CN107300969A - 一种基于运动想象的mp4播放器装置及其控制方法 - Google Patents

一种基于运动想象的mp4播放器装置及其控制方法 Download PDF

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    • H04B5/72—

Abstract

本发明涉及一种基于运动想象的MP4播放器装置及其控制方法，属于生物医学、电子技术领域。本发明包括头戴式无线蓝牙脑电波采集耳机和播放设备终端；所述的干电极传感器模块用于采集脑电波，将信号输入到预处理模块；预处理模块，通过放大电路将信号进行放大、去噪；信号转换模块Ⅰ，将预处理后的模拟信号转换为数字信号；无线蓝牙模块Ⅰ，将数字信号通过无线蓝牙发射出去并接收MP4播放器的音频信号；播放设备终端接收无线蓝牙模块Ⅰ发出的信号并转换成控制命令控制MP4播放器的操作。其控制方法采用运动想象和SSVEP相结合的控制方案，用户通过相应的运动想象和SSVEP来产生不同的脑电信号，进而实现用户想要的控制命令。

Description

一种基于运动想象的MP4播放器装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种基于运动想象的MP4播放器装置及其控制方法，特别是一种基于运动想象和SSVEP相结合控制的MP4播放器装置及其控制方法，属于生物医学、电子技术领域。
背景技术
近来，脑机接口的出现为人们提供了一种新的娱乐方式，如果能够将脑电信号与播放器相结合，将会对人们的娱乐和休闲方式产生一次革命性的全新实现方式，使得大脑信号直接控制外部设备的想法成为可能。在医学领域，脑机接口技术直接而迫切的应用是为思维正常而有运动功能障碍的人提供一种对外界环境进行交流和控制的途径，这样至少可以提高他们的独立性、增强生活的信心。同时，脑机接口技术还将大大扩展人们控制外界交流信息的能力，可能引发对传统人脑与外界信息交流方式和思维控制手段的革命，将为人们展现全新的“让思想变成行动”的世界。
在目前休闲娱乐领域，主要是使用按键、或触屏等来操作MP4播放器，此类播放器的应用有一定的局限性，需要依赖于人们手动去操作，且必须与播放器的按键或触屏接触，对于有运动功能障碍的人不适用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于运动想象的MP4播放器装置及其控制方法，基于运动想象和SSVEP相结合的技术方案来实现对MP4播放器的实时控制，这样不仅丰富了人机交互的实现方式，还满足了医学领域对脑机接口技术应用的需求，非常实用。
本发明采用的技术方案是：一种基于运动想象的MP4播放器装置，包括头戴式无线蓝牙脑电波采集耳机和播放设备终端；头戴式无线蓝牙脑电波采集耳机包括：干电极传感器模块1，预处理模块2，信号转换模块Ⅰ3，无线蓝牙模块Ⅰ4，电源模块5，耳机6，播放设备终端包括：无线蓝牙模块Ⅱ，脑电波特征处理模块，信号转换模块Ⅱ，MP4播放模块；
所述的干电极传感器模块1用于采集脑电波，将信号输入到预处理模块2；预处理模块2，通过放大电路将信号进行放大，再经过去噪电路进行处理；信号转换模块Ⅰ3，将预处理后的模拟信号转换为数字信号；无线蓝牙模块Ⅰ4，将数字信号通过无线蓝牙发射出去，同时，接收MP4播放器的音频信号；电源模块5，用于整个耳机供电；耳机6，接收蓝牙所接受的音频，进行音频输出，无线蓝牙模块Ⅱ，用于接收无线蓝牙模块Ⅰ4发出的信号，同时输出MP4播放模块的音频信号；脑电波特征处理模块，将无线蓝牙模块Ⅱ接收的脑电信号进行特征提取，模式识别处理；信号转换模块Ⅱ，将处理过的脑电信号转换为一一对应的控制命令；MP4播放模块，用转换过的控制命令控制MP4播放器的操作。
优选地，所述的头戴式无线蓝牙脑电波采集耳机位于头顶的头箍上为干电极传感器模块1，其两端分别为预处理模块2和信号转换模块Ⅰ3。
