CN118535013A - 一种采用脑电信号进行图片选择的多通道控制方法及系统 - Google Patents

一种采用脑电信号进行图片选择的多通道控制方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN118535013A
CN118535013A CN202410589373.0A CN202410589373A CN118535013A CN 118535013 A CN118535013 A CN 118535013A CN 202410589373 A CN202410589373 A CN 202410589373A CN 118535013 A CN118535013 A CN 118535013A
Authority
CN
China
Prior art keywords
picture
controlled
action
module
carousel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202410589373.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN118535013B (zh
Inventor
代勇
赵梓汀
向文富
王智慧
任秉银
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Institute of Technology Shenzhen
Original Assignee
Harbin Institute of Technology Shenzhen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Institute of Technology Shenzhen filed Critical Harbin Institute of Technology Shenzhen
Priority to CN202410589373.0A priority Critical patent/CN118535013B/zh
Publication of CN118535013A publication Critical patent/CN118535013A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN118535013B publication Critical patent/CN118535013B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/40—Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
    • H04N21/47—End-user applications
    • H04N21/472—End-user interface for requesting content, additional data or services; End-user interface for interacting with content, e.g. for content reservation or setting reminders, for requesting event notification, for manipulating displayed content
    • H04N21/47217—End-user interface for requesting content, additional data or services; End-user interface for interacting with content, e.g. for content reservation or setting reminders, for requesting event notification, for manipulating displayed content for controlling playback functions for recorded or on-demand content, e.g. using progress bars, mode or play-point indicators or bookmarks
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/369—Electroencephalography [EEG]
    • A61B5/372—Analysis of electroencephalograms
    • A61B5/374—Detecting the frequency distribution of signals, e.g. detecting delta, theta, alpha, beta or gamma waves
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7235—Details of waveform analysis
