1.一種螺旋運動視覺感知的穩(wěn)態(tài)運動誘發(fā)電位腦-機接口方法,其特征在于,包括以下步驟:
1)螺旋范式設(shè)計及運動實現(xiàn):
1.1)設(shè)計螺旋運動范式:
將螺旋范式圖案寬和高都設(shè)為250像素;定義變量D,其值為這里將其圓整為D’;令[-D’,D’]間隔為1,生成一個大小為(2D’+1)×(2D’+1)的二維網(wǎng)格點,范式圖案像素點坐標(biāo)(x,y)對應(yīng)于每一網(wǎng)格點坐標(biāo),螺旋范式生成公式為:
S=(L.*(1-cos(angle/d+r*d)))/2 (1)
其中S為范式圖案亮度值;L為背景亮度值;d為螺旋條紋的個數(shù),這里設(shè)為5;r和angle為螺旋運動范式圖案像素點(x,y)轉(zhuǎn)換為極坐標(biāo)后的極軸與極角;
1.2)實現(xiàn)螺旋范式運動:
通過PSYCHTOOLBOX工具箱編程繪制范式圖案紋理,通過改變紋理旋轉(zhuǎn)角度Rangle實現(xiàn)螺旋范式運動,本發(fā)明采用正弦方式實現(xiàn)螺旋范式運動,其中:
fc為運動頻率,即螺旋范式順-逆時針旋轉(zhuǎn)一圈所需時間的倒數(shù);通過改變紋理旋轉(zhuǎn)角度Rangle由0到2π時,范式順時針旋轉(zhuǎn);紋理旋轉(zhuǎn)角度Rangle由2π到0時,紋理逆時針旋轉(zhuǎn);在一個周期中,運動放向改變的頻率定義為運動反轉(zhuǎn)頻率f,運動反轉(zhuǎn)頻率f為運動頻率fc的2倍,采用運動反轉(zhuǎn)頻率f作為視覺刺激的基頻;
視覺刺激通過計算機屏幕呈現(xiàn)給使用者,圖像幀替換的頻率稱為屏幕刷新率fr,在生成幀圖象時,式(2)中的時間t必須根據(jù)屏幕刷新率離散化,即t(n)=n/fr,其中n=1,2,3…為幀序號,式(2)改寫為:
這時Rangle變?yōu)殡x散的時間序列,為保證其為周期序列fr/fc必須為整數(shù);令Fc=fr/fc為一個收縮-擴張周期所需要的幀數(shù),式(3)改寫為:
此時,運動反轉(zhuǎn)頻率的計算公式為:
根據(jù)式(5)計算準(zhǔn)確的運動反轉(zhuǎn)頻率f,根據(jù)式(4)計算離散化后的紋理旋轉(zhuǎn)角度Rangle;
2)搭建腦-機接口平臺:
電極帽通過腦電采集設(shè)備和主控制器的輸入連接,主控制器的輸出通過顯示屏擴展和計算機屏幕的輸入連接,使用者頭戴電極帽端坐于屏幕前,頭部距離屏幕100-120cm,測量電極為O1、Oz、O2、POz、PO4和PO8,左耳垂放置參考電極,F(xiàn)Pz處為地電極,給各測量電極注入導(dǎo)電膏,保證電極與頭皮良好接觸;
3)范式呈現(xiàn)與識別:
主控制器通過顯示屏擴展使計算機屏幕上呈現(xiàn)數(shù)個刺激頻率不同的螺旋范式,使用者每次注視刺激范式圖案中任意一個,通過腦電采集設(shè)備采集使用者注視范式圖案時產(chǎn)生的腦電信號,然后經(jīng)過放大、濾波與A/D轉(zhuǎn)換后,將處理后的腦電信號輸入主控制器,將采集到的腦電信號利用典型相關(guān)分析進(jìn)行特征提取及分類識別;
4)識別結(jié)果通過屏幕輸出,完成視覺反饋后,返回步驟3),進(jìn)行下一輪的目標(biāo)辨識。