CN107291230A - 脑电波控制方法及装置、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种脑电波控制方法及装置、显示装置。该脑电波控制方法包括：采集用户的脑电波信号；对所述脑电波信号进行处理，获取所述脑电波信号的特征参数；当所述脑电波信号的特征参数满足预设条件时，发送预设控制指令；其中，所述预设控制指令用于触发显示装置的光栅改变状态，调节所述显示装置的视角和/或亮度分布。本公开可以通过脑电波控制光栅，从而实现自动调节显示的视角和/或亮度分布。

Description

脑电波控制方法及装置、显示装置
技术领域
本公开涉及显示技术领域，具体而言，涉及一种脑电波控制方法及装置、显示装置。
背景技术
随着科技的进步与发展，人们的生活进入了智能物联时代，如何让用户更方便、更舒适，让用户更懒成为首要考虑的出发点。以用户需求为导向，以人为本成为新的市场需求点，此也构成了C2C商业模式的形成，而以满足用户个人需求的硬件产品定制化也成为当前潜在市场的切入点。
随着显示技术的不断发展，显示设备例如电视、电脑以及手机等电子产品逐渐成为人们日常生活中的必需品。然而，用户在使用上述显示设备时通常需要借助一些辅助装置以对显示设备进行操控。
随着人机交互技术的发展，传统的人机交互技术已经逐渐向着智能交互、自然交互等方向转变。人机交互关注的重点也从定义交互方式，设计交互语义等发展为关注用户脑电波，进而挖掘用户隐式需求等。脑电波是大脑在活动时，大量神经元同步发生的突触后电位经总和后形成的。它记录大脑活动时的电波变化，是脑神经细胞的电生理活动在大脑皮层或头皮表面的总体反映。因此，脑电波是重要的生物信号，其表征人类大脑的活动。
因此，现有技术中的技术方案还存在有待改进之处。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开的目的在于提供一种脑电波控制方法及装置、显示装置，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。
本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得清晰，或者部分地通过本公开的实践而习得。
根据本公开的一个方面，提供一种脑电波控制方法，包括：采集用户的脑电波信号；对所述脑电波信号进行处理，获取所述脑电波信号的特征参数；当所述脑电波信号的特征参数满足预设条件时，发送预设控制指令；其中，所述预设控制指令用于触发显示装置的光栅改变状态，调节所述显示装置的视角和/或亮度分布。
在本公开的一种示例性实施例中，所述脑电波信号的特征参数包括预设时长内的所述脑电波信号的频率和/或振幅。
根据本公开的一个方面，提供一种脑电波控制装置，包括：信号采集模块，用于采集用户的脑电波信号；信号处理模块，用于对所述脑电波信号进行处理，获取所述脑电波信号的特征参数；指令发送模块，用于当所述脑电波信号的特征参数满足预设条件时，发送预设控制指令；其中，所述预设控制指令用于触发显示装置的光栅改变状态，调节所述显示装置的视角和/或亮度分布。
根据本公开的一个方面，提供一种显示装置，包括脑波信号接收传感器、显示面板和光栅；其中，所述脑波信号接收传感器用于接收预设控制指令，其中所述预设控制指令根据用户的脑电波信号生成；所述光栅用于根据所述预设控制指令改变其状态，调节所述显示面板的视角和/或亮度分布。
在本公开的一种示例性实施例中，所述光栅为MEMS光栅。
在本公开的一种示例性实施例中，所述脑波信号接收传感器设置于所述显示面板的出光侧且位于所述显示面板上。
在本公开的一种示例性实施例中，所述显示面板为LCD显示面板，所述显示装置还包括：背光器件；其中，所述光栅设置于所述LCD显示面板的入光侧；所述背光器件设置于所述光栅远离所述LCD显示面板的一侧。
在本公开的一种示例性实施例中，所述显示面板为OLED/QLED显示面板，所述光栅集成于所述OLED/QLED显示面板内。
在本公开的一种示例性实施例中，所述OLED显示面板包括依次设置的OLED/QLED发光层、TFT驱动层和光栅层。
在本公开的一种示例性实施例中，所述显示装置还包括：光栅驱动器件，所述光栅驱动器件分别与所述脑波信号接收传感器和所述光栅电连接。
本公开的某些实施例中的脑电波控制方法中，通过脑电波信号生成预设控制指令，并根据该预设控制指令触发显示装置的光栅改变其状态，从而能够通过用户的脑电波调节所述显示装置显示时的亮度和/或视角分布。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出本公开示例性实施例中一种脑电波控制方法的流程图。