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
    • G06F3/015—Input arrangements based on nervous system activity detection, e.g. brain waves [EEG] detection, electromyograms [EMG] detection, electrodermal response detection
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/048—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
    • G06F3/0484—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] for the control of specific functions or operations, e.g. selecting or manipulating an object, an image or a displayed text element, setting a parameter value or selecting a range
    • G06F3/04842—Selection of displayed objects or displayed text elements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/40—Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
    • H04N21/47—End-user applications
    • H04N21/482—End-user interface for program selection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Psychology (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

本发明提出一种采用脑电信号进行图片选择的多通道控制方法，属于脑电信号控制技术领域。包括：步骤一、待控制动作图片参数设置；步骤二、循环播放待控制动作图片，采集用户脑电波，生成多字节数据；步骤三、基于多字节数据提取专注力指数；步骤四、基于专注力指数选择待控制动作图片，执行待控制动作图片对应指令。解决多通道控制需求时，过程复杂且效果不稳定问题。实现了多通道控制，轮播多种不同的待控制动作图片，用户只需要调节自己的专注度，即可无缝地与各种电子设备进行交互，从智能家居系统到复杂的医疗设备均可轻松控制。不仅简化了操作过程，还为行动不便或有特殊需要的个体打开了新的可能性，让他们能够更自主地与周围的世界互动。

Description

一种采用脑电信号进行图片选择的多通道控制方法及系统
技术领域
本发明涉及一种采用脑电信号进行图片选择的多通道控制方法及系统，属于脑电信号控制技术领域。
背景技术
在现代医疗领域，尤其是对于重症病房的患者、瘫痪患者以及需要长期护理的个体而言，实时监测和有效控制医疗设备的需求显得尤为重要。脑机接口(BCI)技术的快速发展为满足这些需求提供了新的途径。BCI系统通过解码脑电信号(EEG)来转换用户的意图为具体的控制命令。然而，这些系统在实际应用中还面临着诸多挑战，例如信号采集的准确性、处理速度、以及用户交互的直观性。
目前的方法通常涉及使用头戴式多电极设备来采集信号，然后进行信号提取和波形分析，并通过大数据训练将信号与特定动作对应起来，以实现对医疗设备的精准控制。然而，这种方法在面对多通道控制需求时，过程复杂且效果不稳定，难以实现快速高效的交互与控制。
发明内容
在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
鉴于此，为解决现有技术中存在多通道控制需求时，过程复杂且效果不稳定的技术问题，本发明提供一种采用脑电信号进行图片选择的多通道控制方法及系统。本发明可适用于智能家居的控制和医疗设备的控制。
方案一、一种采用脑电信号进行图片选择的多通道控制方法，包括以下步骤：
步骤一、待控制动作图片参数设置；
步骤二、循环播放待控制动作图片，采集用户脑电波，生成多字节数据；
步骤三、基于多字节数据提取专注力指数；
步骤四、基于专注力指数选择待控制动作图片，执行待控制动作图片对应指令。
优选的，待控制动作图片参数设置包括控制模式设置和待控制动作图片轮播参数设置；控制模式设置，包括单通道和多通道控制模式；待控制动作图片轮播参数设置，包括专注力阈值、连续达到专注力阈值的次数、待控制动作图片轮播时间、待控制动作图片间隙等待时间。
优选的，单通道控制模式为：用户选取一张待控制动作图片，并在UI界面上展示；多通道控制模式为：用户选取不少于一张待控制动作图片，在UI界面上设置后进行展示。
优选的，在UI界面上设置：包括设置选取待控制动作图片、待控制动作图片对应参数和校验参数；
设置选取待控制动作图片为：第一次启动时设置需要轮播的待控制动作图片；
