CN103654771B

CN103654771B - 脑电波检测装置及其电源管理方法

Info

Publication number: CN103654771B
Application number: CN201210314081.3A
Authority: CN
Inventors: 李凡智; 刘旭国
Original assignee: Lenovo Beijing Ltd
Current assignee: Lenovo Beijing Ltd
Priority date: 2012-08-29
Filing date: 2012-08-29
Publication date: 2017-02-08
Anticipated expiration: 2032-08-29
Also published as: CN103654771A

Abstract

脑电波检测装置及其电源管理方法，所述脑电波检测装置包括：多个脑电波传感器，配置来在使用时检测佩戴所述脑电波检测装置的用户的脑电波，并产生脑电波信号；电源管理模块，配置来与所述多个脑电波传感器连接，并且检测来自所述多个脑电波传感器的脑电波信号，其中所述电源管理模块判断所述脑电波信号的频率是否在第一区间；以及所述电源管理模块基于判断结果对所述多个脑电波传感器执行电源控制。

Description

脑电波检测装置及其电源管理方法

技术领域

本发明涉及一种脑电波检测装置及其电源管理方法。

背景技术

当前，利用脑电波技术进行控制的技术正在得到广泛的应用。例如，已经开发出了各种类型的脑电波检测装置来检测佩戴者的脑电波，并且基于检测到的脑电波执行预定的控制指令。这样的脑电波检测装置通常可以应用到虚拟现实系统或游戏中，从而使解放了佩戴者的双手并提高了佩戴者的使用感受。通常，脑电波检测装置至少具有可以设置在佩戴者的头部的预定位置上的多个脑电波传感器（如，感应电极），用于检测佩戴者的脑电波以对佩戴者的脑电波进行分析。这里，人类的脑电波的频率范围通常为0.5Hz~35Hz。因此，为了较好地采样并还原佩戴者的脑电波，上述多个脑电波传感器的采样频率通常在数百Hz。在这种情况下，由于脑电波检测装置通常配备数个乃至数十个脑电波传感器，因此上述多个脑电波传感器在较高的采样频率下可能会产生较多的功耗，特别是在佩戴者处于放松状态或休息时会造成不必要功耗。

发明内容

为了解决现有技术中的上述技术问题，根据本发明的一方面，提供一种脑电波检测装置，包括：多个脑电波传感器，配置来在使用时检测佩戴所述脑电波检测装置的用户的脑电波，并产生脑电波信号；电源管理模块，配置来与所述多个脑电波传感器连接，并且检测来自所述多个脑电波传感器的脑电波信号，其中所述电源管理模块判断所述脑电波信号的频率是否在第一区间；以及所述电源管理模块基于判断结果对所述多个脑电波传感器执行电源控制。

此外，根据本发明的一个实施例，其中如果所述电源管理模块确定所述脑电波信号的频率在第一区间内，则所述电源管理模块降低所述多个脑电波传感器的采样频率或停止至少一部分脑电波传感器的采样。

此外，根据本发明的一个实施例，其中所述第一区间为8-12Hz。

此外，根据本发明的一个实施例，其中所述多个脑电波传感器进一步包括：至少一个第一传感器，配置来检测频率在1-12Hz的脑电波；至少一个第二传感器，配置来检测频率在12Hz以上的脑电波。

此外，根据本发明的一个实施例，其中如果所述电源管理模块确定所述脑电波信号的频率在第一区间内，则所述电源管理模块降低所述第一传感器、所述第二传感器的采样频率；或者如果所述电源管理模块确定所述脑电波信号的频率在第一区间内，则所述电源管理模块降低所述第一传感器的采样频率，并且停止所述第二传感器的采样。

此外，根据本发明的另一方面，提供一种具有多个脑电波传感器的脑电波检测装置的电源管理方法，包括：通过所述多个脑电波传感器检测佩戴所述脑电波检测装置的用户的脑电波，并产生脑电波信号；检测来自所述多个脑电波传感器的脑电波信号；判断所述脑电波信号的频率是否在第一区间；以及基于判断结果对所述多个脑电波传感器执行电源控制。

此外，根据本发明的一个实施例，其中基于判断结果对所述多个脑电波传感器执行电源控制的步骤进一步包括：如果确定所述脑电波信号的频率在第一区间内，则降低所述多个脑电波传感器的采样频率或停止至少一部分脑电波传感器的采样。

此外，根据本发明的一个实施例，其中基于判断结果对所述多个脑电波传感器执行电源控制的步骤进一步包括：如果确定所述脑电波信号的频率在第一区间内，则降低所述第一传感器、所述第二传感器的采样频率；或者如果确定所述脑电波信号的频率在第一区间内，则降低所述第一传感器的采样频率，并且停止所述第二传感器的采样。