优选地，所述的干电极传感器模块1，用舒适布料包装，内含10个干电极：Fz、FC3、FCz、FC4、C3、Cz、C4、CP3、Pz、CP4。
所述的一种基于运动想象的MP4播放器装置的控制方法，包括如下步骤：
第一步：进入MP4播放模块主界面，主界面包括上部的文件选择区和下部的控制区，文件选择区可选择不同的音频文件或视频文件，控制区可进行上移、下移和确定的操作，确定键始终处于闪烁状态，若选择音频文件，则进入第二步，若选择视频文件，则进入第三步；
第二步：进入音频播放界面，所述的音频播放界面的上层为所选内容区，中间层为指令区，底层为控制区，所选内容区用于播放所选音频的各项信息，所选内容区设有返回键及进度条，指令区可进行音量高低调节、上下曲选择、播放或暂停选择及播放模式选择，点击播放模式选择后进入第四步，控制区可进行上移、下移和确定的操作，确定键始终处于闪烁状态；
第三部：进入视频播放界面，所述的视频播放界面的上层为所选内容区，中间层为指令区，底层为控制区，所选内容区用于播放所选视频的各项信息，所选内容区设有返回键及进度条，指令区可进行音量高低调节、播放或暂停选择、最大化选择，点击最大化选择后进入第五步，控制区可进行上移、下移和确定的操作，确定键始终处于闪烁状态；
第四部：进入音频播放模式选择界面，播放模式选择界面包括上部的播放方式选择区和下方的控制区，可选的播放方式包括自上而下设置的顺序播放、随机播放、列表循环、单曲循环，控制区可进行上移、下移和确定的操作，确定键始终处于闪烁状态；选择确定后，界面自动返回音频播放界面；
第五部：进入视频最大化播放界面，视频最大化播放界面的整个界面均用于播放所选视频，视频最大化播放界面的右下角设有半透明状的还原界面按键，触发还原界面指令，则界面自动返回视频播放界面；
所述的确定键的选择是通过SSVEP控制方式实现的，眼睛紧盯闪烁的确定键为选择确定。
所述的上移、下移、左移、右移、返回、还原操作都是通过运动想象控制方式实现的，通过大脑左手想象选择上移或左移，通过大脑右手想象选择下移或右移，通过大脑舌头想象选择返回，通过大脑脚动想象选择还原。
本发明的工作过程是：利用头戴式无线蓝牙脑电波采集耳机上的干电极传感器模块1采集脑电波，将脑电信号输入到预处理模块2，通过放大电路将信号进行放大，再经过去噪电路进行处理，将预处理后的模拟信号转换为数字信号，将数字信号通过无线蓝牙模块Ⅰ4发射出去，终端的无线蓝牙模块Ⅱ接收信号并输出到脑电波特征处理模块，将蓝牙输出的脑电信号进行特征提取，模式识别处理，将处理过的脑电信号转换为一一对应的控制命令，用转换过的控制命令控制MP4播放模块的动作，音频输出时再利用无线蓝牙模块Ⅱ传送给无线蓝牙模块Ⅰ4，然后输送至耳机进行音频播放。
本发明有益效果是：本发明采用运动想象和SSVEP相结合的技术方案来实现对MP4播放器的实时控制的设计策略，使用的是少量的运动想象方式来实现较多的控制指令，能进行难度较大的播放器控制；头戴式无线蓝牙脑电波采集耳机的整体样式简单，明了，份量较轻且重量均匀分布，实用性很好，采用特殊的轻质金属及优质韧性塑料结合的外观设计，保证用户很舒适，而且很美观；MP4播放器利用脑电信号进行控制，可进行音频、视频的播放，并进行相应调节，其效果达到正常人平时所使用的MP4播放器功能；MP4播放界面分层处理且功能齐全，极大的提高了用户体验。
附图说明
图1是本发明的电路原理框图；
图2是本发明头戴式无线蓝牙脑电波采集耳机；
图3是MP4播放器主界面；
图4是MP4播放器的音频播放界面；
图5是MP4播放器的音频播放模式选择界面；
图6是MP4播放器的视频播放界面；
图7是MP4播放器的视频最大化播放界面。