图2示出本公开示例性实施例中一种脑电波控制装置的示意图。
图3示出本公开示例性实施例中一种显示装置的示意图。
图4示出本公开示例性实施例中一种MEMS光栅的示意图。
图5示出本公开示例性实施例中MEMS光栅状态改变的示意图。
图6示出本公开示例性实施例中另一种显示装置的示意图。
图7示出本公开示例性实施例中又一种显示装置的示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。
需要指出的是，在附图中，为了图示的清晰可能会夸大层和区域的尺寸。而且可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“上”时，它可以直接在其他元件上，或者可以存在中间的层。另外，可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“下”时，它可以直接在其他元件下，或者可以存在一个以上的中间的层或元件。另外，还可以理解，当层或元件被称为在两层或两个元件“之间”时，它可以为两层或两个元件之间唯一的层，或还可以存在一个以上的中间层或元件。通篇相似的参考标记指示相似的元件。
图1示出本公开示例性实施例中一种脑电波控制方法的流程图。
如图1所示，该脑电波控制方法可以包括以下步骤。
在步骤S110中，采集用户的脑电波信号。
在示例性实施例中，所述采集用户的脑电波信号可以通过可穿戴设备上的多个电极、并将该多个电极分别贴附于用户的后脑、左脑、右脑、额头等部位中的一个或者多个来实现。具体的，通过可穿戴设备采集用户的脑电波信号可以参照现有技术，在此不再详述。
需要说明的是，本发明实施例中的可穿戴设备可以为：智能头盔、智能手环、以及智能眼镜等能够实现脑电波信号采集的穿戴设备，对此，本发明实施例不做具体限定。
在其他实施例中，所述采集用户的脑电波信号也可以通过电连接于显示装置上的多个电极来实现，这样不需要借助可穿戴设备也可实现用户脑电波信号的采集。
具体的，脑电波是人体大脑在进行思维活动时，大脑皮质细胞群之间形成电位差，从而在大脑皮质的细胞外产生电流。人体大脑传递不同信息时的脑电波参数(例如脑电波的频率或振幅等)不同。这样具有信息处理功能的显示装置可以检测用户在与显示装置交互时的脑电波，从而可以确定用户的交互指令。
在步骤S120中，对所述脑电波信号进行处理，获取所述脑电波信号的特征参数。
在示例性实施例中，对上述步骤采集的模拟的脑电波信号进行模数转换，获取数字的脑电波信号，并通过算法分析对所述数字的脑电波信号进行特征参数的提取，具体的算法可以参照现有技术，在此不再详述。
在示例性实施例中，所述脑电波信号的特征参数包括预设时长内的所述脑电波信号的频率和/或振幅。
本发明实施例中，用户通过脑电波控制显示装置显示时的亮度和/或视角分布的算法可以为：用户专注控制一段时间，如5s左右算一次，此时脑电波采集一次有效特征峰，其给出的有效数据为1，传达的有效命令为一次，该次命令对显示装置进行一次状态的激发。
需要说明的是，上述预设时长例如5s是为了防止误触发。具体的预设时长数值可以根据需要进行自主设置，本发明实施例对此不作限定。
在实际应用中，由于脑电波信号在采集过程中很容易受到其他噪声信号的干扰，包括眼电、肌电、心电、工频干扰、电磁干扰等。因此，需要对其进行预处理，去除脑电波信号中所掺杂的伪迹，以提取采集到的脑电波信号中的有效脑电波信号。由于工频干扰和电磁干扰往往发生在高频段，可以通过带通滤波或低通滤波的方式将容易产生干扰的频段过滤掉，只保留有效的频段的脑电波信号。因此，有效脑电波信号的提取，具体通过以下方式实现：根据预设干扰频段通过带通滤波或低通滤波对采集的脑电波信号进行滤波处理，并从滤波处理后的信号中提取用户的有效脑电波信号。具体的，上述从滤波处理后的信号中提取有效脑电波信号的步骤，具体包括：采用主成分分析算法或独立成分分析算法从滤波处理后的信号中提取用户的有效脑电波信号。
在步骤S130中，当所述脑电波信号的特征参数满足预设条件时，发送预设控制指令。
其中，所述预设控制指令用于触发显示装置的光栅改变状态，调节所述显示装置的视角和/或亮度分布。
