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 Tools\ThinkGear Communications Driver\docs\html\index.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

 THINKGEAR_API int     TG_GetDriverVersion ()
     获取当前TGCD库的版本     
 
 THINKGEAR_API int     TG_GetNewConnectionId ()
      返回一个控制ID，是一个整数。该ID是ThinkGear的连接对象。 
 
 /////////////////////下面的函数要用到TG_GetNewConnectionId ////////////////////////////////
 THINKGEAR_API int     TG_SetStreamLog (int connectionId, const char *filename)
      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。
 THINKGEAR_API int     TG_SetDataLog (int connectionId, const char *filename)
      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。
 THINKGEAR_API int     TG_EnableBlinkDetection (int connectionId, int enable)
      启用或禁止眨眼检测
 THINKGEAR_API int     TG_Connect (int connectionId, const char *serialPortName, int serialBaudrate, int serialDataFormat)
      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。
 THINKGEAR_API void     TG_FreeConnection (int connectionId)
      释放与给定的ThinkGear连接相关联的所有内存。
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 /////////////////////下面的函数要用到TG_Connect ////////////////////////////////
 THINKGEAR_API int     TG_ReadPackets (int connectionId, int numPackets)
      尝试使用ThinkGear连接，通过指定的ConnectionId，读取串口数据流的numPackets。
 THINKGEAR_API int     TG_GetValueStatus (int connectionId, int dataType)
      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。
 THINKGEAR_API float     TG_GetValue (int connectionId, int dataType)
      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。
 THINKGEAR_API int     TG_SendByte (int connectionId, int b)
      通过ThinkGear连接器（大概是为了某个ThinkGear模块）发送一个字节。
 THINKGEAR_API int     TG_SetBaudrate (int connectionId, int serialBaudrate)
      指定connectionid和串口波特率，然后尝试改变波特率。
 THINKGEAR_API int     TG_SetDataFormat (int connectionId, int serialDataFormat)
      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。
 THINKGEAR_API void     TG_Disconnect (int connectionId)
      指定ID，从串行通信端口断开ThinkGear连接。
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 THINKGEAR_API int     TG_WriteStreamLog (int connectionId, int insertTimestamp, const char *msg)
 THINKGEAR_API int     TG_WriteDataLog (int connectionId, int insertTimestamp, const char *msg)
 THINKGEAR_API int     TG_EnableLowPassFilter (int connectionId, int rawSamplingRate)
      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。
 THINKGEAR_API int     TG_EnableAutoRead (int connectionId, int enable)
      启用或禁用后台自动读取连接。

　　这些是宏定义:

 #define     THINKGEAR_API   __declspec( dllimport ) //栈调用方式
 #define     WINVER   0x0501
 #define     TG_MAX_CONNECTION_HANDLES   128
      Maximum number of Connections that can be requested before being required to free one.
 ////////////////波特率 TG_Connect() 和TG_SetBaudrate()这两个函数会用到///////////////////////
 #define     TG_BAUD_1200   1200
 #define     TG_BAUD_2400   2400
 #define     TG_BAUD_4800   4800
 #define     TG_BAUD_9600   9600
 #define     TG_BAUD_57600   57600
 #define     TG_BAUD_115200   115200
 
 ////////////////数据格式////////////////////////////////
 #define     TG_STREAM_PACKETS   0
 #define     TG_STREAM_5VRAW   1
 #define     TG_STREAM_FILE_PACKETS   2
 
 ////////////////获取哪一种数据类型 TG_GetValue()这个函数会用到////////////////////
 #define     TG_DATA_BATTERY   0 //应该是电量吧
 #define     TG_DATA_POOR_SIGNAL   1 //连接质量
 #define     TG_DATA_ATTENTION   2 //专注度
 #define     TG_DATA_MEDITATION   3 //冥想度
 #define     TG_DATA_RAW   4 //原始数据
 #define     TG_DATA_DELTA   5 //δ波段
 #define     TG_DATA_THETA   6 //θ脑波
 #define     TG_DATA_ALPHA1   7 //α脑波
 #define     TG_DATA_ALPHA2   8 //α脑波
 #define     TG_DATA_BETA1   9 //β脑波
 #define     TG_DATA_BETA2   10 //β脑波
 #define     TG_DATA_GAMMA1   11 //γ脑波
 #define     TG_DATA_GAMMA2   12 //γ脑波
 #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 (-bit)
short raw = (Value[]<<) | Value[];

　　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[]* + Value[];
if( raw >=  ) raw = raw - ;

　　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。