CN111984122A - 脑电数据匹配方法及系统、存储介质及处理器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脑电数据匹配方法及系统、存储介质及处理器。其中，该方法包括：接收交互场景下用户的脑电数据；根据脑电数据确定在交互场景下的大脑属性信息；根据大脑属性信息对脑电数据进行匹配。本发明解决了相关技术中脑机接口只能实现一对一的数据传输，无法对脑电数据进行匹配的技术问题。

Description

脑电数据匹配方法及系统、存储介质及处理器

技术领域

本发明涉及数据处理领域，具体而言，涉及一种脑电数据匹配方法及系统、存储介质及处理器。

背景技术

目前现有脑机接口技术的脑电采集设备通常广泛应用在康复医疗、儿童教育与游戏领域，且通常都是设备与数据处理平台直接连接。传统的脑机接口技术往往都是单纯的采集用户的脑电信息，或是简单的在采集用户脑电信息的同时，将用户的交互行为以时间戳的形式对信息进行标注。

现有的脑机接口系统与使用场景中通常只是简单的数据上传和数据分析，场景中通常是一对一，或者是对单一脑电采集设备佩戴者数据的处理和分析。传统的脑机接口数据多为将用户的脑电信息转化为操控类别的指令，例如控制机械手臂等等。只能实现一对一的数据传输，无法对脑电数据进行匹配。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种脑电数据匹配方法及系统、存储介质及处理器，以至少解决相关技术中脑机接口只能实现一对一的数据传输，无法对脑电数据进行匹配的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种脑电数据匹配方法，包括：接收交互场景下用户的脑电数据；根据所述脑电数据确定在所述交互场景下的大脑属性信息；根据所述大脑属性信息对所述脑电数据进行匹配。

可选的，接收交互场景下用户的脑电数据包括：通过设置在所述交互场景的物联网传输设备，接收脑电采集设备采集的脑电数据，其中，所述脑电采集设备为可佩戴设备；接收所述物联网传输设备转发的脑电数据。

可选的，根据所述脑电数据确定在所述交互场景下的大脑属性信息之前，还包括：确定所述脑电数据中包含的所述物联网传输设备的设备标识；根据所述设备标识，确定所述交互场景，其中，所述交互场景为多个，每个交互场景中均设置有对应的物联网传输设备。

可选的，根据所述脑电数据确定在所述交互场景下的大脑属性信息包括：通过分析算法确定所述脑电数据的大脑属性信息，其中，所述大脑属性信息包括下列至少之一：情绪信息，专注度，左右脑配合度，创造性思考信息。

可选的，根据所述大脑属性信息对所述脑电数据进行匹配包括：根据所述大脑属性信息确定量化指数；从同一交互场景下的多个脑电数据中，为所述脑电数据匹配所述量化指数最接近的脑电数据。

可选的，根据所述大脑属性信息对所述脑电数据进行匹配之后，还包括：将匹配成功的两个脑电数据进行标记，并发送给第三方社交软件。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种脑电数据匹配系统，包括：多个脑电采集设备，多个物联网传输设备，数据处理平台；多个所述脑电采集设备分别用于采集不同用户大脑的脑电数据；多个所述物联网传输设备分别设置在不同的交互场景中，所述物联网传输设备与所述交互场景中的脑电采集设备通信连接，用于接收所述脑电数据，将所述脑电数据传输至所述数据处理平台；所述数据处理平台与所述物联网传输设备通信连接，用于根据所述脑电数据对不同用户大脑的脑电数据进行匹配。

可选的，还包括：上位机，所述上位机与所述数据处理平台通信连接，用于将所述数据处理平台匹配成功的脑电数据传输给社交软件，其中，所述社交软件设置在所述上位机上。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行上述中任意一项所述的脑电数据匹配方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述中任意一项所述的脑电数据匹配方法。

在本发明实施例中，采用接收交互场景下用户的脑电数据；根据脑电数据确定在交互场景下的大脑属性信息；根据大脑属性信息对脑电数据进行匹配的方式，通过对脑电数据在交互场景下的大脑属性信息进行确定，根据大脑属性信息对脑电数据进行匹配，达到了对不同脑电数据进行匹配的目的，从而实现了对脑电数据进行有效匹配的技术效果，进而解决了相关技术中脑机接口只能实现一对一的数据传输，无法对脑电数据进行匹配的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种脑电数据匹配方法的流程图；

图2是根据本发明实施方式的脑电数据匹配方法的流程图；

图3是根据本发明实施方式的交互场景的脑电数据传输的示意图；

图4是根据本发明实施例的一种脑电数据匹配系统的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本发明实施例，提供了一种脑电数据匹配方法的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的一种脑电数据匹配方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，接收交互场景下用户的脑电数据接收交互场景下用户的脑电数据；