在当前脑电波信号的特征参数满足预设条件时，根据当前脑电波信号确定当前脑电波信号对应的预设控制指令。具体为：确定所述当前脑电波信号的特征参数；将所述当前脑电波信号的特征参数与脑电波数据集中的预设脑电波信号的特征参数进行匹配；所述脑电波数据集预存有预设脑电波信号的特征参数与预设控制指令的对应关系；当所述当前脑电波信号的特征参数与所述预设脑电波信号的特征参数相匹配时，获取相匹配的预设脑电波信号所对应的预设控制指令。
具体的，所述脑电波信号的特征参数可以是脑电波的频率、振幅中的至少一种。所述预设控制指令可以是与操作显示装置显示时的亮度和/或视角分布对应的指令。
以脑电波信号的特征参数为频率为例说明。
当获取到注视时的脑电波时，判断当前脑电波的频率是否满足所述预设条件，若是，则根据当前脑电波确定当前脑电波对应的预设控制指令，否则，什么都不做或者报错。
本发明实施例中，根据所述预设控制指令对所述显示装置的光栅的状态进行相应的控制。例如，脑控集中一次，可对MEMS光栅进行激发一次，以改变其状态。
上述步骤S130中的预设条件为与脑电波信号的特征参数相关的预设条件，不同的脑电波信号的特征参数，预设条件也不同。
具体的，若上述特征参数为脑电波信号的频率时，所述的预设条件为一频率阈值。
更具体的，通常用户在观看图像内容时的专注度一般较执行上述操作显示装置的亮度和/或视角分布的专注度低。因此用户在观看图像内容时可以发出上述α脑电波(8～12Hz)，而在需要执行上述操作显示装置的亮度和/或视角分布时可以发出上述β脑电波(12～30Hz)。上述频率阈值可以为12Hz。即在当前脑电波信号的频率小于12Hz时，说明用户只是在观看图像内容，没有执行操作显示装置的亮度和/或视角分布的意向。而在当前脑电波的频率大于等于12Hz时，说明用户需要执行操作显示装置的亮度和/或视角分布。在此情况下，与该当前脑电波信号对应的预设控制指令执行该操作显示装置的亮度和/或视角分布，改变该显示装置中的光栅的状态。当采集到的当前脑电波信号的频率小于上述频率阈值(12Hz)时，将对该显示装置中的光栅不进行任何操作。
若上述特征参数为脑电波信号的频率和振幅时。所述预设条件包括一频率阈值和当前脑电波信号波形的峰值是否在采集阶段发生突变。
由上述可知，可以在可穿戴设备或者是显示装置中事先存储一些与预设控制指令相对应的特征参数。例如频率为12～30Hz的β脑电波对应显示装置的光栅状态相应改变的控制指令。本发明实施例还可以包括多个预设控制指令。该预设条件为当前脑电波信号与事先存储的预设脑电波信号是否匹配。
需要说明的是，当前脑电波信号的特征参数与预设脑电波信号的特征参数相匹配是指，当前脑电波的特征参数与预设脑电波信号的特征参数之间的差异在允许的误差范围之内。该误差可以由可穿戴设备或者显示装置的精度确定。本发明对此不做限定。
需要说明的是，预设脑电波信号是在该可穿戴设备出厂前或者初始化时，预先存于该可穿戴设备中的脑电波信号。
具体的，可以在可穿戴设备出厂时或者初始化阶段对用户在清醒且专注的状态下，处于不同的思维活动状态时发出的不同预设脑电波信号进行采集。例如，用户在清醒且专注的状态下发出的β脑电波的频率会在12～30Hz。
当然，上述预设控制指令对应的预设脑电波的频率仅仅是举例说明。
这样一来，通过预存有预设脑电波信号的特征参数与预设控制指令的对应关系的脑电波数据集，可以使得12～30Hz内的所有脑电波对应预设控制指令。
在此基础上，在获取上述当前脑电波信号之前，该方法还可以包括：
首先，确定预设脑电波信号的特征参数，并存储。
其次，建立包括预设脑电波信号的特征参数与预设控制指令的对应关系的脑电波数据集，即建立出预设脑电波信号的特征参数与预设控制指令之间的映射关系。从而能够在当前脑电波信号与预设脑电波信号的特征参数相匹配时，能够通过预设脑电波信号利用寻址访问的方式调用处于该预设脑电波信号具有映射关系的预设控制指令。
本发明实施例提供一种脑电波控制方法，包括获取用户的当前脑电波信号；接下来，在当前脑电波信号的特征参数满足预设条件时，根据当前脑电波信号确定当前脑电波信号对应的预设控制指令；最后，根据预设控制指令对显示装置的光栅的状态进行控制。这样一来，能够通过脑电波可以去判断用户是否需要执行上述控制显示装置显示时的亮度和/或视角分布的操作。因此在上述控制过程中无需手动就可以实现相应操作，从而可以提高用户使用显示装置时的操作便利性。
图2示出本公开示例性实施例中一种脑电波控制装置的示意图。
如图2所示，该脑电波控制装置100可以包括信号采集模块110、信号处理模块120以及指令发送模块130。
其中，信号采集模块110可以用于采集用户的脑电波信号。
信号处理模块120可以用于对所述脑电波信号进行处理，获取所述脑电波信号的特征参数。
