• 基于mindwave脑电波进行疲劳检测算法的设计(3)


      这一节我将讲解thinkgear.h 里面的函数和宏定义。这一些都可以在MindSet Development ToolsThinkGear Communications Driverdocshtmlindex.html 这个路径中找到并打开。是使用doxygen软件生成的API帮助文档。
      下面我将做一下简单的翻译。其实最主要的功劳还是google翻译(^v^)?

      这些是API

     1 THINKGEAR_API int     TG_GetDriverVersion ()
     2     获取当前TGCD库的版本     
     3 
     4 THINKGEAR_API int     TG_GetNewConnectionId ()
     5      返回一个控制ID,是一个整数。该ID是ThinkGear的连接对象。 
     6 
     7 /////////////////////下面的函数要用到TG_GetNewConnectionId ////////////////////////////////
     8 THINKGEAR_API int     TG_SetStreamLog (int connectionId, const char *filename)
     9      做为一个ThinkGear的连接,将对它进行串行数据流字节的读取,它将自动记录这些字节数据到一个日志文件中。
    10 THINKGEAR_API int     TG_SetDataLog (int connectionId, const char *filename)
    11      作为一个ThinkGear连接器读取并解析来自它的串行数据流的数据包,它将记录数据解析到一个日志文件。
    12 THINKGEAR_API int     TG_EnableBlinkDetection (int connectionId, int enable)
    13      启用或禁止眨眼检测
    14 THINKGEAR_API int     TG_Connect (int connectionId, const char *serialPortName, int serialBaudrate, int serialDataFormat)
    15      连接一个ThinkGear连接,通过给定的ConnectionId,在串行通信(COM)端口,以便与ThinkGear模块进行通信。
    16 THINKGEAR_API void     TG_FreeConnection (int connectionId)
    17      释放与给定的ThinkGear连接相关联的所有内存。 
    18 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    19 
    20 
    21 /////////////////////下面的函数要用到TG_Connect ////////////////////////////////
    22 THINKGEAR_API int     TG_ReadPackets (int connectionId, int numPackets)
    23      尝试使用ThinkGear连接,通过指定的ConnectionId,读取串口数据流的numPackets。 
    24 THINKGEAR_API int     TG_GetValueStatus (int connectionId, int dataType)
    25      如果数据类型是由最近一次调用TG_ReadPackets后更新的。那么将返回非零。
    26 THINKGEAR_API float     TG_GetValue (int connectionId, int dataType)
    27      通过指定dataType类型(该参数的取值为define的那些TG_DATA_开头的常量)将返回指定类型所取到的值。
    28 THINKGEAR_API int     TG_SendByte (int connectionId, int b)
    29      通过ThinkGear连接器(大概是为了某个ThinkGear模块)发送一个字节。
    30 THINKGEAR_API int     TG_SetBaudrate (int connectionId, int serialBaudrate)
    31      指定connectionid和串口波特率,然后尝试改变波特率。
    32 THINKGEAR_API int     TG_SetDataFormat (int connectionId, int serialDataFormat)
    33      给出connectionid和串口数据格式,进而改变所使用的ThinkGear连接的数据包解析格式。
    34 THINKGEAR_API void     TG_Disconnect (int connectionId)
    35      指定ID,从串行通信端口断开ThinkGear连接。
    36 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    37 
    38 
    39 
    40 THINKGEAR_API int     TG_WriteStreamLog (int connectionId, int insertTimestamp, const char *msg)
    41 THINKGEAR_API int     TG_WriteDataLog (int connectionId, int insertTimestamp, const char *msg)
    42 THINKGEAR_API int     TG_EnableLowPassFilter (int connectionId, int rawSamplingRate)
    43      作为一个ThinkGear连接读取并解析原始脑电值(通过TG_ReadPackets函数),对原始波形数据,驱动程序会自动套用30Hz的低通滤波器。 
    44 THINKGEAR_API int     TG_EnableAutoRead (int connectionId, int enable)
    45      启用或禁用后台自动读取连接。

