[发明专利]一种动态停止策略下的脑-机接口拼写系统

说明书

技术领域

本发明涉及脑-机接口领域，尤其涉及一种动态停止策略下的脑-机接口拼写系 统。

背景技术

第一次脑-机接口(Brain-ComputerInterface，BCI)国际会议给出的BCI的定义 是：“BCI是一种不依赖于大脑外围神经与肌肉正常输出通道的通讯控制系统。”目前的研究 成果中，它主要是通过采集和分析不同状态下人的脑电信号，然后使用一定的工程技术手 段在人脑与计算机或其它电子设备之间建立起直接的交流和控制通道，从而实现一种全新 的信息交换与控制技术，即可以不需语言或肢体动作，直接通过脑电控制来表达意愿或操 纵外界设备。为此，BCI技术也越来越受到重视。

在脑-机接口的研究中，基于P300信号的脑-机接口被普遍认为是最稳定高效的脑 控拼写方式，属于脑-机接口拼写系统(BCI-Speller)，它无需对被试进行训练，实验简单方 便易行。信号采集需要的电极较少，六到十个电极就可以采集到足够的信息，有很强的可操 作性。此外，在头皮上就可以记录到较强的P300信号，有很高的信噪比和稳定的锁时性。基 于上述优点，对于P300信号的深入研究及开发一种实用便携式的脑控拼写系统有助于更加 清楚地了解人类大脑，实现真正的人机交互，具有很强的理论与应用价值。

伴随着特征提取、模式识别算法的日益成熟，对BCI-Speller的研究更加细化，信 息传输速率是评价BCI-Speller系统性能的重要指标之一，然而目前的BCI-Speller的研究 成果并不理想，尚不能满足实际生活交流的应用。主要在于系统设计中，针对固定指令集及 固定次数视觉刺激后指令输出模式的BCI-Speller，系统速度和正确率会相互制约，从而影 响系统的信息传输速率。于是对字符指令输出决策方式的设计成为了研究的热点之一，通 过改变判别指令输出策略的方式能够有效地改善视觉BCI-Speller的性能。

因此，考虑系统速度、正确率之间的平衡问题，提供一种新型的动态停止判别指令 输出的策略，对于BCI-Speller系统的实用化研究具有重要意义。

发明内容

本发明提供了一种动态停止判别策略下的脑-机接口拼写系统，本发明在利用调 整基于贝叶斯准则下动态停止标准的参数策略，动态、在线地实现BCI-Speller视觉刺激及 指令输出，更接近实际交互应用，有望为新型BCI-Speller提供关键技术保障，详见下文描 述：

一种动态停止策略下的脑-机接口拼写系统，所述脑-机接口拼写系统包括：P300 视觉刺激装置、脑电采集系统和计算机，

所述P300视觉刺激装置，用于闪烁刺激范式，对用户想要拼写的目标字符发生闪 烁刺激；

所述脑电采集系统，用于探测脑电信号，并进行放大、滤波处理；

所述计算机，接收所述脑电采集系统传输的处理后脑电信号，从处理后脑电信号 中提取视觉诱发P300电位特征信号，根据所述视觉诱发P300电位特征信号、以及基于贝叶 斯准则下动态停止策略的阈值，判别目标字符输出与否。

所述脑电信号中视觉诱发P300电位特征信号的具体提取方法为：