装置，其特征在于：所述每对发射接收器的半导体激光器包括3个波长分别为780nm、805nm、830nm的半导体激光器。

7.根据权利要求6所述的基于FNIRI和ERP的表情显示装置，其特征在于：所述发射接收器为8对，分别为F5、FC5、C5、CP5、F6、FC6、C6、CP6，其中F5位于左前运动皮层和辅助运动区，FC5位于左初级运动皮层，C5位于左体感联合皮层，CP5位于左体感联合皮层，F6位于右前运动皮层和辅助运动区，FC6位于右初级运动皮层，C6位于右体感联合皮层，CP6位于右体感联合皮层；所述放大器为8路放大器，每路放大器各与一红外光电传感器连接；所述A/D转换器为8路A/D转换器，每路A/D转换器各与1路程控放大器连接；所述激光驱动器为8路激光驱动器，每路激光驱动器各与一半导体激光器连接。