待控制动作图片对应参数为：待控制动作图片名称、执行时间、执行指令和执行时播放的语言；
校验参数设置为：用户提交数据之前，确保每张动作数据的完整性即所有参数已设置，并符合默认参数格式，通过校验后用户获得系统的存储权限以进行数据的持久化存储。
优选的，用户脑电波包括低频α波、低频β波、高频α波、高频β波和θ波。
优选的，基于多字节数据提取专注力指数的方法是：多字节数据转换为十进制格式，通过以下公式计算：
A＝xmax-xmin
其中，A表示波幅值，xmax表示信号的最大值，xmin表示信号的最小值；
其中，XRMS表示信号均方根，Xi表示信号幅值；
其中，K表示信号波形的峭度因子；
其中，S表示信号波形的斜度因子，表示信号的平均值，σ表示信号的标准差；
其中，F表示专注力指数，Aθ、Aβ1、Aβ2、Aα1、Aα2分别表示θ波幅值、低频β波幅值、高频β波幅值、低频α波幅值、高频α波幅值，Sβ1、Sβ2、Sα1、Sα2分别表示低频β波斜度因子、高频β波斜度因子、低频α波斜度因子、高频α波斜度因子，Kβ1、Kβ2、Kα1、Kα2分别表示低频β波峭度因子、高频β波峭度因子、低频α波峭度因子、高频α波峭度因子。
优选的，基于专注力指数选择待控制动作图片，执行待控制动作图片对应指令的方法是：判断专注力指数是否符合专注力阈值，若符合达到专注力阈值的次数加1，若不符合达到专注力阈值的次数归零，判断达到专注力阈值的次数是否达到设置的连续达到专注力阈值的次数，若达到则执行待控制动作图片对应指令，若未达到设置连续达到专注力阈值的次数，返回至步骤三。
方案二、一种采用脑电信号进行图片选择的多通道控制系统，包括图片选取及参数设置模块、图片轮播及参数设置模块、控制指令下发及通讯模块和脑电信号采集及通讯模块；
所述图片轮播及参数设置模块分别与图片选取及参数设置模块、控制指令下发及通讯模块和脑电信号采集及通讯模块连接；
所述图片选取及参数设置模块包括图片选取模块和参数设置模块；所述图片选取模块和所述参数设置模块连接；
所述图片轮播及参数设置模块包括图片轮播模块和轮播参数设置模块；所述图片轮播模块和所述轮播参数设置模块连接；
所述脑电信号采集及通讯模块包括信号采集模块和设备通讯模块；所述信号采集模块和所述设备通讯模块连接；
所述控制指令下发及通讯模块包括控制指令下发模块和控制器通讯模块；所述控制指令下发模块和所述控制器通讯模块连接；
所述参数设置模块、所述设备通讯模块、所述控制指令下发模块分别与图片轮播模块参数设置模块连接。
方案三、一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，所述的处理器执行所述计算机程序时实现方案一所述的一种采用脑电信号进行图片选择的多通道控制方法的步骤。
方案四、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现方案一所述的一种采用脑电信号进行图片选择的多通道控制方法。
本发明的有益效果如下：本发明实现了多通道控制，轮播多种不同的待控制动作图片，用户只需要调节自己的专注度，即可无缝地与各种电子设备进行交互，从智能家居系统到复杂的医疗设备均可轻松控制。不仅简化了操作过程，还为行动不便或有特殊需要的个体打开了新的可能性，让他们能够更自主地与周围的世界互动。
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，构成本发明的一部分，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为一种采用脑电信号进行图片选择的多通道控制方法流程图；
图2为基于专注力指数选择待控制动作图片，执行待控制动作图片对应指令流程示意图；
图3为一种采用脑电信号进行图片选择的多通道控制系统结构图。
具体实施方式
为了使本发明实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1：参照图1-图2说明本实施方式，一种采用脑电信号进行图片选择的多通道控制方法，包括以下步骤：
步骤一、待控制动作图片参数设置，方法是：
控制模式设置，包括单通道和多通道控制模式；单通道控制模式，用户选取一张待控制动作图片，并在UI界面上展示；
多通道控制模式，用户选取不少于一张待控制动作图片，在UI界面上设置后进行展示；
在UI界面上设置：包括设置选取待控制动作图片和待控制动作图片对应参数；
设置选取待控制动作图片：第一次启动时设置需要轮播的待控制动作图片；需行动方便的人进行设置。
待控制动作图片对应参数：待控制动作图片名称、执行时间、执行指令和执行时播放的语言；
校验参数设置为：用户提交数据之前，确保每张动作数据的完整性即所有参数已设置，并符合默认参数格式，通过校验后用户获得系统的存储权限以进行数据的持久化存储。
待控制动作图片名称代表与待控制动作图片关联的动作名称；
执行时间是指控制器执行该动作所需的时间；
执行指令是为实现控制所需的指令；
执行时播放的语言则是动作执行时播放的提示语音。
待控制动作图片轮播参数设置，包括专注力阈值、连续达到专注力阈值的次数、待控制动作图片轮播时间、待控制动作图片间隙等待时间；
待控制动作图片轮播参数设置还包括，轮播效果；
专注力阈值：阈值范围为1-100秒；60秒时专注力效果最好，可以根据用户个体进行针对性更改。