在示例性实施例中，所述脑电波信号的特征参数包括预设时长内的所述脑电波信号的频率和/或振幅。
指令发送模块130可以用于当所述脑电波信号的特征参数满足预设条件时，发送预设控制指令。
其中，所述预设控制指令用于触发显示装置的光栅改变状态，调节所述显示装置的视角和/或亮度分布。
上述脑电波控制装置中的模块的具体实现方式可以参考上述脑电波控制方法中的实施例，在此不再赘述。
进一步的，本发明实施方式还提供了一种显示装置，该显示装置可以包括脑波信号接收传感器、显示面板和光栅。其中，所述脑波信号接收传感器用于接收预设控制指令，其中所述预设控制指令根据用户的脑电波信号生成；所述光栅用于根据所述预设控制指令改变其状态，调节所述显示面板的视角和/或亮度分布。
在示例性实施例中，所述光栅为MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems，微机电开关)光栅。
MEMS光栅其在功耗方面有着不可比拟的优势，可以通过MEMS光阀控制背光源发出的光的透光率，从而实现图像显示时的亮度和/或视角分布的控制。
在示例性实施例中，MEMS光栅可以包括相对设置的可动光栅和固定光栅，光需要通过固定光栅的透光部射入到反光层上，并通过反光层将光反射出去，可以通过调整可动光栅的透光部与固定光栅透光部的重叠面积从而调整射入到反光层的光线的多少，最终实现图像显示。
本发明实施例提供的显示装置，是一种可用脑部控制的显示装置，通过脑电波信号直接控制MEMS光栅，来自动调节显示的视角和/或亮度分布。
在示例性实施例中，所述脑波信号接收传感器可以设置于所述显示面板的出光侧且位于所述显示面板上。其中，该脑波信号接收传感器用于接收所述预设控制指令，所以，通过将该脑波信号接收传感器设置于该显示面板的出光侧更有利于信号的接收。具体的，可以设置于所述显示面板上的非显示区域。但本公开并不限定于此，只要该脑波信号接收传感器可以接收到发送该预设控制指令的信号，其可以设置于该显示装置上的任意位置，例如，也可以将该脑波信号接收传感器集成于该显示面板内。
在示例性实施例中，所述显示面板可以为LCD显示面板。下面通过图3对该显示面板为LCD显示面板时的结构进行举例说明。
图3示出本公开示例性实施例中一种显示装置的示意图。
如图3所示，其中1为LCD显示面板，2为MEMS光栅，3为背光器件，4为驱动电路，5为脑波信号接收传感器。
在图3所示的实施例中，MEMS光栅2设置于LCD显示面板1的入光侧。背光器件3设置于MEMS光栅2远离LCD显示面板1的一侧。
继续参考图3，所述显示装置还可以包括：光栅驱动器件6，光栅驱动器件6分别通过信号传输线7和8与脑波信号接收传感器5和MEMS光栅2电连接。
当脑波信号接收传感器5接收到发送的预设控制指令时，根据该预设控制指令控制该光栅驱动器件6驱动该MEMS光栅2，从而改变该MEMS光栅2的状态，改变该LCD显示面板的视角和/或亮度。
此外，在本公开的其他示例性实施例中，所述显示装置还可以包括其他部件。因此，增加更多的结构的技术方案同样属于本公开的保护范围。
图4示出本公开示例性实施例中一种MEMS光栅的示意图。具体的，MEMS光栅的组成结构及其工作原理可以参考现有技术，在此不再详述。
图5示出本公开示例性实施例中MEMS光栅状态改变的示意图。
如图5所示，其中3为背光器件发出的光源光线，2为MEMS光栅，1为LCD显示面板。图5左侧为未接收到该预设控制指令时MEMS光栅2的状态，图5右侧为接收到该预设控制指令时MEMS光栅2的状态，由图5可知，通过控制该MEMS光栅2的状态，可以改变该显示装置的出光方向/角度/透过率等，从而改变显示的视角和/或亮度分布。
在示例性实施例中，所述显示面板可以为OLED/QLED显示面板。下面通过图6对该显示面板为OLED/QLED显示面板时的结构作一个举例说明。
图6示出本公开示例性实施例中另一种显示装置的示意图。
如图6所示，所述显示面板为OLED/QLED显示面板，所述光栅可以集成于所述OLED/QLED显示面板内。
本发明实施例中，以所述OLED/QLED显示面板为底发射型为例进行说明。如图6所示，所述OLED/QLED显示面板可以包括依次设置的OLED/QLED发光层、TFT驱动层和光栅层。其中所述光栅层设置有MEMS光栅。这样，当OLED/QLED发光层发出的光首先通过TFT驱动层，然后再经过该MEMS光栅，这样，通过预设控制指令改变该MEMS光栅的状态，就可以改变该OLED/QLED发光层发出的光最终出射至该OLED/QLED显示面板的透光率/方向/角度等，从而改变显示的视角和/或亮度分布。
