本發(fā)明涉及腦電信號控制技術領域，特別涉及一種基于腦電控制的手機操作方法及系統(tǒng)。

背景技術：

從1983年第一臺手機DynaTAc 8000x的誕生，到現在智能手機的普及，手機歷經了三十多年的發(fā)展，其功能也從一開始單純的語音通話到現在的可以安裝使用各種軟件。為了讓用戶更加方便的使用手機，工程師門設計開發(fā)了各種功能以使用戶可以更加方便的使用手機，比如開/關機、滑動切換界面、屏幕方向切換/鎖定、亮度自動調節(jié)以及手機的加/解鎖等功能，其中，手機的加/解鎖功能為用戶使用手機提供了極大的方便。手機的加/解鎖功能主要有兩方面作用：一方面是防止用戶的意外操作，如防止用戶在打電話時誤碰到其他的按鍵，導致觸發(fā)了不需要的功能；另一方面是對手機加密，防止他人在未經主人允許的情況下使用手機，為用戶的信息安全提供保障。

目前，用戶一般是通過按鍵觸發(fā)、屏幕觸發(fā)、環(huán)境特征觸發(fā)或者生物特征觸發(fā)對手機進行各項操作。以手機加/解鎖功能的操作為例，包括按鍵式解鎖即通過觸發(fā)一個按鍵功能來操控手機的加/解鎖；基于用戶輸入特征匹配的解鎖即基于觸摸輸入和圖形用戶界面通過識別用戶輸入特征與預設的特征是否匹配來進行解鎖；基于感應環(huán)境特征的解鎖即通過硬件裝置感知手機的外部環(huán)境，然后根據感知來自動解鎖；基于生物特征的解鎖即通過識別用戶的生物特征來來判斷是否為合法用戶并解鎖等。

但是現有的手機操作方法仍然存在一些問題：一是，特殊人群無法通過上述一般操作方式對手機進行操作，現有的手機操作方式在某些方面的使用具有局限性。二是，一些特殊目的手機操作，如果使用上述一般的操作方法，無法保障用戶的信息安全。三是，由于手動操作相比于“大腦想法”會存在一定的時間延遲，因此，通過手部操作手機還不夠靈活。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于腦電控制的手機操作方法及系統(tǒng)，以解決現有的手機操作方法使用時具有局限性的問題。

為實現以上目的，本發(fā)明采用的技術方案為：第一方面，提供一種基于腦電控制的手機操作方法，該方法包括：

手機接收當前操作者的腦電波的專注度信息，并將接收的專注度信息與手機預先設定的比較信息進行比對：

當比對結果正確時，執(zhí)行相應操作。

第二方面，提供一種基于腦電控制的手機操作系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

通信模塊、接口模塊、手機操作執(zhí)行模塊以及腦電信號采集裝置；

接口模塊通過通信模塊搜索腦電信號采集裝置并與搜索到的腦電信號采集裝置進行鏈接；

腦電信號采集裝置將當前操作者腦電波的專注度信息通過通信模塊發(fā)送至接口模塊；

接口模塊將接收到的專注度信息與接口模塊中預先設定的比較信息比對，并在比對結果正確時控制手機操作執(zhí)行模塊執(zhí)行相應操作。

與現有技術相比，本發(fā)明存在以下技術效果：腦電信號是一種包含多種頻率分量的復雜綜合波，其頻率的主要變化范圍在0.5-100Hz左右，根據腦電信號可以獲取操作者當前的專注度，當在手機中設定了與手機主人相匹配的比較信息后，只有手機主人以及與手機主人相似的專注度值的人才可以實現對手機的操作。與傳統(tǒng)的手機操作方法相比，使用面較廣，適合一些特殊群體及一些特殊目的應用。同時，在使用過程中，可以通過訓練來提高手機主人的專注度，進而設置較高的比較信息，提高手機操作的難度，進一步提高手機的使用安全。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一實施例中一種基于腦電控制的手機操作方法的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明一實施例中利用腦電信號實現手機解鎖功能的流程示意圖；