图中各标号为：干电极传感器模块-1，预处理模块-2，信号转换模块Ⅰ-3，无线蓝牙模块Ⅰ-4，电源模块-5，耳机-6。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1：如图1-7所示，一种基于运动想象的MP4播放器装置，包括头戴式无线蓝牙脑电波采集耳机和播放设备终端；头戴式无线蓝牙脑电波采集耳机包括：干电极传感器模块1，预处理模块2，信号转换模块Ⅰ3，无线蓝牙模块Ⅰ4，电源模块5，耳机6，播放设备终端包括：无线蓝牙模块Ⅱ，脑电波特征处理模块，信号转换模块Ⅱ，MP4播放模块；
所述的干电极传感器模块1用于采集脑电波，将信号输入到预处理模块2；预处理模块2，通过放大电路将信号进行放大，再经过去噪电路进行处理；信号转换模块Ⅰ3，将预处理后的模拟信号转换为数字信号；无线蓝牙模块Ⅰ4，将数字信号通过无线蓝牙发射出去，同时，接收MP4播放器的音频信号；电源模块5，用于整个耳机供电；耳机6，接收蓝牙所接受的音频，进行音频输出，无线蓝牙模块Ⅱ，用于接收无线蓝牙模块Ⅰ4发出的信号，同时输出MP4播放模块的音频信号；脑电波特征处理模块，将无线蓝牙模块Ⅱ接收的脑电信号进行特征提取，模式识别处理；信号转换模块Ⅱ，将处理过的脑电信号转换为一一对应的控制命令；MP4播放模块，用转换过的控制命令控制MP4播放器的操作。
进一步地，所述的头戴式无线蓝牙脑电波采集耳机位于头顶的头箍上为干电极传感器模块1，其两端分别为预处理模块2和信号转换模块Ⅰ3。
进一步地，所述的干电极传感器模块1，用舒适布料包装，内含10个干电极：Fz、FC3、FCz、FC4、C3、Cz、C4、CP3、Pz、CP4。
所述的一种基于运动想象的MP4播放器装置的控制方法，包括如下步骤：
第一步：进入MP4播放模块主界面，主界面包括上部的文件选择区和下部的控制区，文件选择区可选择不同的音频文件或视频文件，控制区可进行上移、下移和确定的操作，确定键始终处于闪烁状态，若选择音频文件，则进入第二步，若选择视频文件，则进入第三步；
第二步：进入音频播放界面，所述的音频播放界面的上层为所选内容区，中间层为指令区，底层为控制区，所选内容区用于播放所选音频的各项信息，所选内容区设有返回键及进度条，指令区可进行音量高低调节、上下曲选择、播放或暂停选择及播放模式选择，点击播放模式选择后进入第四步，控制区可进行上移、下移和确定的操作，确定键始终处于闪烁状态；
第三部：进入视频播放界面，所述的视频播放界面的上层为所选内容区，中间层为指令区，底层为控制区，所选内容区用于播放所选视频的各项信息，所选内容区设有返回键及进度条，指令区可进行音量高低调节、播放或暂停选择、最大化选择，点击最大化选择后进入第五步，控制区可进行上移、下移和确定的操作，确定键始终处于闪烁状态；
第四部：进入音频播放模式选择界面，播放模式选择界面包括上部的播放方式选择区和下方的控制区，可选的播放方式包括自上而下设置的顺序播放、随机播放、列表循环、单曲循环，控制区可进行上移、下移和确定的操作，确定键始终处于闪烁状态；选择确定后，界面自动返回音频播放界面，界面设计简洁明了；
第五部：进入视频最大化播放界面，视频最大化播放界面的整个界面均用于播放所选视频，视频最大化播放界面的右下角设有半透明状的还原界面按键，触发还原界面指令，则界面自动返回视频播放界面；
所述的确定键的选择是通过SSVEP控制方式实现的，眼睛紧盯闪烁的确定键为选择确定。
所述的上移、下移、左移、右移、返回、还原操作都是通过运动想象控制方式实现的，通过大脑左手想象选择上移或左移，通过大脑右手想象选择下移或右移，通过大脑舌头想象选择返回，通过大脑脚动想象选择还原。
所述的头戴式无线蓝牙脑电波采集耳机的整体样式简明美观，实用性好，采用特殊的轻质金属及优质韧性塑料结合的外观设计，保证用户很舒适。
所述装置利用脑电信号对装置进行控制，可进行音频、视频的播放，并进行相应调节，其效果达到正常人平时所使用的MP4播放器功能。
所述MP4播放模块所呈现的界面采用页面嵌套方式，当主界面中选中一个文件，会进入相应播放界面，若为音频，其中间层指令区的播放模式嵌套了一个模式选择的页面，选择模式之后自动返回原界面；同时，音频、视频界面均设置了返回键，方便了用户使用。