上述交互场景可以为上述脑电数据的采集场景，例如，在看电视过程中，用户通过脑电数据控制电视，也即是脑电采集设备处于工作状态，就可以采集用户的在该交互场景下的脑电数据，为用户的脑电数据进行匹配。

上述交互场景下可以设置一个或者多个物联网传输设备，通过物联网传输设备对脑电采集设备采集的脑电数据进行接收，然后通过物联网传输设备将接收的脑电数据传输到远程的数据处理平台进行处理，上述远程的数据处理平台可以为远程服务器，云服务器等。在物联网时代，万物皆可联网，上述数据处理平台也可以为用户的具有运算能力的智能设备，例如个人电脑，智能手机，智能手环等。

可选的，接收交互场景下用户的脑电数据包括：通过设置在交互场景的物联网传输设备，接收脑电采集设备采集的脑电数据，其中，脑电采集设备为可佩戴设备；接收物联网传输设备转发的脑电数据。

上述脑电数据可以为脑电采集设备采集的脑电数据，上述脑电采集设备可以为穿戴设备，例如，头盔，头环，或者块状，球状等。上述脑电采集设备通过脑机接口技术将用户的脑电数据进行采集。

步骤S104，根据脑电数据确定在交互场景下的大脑属性信息；

根据脑电数据确定在交互场景下的大脑属性信息，可选的，根据脑电数据确定在交互场景下的大脑属性信息包括：通过分析算法确定脑电数据的大脑属性信息，其中，大脑属性信息包括下列至少之一：情绪信息，专注度，左右脑配合度，创造性思考信息。上述情绪信息可以为各类情绪的指数，例如，喜悦指数，悲伤指数，生气指数等。上述创造性思考信息可以为创造性指数。将上述大脑属性信息量化，方便处理和运算。

步骤S106，根据大脑属性信息对脑电数据进行匹配。

根据大脑属性信息对脑电数据进行匹配，可选的，根据大脑属性信息对脑电数据进行匹配包括：根据大脑属性信息确定量化指数；从同一交互场景下的多个脑电数据中，为脑电数据匹配量化指数最接近的脑电数据。根据大脑属性信息确定量化指数可以为对上述各类大脑属性信息进行加权求和运算，确定最终的量化指数。

通过上述步骤，采用接收交互场景下用户的脑电数据；根据脑电数据确定在交互场景下的大脑属性信息；根据大脑属性信息对脑电数据进行匹配的方式，通过对脑电数据在交互场景下的大脑属性信息进行确定，根据大脑属性信息对脑电数据进行匹配，达到了对不同脑电数据进行匹配的目的，从而实现了对脑电数据进行有效匹配的技术效果，进而解决了相关技术中脑机接口只能实现一对一的数据传输，无法对脑电数据进行匹配的技术问题。

可选的，根据脑电数据确定在交互场景下的大脑属性信息之前，还包括：确定脑电数据中包含的物联网传输设备的设备标识；根据设备标识，确定交互场景，其中，交互场景为多个，每个交互场景中均设置有对应的物联网传输设备。

可选的，根据大脑属性信息对脑电数据进行匹配之后，还包括：将匹配成功的两个脑电数据进行标记，并发送给第三方社交软件。

第三方社交软件可以根据匹配的脑电数据对用户推荐匹配的对应用户。从而实现脑电数据的应用，在匹配成功后，对应的用户还可以根据脑电数据进行交流。

需要说明的是，本实施例还提供了一种可选的实施方式，下面对该实施方式进行详细说明。

脑机接口技术brain computer interface(BCI)技术于20世纪70年代兴起，BCI技术是一种能够接通人脑意识与外部机器设备的通讯技术。BCI技术涉及神经科学，信号检测，信号处理和模式识别等多个学科。BCI设备通过采集人脑的脑部信号，并通过算法转化为机器可以识别的信号，从而实现意识与机器的沟通和控制。BCI技术被广泛应用在医疗，娱乐和教育等多个领域当中，是一种有非常广泛应用前景的技术。

脑机接口技术通过脑电采集设备将用户的脑电数据进行采集，并通过模数转换把生成脑电的数字信号后进行算法分析。通过对脑电数字信号的预处理和滤波，把脑电信号中不同频率范围的数字信号提取出来，即脑电信号的δ(0.5～3.5Hz)，θ(3.5～7.5Hz)，α(7.5～12.5Hz)和β(12.5～35Hz)信号。脑电算法通过对不同波段的不同导联的脑电数据进行特征提取和分析，可以将用户的专注度，情绪，冥想度等此类信息进行量化分析，从而判断用户在某一时刻的闹状态。此外，在用户与外界环境进行交互的时候，脑电信号还可以反应环境对人脑的影响，以及人脑对环境的心里信息等。

