[发明专利]用于脑机接口的经验相关事件想象任务设计

说明书

本发明提出了一种用于脑机接口的经验相关事件想象任务设计，其步骤包括：(1)采用多种结合日常生活经验的想象事件，如：抓握、手指捻、使用交通工具和体育运动等，根据各个被试的生活经验选择合适自己的想象任务；(2)使用脑电帽记录数据，设备采样率设为1000Hz；(3)对采集到的EEG数据进行分频带处理和共空间模式(CSP)处理；(4)由所得的相位锁定值(PLV)，建立不同想象任务相对应的脑功能模式；(5)由检测的模式确定所想象的事件。

技术领域

本发明涉及信号与信息处理和神经生物学交叉领域，特别涉及用于脑机接口的经验相关事件想象任务设计。

背景技术

EEG信号具有时间分辨率高、使用方便等优点，在脑-机接口(brain-computerinterface，BCI)领域得到了广泛的应用。事件相关去同步(ERD)/事件相关同步(ERS)的想象运动任务是基于自发电位的BCI系统中最常用的信号。然而，由于被试自身经历不同，导致他们在想象运动任务中的表现也不尽相同。因此由于个体差异，这类BCI系统的性能在很大程度上取决于它们的“黄金被试”。此外，传统的想象运动系统的自由度也是有限的，通常是采用左右运动，只有两个自由度。一般想象运动包括手、脚和舌头的运动。2013奥地利格拉茨工业大学Elisabeth V.C.Friedrich等人在基于意识任务的脑-机交互系统中利用心理任务来增加BCI系统的自由度。心理学任务包括：想象运动、心理旋转、单词联想、听觉想象、心算减法、空间导航、人脸想象。但是，不同的被试在不同的想象任务中的表现会有明显的差别，导致了多分类的表现较差。为解决这一难题，本发明在如下几方面有所创新：(1)增加了多种类型的想象事件，如交通工具、体育运动等，这就为提高基于想象运动的BCI系统的自由度提供了一种方法；(2)在基于事件想象的脑机接口中，根据受试者的经验定制不同的想象任务；(3)采用脑功能模式的空、时频分析方法，求解用于脑机接口的经验相关事件想象任务设计下的脑网络。

发明内容

本发明提出了一种用于脑机接口的经验相关事件想象任务设计，它根据被试者的经验定制其想象任务。基本方案如下：

S1.一种用于脑机接口的经验相关事件想象任务设计，不同于常规的想象运动所采用的左右运动的想象，本发明采用多种结合日常生活经验的想象事件，如：抓握、手指捻、使用交通工具和体育运动等。

S2.针对不同的被试可以选用最适合其本人的事件想象任务。根据不同被试的生活经验选择适合自己的交通工具和运动方式等事件进行想象。

S3.其处理方法的特点在于建立不同事件想象任务所对应的脑功能模式，根据检测的EEG信号推得的脑功能模式，确定所想象的事件。

S4.基于权利要求1的用于脑机接口的经验相关事件想象任务设计，其脑电处理的方法为：

(1)对采集到的EEG数据进行分频带处理；

(2)对各频带的信号作共空间模式法(CSP)处理；

(3)由所得相位锁定值(PLV)，建立不同想象任务相对应的脑功能模式。

本发明的有益效果是：用于脑机接口的经验相关事件想象任务设计能够提高分类性能和自由度；能够促进脑机接口系统的推广。

附图说明

图1为经验相关事件想象任务设计流程图；

图2为经验相关事件想象任务的分类正确率(二分类)；

图3为经验相关事件想象任务的脑电信号的频谱图；

图4为不同事件想象任务组合的分类正确率(四分类)；

图5为经验相关事件想象任务下的脑网络图；

具体实施方式