一種基于腦機(jī)接口的電視遙控系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于腦機(jī)接口的電視遙控系統(tǒng)及系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含Epoc耳機(jī)、主機(jī)PC、帶USB控制電路的遙控器和數(shù)字電視，所述Epoc耳機(jī)為一種腦電圖耳機(jī)，所述Epoc耳機(jī)采用14個(gè)液態(tài)電極傳感器采集測(cè)試者頭皮的腦電信號(hào)；所述主機(jī)PC中包含了配套的腦電信號(hào)分析與處理SDK，用以們二次開(kāi)發(fā)和應(yīng)用；帶USB控制電路的遙控是在普通遙控器的基礎(chǔ)上加入控制電路和USB轉(zhuǎn)接，使得PC機(jī)上的指令可以控制遙控進(jìn)而控制數(shù)字電視。本發(fā)明通過(guò)讀取腦電波來(lái)獲取用戶的意圖，然后將該意圖通過(guò)腦機(jī)接口技術(shù)轉(zhuǎn)換出來(lái)控制遙控進(jìn)而控制電視，能夠在不用肢體的情況下達(dá)到控制家庭電視的目標(biāo)，為一些肢體功能障礙的人士提供了方便。
【專利說(shuō)明】一種基于腦機(jī)接口的電視遙控系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及腦機(jī)結(jié)合【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于腦機(jī)接口的電視遙控系統(tǒng)及方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，家庭電視已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)數(shù)字化了。目前3D電視、云電視以及智能電視是最 受家庭用戶親昵的。雖然數(shù)字電視不斷的取得發(fā)展，然而和數(shù)字電視交互的方式卻并沒(méi)有 取得進(jìn)步，依然是采用紅外通信的遙控。
[0003] 從另一方面看，腦機(jī)接口技術(shù)卻不斷的在發(fā)展中。人機(jī)交互的方式正在不斷的演 變中，這包含Google和蘋果公司即將推出的數(shù)字眼鏡，一些智能感知的衣服等。從這方面 而言，將最先進(jìn)的腦機(jī)交互技術(shù)引入數(shù)字家庭中是一個(gè)非常值得嘗試的技術(shù)。
[0004] 現(xiàn)有的遙控系統(tǒng)非常簡(jiǎn)單，就是通過(guò)人按按鈕然后將指令通過(guò)紅外發(fā)送到數(shù)字電 視中進(jìn)行接收?，F(xiàn)有的遙控系統(tǒng)不能滿足人們進(jìn)一步的需求，特別是對(duì)一些殘疾人士不能 操控遙控而言，就意味著不能實(shí)現(xiàn)對(duì)電視的控制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提出一種基于腦機(jī)接口技術(shù)的數(shù)字電視遙控系統(tǒng)，系統(tǒng)通過(guò)穿戴 在頭部的腦電采集器采集腦電信號(hào)，然后通過(guò)思維模式分析處理轉(zhuǎn)化為控制命令，再將命 令通過(guò)USB遙控器控制電視。
[0006] 本發(fā)明實(shí)施例提供了 一種基于腦機(jī)接口的電視遙控系統(tǒng)，包含Epoc耳機(jī)、主機(jī) PC、帶USB控制電路的遙控器和數(shù)字電視，所述Epoc耳機(jī)為一種腦電圖耳機(jī)，所述Epoc耳 機(jī)采用14個(gè)液態(tài)電極傳感器采集測(cè)試者頭皮的腦電信號(hào)；所述主機(jī)PC中包含了配套的腦 電信號(hào)分析與處理SDK，用以們二次開(kāi)發(fā)和應(yīng)用；帶USB控制電路的遙控是在普通遙控器的 基礎(chǔ)上加入控制電路和USB轉(zhuǎn)接，使得PC機(jī)上的指令可以控制遙控進(jìn)而控制數(shù)字電視。
[0007] 相應(yīng)的，本發(fā)明實(shí)施還提供了一種基于EP0C耳機(jī)采集腦電波信號(hào)的方法，包括：
[0008] 基于Epoc耳機(jī)的14個(gè)電極測(cè)量腦部皮層不同部位的電波信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)無(wú)線傳 輸傳給PC主機(jī)；無(wú)線接收端是配套的USB無(wú)線收發(fā)器，接收到信號(hào)后通過(guò)USB端口發(fā)送給 主機(jī)。