本实施方式将场景中多人的脑电信息进行标注后，将所有信息进行相似度的配对处理，从而达到群体脑机场景中佩戴者之间的信息配对与社交功能。

如上所述，当前相关领域中尚没有关于将采集到的多个用户脑电数据，并结合场景或展示内容，将用户在交互过程中的脑电数据进行相似度的匹配，从而达到社交的目的。

本实施方式主要目的是将脑机接口技术使用在沉浸式线下体验场景，为用户提供基于意识层面的互动体验，打破传统脑机接口技术多用于科研，医疗等场景的模式。本实施方式主要的创新点包括在线下沉浸式体验空间应用脑机接口技术，并且使用场景中所有的脑电采集设备具备物联网属性，物联网模块能够实现多台脑电采集设备在场景中的同步交互。本实施方式的核心创新点在于将场景中多名用户的脑电交互数据进行分析和对比，通过相似度分析算法分析，将相似度最高的脑电交互数据进行聚类，并将数据所属用户在现实中配对，实现沉浸式体验环境中的虚拟脑机社交功能。

本实施方式涉及一种多人脑机接口使用场景中将用户交互脑电数据进行相似度匹配的系统。系统包含具有物联网模块的脑电采集设备，具有物联网数据传输的脑电数据接收物联模块，物联网脑电数据接收模块可以将所接收到的脑电数据传输到数据处理平台。数据处理平台能够将所接收到的脑电数据，利用预先部署的脑电分析算法进行数据处理，并通过相似度匹配的聚类算法将至少两位用户的脑电数据进行匹配。

图2是根据本发明实施方式的脑电数据匹配方法的流程，图3是根据本发明实施方式的交互场景的脑电数据传输的示意图，如图2和图3所示，本实施方式具体的方式如下：

物联网脑电采集设备包含至少一个通道的脑电信号采集功能。所采集到的脑电数据可通过设备本身配有的物联网模块传输到物联网数据接收模块。

脑电采集设备的物联网数据无线传输模块使用的通讯协议，包括，但不限于Wi-Fi或者蓝牙。无线传输模块将脑电采集设备所采集到的脑电数据发送给到物联网数据接收模块中。

设备中的物联网数据通讯协议中包含了识别设备硬件识别码。由于场景中包含不止一台设备进行实施的交互，因此，在协议中包含硬件识别码能够在在数据传输的同时识别到是具体场景中哪一台设备发出的脑电数据。

用户在佩戴设备前会将用户的身份信息用人脸识别，或者手动记录的方式将用户的身份信息与设备的硬件编码进行绑定。从而可以在数据处理后配对的时候，得知是具体哪一位用户。

物联网数据接收模块可以将收到的脑电数据进一步上传给后台数据处理平台。

物联网数据接收模块是可以布置在用户交互环境中的任意位置，数据接收模块的位置与使用环境中的交互场景所绑定，场景中可以根据交互内容，在不同的位置布置一个或者多个数据接收模块。

环境中不同位置的多个数据接收模块可以让用户在场景中自由活动的同时，根据用户和所佩戴的脑电采集设备的位置，与最近的数据接收模块进行连接和传输数据。保证用户在场景中的自由度和数据传输的可靠性。

在数据处理中，可以通过将数据接收模块的设备位置进行预先标注，从而在后台数据处理平台的上位机中通过识别发出数据的数据接收模块的设备ID，从而得知用户是在与场景中的哪个位置和交互内容进行交互时候所产生的数据。进而通过交互场景对用户的脑电数据进行标注，获取用户在每个交互场景中的脑电数据。

数据接收模块最终将用户的脑电数据传输到数据处理平台的上位机上。

数据处理平台的上位机可以是电脑或者是服务器等具有数据处理功能和联网功能的终端。

上位机将接收到的用户脑电数据通过算法处理，将每一位用户交互过程中的情绪，专注度，左右脑配合度，创造性思考等信息进行计算，并转化为0～100的指数。

通过之前，数据处理平台能够将每一台设备上传的数据根据数据接收节点的位置信息，分析出佩戴该设备的用户的脑电交互数据的量化指标。在数据处理平台根据处理完所有的用户的脑电数据后，将具有较高相似性的两位或者更多的用户数据进行聚类，即，将相似度最高的用户脑电数据分配到相同的一组。