附图说明

图1是图解根据本发明实施例的脑电波检测装置的示意方框图；以及

图2是图解根据本发明实施例的脑电波检测装置的电源管理方法的流程图。

具体实施方式

将参照附图详细描述根据本发明的各个实施例。这里，需要注意的是，在附图中，将相同的附图标记赋予基本上具有相同或类似结构和功能的组成部分，并且将省略关于它们的重复描述。

下面将参照图1描述根据本发明的脑电波检测装置。这里，根据本发明的脑电波检测装置可以是用于检测佩戴者的脑电波的任意类型的脑电波检测装置。

如图1所示，根据本发明实施例的脑电波检测装置1可以包括多个脑电波传感器10以及电源管理模块11。

这里，脑电波传感器10可以由任意的传感电极实现，并且在脑电波检测装置1使用时可以检测佩戴该脑电波检测装置1的用户的脑电波，并产生与用户的脑电波对应的脑电波信号。这里，具体地，脑电波传感器10可以根据预设的采样频率（如，数百赫兹）采样脑电波检测装置1的佩戴者的脑电波，并且产生与佩戴者的脑电波对应的脑电波信号（采样信号）。在这种情况下，脑电波检测装置1中的处理单元（未示出）可以基于所采样的脑电波信号还原出佩戴者的脑电波并对其进行分析。

电源管理模块11可以由任意微处理器或微控制器实现，并且可以基于预定的软件或固件执行预设的操作。根据本发明的实施例，电源管理模块11与多个脑电波传感器10连接，并且可以检测来自多个脑电波传感器10的脑电波信号。

根据本发明的实施例，电源管理模块11可以判断脑电波信号的频率是否在第一区间内，并且可以基于判断结果对多个脑电波传感器10执行电源控制。

具体地，第一区间可以是8-12Hz。具体地，根据当前对人类大脑的脑电波的研究可知，在人类大脑的脑电波的频率在8-12Hz（该频率的脑电波还称为α波）时，通常表示其处于放松、安静以及闭眼等状态。在这样的状态下，大脑通常不进行思维活动。此外，如果大脑在受到外界刺激时，大脑的脑电波的频率退出该第一区间（即，进入12Hz以上的区间）。

在这种情况下，根据本发明的实施例，如果电源管理模块11确定佩戴脑电波检测装置1的佩戴者的脑电波信号的频率在第一区间内，则电源管理模块11可以降低多个脑电波传感器10的采样频率。这样做是因为在佩戴者的脑电波信号的频率在8-12Hz时，通常表示佩戴者处于放松、安静以及闭眼等状态，而此时佩戴者不会进行思考并且不会产生控制指令。因此，在这种情况下，多个脑电波传感器10不需要以预设的采样频率（数百Hz）采样佩戴者的脑电波并产生脑电波信号。这里，在多个脑电波传感器10为相同的脑电波传感器的情况下，电源管理模块11可以将多个脑电波传感器10的采样频率降低至其原始采样频率的一半。例如，假设多个脑电波传感器10的采样频率为500Hz，则电源管理模块11可以将多个脑电波传感器10的采样频率降为250Hz。此外，电源管理模块11还可以将多个脑电波传感器10的采样频率降低为其它小于原始采样频率的值。此外，如果电源管理模块11确定佩戴脑电波检测装置1的佩戴者的脑电波信号的频率在第一区间内，则电源管理模块11还可以停止至少一部分脑电波传感器10的采样。具体地，由于在佩戴者的脑电波信号的频率在8-12Hz时，通常表示佩戴者处于放松、安静以及闭眼等状态，而此时佩戴者不会进行思考并且不会产生控制指令，因此不需要所有的脑电波传感器10对佩戴者的脑电波进行采样。这里，在多个脑电波传感器10为相同的脑电波传感器的情况下，电源管理模块11还可以停止至少一个脑电波传感器10的采样。例如，可以保留一半的脑电波传感器10进行采样，或者可以仅保留一个脑电波传感器10进行采样。此外，还可以根据脑电波传感器10设置在佩戴者头部的位置确定停止至少一个脑电波传感器10的采样。例如，在佩戴者的脑电波信号的频率在8-12Hz时，佩戴者的脑部的后半部通常不会产生强烈的脑电波。在这种情况下，可以停止设置在佩戴者的头部的后半部的脑电波传感器10的采样，并且降低在佩戴者的头部的前半部的脑电波传感器10的采样频率。

