[发明专利]基于脑电信号的儿童注意力专注度训练方法及系统

说明书

本公开提供了一种基于脑电信号的儿童注意力专注度训练方法及系统，其特征在于，包括：实时获取待训练儿童在游戏状态下的脑电数据，并进行预处理；利用带通滤波器对预处理后的脑电信号进行分解，获得Y波段、β波段以及α波段脑电信号；分别计算Y波段、β波段以及α波段在脑电信号能量中的比重，计算得到专注度，并进行记录和显示；根据评分结果对儿童的游戏项目进行调整，实现儿童注意力专注度的训练；所述方案利用脑电信号对儿童游戏训练过程中的注意力专注度进行量化并实时显示，使管理人员能够实时准确的了解儿童训练过程中的专注度情况，并根据训练情况及时进行游戏调整，有效提高了儿童专注度训练的效果。

技术领域

本公开属于脑电信号处理技术领域，尤其涉及一种基于脑电信号的儿童注意力专注度训练方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

专注度的准确识别有助于后续训练系统的发展，目前，儿童注意力专注度的训练多采用特殊教育、心理行为治疗等综合性干预方法。其中，游戏干预训练应用的越来越广泛。部分儿童在注意力方面存在显著缺陷，主要表现为：注意力维持时间短暂、易分散，缺乏有意注意。由于注意力受损，此类儿童将难以在一定时间把注意集中于某一特定的对象和活动，进而难以从外界获取足够的信息，对其日常活动的参与和多种技能的提高都有着不利的影响。通过研究发现，采用虚拟游戏训练可以提升注意力低下儿童在行动中的专注度，并且虚拟游戏中的虚拟场景较为丰富，增加互动的多样性和提升儿童的兴趣。

目前，现有技术中已开始了体感游戏对注意力低下儿童干预的探索，提高了他们的注意技能、情绪和行为功能。通过引导儿童操作游戏并完成游戏内容激发儿童人际互动潜能和提升专注度，但是发明人发现，现有的对于注意力低下儿童的专注度评测只能通过人为的观察来记录儿童的专注度情况，无法实时准确的获取儿童注意力的专注程度，导致无法针对儿童专注程度进行训练的实时调整，影响儿童训练的效果。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提供了一种基于脑电信号的儿童注意力专注度训练方法及系统，所述方案利用脑电信号对儿童游戏训练过程中的注意力专注度进行量化并实时显示，使管理人员能够实时准确的了解儿童训练过程中的专注度情况，并根据训练情况及时进行游戏调整，有效提高了儿童专注度训练的效果。

根据本公开实施例的第一个方面，提供了一种基于脑电信号的儿童注意力专注度训练方法，包括：

实时获取待训练儿童在游戏状态下的脑电数据，并进行预处理；

利用带通滤波器对预处理后的脑电信号进行分解，获得Y波段、β波段以及α波段脑电信号；

分别计算Y波段、β波段以及α波段在脑电信号能量中的比重，计算得到专注度，并进行记录和显示；

基于游戏训练专注度历史数据进行对比，对儿童的游戏训练效果进行评分；

根据评分结果对儿童的游戏项目进行调整，实现儿童注意力专注度的训练。

进一步的，所述预处理具体包括：通过5阶巴特沃斯滤波器对原始脑电信号进行滤波处理，采用独立成分分析法，将伪迹与纯净的脑电信号分离，得到纯净脑电信号。

进一步的，所述采用独立成分分析法，将伪迹与纯净的脑电信号分离，具体为选择靠近眼睛位置的两个通道作为参考电极，对于剩余的通道做独立成分分析，得到纯净脑电信号。

进一步的，分别计算Y波段、β波段以及α波段在脑电信号能量中的比重，计算得到专注度评分，具体公式如下：

Pa＝(mY+nβ+tα)*100％

其中，Pa表示专注度，Y、β、α分别表示Y波、β波、α波在脑电信号能量中的百分比，m、n、t为调节参数。