[发明专利]基于脑机接口的智能输出终端及脑电信号识别方法

说明书

本发明公开了一种基于脑机接口的智能输出终端及脑电信号识别方法，其终端包括依次连接的脑电信号采集模块、信号预处理模块、光耦隔离模块、第一信号处理模块及第二信号处理模块，第一信号处理模块包括第一数字信号处理单元、模数转换单元和数据缓存单元，第二信号处理模块包括第二数字信号处理单元、无线输出终端和USB输出终端。本发明利用用户注视不同起始时间的目标模块时目标模块短暂运动引发对应的视觉诱发电位，根据时域信息的运动起始视觉诱发电位特征，利用线性判别分析算法对采集到的脑电信号中的运动起始视觉诱发电位进行模式识别，并产生相应的控制指令，实现了对运动起始视觉诱发电位的有效应用。

技术领域

本发明属于脑机接口技术领域，具体涉及一种基于脑机接口的智能输出终端及脑电信号识别方法。

背景技术

脑机接口(Brain-Computer Interface，BCI)是指人不依赖于常规大脑信息的输出(外周神经和肌肉组织等)，不需要语言或动作，而直接通过脑区的电位活动就可以和外部环境进行信息交互。这不仅可以有效增强身体严重残疾的患者与外界交流或控制外部环境的能力，还能为正常人提供高效的人机接口和交互模式。BCI系统需要选择一种较稳定的、高信噪比的特征脑电信号来实现与外界的交互，视觉诱发电位(Visual EvokedPotentials,VEP)具有较高信噪比而被广泛应用在BCI系统中，它是大脑对视觉刺激(包括闪烁刺激、颜色交替、图形反转等)诱发的电位响应。运动感知是视觉系统的基本功能之一，运动起始视觉诱发电位(Motion Onset Visual Evoked Potential，MOVEP)在研究人的运动视觉处理机制中具有重要价值，如何在基础研究和临床诊断中进行应用是迫切需要解决的技术难题。

发明内容

本发明的发明目的是：为了解决现有技术中存在的以上问题，本发明提出了一种基于脑机接口的智能输出终端及脑电信号识别方法，在有效获取脑电信号的基础上，实现智能输出。

本发明的技术方案是：一种基于脑机接口的智能输出终端，包括依次连接的脑电信号采集模块、信号预处理模块、光耦隔离模块、第一信号处理模块及第二信号处理模块；

所述第一信号处理模块包括第一数字信号处理单元、及分别与所述第一数字信号处理单元连接的模数转换单元和数据缓存单元，所述模数转换单元的输入端与所述光耦隔离模块的输出端连接；

所述第二信号处理模块包括第二数字信号处理单元、及分别与所述第二数字信号处理单元连接的无线输出终端和USB输出终端，所述第二数字信号处理单元与所述数据缓存单元进行数据通信。

进一步地，所述信号预处理模块包括依次连接的前置缓冲单元、仪用放大单元和抗混叠滤波单元，所述前置缓冲单元的输入端与所述脑电信号采集模块连接，所述抗混叠滤波单元的输出端与所述光耦隔离模块连接。

进一步地，所述第一信号处理模块还包括直流反馈单元，所述直流反馈单元的输入端与第一数字信号处理单元连接，所述直流反馈单元的输出端通过所述光耦隔离模块与直流抑制模块的输入端连接，所述直流抑制模块的输出端与所述仪用放大单元连接。

本发明还提出了一种应用基于脑机接口的智能输出终端的脑电信号识别方法，包括以下步骤：

A、获取脑电信号训练集数据和脑电信号测试集数据，

B、分别对脑电信号训练集数据和脑电信号测试集数据进行预处理；

C、分别对步骤B中预处理后的脑电信号训练集数据和脑电信号测试集数据提取特征向量；

D、采用LDA算法对步骤C中提取脑电信号训练集数据得到的特征向量进行训练，得到分类器模型；

E、采用步骤D得到的分类器模型对步骤C中提取脑电信号测试集数据得到的特征向量进行处理，得到脑电信号识别结果。