此外，根据本发明的另一个实施例，脑电波检测装置1的脑电波传感器10还可以由不同类型的电极传感器实现。例如，根据脑电波检测装置1的用途以及当前对脑电波频率的分类，一些脑电波检测装置1的脑电波传感器10还可以包括用于检测频率在1-12Hz的脑电波（表示放松、睡眠等状态）的至少一个第一传感器以及用于检测频率在12Hz以上的脑电波（表示注意力集中，精神紧张等状态）的至少一个第二传感器。在这种情况下，与之前的描述类似，如果电源管理模块11确定脑电波信号的频率在第一区间（如，8-12Hz）内，则电源管理模块11可以降低第一传感器和第二传感器的采样频率。此外，如果电源管理模块11确定脑电波信号的频率在第一区间（如，8-12Hz）内，则电源管理模块11可以降低第一传感器的采样频率，并且停止第二传感器的采样。

此外，如果电源管理模块11确定佩戴者的脑电波在第一区间外，则电源管理模块11保持多个脑电波传感器10的预设采样频率。这里，电源管理模块11可以以预设的频率（如，检测时间间隔1秒~60秒）执行检测和判断处理以均衡脑电波检测装置1的性能和功耗。

通过上述配置，在电源管理模块11确定脑电波信号的频率在第一区间（如，8-12Hz）内时，由于在该区间上的脑电波通常表示佩戴者处于放松、安静以及闭眼等状态并且此时佩戴者不会进行思考并且不会产生控制指令，因此即使降低多个脑电波传感器10中的至少一部分脑电波传感器的采样频率或关闭至少一部分的脑电波传感器也不会对脑电波检测装置1对脑电波的分析产生较大的影响。这里，由于降低多个脑电波传感器10中的至少一部分脑电波传感器的采样频率或关闭至少一部分的脑电波传感器能够显著降低脑电波检测装置1的功耗。因此，根据本发明实施例的脑电波检测装置1可以在不影响使用效果的情况下具有更低的功耗。

在上面描述了第一区间为8-12Hz的情况，然而，本发明不限于此，第一区间还可以是0-4Hz（表示睡眠等状态），因为此时大脑基本不会产生指令。由于在这种情况下电源管理模块11执行的处理与之前的描述类似，因此这里不再赘述。

下面将参照图2描述根据本发明实施例的脑电波检测装置的电源管理方法。这里，图2的方法可以应用到图1的具有多个脑电波传感器的脑电波检测装置上。

如图2所示，在步骤S201，通过多个脑电波传感器检测佩戴脑电波检测装置的用户的脑电波，并产生脑电波信号。

具体地，脑电波传感器10可以根据预设的采样频率（如，数百赫兹）采样脑电波检测装置1的佩戴者的脑电波，并且产生与佩戴者的脑电波对应的脑电波信号（采样信号）。在这种情况下，脑电波检测装置1中的处理单元（未示出）可以基于所采样的脑电波信号还原出佩戴者的脑电波并对其进行分析。

在步骤S202，检测来自多个脑电波传感器的脑电波信号。

具体地，电源管理模块11与多个脑电波传感器10连接，并且可以检测来自多个脑电波传感器10的脑电波信号。

在步骤S203，判断脑电波信号的频率是否在第一区间。

具体地，电源管理模块11判断脑电波信号的频率是否在第一区间内。例如，第一区间可以是8-12Hz。根据对人类大脑的脑电波的研究可知，在人类大脑的脑电波的频率在8-12Hz（该频率的脑电波还称为α波）时，通常表示其处于放松、安静以及闭眼等状态。在这样的状态下，大脑通常不进行思维活动并发出指令。此外，如果大脑在受到外界刺激时，大脑的脑电波的频率退出该第一区间（即，进入12Hz以上的区间）。

在步骤S204，基于判断结果对多个脑电波传感器执行电源控制。

具体地，电源管理模块11基于判断结果对多个脑电波传感器10执行电源控制。例如，步骤S204可以包括步骤：如果电源管理模块11确定佩戴脑电波检测装置1的佩戴者的脑电波信号的频率在第一区间内，则电源管理模块11可以降低多个脑电波传感器10的采样频率。因为在佩戴者的脑电波信号的频率在8-12Hz时，佩戴者不会进行思考并且不会产生控制指令，因此多个脑电波传感器10不需要以预设的采样频率（数百Hz）采样佩戴者的脑电波并产生脑电波信号。这里，在多个脑电波传感器10为相同的脑电波传感器的情况下，电源管理模块11可以将多个脑电波传感器10的采样频率降低至其原始采样频率的一半。此外，电源管理模块11还可以将多个脑电波传感器10的采样频率降低为其它小于原始采样频率的值。此外，步骤S204还可以包括步骤：如果电源管理模块11确定佩戴脑电波检测装置1的佩戴者的脑电波信号的频率在第一区间内，则电源管理模块11还可以停止至少一部分脑电波传感器10的采样。这里，在多个脑电波传感器10为相同的脑电波传感器的情况下，电源管理模块11还可以停止至少一个脑电波传感器10的采样。例如，可以保留一半的脑电波传感器10进行采样，或者可以仅保留一个脑电波传感器10进行采样。此外，还可以根据脑电波传感器10设置在佩戴者头部的位置确定停止至少一个脑电波传感器10的采样。例如，在佩戴者的脑电波信号的频率在8-12Hz时，佩戴者的脑部的后半部通常不会产生强烈的脑电波。在这种情况下，可以停止设置在佩戴者的头部的后半部的脑电波传感器10的采样，并且降低在佩戴者的头部的前半部的脑电波传感器10的采样频率。