在示例性实施例中，所述OLED/QLED显示面板还可以包括封装层，其中，所述封装层位于所述OLED/QLED发光层之上，例如图6所示的实施例的OLED/QLED发光层的左侧。
图7示出本公开示例性实施例中又一种显示装置的示意图。
进一步的，如图7所示，本公开实施方式还提供了一种显示装置400，包括上述实施例的脑波信号接收传感器、显示面板410和光栅。
该显示装置400可以为：显示面板、手机、平板电脑、电视机、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
参考图7，显示面板410可为平面显示面板，如等离子(Plasma)面板、有机发光二极管(Organic light emitting diode，OLED)/量子点发光二极管(Quantum Dot LightEmitting Diodes，QLED)面板、薄膜晶体管液晶(Thin film transistor liquidcrystaldisplay，TFT LCD)面板。
在示例性实施例中，所述显示装置400可以是液晶显示装置，包括阵列基板以及与阵列基板相对设置的彩膜基板，所述阵列基板为TFT-LCD阵列基板。在具体的实现过程中，所述彩膜基板还可以被透明基板所替代，将彩膜CF设置在阵列基板上。
所述显示装置还可以是盒式OLED显示装置，包括与上述阵列基板相对设置的对置基板以及位于阵列基板与对置基板之间的有机发光材料层。
本发明提供的显示装置由于包含上述的脑波信号接收传感器、显示面板和光栅，因而可以解决同样的技术问题，并取得相同的技术效果，在此不再一一赘述。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种脑电波控制方法，其特征在于，包括：
采集用户的脑电波信号；
对所述脑电波信号进行处理，获取所述脑电波信号的特征参数；
当所述脑电波信号的特征参数满足预设条件时，发送预设控制指令；
其中，所述预设控制指令用于触发显示装置的光栅改变状态，调节所述显示装置的视角和/或亮度分布。
2.根据权利要求1所述的脑电波控制方法，其特征在于，所所述脑电波信号的特征参数包括预设时长内的所述脑电波信号的频率和/或振幅。
3.一种脑电波控制装置，其特征在于，包括：
信号采集模块，用于采集用户的脑电波信号；
信号处理模块，用于对所述脑电波信号进行处理，获取所述脑电波信号的特征参数；
指令发送模块，用于当所述脑电波信号的特征参数满足预设条件时，发送预设控制指令；
其中，所述预设控制指令用于触发显示装置的光栅改变状态，调节所述显示装置的视角和/或亮度分布。
4.一种显示装置，其特征在于，包括脑波信号接收传感器、显示面板和光栅；其中，
所述脑波信号接收传感器用于接收预设控制指令，其中所述预设控制指令根据用户的脑电波信号生成；
所述光栅用于根据所述预设控制指令改变其状态，调节所述显示面板的视角和/或亮度分布。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所光栅为MEMS光栅。
6.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所述脑波信号接收传感器设置于所述显示面板的出光侧且位于所述显示面板上。
7.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板为LCD显示面板，所述显示装置还包括：背光器件；其中，
所述光栅设置于所述LCD显示面板的入光侧；
所述背光器件设置于所述光栅远离所述LCD显示面板的一侧。
8.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板为OLED/QLED显示面板，所述光栅集成于所述OLED/QLED显示面板内。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述OLED/QLED显示面板包括依次设置的OLED/QLED发光层、TFT驱动层和光栅层。
10.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括：光栅驱动器件，所述光栅驱动器件分别与所述脑波信号接收传感器和所述光栅电连接。
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