      这些是宏定义:

     1 #define     THINKGEAR_API   __declspec( dllimport ) //栈调用方式
     2 #define     WINVER   0x0501
     3 #define     TG_MAX_CONNECTION_HANDLES   128
     4      Maximum number of Connections that can be requested before being required to free one. 
     5 ////////////////波特率 TG_Connect() 和TG_SetBaudrate()这两个函数会用到///////////////////////
     6 #define     TG_BAUD_1200   1200
     7 #define     TG_BAUD_2400   2400
     8 #define     TG_BAUD_4800   4800
     9 #define     TG_BAUD_9600   9600
    10 #define     TG_BAUD_57600   57600
    11 #define     TG_BAUD_115200   115200
    12 
    13 ////////////////数据格式////////////////////////////////
    14 #define     TG_STREAM_PACKETS   0
    15 #define     TG_STREAM_5VRAW   1
    16 #define     TG_STREAM_FILE_PACKETS   2
    17 
    18 ////////////////获取哪一种数据类型 TG_GetValue()这个函数会用到////////////////////
    19 #define     TG_DATA_BATTERY   0 //应该是电量吧
    20 #define     TG_DATA_POOR_SIGNAL   1 //连接质量
    21 #define     TG_DATA_ATTENTION   2 //专注度
    22 #define     TG_DATA_MEDITATION   3 //冥想度
    23 #define     TG_DATA_RAW   4 //原始数据
    24 #define     TG_DATA_DELTA   5 //δ波段
    25 #define     TG_DATA_THETA   6 //θ脑波
    26 #define     TG_DATA_ALPHA1   7 //α脑波
    27 #define     TG_DATA_ALPHA2   8 //α脑波
    28 #define     TG_DATA_BETA1   9 //β脑波
    29 #define     TG_DATA_BETA2   10 //β脑波
    30 #define     TG_DATA_GAMMA1   11 //γ脑波
    31 #define     TG_DATA_GAMMA2   12 //γ脑波
    32 #define     TG_DATA_BLINK_STRENGTH   37 //眨眼强度

     对于上面讲到的一些数据的解释,网上的资料真的有点少。

     对于上面提到的宏进行详解

    POOR_SIGNAL质量
      无符号的一个字节的整数值描述了神念科技NeuroSky的ThinkGear测量到的信号的强弱,它的范围值从0到200。零以外的值表示检测到了某种噪声信号。数值越高,表示测到的噪声越多。数值达到200说明神念科技NeuroSky的ThinkGear触点没有接触到用户的皮肤。
      这个值每秒都会有输出,显示了刚刚测量到的信号的质量。信号质量差的原因很多。按照严重程度,它们分别是:
        •传感器,地面,或者参考触点都没有在人的头上(即没有人戴ThinkGear的电极)。
        •传感器、地面或者参考触点没有与人的皮肤接触好(比如:头发夹在里面,或者耳机与头的尺寸不适合,或者耳机没有放置在头部正确的位置 )。
        •佩戴者动作过多(即头部或身体过于晃动,或碰撞到耳机)
        •过多环境静电噪声(某些环境中会有强大的静电信号,或者在佩带传感器时人的静电积累)。
        •过多的非EEG生物噪声(即肌电,心电,眼电等)。
      正常使用神念科技NeuroSky的ThinkGear产品时也会不可避免的受到一定数量噪声的干扰,神念科技NeuroSky的过滤技术和eSense™ 专利算法都可以检测,改正,补偿,解释和容忍不同类型非脑电噪声。多数用户都只对eSense值感兴趣,如专注度Attention和冥想度Meditation,他们无需担心POOR_SIGNAL质量值,除非检测到POOR_SIGNAL质量值时专注度Attention和冥想度Meditation都无法更新。POOR_SIGNAL质量值对那些对噪音比较敏感的应用程序比较有用(正如一些医学或研究用的应用程序)或者只要检测出一点噪音数据就需要立刻作出反应的应用程序。默认情况下,数值的输出是有效的。通常一秒钟输出一次。