所述MP4播放器进行视频播放时，其指令区设置“最大化”键，选中之后，视频为全屏播放，屏幕仅存一个右下角半透明小框，提示的内容为：还原（脚动作想象），其透明度不影响观看视频内容，其余提示框均隐藏；最大化后，进行脚动作想象则会还原界面，所有提示框显示，视频调整为上层播放，半透明框隐藏。此种设置大大提高了使用者的视觉享受。
下面结合附图对本发明的控制方法进行具体举例描述：
如图3-7所示，图3为本发明MP4播放器模块主界面，界面分为两层，上层为可选文件名称，此处为方便说明，歌曲统一使用《默》，视频采用《大圣归来》；下层为控制区，由左及右依次为：上移（左手想象）、下移（右手想象）、确定（紧盯此处），其中上下移操作采用的是运动想象形式，确定采用的是SSVEP形式；
用户选定为歌曲时，播放器进入音频播放界面，如图4所示。界面分为三层，上层为歌曲信息，包括返回键、歌曲名称、歌手姓名及进度条；中层为指令区，包括：1音量+、2播放模式、3音量-、4上一曲、5播放或暂停、6下一曲等6个指令，其中播放模式为嵌套指令，选择后会进入到播放模式选择界面，如图5所示，同时指令“上一曲”、“下一曲”框图中包含对应歌曲的名称，方便了用户进行歌曲的选择，特别指出的是进行左移或右移时，指令区按照“12345612...”循环方式；下层为控制区，由左及右依次为：左移（左手想象）、右移（右手想象）及确定（紧盯此处），其中上下移操作采用的是运动想象形式，确定采用的是SSVEP形式；
用户选定为视频时，播放器进入视频播放界面，如图6所示。界面分为三层，上层为影像播放，包括返回键、视频内容及进度条；中层为指令区，包括：1音量+、2播放或暂停、3音量-、4最大化等4个指令，控制区进行左移或右移时，指令区按照“123412...”循环方式；下层为控制区，由左及右依次为：左移（左手想象）、右移（右手想象）及确定（紧盯此处），其中上下移操作采用的是运动想象形式，确定采用的是SSVEP形式。
界面进入音频播放界面时，用户可以在指令区通过相应想象选择“播放模式”，选中后，界面进入模式选择界面，如图5所示。该界面分为上下两层，上层为具体的模式类别：顺序播放、随机播放、列表循环、单曲循环；下层为控制区，由左及右依次为左移（左手想象）、右移（右手想象）及确定（紧盯此处），其中上下移操作采用的是运动想象形式，确定采用的是SSVEP形式。当用户选定一种模式之后，界面会自动返回歌曲播放界面。
界面进入视频播放界面时，用户可以在指令区通过相应想象选择“最大化”，最大化操作后，视频将进行最大化播放，如图7所示。视频为全屏播放，屏幕仅存一个右下角半透明小框，提示的内容为：还原（脚动作想象），其透明度不影响观看视频内容，其余提示框均隐藏；最大化后，进行脚动作想象则会还原界面，所有提示框显示，视频调整为上层播放，半透明框隐藏。此种设置大大提高了使用者的视觉享受。
所述MP4播放器采用了运动想象和SSVEP相结合的技术方案来实现对MP4播放器的实时控制；并且使用的是少量的运动想象方式来实现较多的控制指令，不仅减轻用户的想象负担，而且方便使用者的掌握。同时，这中方式能给用户全新的体验，也能帮助青少年进行适当的大脑训练，提高注意力，更能帮助思维正常而有运动功能障碍的人训练自己与外界交流的控制能力，进而逐渐改善健康。本发明可以广泛应用于娱乐、教育及健康恢复训练等领域。
以上结合附图对本发明的实施例作了详细说明而并非限制，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (6)

1.一种基于运动想象的MP4播放器装置，其特征在于：包括头戴式无线蓝牙脑电波采集耳机和播放设备终端；头戴式无线蓝牙脑电波采集耳机包括：干电极传感器模块（1），预处理模块（2），信号转换模块Ⅰ（3），无线蓝牙模块Ⅰ（4），电源模块（5），耳机（6），播放设备终端包括：无线蓝牙模块Ⅱ，脑电波特征处理模块，信号转换模块Ⅱ，MP4播放模块；