最终数据处理平台的数据处理结果可以传输到物联网交互环境中的其他设备上，用户可以通过平台输出的结果配对，并进行后续的社交活动。

本实施方式通过分析所有用户交互过程中的脑电关键指标后，通过指标相似对将用户进行分组和配对的方法；应当强调所采用的用户脑电数据应当是用户在交互场景内的交互数据，并具体以场景中的脑电交互数据作为用户脑电数据指标；重点保护以脑电采集设备为核心的整体交互场景中的物联网传感环境。

用户脑电分析算法为成熟的专注度，脑部活跃度分析算法，核心技术成熟可行性很高。通过场景交互过程中的物联网系统也采用成熟的通讯技术，例如Wi-Fi，蓝牙和LTE网络等。相似度匹配算法较为简单，所以整体系统可行性不存在任何问题。

图4是根据本发明实施例的一种脑电数据匹配系统的示意图，如图4所示，根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种脑电数据匹配系统，包括：多个脑电采集设备42，多个物联网传输设备44，数据处理平台46；

多个脑电采集设备42分别用于采集不同用户大脑的脑电数据；多个物联网传输44设备分别设置在不同的交互场景中，物联网传输设备44与交互场景中的脑电采集设备42通信连接，用于接收脑电数据，将脑电数据传输至数据处理平台46；数据处理平台46与物联网传输设备44通信连接，用于根据脑电数据对不同用户大脑的脑电数据进行匹配。

通过上述系统，采用多个脑电采集设备分别用于采集不同用户大脑的脑电数据；多个物联网传输设备分别设置在不同的交互场景中，物联网传输设备与交互场景中的脑电采集设备通信连接，用于接收脑电数据，将脑电数据传输至数据处理平台；数据处理平台与物联网传输设备通信连接，用于根据脑电数据对不同用户大脑的脑电数据进行匹配的方式，通过对脑电数据在交互场景下的大脑属性信息进行确定，根据大脑属性信息对脑电数据进行匹配，达到了对不同脑电数据进行匹配的目的，从而实现了对脑电数据进行有效匹配的技术效果，进而解决了相关技术中脑机接口只能实现一对一的数据传输，无法对脑电数据进行匹配的技术问题。

可选的，还包括：上位机，上位机与数据处理平台通信连接，用于将数据处理平台匹配成功的脑电数据传输给社交软件，其中，社交软件设置在上位机上。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行上述中任意一项的脑电数据匹配方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述中任意一项的脑电数据匹配方法。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种脑电数据匹配方法，其特征在于，包括：

接收交互场景下用户的脑电数据；

根据所述脑电数据确定在所述交互场景下的大脑属性信息；

根据所述大脑属性信息对所述脑电数据进行匹配。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，接收交互场景下用户的脑电数据包括：

通过设置在所述交互场景的物联网传输设备，接收脑电采集设备采集的脑电数据，其中，所述脑电采集设备为可佩戴设备；

接收所述物联网传输设备转发的脑电数据。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述脑电数据确定在所述交互场景下的大脑属性信息之前，还包括：

确定所述脑电数据中包含的所述物联网传输设备的设备标识；

根据所述设备标识，确定所述交互场景，其中，所述交互场景为多个，每个交互场景中均设置有对应的物联网传输设备。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述脑电数据确定在所述交互场景下的大脑属性信息包括：

通过分析算法确定所述脑电数据的大脑属性信息，其中，所述大脑属性信息包括下列至少之一：情绪信息，专注度，左右脑配合度，创造性思考信息。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述大脑属性信息对所述脑电数据进行匹配包括：

根据所述大脑属性信息确定量化指数；

从同一交互场景下的多个脑电数据中，为所述脑电数据匹配所述量化指数最接近的脑电数据。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述大脑属性信息对所述脑电数据进行匹配之后，还包括：

将匹配成功的两个脑电数据进行标记，并发送给第三方社交软件。

7.一种脑电数据匹配系统，其特征在于，包括：多个脑电采集设备，多个物联网传输设备，数据处理平台；

多个所述脑电采集设备分别用于采集不同用户大脑的脑电数据；

多个所述物联网传输设备分别设置在不同的交互场景中，所述物联网传输设备与所述交互场景中的脑电采集设备通信连接，用于接收所述脑电数据，将所述脑电数据传输至所述数据处理平台；

所述数据处理平台与所述物联网传输设备通信连接，用于根据所述脑电数据对不同用户大脑的脑电数据进行匹配。

8.根据权利要求7所述的脑电数据匹配系统，其特征在于，还包括：上位机，

所述上位机与所述数据处理平台通信连接，用于将所述数据处理平台匹配成功的脑电数据传输给社交软件，其中，所述社交软件设置在所述上位机上。

9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1至7中任意一项所述的脑电数据匹配方法。

10.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至7中任意一项所述的脑电数据匹配方法。

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