    eSense “专注度Attention”指数

      这个无符号的一个字节值表明用户当前的“eSense专注度Attention指数”,即使用者 精神“集中度”水平或“注意度”水平的强烈程度,例如,当你能够进入高度专 注状态并且可以稳定地控制你的心理活动,该指数的值就会很高。该指数值的范 围是0到100。心烦意乱、精神恍惚、专注度Attention不集中以及焦虑等精神状态都将降低 专注度Attention指数的数值。默认情况下,数值的输出是有效的。通常一秒钟输出一次。

    eSense“冥想度Meditation“指数

      这个无符号的一个字节值表明用户当前的“eSense冥想度Meditation指数” ,即使用 者精神“平静度”水平或“冥想度Meditation”水平。该指数值的范围是0到100。需要注 意的是,冥想度Meditation指数反映的是使用者的精神状态,而不是其身体状态,所以,简 单地进行全身肌肉放松并不能快速地提高冥想度Meditation水平。然而,对大多数人来说, 在正常的环境下,进行身体放松通常有助于精神状态的放松。冥想度Meditation水平的提高 与大脑活动的减少有明显的关联。长期观察结果表明:闭上眼睛可以使得大脑无 需处理通过眼睛看到的景象从而降低大脑精神活动水平。所以,闭上眼睛通常是 提高冥想度Meditation值的有效方法。心烦意乱、精神恍惚、焦虑、激动不安等精神状态以 及感官刺激等都将降低冥想度Meditation指数的数值。默认情况下,数值的输出是有效的。通常一秒钟输出一次。

    原始波值raw(16位)

      此数值由两个字节组成,代表一个单一的原始波样品。它的值是一个从 -32768到32767之间的十六位带符号整数。数值的第一个字节代表高位,第二个 字节代表低位。要重建完整的原始波的值,只要简单地将第一个字节左移8个位,并且按位或第二个字节:

    RAW Wave Value (16-bit)
    short raw = (Value[0]<<8) | Value[1];

      Value[0]是高位字节,Value[1]是低位字节。
      在系统或语言中位操作不是很方便,可用以下算术运算来代替:

    raw = Value[0]*256 + Value[1];
    if( raw >= 32768 ) raw = raw - 65536;

      在语言里raw是表示数值从-32768到32767之间的任何有符号的数据类型。 每个ThinkGear模型仅在-32768到32767之间的特定范围里记录它的原始波 信息。例如,MindSet记录的原始波大约在-2048到2047之间。 默认情况下,数值的输出是有效的。每秒钟输出512次,也就是说大约每2 毫秒一次。

    ASIC_EEG_POWER 各种脑电波

      这个数据值代表8种众所周知的脑电(脑波)电流强度 。这个数值在小端格式 中作为一系列八个3字节无符号整数输出。八种脑电功率是按如下顺序输出的: delta(0.5-2.75赫兹),theta(3.5-6.75赫兹),low-alpha(7.5-9.25赫兹), high-alpha(10-11.75赫兹),low-beta(13-16.75赫兹),high-beta(18-29.75 赫兹),low-gamma(31-39.75赫兹),mid-gamma(41-49.75赫兹)。这些数值没有单位并且考虑到相对数量和短暂波动,他们只有在互相比较时才有意义。

      默认情况下,数值的输出是有效的。通常每秒钟输出一次。

    眨眼的强度

      无符号的一个字节的值记录了用户最近眨眼的强度。它的数值范围从1到 255,并且一检测到眨眼,数值就会被记录下来。这个数值表明眨眼的相对强烈程度,没有单位。

      注意:这个数值当前只能通过TGCD 和TGC 的应用程序接口才可使用。它不 可直接作为任何ThinkGear硬件的输出来使用。关于TGCD,可以参考使用 TG_GetValueStatus() 和 TG_GetValue()函数的TG_DATA_BLINK_STRENGTH数据类型。

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