连续达到专注力阈值的次数：次数范围为3-8次；连续达到专注力阈值的次数为5次时最佳，连续达到专注力阈值的次数是指必须达到专注力阈值的次数才选取照片；可以根据用户个体进行针对性更改。
待控制动作图片轮播时间：轮播时间范围为10秒-30秒，待控制动作图片轮播时间为20秒时最佳，待控制动作图片轮播时间是指多通道控制下每张待控制动作图片的显示时长。
待控制动作图片间隙等待时间：等待时间范围为2-10秒，待控制动作图片间隙等待时间为5秒时最佳，待控制动作图片间隙等待时间是指每张待控制动作图片轮播后的等待时间。
轮播效果：待控制动作图片的切换方式为叠加，渲染方式为全屏。
用户先选取多张gif待控制动作图片，如起背；执行时间为15秒、执行指令为"BACKLIFEING”以及执行时播放的语音为正在起背。
步骤二、循环播放待控制动作图片，采集用户脑电波，生成多字节数据；
用户脑电波包括低频α波、低频β波、高频α波、高频β波和θ波。
步骤三、基于多字节数据提取专注力指数；
将多字节数据转换为十进制格式，通过以下公式计算：
A xmax-xmin
其中，A表示波幅值，xmax表示信号的最大值，xmin表示信号的最小值；
其中，XRMS表示信号均方根，Xi表示信号幅值；
其中，K表示信号波形的峭度因子；
其中，S表示信号波形的斜度因子，M表示信号的平均值，σ表示信号的标准差；
其中，F表示专注力指数，Aθ、Aβ 1、Aβ 2、5Aα1、Aα2分别表示θ波幅值、低频β波幅值、高频β波幅值、低频α波幅值、高频α波幅值，Sβ1、Sβ2、Sα1、Sα2分别表示低频β波斜度因子、高频β波斜度因子、低频α波斜度因子、高频α波斜度因子，Kβ1、Kβ2、Kα1、Kα2分别表示低频β波峭度因子、高频β波峭度因子、低频α波峭度因子、高频α波峭度因子。
步骤四、基于专注力指数选择待控制动作图片，执行待控制动作图片对应指令。
判断专注力指数是否符合专注力阈值，若符合达到专注力阈值的次数加1，若不符合达到专注力阈值的次数归零，判断达到专注力阈值的次数是否达到设置的连续达到专注力阈值的次数，若达到则执行待控制动作图片对应指令，若未达到设置连续达到专注力阈值的次数，返回至步骤三。
为了增加确认的准确度还可以在执行判断达到专注力阈值的次数是否达到设置的连续达到专注力阈值的次数后增加确认步骤，确认步骤执行方法与执行待控制动作图片对应指令方法一致，即：判断专注力指数是否符合专注力阈值，若符合达到专注力阈值的次数加1，若不符合达到专注力阈值的次数归零，判断达到专注力阈值的次数是否达到设置的连续达到专注力阈值的次数，若达到则判断是否确认操作，确认操作的方法为，判断专注力指数是否符合专注力阈值，若符合达到专注力阈值的次数加1，若不符合达到专注力阈值的次数归零，判断达到专注力阈值的次数是否达到设置的连续达到专注力阈值的次数，若达到则执行待控制动作图片对应指令，若未达到设置连续达到专注力阈值的次数，返回至步骤三。
实施例2：参照图3说明本实施方式，一种采用脑电信号进行图片选择的多通道控制系统，包括图片选取及参数设置模块、图片轮播及参数设置模块、控制指令下发及通讯模块和脑电信号采集及通讯模块；
所述图片轮播及参数设置模块分别与图片选取及参数设置模块、控制指令下发及通讯模块和脑电信号采集及通讯模块连接；
所述脑电信号采集及通讯模块用于采集与处理脑电信号，包括信号采集模块和设备通讯模块；所述信号采集模块和所述设备通讯模块蓝牙转串口通讯连接；
用户佩戴脑电采集设备，通过视觉刺激产生脑电波，从而实现脑电信号的采集。脑电波信号被转换为每秒2赫兹频率的24字节数据，形成综合的脑电活动指标。为了优化设备之间的连接灵活性和便携性，同时确保长时间稳定使用，通讯模块采用蓝牙转串口进行数据传输；连接设备后，系统自动获取通讯权限，并设置相应的通讯参数：波特率为9600，数据位为8，停止位为1，校验位和串口流均设为None；在待控制动作图片轮播设备端，接收到的脑电数据将被转换为十进制形式，以便提取出专注力指数。随后，通过注册广播发送器，专注力数据被转发至应用程序中，并根据信号采集的频率动态调整广播频率，从而实现精准高效的数据传播与处理。
所述图片选取及参数设置模块用于实现用户根据控制模式选择待控制动作图片，设置参数如名称、执行时间、指令和语音，经校验后存储以确保操作逻辑和系统安全，包括图片选取模块和参数设置模块；所述图片选取模块和所述参数设置模块连接；
所述图片选取模块中，获得操作系统对于待控制动作图片读取的权限，包括多种待控制动作图片格式，包括png、jpg、gif等。
所述参数设置模块为每张待控制动作图片填写相应参数，参数包括待控制动作图片名称、执行时间、执行指令以及执行时播放的语言，如起背；执行时间为15秒、执行指令为"BACKLIFEING”以及执行时播放的语音为正在起背。所有参数在填写完成后都需要经过校验，校验通过，用户获得系统的存储权限以进行数据的持久化存储。
所述图片轮播及参数设置模块，用于设置专注力阈值、控制轮播时间和效果，实时监测并调整以确保轮播流程的精准与连续性，包括图片轮播模块和轮播参数设置模块；所述图片轮播模块和所述轮播参数设置模块蓝牙转串口通讯连接；
所述轮播参数设置模块负责定义如何控制待控制动作图片轮播过程，包括设置专注力阈值、连续达到专注力阈值的次数、待控制动作图片轮播时间、待控制动作图片间隙等待时间和轮播效果。