[0009] 本發(fā)明具有如下有益效果，本發(fā)明通過(guò)讀取腦電波來(lái)獲取用戶的意圖，然后將該 意圖通過(guò)腦機(jī)接口技術(shù)轉(zhuǎn)換出來(lái)控制遙控進(jìn)而控制電視，能夠在不用肢體的情況下達(dá)到控 制家庭電視的目標(biāo)，給用戶一種全新的體驗(yàn)，并為一些肢體功能障礙的人士提供了方便。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0011] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例中的基于腦機(jī)接口技術(shù)的電視遙控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0012] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例中的通過(guò)EP0C耳機(jī)采集腦電波信號(hào)的流程圖；
[0013] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例中的PC主機(jī)中的信號(hào)處理流程圖；
[0014] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例中的思維模式分析流程圖；
[0015] 圖5是本發(fā)明實(shí)施例中的USB遙控及控制關(guān)系示例圖；
[0016] 圖6是本發(fā)明實(shí)施例中的控制電路的固件程序流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0018] 本發(fā)明的目的是提出一種基于腦機(jī)接口技術(shù)的數(shù)字電視遙控系統(tǒng)，系統(tǒng)通過(guò)穿戴 在頭部的腦電采集器采集腦電信號(hào)，然后通過(guò)思維模式分析處理轉(zhuǎn)化為控制命令，再將命 令通過(guò)USB遙控器控制電視。
[0019] 傳統(tǒng)的電視遙控是直接通過(guò)紅外控制電視的，其可變性比較少，所以改進(jìn)的可能 性不大。隨著腦機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展，基于腦機(jī)接口技術(shù)的數(shù)字電視遙控系統(tǒng)變得可行。本 系統(tǒng)就是其中一種實(shí)現(xiàn)方法。如圖1所示的是本系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，包含EP0C耳機(jī)、主機(jī) PC、帶USB控制電路的遙控器和數(shù)字電視。Epoc耳機(jī)是Emotiv System公司研發(fā)的一種腦 電圖耳機(jī)，該耳機(jī)采用14個(gè)液態(tài)電極傳感器采集測(cè)試者頭皮的腦電信號(hào)。主機(jī)PC中包含 了 EmotivSystem公司提供的配套的腦電信號(hào)分析與處理SDK，以供我們二次開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。 帶USB控制電路的遙控[1]是在普通遙控器的基礎(chǔ)上加入控制電路和USB轉(zhuǎn)接，使得PC機(jī) 上的指令可以控制遙控進(jìn)而控制數(shù)字電視。
[0020] 下文將詳細(xì)說(shuō)明本系統(tǒng)如何從腦電波的采集、將腦電波翻譯為指令然后通過(guò)遙控 器遙控電視。
[0021] 圖2所示的是通過(guò)EP0C耳機(jī)采集腦電波信號(hào)的流程圖。 EEG(Electroencephalography)信號(hào)，也叫腦電波信號(hào)，是當(dāng)前測(cè)量和采集腦波信號(hào)的三種 方式之一，這種方式是采集頭皮的腦電波，屬于無(wú)創(chuàng)傷采集，所以是當(dāng)前相對(duì)廣泛應(yīng)用的技 術(shù)。另外兩種方法都需要將感應(yīng)器植入到腦部的內(nèi)部，屬于創(chuàng)傷型測(cè)量，但具有較高的精 度。本系統(tǒng)屬于日常應(yīng)用，對(duì)精度沒(méi)有特別需求，只要能識(shí)別特定的幾個(gè)命令即可，所以選 擇了無(wú)創(chuàng)傷型的EEG方式。EEG采集器有很多，本系統(tǒng)采用Emotiv System公司的EP0C耳 機(jī)。該耳機(jī)通過(guò)14個(gè)電極測(cè)量腦部皮層不同部位的電波信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)無(wú)線傳輸傳給PC 主機(jī)。無(wú)線接收端是配套的USB無(wú)線收發(fā)器，接收到信號(hào)后通過(guò)USB端口發(fā)送給主機(jī)。
