[发明专利]一种基于听觉注意和多焦电生理的脑机接口系统和实现方法

权利要求书

1.一种基于听觉注意和多焦电生理的脑机接口系统，其特征在于系统由听觉刺激器模块、信号采集模块、信号处理模块、执行模块四个部分构成；所述的听觉刺激器模块能产生多种频率、多个声道的声音源，并将其分布在虚拟听觉空间的不同位置；声音源产生的声音为纯音，受M序列调制；各个声音源同时发声，对受检者进行刺激，受试者可以选择性注意不同空间位置的声音源；所述的信号采集模块，用于采集各个声音源诱发产生的听觉反应的混合电生理信号，混合电生理信号通过生物微弱信号放大器放大、滤波后，经过模拟/数字转换后送入信号处理模块；所述的信号处理模块将信号采集模块采集到的混合电生理信号与M序列进行快速互相关计算，从而获得各个声音源对应的听觉反应信号；信号处理模块对听觉反应信号的一阶和高阶波形进行特征值提取和分析，解码出受检者听觉注意到的声音源；所述的执行模块与信号处理模块相连，系统根据信号处理模块确定听觉注意到的声音源，判断出受试者心中所想，进而控制执行模块执行相应的动作。

2.一种如权利要求1所述的基于听觉注意和多焦电生理的脑机接口系统的实现方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)听觉刺激器模块产生多个声音源，每个声音源频率为纯音，声音频率依次递增，并将这些声音源分布在虚拟听觉空间的不同位置；

(2)听觉刺激器模块采用M序列对听觉刺激器的每个声音源进行调制，控制声音源的发声；每个声音源受同一M序列控制，但起始时刻不同，依次滞后相等的时间间隔；每个声音源需执行一个或多个完整的M序列循环；

(3)听觉刺激器通过耳机对受检者进行声音刺激，不同频率的声音源对受检者耳蜗内不同部位的听觉感受器进行等量的刺激；

(4)信号采集模块通过传感器采集得到听觉反应的混合电生理信号，并进行信号的放大和模拟/数字转换；

(5)信号处理模块将混合电生理信号与M序列进行快速互相关计算，获得各个声音源对应的听觉反应信号；各个声音源的听觉反应一阶和高阶信号波形均匀等间隔分布在M序列的循环周期中；

(6)系统截取出各个声音源对应听觉反应的一阶和高阶波形，然后对各个声音源的听觉反应信号进行特征值提取、分析，解码出受检者听觉注意到的声音源，从而确定受试者心中所想，进而控制执行模块执行相应的动作。