CN111913582B - P300脑机接口Chekerboard刺激序列生成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种P300脑机接口Chekerboard刺激序列生成方法。为了避免P300脑机接口中相邻行或相邻列刺激的不利影响，Chekerboard刺激方式生成一个内部字符矩阵，内部字符矩阵包含的字符集与展现矩阵相同，但字符在矩阵上的位置不同，在展现矩阵闪烁时被闪烁的字符取自内部字符矩阵的某一行或列。为了保证闪烁刺激的效果，内部字符矩阵的一行或一列字符在展现矩阵的位置应尽可能不同行同列。但是，一般的方法生成的内部字符矩阵效果不好。本发明把内部字符矩阵生成转化为了一个优化问题，设计了一个启发式算法来求解，算法得到的解即为内部字符矩阵。本发明的方法能够生成一个效果较好的内部字符矩阵。
Description
技术领域
本发明涉及一种P300脑机接口Chekerboard刺激序列生成方法。
背景技术
为了避免P300脑机接口中相邻行或相邻列刺激的不利影响，Chekerboard刺激范式生成一个内部字符矩阵，内部字符矩阵包含的字符集与展现矩阵相同，但字符在矩阵上的位置不同，在展现矩阵闪烁时被闪烁的字符取自内部字符矩阵的某一行或列。为了保证闪烁刺激的效果，内部字符矩阵的一行或一列字符在展现矩阵的位置应尽可能不同行同列。但是，一般的方法生成的内部字符矩阵效果不好。
发明内容
本发明的目的在于提供一种P300脑机接口Chekerboard刺激序列生成方法，该方法将内部字符矩阵生成转化为了一个优化问题，设计了一个启发式算法来求解，算法得到的解即为内部字符矩阵，本发明的方法能够生成一个效果较好的内部字符矩阵。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种P300脑机接口Chekerboard刺激序列生成方法，把P300脑机接口Chekerboard刺激范式生成内部字符矩阵的问题转化为一个优化问题，设计一个启发式算法来求解，从而得到内部字符矩阵；
算法定义的结构数组如下：
Struct element
{
int i；
int j;
Bool avail[6][6];
}
element stack[36];
算法描述如下：
步1：m=0，setAvail(stack, m)， setIJ(stack, m)；
步2：若m==35，getResult(stack)，结束；
步3：m=m+1；
步4：setAvail(stack, m);
步5：若setIJ(stack, m)，转步2；
步6；m=m-1；
步7：若m<0，本次执行未找到解，重新启动本算法；
步8：updateAvail(stack, m)；
步9：若setIJ(stack, m)，转步3；否则，转步6；
算法输出的stack[36]对应内部字符矩阵从左到右从上到下的36个字符，其中的i和j代表它在展现矩阵中相应位置。
在本发明一实施例中，所述算法中的setAvail(stack, m)包含以下步骤：
步2-1：rowC=[]，colC=[]，stack[m].avail=true；row=m/6；col=m%6;
步2-2：若col>0，rowC=rowC∪stack[m-col].i，colC=colC∪stack[m-col].j，转下一步；否则，转步2-4；
步2-3：col=col-1，转步2-2；
步2-4：若row>0，rowC=rowC∪stack[m-row*6].i，colC=colC∪stack[m-row*6].j，转下一步；否则，转步2-6；
步2-5：row=row-1, 转步2-4；
步2-6：stack[m].avail[rowC][]=false，stack[m].avail[][colC]=false；
步2-7：k=0；
步2-8：若k<m，则stack[m].avail[stack[k].i][ stack[k].j]=false，转下一步；否则转步2-10；
步2-9：k=k+1，转步2-8；
步2-10：返回，结束。
在本发明一实施例中，所述算法中的setIJ(stack, m)包含以下步骤：
步3-1：若stack[m].avail中所有元素全为false，返回false，结束；
步3-2：随机选取一个值为true的avail元素，用它的行号赋值给stack[m].i，列号赋值给stack[m].j，返回true，结束。
在本发明一实施例中，所述算法中的updateAvail(stack, m)包含以下步骤：
步4-1：stack[m].avail[stack[m].i][ stack[m].j]=false；
步4-2：返回。
在本发明一实施例中，所述算法中的getResult(stack)包含以下操作：从左到右从上到下把stack的每一项输出到6×6的内部字符矩阵中，stack每一项的i和j代表这个字符在展现矩阵的行和列位置。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明方法将内部字符矩阵生成转化为了一个优化问题，设计了一个启发式算法来求解，算法得到的解即为内部字符矩阵，本发明的方法能够生成一个效果较好的内部字符矩阵。
附图说明
图1为Chekerboard刺激范式一组字符被闪烁的情况。
图2为常规P300刺激范式一行字符被闪烁的情况。
图3为常规P300刺激范式一列字符被闪烁的情况。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
本发明实例提供了一种P300脑机接口Chekerboard刺激序列生成方法，把P300脑机接口Chekerboard刺激范式生成内部字符矩阵的问题转化为一个优化问题，设计一个启发式算法来求解，从而得到内部字符矩阵；
算法定义的结构数组如下：
Struct element
{
int i；
int j;
Bool avail[6][6];
}
element stack[36];
算法描述如下：
步1：m=0，setAvail(stack, m)， setIJ(stack, m)；
步2：若m==35，getResult(stack)，结束；
步3：m=m+1；