[0022] 通過(guò)EP0C耳機(jī)采集到腦電波后，需要解讀這些腦波信號(hào)。和EP0C耳機(jī)配套的 Emotiv System公司提供了一套SDK和軟件。如圖3所示的是本系統(tǒng)PC主機(jī)中的信號(hào)處 理流程，通過(guò)該流程完成從腦波信號(hào)到遙控信號(hào)的轉(zhuǎn)換。如圖所示首先需要經(jīng)過(guò)EEG信號(hào) 處理，然后進(jìn)入到狀態(tài)緩沖區(qū)，在緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)可以提供給外界進(jìn)行查詢。在SDK之外的是 Emotiv API接口，用于提供開(kāi)發(fā)者應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)，系統(tǒng)本身也帶有一套C++思維模式分 析軟件，我們需要在這基礎(chǔ)上將解碼后的指令和遙控器的指令關(guān)聯(lián)起來(lái)。
[0023] 如何將Emotiv系統(tǒng)中的指令和數(shù)字電視遙控中的指令對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)起來(lái)是需要我們 制定合理的關(guān)聯(lián)關(guān)系。EP0C能探測(cè)人腦12種運(yùn)動(dòng)想象，包括6個(gè)方向（向左，向右，向上， 向下，向前，和放大）及6種旋轉(zhuǎn)（順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)，向前搖擺，向后搖 擺）。如表1所示的是本系統(tǒng)中EEG中動(dòng)作和電視遙控命令的對(duì)應(yīng)關(guān)系。本系統(tǒng)并沒(méi)有實(shí) 現(xiàn)過(guò)多的指令主要是基于簡(jiǎn)化操作和訓(xùn)練而考慮的。用戶使用腦機(jī)接口耳機(jī)需要經(jīng)過(guò)初步 的訓(xùn)練，使得自己的思維能夠相對(duì)準(zhǔn)確的掌握思維對(duì)應(yīng)的命令，如果命令太多，思維容易混 舌L所以基于用戶的易用性上考慮，本系統(tǒng)當(dāng)前只實(shí)現(xiàn)了 5個(gè)操作命令。如果隨著腦機(jī)接口 技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，不排除增加更多的命令。從表中可以看出，包括頻道調(diào)節(jié)、音量調(diào)劑以 及開(kāi)關(guān)機(jī)都實(shí)現(xiàn)了對(duì)應(yīng)，對(duì)基本的電視控制已經(jīng)足夠了。
[0024] 表1預(yù)定義認(rèn)知?jiǎng)幼鞯臄?shù)值及對(duì)應(yīng)的遙控命令
[0025]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于腦機(jī)接口的電視遙控系統(tǒng)，其特征在于，包含Epoc耳機(jī)、主機(jī)PC、帶USB控 制電路的遙控器和數(shù)字電視，所述Epoc耳機(jī)為一種腦電圖耳機(jī)，所述Epoc耳機(jī)采用14個(gè) 液態(tài)電極傳感器采集測(cè)試者頭皮的腦電信號(hào)；所述主機(jī)PC中包含了配套的腦電信號(hào)分析 與處理SDK，用以們二次開(kāi)發(fā)和應(yīng)用；帶USB控制電路的遙控是在普通遙控器的基礎(chǔ)上加入 控制電路和USB轉(zhuǎn)接，使得PC機(jī)上的指令可以控制遙控進(jìn)而控制數(shù)字電視。
2. -種基于EPOC耳機(jī)米集腦電波信號(hào)的方法，其特征在于，包括： 基于Epoc耳機(jī)的14個(gè)電極測(cè)量腦部皮層不同部位的電波信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)無(wú)線傳輸傳 給PC主機(jī)；無(wú)線接收端是配套的USB無(wú)線收發(fā)器，接收到信號(hào)后通過(guò)USB端口發(fā)送給主機(jī)。
【文檔編號(hào)】H04N21/422GK104284232SQ201410552885
【公開(kāi)日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月17日
【發(fā)明者】羅笑南, 石曉紅, 曾金龍, 王眾 申請(qǐng)人:中山大學(xué)