此外，根据本发明的另一个实施例，脑电波检测装置1的脑电波传感器10还可以由不同类型的电极传感器实现。例如，根据脑电波检测装置1的用途以及当前对脑电波频率的分类，一些脑电波检测装置1的脑电波传感器10还可以包括用于检测频率在1-12Hz的脑电波（表示放松，睡眠等状态）的至少一个第一传感器以及用于检测频率在12Hz以上的脑电波（表示注意力集中，精神紧张等状态）的至少一个第二传感器。在这种情况下，步骤S204可以包括步骤：如果电源管理模块11确定脑电波信号的频率在第一区间（如，8-12Hz）内，则电源管理模块11可以降低第一传感器和第二传感器的采样频率。此外，步骤S204还可以包括步骤：如果电源管理模块11确定脑电波信号的频率在第一区间（如，8-12Hz）内，则电源管理模块11可以降低第一传感器的采样频率，并且停止第二传感器的采样。

在上面详细描述了本发明的各个实施例。然而，本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行各种修改，组合或子组合，并且这样的修改应落入本发明的范围内。

Claims

1.一种脑电波检测装置，包括：

多个脑电波传感器，配置来在使用时检测佩戴所述脑电波检测装置的用户的脑电波，并产生脑电波信号；

电源管理模块，配置来与所述多个脑电波传感器连接，并且检测来自所述多个脑电波传感器的脑电波信号，

其中所述电源管理模块判断所述脑电波信号的频率是否在第一区间；以及

所述电源管理模块基于判断结果对所述多个脑电波传感器执行电源控制，

其中所述多个脑电波传感器进一步包括：

至少一个第一传感器，配置来检测频率在1-12Hz内的脑电波；

至少一个第二传感器，配置来检测频率大于12Hz的脑电波。

2.如权利要求1所述的脑电波检测装置，其中

如果所述电源管理模块确定所述脑电波信号的频率在第一区间内，则所述电源管理模块降低所述多个脑电波传感器的采样频率或停止至少一部分脑电波传感器的采样。

3.如权利要求2述的脑电波检测装置，其中

所述第一区间为8-12Hz。

4.如权利要求1所述的脑电波检测装置，其中

如果所述电源管理模块确定所述脑电波信号的频率在第一区间内，则所述电源管理模块降低所述第一传感器、所述第二传感器的采样频率；或者

如果所述电源管理模块确定所述脑电波信号的频率在第一区间内，则所述电源管理模块降低所述第一传感器的采样频率，并且停止所述第二传感器的采样。

5.一种具有多个脑电波传感器的脑电波检测装置的电源管理方法，其中所述多个脑电波传感器包括配置来检测频率在1-12Hz内的脑电波的至少一个第一传感器以及配置来检测频率大于12Hz的脑电波的至少一个第二传感器，所述电源管理方法包括：

通过所述多个脑电波传感器检测佩戴所述脑电波检测装置的用户的脑电波，并产生脑电波信号；

检测来自所述多个脑电波传感器的脑电波信号；

判断所述脑电波信号的频率是否在第一区间；以及

基于判断结果对所述多个脑电波传感器执行电源控制。

6.如权利要求5所述的方法，其中基于判断结果对所述多个脑电波传感器执行电源控制的步骤进一步包括：

如果确定所述脑电波信号的频率在第一区间内，则降低所述多个脑电波传感器的采样频率或停止至少一部分脑电波传感器的采样。

7.如权利要求6所述的方法，其中

所述第一区间为8-12Hz。

8.如权利要求5所述的方法，其中基于判断结果对所述多个脑电波传感器执行电源控制的步骤进一步包括：

如果确定所述脑电波信号的频率在第一区间内，则降低所述第一传感器、所述第二传感器的采样频率；或者

如果确定所述脑电波信号的频率在第一区间内，则降低所述第一传感器的采样频率，并且停止所述第二传感器的采样。