所述的干电极传感器模块（1）用于采集脑电波，将信号输入到预处理模块（2）；预处理模块（2），通过放大电路将信号进行放大，再经过去噪电路进行处理；信号转换模块Ⅰ（3），将预处理后的模拟信号转换为数字信号；无线蓝牙模块Ⅰ（4），将数字信号通过无线蓝牙发射出去，同时，接收MP4播放器的音频信号；电源模块（5），用于整个耳机供电；耳机（6），接收蓝牙所接受的音频，进行音频输出，无线蓝牙模块Ⅱ，用于接收无线蓝牙模块Ⅰ（4）发出的信号，同时输出MP4播放模块的音频信号；脑电波特征处理模块，将无线蓝牙模块Ⅱ接收的脑电信号进行特征提取，模式识别处理；信号转换模块Ⅱ，将处理过的脑电信号转换为一一对应的控制命令；MP4播放模块，用转换过的控制命令控制MP4播放器的操作。
2.根据权利要求1所述的一种基于运动想象的MP4播放器装置，其特征在于：所述的头戴式无线蓝牙脑电波采集耳机位于头顶的头箍上为干电极传感器模块（1），其两端分别为预处理模块（2）和信号转换模块I（3）。
3.根据权利要求2所述的一种基于运动想象的MP4播放器装置，其特征在于：所述的干电极传感器模块（1），用舒适布料包装，内含10个干电极：Fz、FC3、FCz、FC4、C3、Cz、C4、CP3、Pz、CP4。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种基于运动想象的MP4播放器装置的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
第一步：进入MP4播放模块主界面，主界面包括上部的文件选择区和下部的控制区，文件选择区可选择不同的音频文件或视频文件，控制区可进行上移、下移和确定的操作，确定键始终处于闪烁状态，若选择音频文件，则进入第二步，若选择视频文件，则进入第三步；
第二步：进入音频播放界面，所述的音频播放界面的上层为所选内容区，中间层为指令区，底层为控制区，所选内容区用于播放所选音频的各项信息，所选内容区设有返回键及进度条，指令区可进行音量高低调节、上下曲选择、播放或暂停选择及播放模式选择，点击播放模式选择后进入第四步，控制区可进行上移、下移和确定的操作，确定键始终处于闪烁状态；
第三部：进入视频播放界面，所述的视频播放界面的上层为所选内容区，中间层为指令区，底层为控制区，所选内容区用于播放所选视频的各项信息，所选内容区设有返回键及进度条，指令区可进行音量高低调节、播放或暂停选择、最大化选择，点击最大化选择后进入第五步，控制区可进行上移、下移和确定的操作，确定键始终处于闪烁状态；
第四部：进入音频播放模式选择界面，播放模式选择界面包括上部的播放方式选择区和下方的控制区，可选的播放方式包括自上而下设置的顺序播放、随机播放、列表循环、单曲循环，控制区可进行上移、下移和确定的操作，确定键始终处于闪烁状态；选择确定后，界面自动返回音频播放界面；
第五部：进入视频最大化播放界面，视频最大化播放界面的整个界面均用于播放所选视频，视频最大化播放界面的右下角设有半透明状的还原界面按键，触发还原界面指令，则界面自动返回视频播放界面。
5.根据权利要求4所述的一种基于运动想象的MP4播放器装置的控制方法，其特征在于：所述的确定键的选择是通过SSVEP控制方式实现的，眼睛紧盯闪烁的确定键为选择确定。
6.根据权利要求4或5所述的一种基于运动想象的MP4播放器装置的控制方法，其特征在于：所述的上移、下移、左移、右移、返回、还原操作都是通过运动想象控制方式实现的，通过大脑左手想象选择上移或左移，通过大脑右手想象选择下移或右移，通过大脑舌头想象选择返回，通过大脑脚动想象选择还原。
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