设置专注力阈值为60(只有达到此阈值时，脑电信号才被视为有效)、连续达到专注力阈值的次数为5、待控制动作图片轮播时间为20S、待控制动作图片间隙等待时间为5S，待控制动作图片的切换方式为叠加与渲染方式为全屏。图片轮播模块是多通道控制的核心，开始轮播后先获取设置的待控制动作图片和参数，并将其作为轮播序列，随后启动倒计时进行轮播。通过注册广播接收器来实时监测专注力指数，当专注力指数达到设定阈值，计数增加；若低于阈值，计数重置。连续达到阈值所需次数后进行待控制动作图片确认(确认操作和选择操作一致，连续达到五次(设置的)阈值，待控制动作图片确认)，继而下发相关指令。下发指令操作依赖于控制指令和通讯模块，指令下发时会显示提示页面并播放语音，同时暂停接收器。如果待控制动作图片未选定或未确认，或在执行完指令后，系统会进入等待界面，再次确认轮播参数设置。等待界面结束后，系统返回到待控制动作图片选择流程，这一过程会一直循环，直至退出程序。
所述控制指令下发及通讯模块用于广播发送器关联待控制动作图片与控制指令，并采用UDP单播及心跳检测实现稳定、精确的实时设备通讯，包括控制指令下发模块和控制器通讯模块；所述控制指令下发模块和所述控制器通讯模块连接；
所述控制指令下发模块中，确认选取的待控制动作图片后，系统会注册广播发送器，并获取该待控制动作图片对应的控制指令以进行广播。此过程确保了待控制动作图片轮播中选中的待控制动作图片可以准确地关联到相应的控制指令。所述控制器通讯模块负责与下位机的实时通讯，为了精确控制，模块采用了TCP/IP协议族中的UDP协议进行数据传输，并实现了UDP单播来确保一对一的通讯。在此模块中，系统自动获取本机IP地址(127.0.0.1)，并要求输入目标设备的IP地址(192.168.1.110)及端口号(8080)。为了保持通讯的稳定性，模块启动多线程来进行心跳检测，其中包括设置检测间隔时间(10S)和超时时间(30S)。通过建立UDP连接，并配备自动重连机制，系统能在检测到UDP连接断开时自动进行超时重连。此外，模块注册了广播接收器以接收控制指令，当接收到指令后，立即通过UDP连接将指令发送到目标设备进行控制。
所述参数设置模块、所述设备通讯模块、所述控制指令下发模块分别与图片轮播模块参数设置模块连接。
本实施例通过融合蓝牙转串口通讯和UDP协议，实现了脑电信号的高效、稳定传输。利用蓝牙转串口，可持续低功耗地接收处理脑电信号，适应长时间监测需求。选择UDP单播传输保障了数据的快速直接交换，而心跳检测和超时重连机制则确保了通信的连续性和可靠性，有效应对连接中断的问题。不仅优化了数据传输流程，还显著提升了系统的通用性，使其能够兼容多种智能设备，如手机、平板和电子手表。这种通用性与低功耗、高效传输相结合，成为多领域应用的选择，特别是在需要精准且长期的脑电监测和控制场合，如医疗监护、科研分析及日常健康管理等。本实施例极大简化了与设备交互的过程，从而为用户提供了前所未有的便捷性和可访问性。与传统的脑机接口技术相比，本发明无需依赖复杂的硬件设备或任何外部输入如语音指令或肢体动作。本发明利用个体的内在能力——专注力，作为控制信号的主要来源。
实施例3：本发明的计算机装置可以是包括有处理器以及存储器等装置，例如包含中央处理器的单片机等。并且，处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现上述的一种采用脑电信号进行图片选择的多通道控制方法的步骤。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
实施例4：计算机可读存储介质实施例。
本发明的计算机可读存储介质可以是被计算机装置的处理器所读取的任何形式的存储介质，包括但不限于非易失性存储器、易失性存储器、铁电存储器等，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，当计算机装置的处理器读取并执行存储器中所存储的计算机程序时，可以实现上述的一种采用脑电信号进行图片选择的多通道控制方法的步骤。
所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。

Claims (10)

1.一种采用脑电信号进行图片选择的多通道控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、待控制动作图片参数设置；
步骤二、循环播放待控制动作图片，采集用户脑电波，生成多字节数据；
步骤三、基于多字节数据提取专注力指数；
步骤四、基于专注力指数选择待控制动作图片，执行待控制动作图片对应指令。
2.根据权利要求1所述的一种采用脑电信号进行图片选择的多通道控制方法，其特征在于，待控制动作图片参数设置包括控制模式设置和待控制动作图片轮播参数设置；控制模式设置，包括单通道和多通道控制模式；待控制动作图片轮播参数设置，包括专注力阈值、连续达到专注力阈值的次数、待控制动作图片轮播时间和待控制动作图片间隙等待时间。
3.根据权利要求2所述的一种采用脑电信号进行图片选择的多通道控制方法，其特征在于，单通道控制模式为：用户选取一张待控制动作图片，并在UI界面上展示；多通道控制模式为：用户选取不少于一张待控制动作图片，在UI界面上设置后进行展示。
