[发明专利]一种基于多模态信号识别的脑机接口方法

说明书

本发明提供一种基于多模态信号识别的脑机接口方法，涉及脑机接口技术领域。该基于多模态信号识别的脑机接口方法，包括以下步骤：S1.设备启动采集脑电波信号；S2.分析脑电波信号并生成对应动作意识；S3.显示屏显示动作意识是否启动界面；S4.用户通过视线集中来选择是否启动动作意识，“是”则进入下一步骤，“否”则不执行动作意识命令；S5.显示屏进入详细选择界面，用户通过实现集中在具体选择界面来确定动作意识；S6.在进入动作意识详细选择界面时，通过分析用户的心率波动情况来对动作意识进行最终确认。通过本发明设计的方法，可以通过三种模态对用户脑电波信号进行精确理解，同时不会产生错误信号，实用性极好。

技术领域

本发明涉及脑机接口方法技术领域，具体为一种基于多模态信号识别的脑机接口方法。

背景技术

脑机接口是一种通过采集大脑皮层的信号进行处理及分析，并转化为控制外围设备的指令，实现人脑与计算机或其他通讯设备间的信息交流和控制，它不依赖于常规的人脑正常输出通道。利用人脑对不同的事物或认知活动产生不同的反应，从而得到不同类型的脑电信号。通过对脑电信号进行放大、滤波、采集、特征提取，分类等实现控制指令的转化。当前，脑电采集的方式有两种方式即植入式和非植入式。前者需要将电极植入大脑内部，存在很大的危险性，但是其获得的脑电信号信噪比高，精度也高，信号方便处理。而后者得到的信号是属于非平稳性信号，容易受到环境及人的当前状态的影响。当然，随着人们对信号处理方面的技术深入探讨，对于微弱的小信号的处理能力得到空前的进步。以及脑电采集仪对脑电采集的精度也较高。因此，在本发明中我们采用后者即非植入式的方式来获取脑电信号。然后，经过一系列的信号处理算法，最终实现对家电设备的控制。

目前关于脑机接口技术方面的研究已经取得了较大的进步且其技术相对成熟，无论是单一脑电信号的脑机接口技术，还是多模态的脑机接口技术已经有许多关于BCI方面的专利和成果了。相较于单一脑电信号，多模态的脑机接口技术具有高准确性的优点，现有的多模态脑接口技术多依赖视觉的辅助，比如一些基于脑电的护理床、脑电控制的电灯等，但是他们需要一直盯着闪烁的键，而且在空闲状态下容易产生错误的指令，为此需要对现有技术进行改进。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于多模态信号识别的脑机接口方法，解决了目前基于多模态的脑电接口技术主要依赖视觉辅助，在空闲状态下容易产生错误命令的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于多模态信号识别的脑机接口方法，包括脑机接口系统，所述脑机接口系统包括主机、显示屏、眼动仪，所述主机包括微处理器、脑电波信号采集模块、脑电波信号分析模块、耳夹式红外心率采集模块、心率信号分析模块，所述显示屏包括显示模块、定位捕捉模块、数据反馈模块。

优选的，该脑机接口方法具体包括以下步骤：

S1.设备启动采集脑电波信号；

S2.分析脑电波信号并生成对应动作意识；

S3.显示屏显示动作意识是否启动界面；

S4.用户通过视线集中来选择是否启动动作意识，“是”则进入下一步骤，“否”则不执行动作意识命令；

S5.显示屏进入详细选择界面，用户通过实现集中在具体选择界面来确定动作意识；

S6.在进入动作意识详细选择界面时，通过分析用户的心率波动情况来对动作意识进行最终确认，波动较大代表选择错误，退回上一步重新选择，波动较小代表选择正确，执行动作意识。

优选的，所述S1中采用脑电波信号采集模块来采集信号，所述脑电波信号采集模块选用非侵入式头戴电极片。