步4：setAvail(stack, m);
步5：若setIJ(stack, m)，转步2；
步6；m=m-1；
步7：若m<0，本次执行未找到解，重新启动本算法；
步8：updateAvail(stack, m)；
步9：若setIJ(stack, m)，转步3；否则，转步6；
算法输出的stack[36]对应内部字符矩阵从左到右从上到下的36个字符，其中的i和j代表它在展现矩阵中相应位置。
本实例中，算法中的setAvail(stack, m)具体包含以下步骤：
步2-1：rowC=[]，colC=[]，stack[m].avail=true；row=m/6；col=m%6;
步2-2：若col>0，rowC=rowC∪stack[m-col].i，colC=colC∪stack[m-col].j，转下一步；否则，转步2-4；
步2-3：col=col-1，转步2-2；
步2-4：若row>0，rowC=rowC∪stack[m-row*6].i，colC=colC∪stack[m-row*6].j，转下一步；否则，转步2-6；
步2-5：row=row-1, 转步2-4；
步2-6：stack[m].avail[rowC][]=false，stack[m].avail[][colC]=false；
步2-7：k=0；
步2-8：若k<m，则stack[m].avail[stack[k].i][ stack[k].j]=false，转下一步；否则转步2-10；
步2-9：k=k+1，转步2-8；
步2-10：返回，结束。
本实例中，算法中的setIJ(stack, m)具体包含以下步骤：
步3-1：若stack[m].avail中所有元素全为false，返回false，结束；
步3-2：随机选取一个值为true的avail元素，用它的行号赋值给stack[m].i，列号赋值给stack[m].j，返回true，结束。
本实例中，算法中的updateAvail(stack, m)具体包含以下步骤：
步4-1：stack[m].avail[stack[m].i][ stack[m].j]=false；
步4-2：返回。
本实例中，算法中的getResult(stack)具体包含以下操作：从左到右从上到下把stack的每一项输出到6×6的内部字符矩阵中，stack每一项的i和j代表这个字符在展现矩阵的行和列位置。
本发明是以展现矩阵为6×6为背景来展开表述的，若展现矩阵规模被调整，该方法只需做出相应调整，这样的调整不会改变方法的实质，比如7×7、8×8、……等等不同规模的展现矩阵，均只需对算法中的参数进行相应调整即可，实现方法实质相同。
如图1所示，本发明上述方法，即P300脑机接口Chekerboard刺激序列生成方法，能够实现展现矩阵闪烁时被闪烁的字符尽可能处于不同行列，以达到较佳的闪烁刺激效果；而常规的P300刺激范式，如图2、3所示，展现矩阵闪烁时被闪烁的字符是某一行或列，其闪烁刺激的效果明显不如本发明方法。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种P300脑机接口Chekerboard刺激序列生成方法，其特征在于，把P300脑机接口Chekerboard刺激范式生成内部字符矩阵的问题转化为一个优化问题，设计一个启发式算法来求解，从而得到内部字符矩阵；
算法定义的结构数组如下：
Struct element
{
int i；
int j;
Bool avail[6][6];
}
element stack[36];
算法描述如下：
步1：m=0，setAvail(stack, m)， setIJ(stack, m)；
步2：若m==35，getResult(stack)，结束；
步3：m=m+1；
步4：setAvail(stack, m);
步5：若setIJ(stack, m)，转步2；
步6；m=m-1；
步7：若m<0，本次执行未找到解，重新启动本算法；
步8：updateAvail(stack, m)；
步9：若setIJ(stack, m)，转步3；否则，转步6；
算法输出的stack[36]对应内部字符矩阵从左到右从上到下的36个字符，其中的i和j代表它在展现矩阵中相应位置；
所述算法中的setAvail(stack, m)包含以下步骤：
步2-1：rowC=[]，colC=[]，stack[m].avail=true；row=m/6；col=m%6;
步2-2：若col>0，rowC=rowC∪stack[m-col].i，colC=colC∪stack[m-col].j，转下一步；否则，转步2-4；
步2-3：col=col-1，转步2-2；
步2-4：若row>0，rowC=rowC∪stack[m-row*6].i，colC=colC∪stack[m-row*6].j，转下一步；否则，转步2-6；
步2-5：row=row-1, 转步2-4；
步2-6：stack[m].avail[rowC][]=false，stack[m].avail[][colC]=false；
步2-7：k=0；
步2-8：若k<m，则stack[m].avail[stack[k].i][ stack[k].j]=false，转下一步；否则转步2-10；
步2-9：k=k+1，转步2-8；
步2-10：返回，结束；
所述算法中的setIJ(stack, m)包含以下步骤：
步3-1：若stack[m].avail中所有元素全为false，返回false，结束；
步3-2：随机选取一个值为true的avail元素，用它的行号赋值给stack[m].i，列号赋值给stack[m].j，返回true，结束；
所述算法中的updateAvail(stack, m)包含以下步骤：
步4-1：stack[m].avail[stack[m].i][ stack[m].j]=false；
步4-2：返回；
所述算法中的getResult(stack)包含以下操作：从左到右从上到下把stack的每一项输出到6×6的内部字符矩阵中，stack每一项的i和j代表这个字符在展现矩阵的行和列位置。
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