4.根据权利要求3所述的一种采用脑电信号进行图片选择的多通道控制方法，其特征在于，在UI界面上设置：包括设置选取待控制动作图片、待控制动作图片对应参数和校验参数；
设置选取待控制动作图片为：第一次启动时设置需要轮播的待控制动作图片；
待控制动作图片对应参数为：待控制动作图片名称、执行时间、执行指令和执行时播放的语言；
校验参数设置为：用户提交数据前，确保每张动作数据的完整性即所有参数已设置，并符合默认参数格式，通过校验后用户获得系统的存储权限以进行数据的持久化存储。
5.根据权利要求1所述的一种采用脑电信号进行图片选择的多通道控制方法，其特征在于，用户脑电波包括低频α波、低频β波、高频α波、高频β波和θ波。
6.根据权利要求1所述的一种采用脑电信号进行图片选择的多通道控制方法，其特征在于，基于多字节数据提取专注力指数的方法是：多字节数据转换为十进制格式，通过以下公式计算：
A＝xmax-xmin
其中，A表示波幅值，xmax表示信号的最大值，xmin表示信号的最小值；
其中，XRMS表示信号均方根，Xi表示信号幅值；
其中，K表示信号波形的峭度因子；
其中，S表示信号波形的斜度因子，表示信号的平均值，σ表示信号的标准差；
其中，F表示专注力指数，Aθ、Aβ1、Aβ2、Aα1、Aα2分别表示θ波幅值、低频β波幅值、高频β波幅值、低频α波幅值、高频α波幅值，Sβ1、Sβ2、Sα1、Sα2分别表示低频β波斜度因子、高频β波斜度因子、低频α波斜度因子、高频α波斜度因子，Kβ1、Kβ2、Kα1、Kα2分别表示低频β波峭度因子、高频β波峭度因子、低频α波峭度因子、高频α波峭度因子。
7.根据权利要求1所述的一种采用脑电信号进行图片选择的多通道控制方法，其特征在于，基于专注力指数选择待控制动作图片，执行待控制动作图片对应指令的方法是：判断专注力指数是否符合专注力阈值，若符合达到专注力阈值的次数加1，若不符合达到专注力阈值的次数归零，判断达到专注力阈值的次数是否达到设置的连续达到专注力阈值的次数，若达到则执行待控制动作图片对应指令，若未达到设置连续达到专注力阈值的次数，返回至步骤三。
8.一种采用脑电信号进行图片选择的多通道控制系统，其特征在于，包括图片选取及参数设置模块、图片轮播及参数设置模块、控制指令下发及通讯模块和脑电信号采集及通讯模块；
所述图片轮播及参数设置模块分别与图片选取及参数设置模块、控制指令下发及通讯模块和脑电信号采集及通讯模块连接；
所述图片选取及参数设置模块包括图片选取模块和参数设置模块；所述图片选取模块和所述参数设置模块连接；
所述图片轮播及参数设置模块包括图片轮播模块和轮播参数设置模块；所述图片轮播模块和所述轮播参数设置模块连接；
所述脑电信号采集及通讯模块包括信号采集模块和设备通讯模块；所述信号采集模块和所述设备通讯模块连接；
所述控制指令下发及通讯模块包括控制指令下发模块和控制器通讯模块；所述控制指令下发模块和所述控制器通讯模块连接；
所述参数设置模块、所述设备通讯模块、所述控制指令下发模块分别与图片轮播模块参数设置模块连接。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，所述的处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-7任一项所述的一种采用脑电信号进行图片选择的多通道控制方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述的一种采用脑电信号进行图片选择的多通道控制方法。
CN202410589373.0A 2024-05-13 2024-05-13 一种采用脑电信号进行图片选择的多通道控制方法及系统 Active CN118535013B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202410589373.0A CN118535013B (zh) 2024-05-13 2024-05-13 一种采用脑电信号进行图片选择的多通道控制方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202410589373.0A CN118535013B (zh) 2024-05-13 2024-05-13 一种采用脑电信号进行图片选择的多通道控制方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN118535013A true CN118535013A (zh) 2024-08-23
CN118535013B CN118535013B (zh) 2024-11-19

Family

ID=92380174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202410589373.0A Active CN118535013B (zh) 2024-05-13 2024-05-13 一种采用脑电信号进行图片选择的多通道控制方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN118535013B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103699230A (zh) * 2014-01-14 2014-04-02 东南大学 一种基于图标脑电控制的数字界面交互方法
