一种VR脑电采集装置及脑电监测系统的制作方法

本发明涉及脑电监测，特别涉及一种vr脑电采集装置及脑电监测系统。

背景技术：

1、目前，脑电采集通过将基于电极直接采集的脑电数据导入至eeglab进行滤波、分段和基线校正、插值坏导和剔除坏导、剔除坏段，实现对脑电采集数据的去噪过程。

2、但是，现存的脑电采集装置对环境的复杂程度的包容性有限，当需要采集监测被采集者在剧烈运动或者置身于嘈杂环境时(例如被采集者在使用vr设备观看视频或者游戏时)的脑电数据时，直接基于当前脑电采集设备进行采集时获得的脑电波数据中的噪音较大，导致采集的脑电波数据的精确度有待提高。

3、因此，本发明提出了一种vr脑电采集装置及脑电监测系统。

技术实现思路

1、本发明提供一种vr脑电采集装置及脑电监测系统，用以将脑电采集与vr结合，基于被采集者在观看vr播放视频时的眼球采集数据和面部采集数据对实时采集的脑电数据进行去噪，实现了对采集的脑电数据的有效去噪，提高了脑电采集和监测的精确度。

2、本发明提供一种vr脑电采集装置，包括：

3、脑电采集模块，用于在被采集者成功佩戴头戴vr设备时，则基于贴在被采集者头部对应位置上的电极，获取被采集者的采集脑电数据；

4、眼球采集模块，用于在被采集者成功佩戴头戴vr设备时，则采集被采集者的眼球采集数据；

5、面部采集模块，用于在被采集者成功佩戴头戴vr设备时，则采集被采集者的面部表情数据；

6、脑电去噪模块，用于基于眼球采集数据和面部表情数据以及头戴vr设备中的播放视频，对采集脑电数据进行去噪，获得去噪脑电数据。

7、优选的，脑电采集模块，包括：

8、采集子模块，用于在被采集者成功佩戴头戴vr设备时，则基于贴在被采集者头部对应位置上的电极，获取对应的电流信号；

9、放大子模块，用于将所有电极采集到的电流信号放大，并对放大后的电流信号进行高通滤波，获得每个电极的采集脑电波；

10、输出子模块，用于将所有电极的采集脑电波当作被采集者的采集脑电数据。

11、优选的，眼球采集模块，包括：

12、第一获取子模块，用于获取被采集者在成功佩戴头戴vr设备时的眼部监控视频；

13、第一分析子模块，用于基于眼球监控视频，分析出被采集者的眨眼时段和聚焦方向以及对应的聚焦停留时长当作被采集者的眼球采集数据。

14、优选的，面部采集模块，包括：

15、第二获取子模块，用于获取被采集者在成功佩戴头戴vr设备时的面部监控视频；

16、第二分析子模块，用于基于面部监控视频，分析出被采集者的面部表情和表情持续时段当作被采集者的面部表情数据。

17、优选的，脑电去噪模块，包括：

18、插值子模块，用于基于电极点位分布图和被采集者的预设三维头部模型，对采集脑电数据进行插值处理，获得完整脑电数据；

19、去噪子模块，用于基于眼球采集数据和面部表情数据以及头戴vr设备中的播放视频，对完整脑电数据进行去噪，获得去噪脑电数据。

20、优选的，插值子模块，包括：

21、位置标记单元，用于基于电极点位分布图，在被采集者的预设三维头部模型中标记出所有电极的分布位置；

22、区域确定单元，用于将以电极的所在位置为中心、以插值密度对应的最小电极间距为半径的圆区域当作电极的非插值邻域，将预设三维头部模型的表面中除所有电极的非插值邻域以外剩余的区域当作待插值区域；

23、标准确定单元，用于将待插值区域中所有单连通区域当作待插值子区域，基于预设的头部区域划分标准，确定出待插值子区域覆盖的标准头部区域种类，并将待插值子区域中覆盖的部分标准头部区域当作目标插值子区域；

24、参考确定单元，用于确定出目标插值子区域覆盖的标准头部区域种类对应的最大插值电极间距，将预设三维头部模型的表面中与目标插值子区域的中心位置的间距不超过对应的最大插值电极间距的电极，当作目标插值子区域的参考电极；

25、插值处理单元，用于基于目标插值子区域的所有参考电极的采集脑电波，对目标插值子区域进行插值处理，获得完整脑电数据。

26、优选的，插值处理单元，包括：

27、位置确定子单元，用于将目标插值子区域的所有参考电极的坐标的平均值，当作目标插值子区域的插值位置；

28、插值拟合子单元，用于基于目标插值子区域覆盖的标准头部区域种类对应的距离影响因子、参考电极的采集脑电波以及每个参考电极和目标插值子区域的中心位置的间距，拟合出插值位置的插值脑电波；

29、邻域确定子单元，用于将以插值位置的所在位置为中心、以插值密度对应的最小电极间距为半径的圆区域当作插值位置的非插值邻域；

30、继续插值子单元，用于当预设三维头部模型的表面中存在除所有电极和所有插值位置的非插值邻域以外剩余的新的待插值区域时，则基于所有电极和所有插值位置的分布位置和被采集者的预设三维头部模型，继续进行插值处理，直至预设三维头部模型的表面中不存在除所有电极和所有当前确定出的插值位置的非插值邻域以外剩余的新的待插值区域时，则将当前确定出的所有插值位置的插值脑电波和采集脑电数据中的所有电极的采集脑电波，当作完整脑电数据；

31、数据汇总子单元，用于当预设三维头部模型的表面中不存在除所有电极和所有插值位置的非插值邻域以外剩余的新的待插值区域时，则将所有插值位置的插值脑电波和采集脑电数据中的所有电极的采集脑电波，当作完整脑电数据。

32、优选的，去噪子模块，包括：

33、干扰时段确定单元，用于在面部表情数据中的所有面部表情中筛选出干扰表情，将眼球采集数据中的眨眼时段和干扰表情在面部表情数据中的表情持续时段当作干扰时段；

34、干扰时段删除单元，用于将完整脑电数据中的所有插值脑电波和所有采集脑电波中的干扰时段对应的部分脑电波进行同步删除，获得多个第一去噪脑电波；

35、独立组分标记单元，用于对所有第一去噪脑电波数据进行独立成分分析，获得多个独立组分数据，将独立组分数据标记在电极点位分布图，获得每个组分的脑电动态拓扑图；

36、脑电波去噪单元，用于基于眼球采集数据中的聚焦方向、对应的聚焦停留时长、头戴vr设备中的播放视频以及所有独立组分数据的脑电动态拓扑图，在所有独立组分数据中筛选出噪音组分数据，将所有第一去噪脑电波数据中的噪音组分数据删除，获得去噪脑电数据。

37、优选的，脑电波去噪单元，包括：

38、第一活跃确定子单元，用于基于头戴vr设备中的播放视频确定出第一标准脑电活跃时段和每个第一脑电活跃时段对应的第一标准脑电活跃区域；

39、第二活跃确定子单元，用于基于被采集者的聚焦方向和对应的聚焦停留时长，确定出第二标准脑电活跃时段和每个第二脑电活跃时段对应的第二标准脑电活跃区域；

40、偏差度计算子单元，用于计算出每个脑电动态拓扑图在所有标准脑电活跃时段对应的实际脑电活跃区域与对应的标准脑电活动区域之间的偏差度，其中，标准脑电活跃时段包括第一标准脑电活跃时段和第二标准脑电活跃时段，标准脑电活跃区域包括第一标准脑电活跃区域和第二标准脑电活跃区域；

41、脑电波去噪子单元，用于将偏差度超出偏差度阈值的脑电动态拓扑图对应的独立组分数据当作噪音组分数据，将所有第一去噪脑电波数据中的噪音组分数据删除，获得去噪脑电数据。

42、本发明提供一种脑电监测系统，包括：

43、数据获取模块，用于获取实施例1至9获得的被采集者的去噪脑电数据；

44、显示控制模块，用于将实施例1至9获取的被采集者的去噪脑电数据输出至显示屏或者监测终端。

45、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

46、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。