一种基于脑-机接口技术的电视控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于脑-机接口技术的电视控制系统，其特征在于，包括：脑波信号采集器、Android手机和ARM处理器，脑波信号采集器用来采集使用者大脑产生的稳态视觉诱发信号，并将采集到的稳态视觉诱发信号以无线方式发送到Android手机；Android手机用来刺激使用者的视觉和对接收到的稳态视觉诱发信号进行分析处理，并将控制命令以无线方式发送到ARM处理器；ARM处理器用来转换指令，其接收到控制命令后发送相应的红外信号给电视机顶盒，完成一次控制动作。本发明专利技术的有益之处在于：系统由脑波信号采集器、Android手机和ARM处理器组成，模块化程度高；用Android手机替代传统的视觉刺激器和PC机，尺寸小、可移动性好、开发成本低；以机顶盒作为控制目标，实用性强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电视控制系统，具体涉及一种基于脑-机接口技术的电视控制系统。
技术介绍
脑-机接口(Brain-computerinterface，BCI)技术作为一种实现大脑和外部设备(计算机或外界环境等)之间的信息直接通信技术，近年来得到了突飞猛进的发展，已经在生物医学、虚拟现实、游戏娱乐、康复工程等领域体现出重要的价值。目前大多脑-机接口系统(简称BCI系统)均是以PC机结合医用脑波测试仪进行开发的，系统由视觉刺激器、PC机以及脑波测试仪三大部分组成，这样的系统主要存在以下一些问题：1、传统的BCI系统大都采用闪烁的二极管或者显示器来产生视觉刺激，视觉刺激器的尺寸较大，可移动性较差，所以不利于BCI系统的实际应用。2、由于使用PC机做数据分析、利用LED做刺激模块，所以使得系统分散且庞大。3、PC机与下位机的通信依赖于串口线，整体体积和质量也较大，所以不利于移动和携带。4、以往的设计只是实验性的技术研究，例如：利用BCI系统做些简单的控制、移动电脑显示屏光标等，而更加具有实用性的功能还未研究。如何简化BCI系统的结构，使其体积减小、重量减轻、便于移动和携带，是一项非常重要的研究课题。此外，如何提高BCI系统的实用性，使其更好的为重症患者服务，也是一项十分具有挑战性的研究课题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于脑-机接口技术的电视控制系统，该控制系统以广电的机顶盒作为控制目标，其不仅具有极强的实用性，可以更好的为重症患者服务，而且整体结构得到极大简化，体积减小、重量减轻，便于移动和携带。为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：一种基于脑-机接口技术的电视控制系统，其特征在于，包括：脑波信号采集器、Android手机和ARM处理器，前述脑波信号采集器用来采集使用者大脑产生的稳态视觉诱发信号，并将采集到的稳态视觉诱发信号以无线方式发送到Android手机，前述Android手机用来刺激使用者的视觉和对接收到的稳态视觉诱发信号进行分析处理，并将控制命令以无线方式发送到ARM处理器，前述ARM处理器用来转换指令，其接收到控制命令后发送相应的红外信号给电视机顶盒，完成一次控制动作。前述的基于脑-机接口技术的电视控制系统，其特征在于，前述脑波信号采集器包括：EEG信号采集单元、数字信号处理单元和采集器蓝牙发送接口，前述EEG信号采集单元具有三个电极，第一电极作为测试电极，采集枕叶区的脑波电位；第二电极作为参考电极，采集顶叶区的自发脑波电位；第三电极作为脑波地线，连接在人体的耳部；前述数字信号处理单元用于对EEG信号采集单元采集到的微弱信号进行放大、滤波和AD转换；前述采集器蓝牙发送接口用于将数字信号处理单元处理完毕的数据发送出去。前述的基于脑-机接口技术的电视控制系统，其特征在于，前述数字信号处理单元采用的是NeuroSky芯片。前述的基于脑-机接口技术的电视控制系统，其特征在于，在前述Android手机的屏幕上，一级页面呈现有分别指示“开”、“关”、“节目”、“音量”的四幅以不同的频率闪烁的指示图像，前述指示“节目”的指示图像还带有二级页面，前述二级页面呈现有分别指示“节目加”、“节目减”和“返回”的三幅以不同的频率闪烁的指示图像，前述指示“音量”的指示图像也带有二级页面，前述二级页面呈现有分别指示“音量加”、“音量减”和“返回”的三幅以不同的频率闪烁的指示图像。前述的基于脑-机接口技术的电视控制系统，其特征在于，指示“开”的图像以6hz的频率闪烁，指示“关”的图像以9hz的频率闪烁，指示“节目”的图像以11hz的频率闪烁，指示“音量”的图像以7hz的频率闪烁。前述的基于脑-机接口技术的电视控制系统，其特征在于，前述Android手机自带有手机蓝牙接收接口和手机蓝牙发送接口，前述Android手机上还安装有用来处理EEG信号的应用程序，前述应用程序主要包括两大功能模块：快速傅立叶变换模块、特征提取与分类模块，前述快速傅立叶变换模块用于将Android手机接收到的时域的信号变换为频域的信号；前述特征提取与分类模块用于对频域的信号进行特征提取与识别，得到此时使用者大脑诱发出的频率。前述的基于脑-机接口技术的电视控制系统，其特征在于，前述ARM处理器包括：处理器蓝牙接收接口和红外信号发射单元，前述红外信号发射单元接收到处理器蓝牙接收接口传输来的命令后，将命令转换为相应的红外信号，并将红外信号发送给电视机顶盒。本专利技术的有益之处在于：(1)整个控制系统由脑波信号采集器、Android手机和ARM处理器三个相对独立的部分组成，模块化程度高，十分有利于制造和使用，生产成本和使用成本都降低；(2)用Android手机替代传统的视觉刺激器和PC机，不仅尺寸大大减小，可移动性得到极大的提升，而且有效降低了硬件系统的复杂度，减少了硬件开发成本，这对于BCI系统的实际应用极为有利；(3)电视是家居最常用的设备，以广电的机顶盒作为控制目标，具有很强的实用性；(4)可扩展性强，可以融入跨平台的各种家居电器甚至可以发展为智能家居系统；(5)Android处理速度很快，屏幕刷新速度几乎对刺激模块不产生影响。附图说明图1(a)是机顶盒遥控器发射的完整波形；图1(b)是机顶盒遥控器发射的引导码波形；图1(c)是二进制“0”的发射波形；图1(d)是二进制“1”的发射波形；图2是机顶盒解码流程；图3是本专利技术的电视控制系统的组成示意图；图4是本专利技术的电视控制系统控制机顶盒的过程。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作具体的介绍。本专利技术的控制系统以广电的机顶盒作为控制目标，由于机顶盒的遥控的编码格式兼容，所以控制目标广泛。由于广电的机顶盒遥控器的编码采用32位，所以需要对机顶盒遥控器遥控码进行解码。一般的红外遥控系统都是由三部分构成：红外遥控信号发射器、红外遥控信号接收器、微控制器及其外围电路。其中，红外遥控信号发射器用来产生遥控编码脉冲。驱动红外发射管输出红外遥控信号，遥控接受头对遥控信号进行放大、检波、整形，最后解调出遥控编码脉冲。大多数遥控编码脉冲信号都是调制在38KHZ的方波上，经过缓冲放大后送至红外发光二极管，转化为红外信号发射出去。...

【技术保护点】
一种基于脑‑机接口技术的电视控制系统，其特征在于，包括：脑波信号采集器、Android手机和ARM处理器，所述脑波信号采集器用来采集使用者大脑产生的稳态视觉诱发信号，并将采集到的稳态视觉诱发信号以无线方式发送到Android手机，所述Android手机用来刺激使用者的视觉和对接收到的稳态视觉诱发信号进行分析处理，并将控制命令以无线方式发送到ARM处理器，所述ARM处理器用来转换指令，其接收到控制命令后发送相应的红外信号给电视机顶盒，完成一次控制动作。

【技术特征摘要】
1.一种基于脑-机接口技术的电视控制系统，其特征在于，包括：
脑波信号采集器、Android手机和ARM处理器，
所述脑波信号采集器用来采集使用者大脑产生的稳态视觉诱发信
号，并将采集到的稳态视觉诱发信号以无线方式发送到Android手机，
所述Android手机用来刺激使用者的视觉和对接收到的稳态视觉
诱发信号进行分析处理，并将控制命令以无线方式发送到ARM处理
器，
所述ARM处理器用来转换指令，其接收到控制命令后发送相应
的红外信号给电视机顶盒，完成一次控制动作。
2.根据权利要求1所述的基于脑-机接口技术的电视控制系统，
其特征在于，所述脑波信号采集器包括：EEG信号采集单元、数字
信号处理单元和采集器蓝牙发送接口，
所述EEG信号采集单元具有三个电极，第一电极作为测试电极，
采集枕叶区的脑波电位；第二电极作为参考电极，采集顶叶区的自发
脑波电位；第三电极作为脑波地线，连接在人体的耳部；
所述数字信号处理单元用于对EEG信号采集单元采集到的微弱
信号进行放大、滤波和AD转换；
所述采集器蓝牙发送接口用于将数字信号处理单元处理完毕的数
据发送出去。
3.根据权利要求2所述的基于脑-机接口技术的电视控制系统，
其特征在于，所述数字信号处理单元采用的是NeuroSky芯片。
4.根据权利要求1所述的基于脑-机接口技术的电视控制系统，

\t其特征在于，在所述Android手机的屏幕上，一级页面呈现有分别指
示“开”、“关”、“节目”、“音量”的四...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪梅，贺开明，程松，赵海强，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61