圖3是本發(fā)明一實施例中一種基于腦電控制的手機操作系統(tǒng)的結構示意圖；

圖4是本發(fā)明一實施例中腦電實現手機解鎖功能的流程示意圖。

具體實施方式

下面結合圖1至圖4所示，對本發(fā)明做進一步詳細敘述。

如圖1所示，本實施例公開了一種基于腦電信號控制的手機操作方法，該方法包括如下步驟S1至S2：

S1、手機接收當前操作者的腦電波的專注度信息，并將接收的專注度信息與手機預先設定的比較信息進行比對：

S2、當比對結果正確時，執(zhí)行相應操作。

需要說明的是，本實施例中的比較信息是技術人員通過大量實驗的到的一個用來與手機操作者專注度進行比較的信息。

進一步地，比較信息為專注度閾值或者專注度區(qū)間。

進一步地，步驟S2具體包括：

當手機接收到的專注度信息大于預先設定的專注度閾值時，執(zhí)行相應操作；

或者，當手機接收到的專注度信息落在預先設定的專注度區(qū)間內時，執(zhí)行相應操作。

具體地，如圖2所示，根據操作者的專注度對操作手機的解鎖功能時，過程為：

B1、當該手機處于鎖定狀態(tài)時，接收當前手機操作者的專注度信息；

B2、若接收到手機操作者的專注度信息，則將接收到的專注度信息與預先設定的專注度閾值或者專注度區(qū)間進行比較；

B3、若接收的專注度大于預先設定的專注度閾值或者落在預先設定的專注度區(qū)間內，則解鎖所述手機。

專注度A近似服從的正態(tài)分布N(μ,σ²)，由正態(tài)分布的特性可知，A分布的特性如表1所示：

表1

下面分別以根據設定的專注度閾值和設定專注度區(qū)間來實現手機解鎖功能為例，對通過設定專注度閾值和專注度區(qū)間實現手機操作進行具體說明：

(1)設定專注度閾值實現手機解鎖功能

鑒于腦電信號的專注度大小與信號采集者是否經過訓練有關，經過訓練的實驗者的專注度數值比較大。相反，沒有經過訓練的實驗者的專注度數值比較小?；趯Ｗ⒍容^高的訓練者才能解鎖的目的，我們將閾值設定為高值，假設設定的專注度閾值為a，那么只有手機操作者的專注度信息大于設定的專注度閾值a，才可以實現手機解鎖功能，否則不可以。計算專注度閾值設定為a時，根據腦電波專注度進行手機解鎖的成功概率：

由于腦電波專注度A服從正態(tài)分布N(μ,σ²)，則服從標準正態(tài)分布N(0,1)。假設專注度閾值為a的識別概率為p₀，則p₀＝P(x>a)＝1-P(x≤a)，由于令則p₀＝1-φ(x₀)，通過查找標準正態(tài)分布表，可求得p₀。

例如，專注度閾值A服從N(57.2,17.6²)，取閾值a＝65，則基于腦電波專注度的手機解鎖成功概率對于一些特殊值，如表1所示，當專注度閾值a取74.8時，約有16％的人可以實現手機解鎖控制。

通過設置專注度閾值來實手機解鎖的作用是：整個實現過程比較簡單，保密性較好，當設定了與手機主人相匹配的專注度閾值后，只有手機主人以及與手機主人相似的專注度才可以實現手機解鎖功能。同時通過設置較高的專注度閾值可以提高手機的使用安全。

(2)設定專注度區(qū)間實現手機解鎖功能

由于手機的解鎖功能時服務于大多數人的，即使沒有經過專注度訓練，只要滿足大多數人使用的統(tǒng)計原則，就可以實現手機解鎖的目的。本實施例中將比較信息設定為一個專注度區(qū)間，只要手機操作者的專注度值在設定的專注度區(qū)間內，就可以實現手機解鎖功能，否則不可以。計算專注度區(qū)間設定為(b，c)時，根據腦電波專注度進行手機解鎖的成功概率：

由于腦電波專注度A服從正態(tài)分布N(μ,σ²)，則服從標準正態(tài)分布N(0,1)。設定專注度區(qū)間(b，c)，手機解鎖概率為：

p₀＝P(x>b)-P(x>c)，即

p₀＝[1-P(x≤b)]-[1-P(x≤c)]＝P(x≤c)-P(x≤b)，則

例如，專注度A服從N(57.2,17.6²)，取專注度區(qū)間為(50，60)，則手機在該區(qū)間內解鎖成功的概率為：

通過采用專注度區(qū)間方式的作用是：適合多數人群實現手機解鎖功能的需要，這種設置方法更加適用于各種開放性的功能設置，對于一些特殊的區(qū)間，如表1所示，專注度在區(qū)間(39.6，74.8)內時，約68.3％的用戶可以實現手機解鎖功能。

進一步地，步驟S2還包括如下細分步驟：

將手機接收到的多次專注度信息與預先設定的比較信息進行比對；

如果連續(xù)N次比對成功時，則執(zhí)行相應的操作。

本實施例中，將N設定為5。即如果手機連續(xù)5次比對成功時，才可以對手機執(zhí)行相應操作，比如手機解鎖操作。其中，技術人員也可以根據實際情況的需要，將N設定為不同的數值。