CN107773254A (zh) * 2017-12-05 2018-03-09 苏州创捷传媒展览股份有限公司 一种测试用户体验的方法及装置
CN110275455A (zh) * 2018-03-14 2019-09-24 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 一种基于脑电信号的控制方法、中央控制设备、云服务器及系统
CN112545517A (zh) * 2020-12-10 2021-03-26 中国科学院深圳先进技术研究院 一种注意力训练方法和终端
CN113776794A (zh) * 2021-08-13 2021-12-10 昆明理工大学 一种嵌入式边缘计算的故障诊断方法、装置和系统
CN115738025A (zh) * 2022-12-28 2023-03-07 北京迪生数字娱乐科技股份有限公司 基于脑电信号和眼动信号融合的专注力训练系统及方法
CN117860544A (zh) * 2024-01-18 2024-04-12 华南理工大学 一种基于多模态虚拟现实交互的智能按摩系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103699230A (zh) * 2014-01-14 2014-04-02 东南大学 一种基于图标脑电控制的数字界面交互方法
CN107773254A (zh) * 2017-12-05 2018-03-09 苏州创捷传媒展览股份有限公司 一种测试用户体验的方法及装置
CN110275455A (zh) * 2018-03-14 2019-09-24 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 一种基于脑电信号的控制方法、中央控制设备、云服务器及系统
CN112545517A (zh) * 2020-12-10 2021-03-26 中国科学院深圳先进技术研究院 一种注意力训练方法和终端
CN113776794A (zh) * 2021-08-13 2021-12-10 昆明理工大学 一种嵌入式边缘计算的故障诊断方法、装置和系统
CN115738025A (zh) * 2022-12-28 2023-03-07 北京迪生数字娱乐科技股份有限公司 基于脑电信号和眼动信号融合的专注力训练系统及方法
CN117860544A (zh) * 2024-01-18 2024-04-12 华南理工大学 一种基于多模态虚拟现实交互的智能按摩系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN118535013B (zh) 2024-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103514455B (zh) 用于表征情绪提示的方法和系统
CN112546390A (zh) 一种注意力训练方法、装置、计算机设备及存储介质
CN107910040A (zh) 一种智能医疗设备终端
CN207039767U (zh) 一种医用家属谈话系统
CN118535013A (zh) 一种采用脑电信号进行图片选择的多通道控制方法及系统
CN206058196U (zh) 一种医疗诊疗信息多通道保全系统
CN103285512B (zh) 一种基于串口输出数字触发信号的脑电刺激器及其实施方法
CN105447300A (zh) 一种医疗信息共享方法、系统及其终端
KR102429394B1 (ko) 오디오 액세서리 및 오디오 출력 방법
CN208422432U (zh) 一种远程诊疗系统
CN103592866A (zh) 一种智能健康监测电声系统
KR20010111615A (ko) 두뇌휴식 및 집중력개발 인터넷 서비스 시스템
WO2022247606A1 (zh) 一种呼吸系统疾病筛查的方法及相关装置
CN116139403A (zh) 经颅电刺激装置的控制方法和经颅电刺激装置
CN109411098A (zh) 一种远程会诊医疗机器人控制系统
CN117130470A (zh) 脑电信号识别系统、方法、终端及存储介质
CN104739441A (zh) 一种基于身份识别的智能多功能听诊器
CN203408061U (zh) 一种基于Android的心音信号显示与存储系统
CN103099607B (zh) 一种基于智能终端的多功能健康测量仪
CN115414025A (zh) 筛查方法、设备、存储介质及程序产品
CN207424921U (zh) 一种多模观影评价系统
CN111028937A (zh) 一种实时远程听诊方法及系统
CN221811987U (zh) 用于超声医疗设备的远程控制装置及超声医疗系统
CN103678854A (zh) 一种音频终端、远程医疗方法及系统
CN203689035U (zh) 一种健康监测电声系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant