هجی کننده فارسی براساس الگوی ترکیبی SSVEP و RSVPسه‌گانه

نویسندگان

1 گروه مهندسی پزشکی دانشگاه صنعتی همدان

2 گروه بیوالکتریک، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی همدان، همدان، ایران

3 استادیار، گروه بیوالکتریک، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی همدان، همدان، ایران

doi
10.22041/ijbme.2025.2052353.1958
چکیده

رابط مغز و کامپیوتر (BCI) یک مسیر ارتباطی جدید برای افراد دارای معلولیت شدید فراهم می‌کند تا تنها با استفاده از فعالیت مغز خود کلمات را هجی کنند. در دهه‌ها‌ی گذشته، انواع مختلفی از سیستم‌های هجی‌کننده باهدف طراحی هجی‌کننده‌های سریع و دقیق توسعه‌یافته‌اند.در این مطالعه برای بهبود سرعت هجی، یک سیستم ترکیبی BCI با دو الگوی تحریک ارائه بصری سریال سریع (RSVP) و پتانسیل برانگیخته بینایی حالت پایدار (SSVEP) پیشنهادشده است. در طراحی پروتکل پیشنهادی 36 کاراکتر موجود در 3 گروه 12 کاراکتری و هر گروه خود به 4 زیرگروه سه کاراکتری دیگر تقسیم می‌شود. کاراکترهای هر زیرگروه به دور یک مربع چشمک‌زن نوشته می‌شوند. شناسایی گروه کاراکتر هدف با اختصاص فرکانس منحصربه‌فرد به هر گروه به کمک تحریکات الگوی SSVEP ارائه می‌شود.همچنین به کمک دنباله تحریکات RSVP سه‌گانه زیرگروه هدف و با الگوی SSVEP تک فرکانس جهت کاراکتر هدف در مربع شناسایی می‌شود. در این پروتکل الگوریتم تحلیل چگالی طیف توان (PSDA) برای تشخیص فرکانس SSVEP گروه هدف به کار گرفته‌شده است. در الگوی RSVP سه‌گانه به کمک تبدیل ویولت و الگوریتم ماشین بردار پشتیبان (SVM) با تابع هسته خطی مؤلفه P300 شناسایی می‌شود.در الگوی SSVEP تک فرکانس با استفاده از ویژگی استخراج‌شده از الگوریتم تحلیل همبستگی کانونی (CCA) و اعمال آن‌ها به الگوریتم SVM غیر خطی سه کلاسه با هسته تابع پایه شعاعی (RBF) طبقه‌بندی سه جهت انجام می‌شود. برای ارزیابی از معیارهای دقت و نرخ انتقال اطلاعات (ITR) استفاده‌شده است. درمجموع 7 فرد سالم با میانگین دقت 4/3 ± 2/91 درصد و میانگین ITR 64/±1 5/21 بیت‌بردقیقه در آزمایش شرکت کردند.با 1 ثانیه کاهش زمان تحریک SSVEP سه فرکانسه میانگین دقت به 5/90 درصد وITR به 37/25 بیت بر دقیقه تغییر خواهد کرد. با استفاده از حروف فارسی و افزایش کاراکترها، علاوه بر حفظ دقت و کاهش زمان هجی،ITR بالاتری نسبت به مطالعات پیشین حاصل شد.