進一步地，本實施例公開的基于腦電控制的手機操作方法，還包括如下步驟：

對所述的專注度閾值或者專注度區(qū)間進行設置或更改。

需要說明的是，在實際應用中，手機主人會隨著使用次數的增加即通過訓練提高自己的專注度，此時，可對預先設定的專注度閾值或者專注度區(qū)間進行更改，以將專注度閾值或者專注度區(qū)間更改至和自己當前的專注度相適用的范圍。進而提高手機使用的安全，以及匹配的唯一性。

進一步地，在步驟S1之前，還包括：

通過腦電信號采集裝置采集所述當前操作者的腦電波信號，并將處理得到的專注信息通過腦電信號采集裝置端的無線藍牙模塊向手機發(fā)送；

相應地，步驟S1具體包括：

手機接通過手機端的無線藍牙模塊收當前操作者的腦電波的專注度信息，并將接收的轉專注度信息與手機預先設定的專注度閾值進行比較。

其中，本實施例中對手機操作者腦電信號的采集可以通過腦電波采集帶等腦電信號采集裝置。該腦電波采集頭帶小巧便攜、抗干擾能力強，僅需要4.5V的干電池供電即可?？梢院苋菀椎倪\用在玩具、視頻游戲和健康設備中，且能耗小，適用以電池供電的便攜式消費產品上。

如圖3所示，本實施例公開了一種基于腦電控制的手機操作系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：通信模塊10、接口模塊20、手機操作執(zhí)行模塊30以及腦電信號采集裝置40；

接口模塊20通過通信模塊10搜索腦電信號采集裝置并與搜索到的腦電信號采集裝置40進行鏈接；

腦電信號采集裝置40將當前操作者腦電波的專注度信息通過通信模塊10發(fā)送至接口模塊20；

接口模塊20將接收到的專注度信息與接口模塊20中預先設定的比較信息比對，并在比對結果正確時控制手機操作執(zhí)行模塊30執(zhí)行相應操作。

具體地，將腦電信號采集裝置40的外置腦電極貼在額頭部位，然后通過腦電信號采集裝置40內置的生物信號傳感芯片TGAM模塊獲取人腦的腦電波波形信號，再ADC轉換電路將腦電波的模擬信號轉化為相對應的數字信號，打包成數據包，然后直接通過藍牙傳送給計算機或者手機。之后有計算機或者手機完成后續(xù)的處理和對外控制工作。

需要說明的是，腦電信號采集裝置40可以輸出的數據包括原始腦電信號、a波、β波、δ波、θ波、γ波以及專注度和放松度。當腦電信號通過其內置的藍牙通信模塊傳輸到手機時，手機可以將專注度的數值顯示在屏幕上，同時用戶也可以通過手機對顯示出來的專注度進行刪除操作。

具體地，如圖4所示，以通過腦電波專注度實現手機解鎖功能為例，首先通過手機內的通信模塊10鏈接腦電信號采集裝置40；在屏幕顯示當前手機操作者的專注度；設定用于根據專注度進行解鎖的專注度閾值或者專注度區(qū)間；執(zhí)行模擬鎖屏程序；在連續(xù)比對正確的次數大于設定次數時，執(zhí)行手機解鎖操作。

進一步地，還可以進一步研究腦電信號的“指紋特征”，即腦電信號的唯一性，在腦電信號專注度實現手機操作的基礎上，增加腦電信號的“指紋密碼”，使得手機主人與設定的腦電信號專注度具有匹配唯一性，以增加手機使用的安全性。

需要說明的是，上述實施例公開的基于腦電信號控制的手機操作方法及系統(tǒng)，提供使用手機的全新模式，可以為一些特殊人群或者特殊目的實現手機解鎖等操作。同時也可以為用戶提供一種全新的娛樂體驗方式，比如使用大腦思維進行電子競技，使用時反應迅速、靈活度高。

同時，還需要說明的是，本實施例主要保護的思想是采用腦電信號控制器件進行動作。技術人員可以利用本實施例的思想，通過腦電信號來輔助車輛運行；在軍事領域中，如飛行員在高加速度下使用腦電來控制飛機，以提高飛行員在駕駛飛機時的快速反應能力和減少使用手的不便；在醫(yī)學領域中，醫(yī)生在手術過程中，通過腦電控制儀器的開關、轉換監(jiān)護儀屏幕顯示的數據或波形，以盡量減少手的負擔。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。