[发明专利]基于人脸识别脑电N170成分的情绪脑机接口系统

摘要

本发明涉及一种基于人脸识别脑电N170成分的情绪脑机接口系统，属于脑机交互领域。该系统主要包括图片刺激器，头表脑电信号采集器、人脸识别特异性波N170检测器、正负情绪分类器、情绪音乐播放器和情绪调节器。图片视觉刺激器将人脸正负情绪图片以视觉刺激的方式混合呈现给用户，采集用户的脑电信号，经放大、模数转换后，经过人脸识别特异性波N170检测器的处理分析，检测并提取出含有人脸正负情绪图片刺激相关的特异性N170脑电信号，并将分类器用于正情绪和负情绪脑电信号的分类，然后转化为控制命令，完成对正负情绪音乐的控制。本发明脑电特异性波的特征比较稳定，识别效果高，能够实现高可用性的脑机接口。

主权项

1.基于人脸识别脑电N170成分的情绪脑机接口系统，其特征在于：该系统包括：(1)图片刺激器：通过人脸情绪图片刺激用户，即正负两种情绪刺激图片随机出现在显示屏上；(2)头表脑电信号采集器：利用置于人体头表的电极，记录大脑在图片刺激后产生的脑电信号，并对其进行放大、模数转换，以数字形式存储在计算机中；(3)人脸识别特异性波N170检测器：对采集得到的脑电信号进行预处理，从中提取与人脸正负情绪图片刺激相对应的特异性脑电成分N170；(4)正负情绪分类器：对正情绪和负情绪特异性N170脑电信号进行分类，建立当前用户正负情绪模型，然后将其转化为控制命令，用于控制情绪音乐的播放；(5)情绪音乐播放器：通过分类器的结果，将设备转化为控制命令，完成对正负情绪音乐的播放；(6)情绪调节器：通过与用户的正负情绪模型相匹配，检测出当前用户情绪状态，对其进行相应的情绪调节；其中，人脸识别特异性波N170检测器包括：脑电信号预处理模块：对脑电信号进行基线校准、去噪和平滑滤波；脑电信号特征提取模块：通过配对t检验(paired t‑test)提取出正负情绪差异明显的trail段以及电极，然后采用特征提取窗口提取出带有正负情绪的N170脑电信号；脑电信号分类模块：采用支持向量机，对正负情绪的N170脑电信号进行分类。