基于稳态视觉诱发电位的脑机接口系统的设计与研究

目的设计与研究将稳态视觉诱发电位作为输入信号的脑机接口系统.系统以显示器图形闪烁模块作为稳态视觉诱发电位的刺激源,经过滤波、放大等信号预处理后,对采集到的脑电信号中的稳态视觉诱发电位成分采用一种基于滑动窗的迭代式逐点频谱监测方法进行诱发电位的特征提取和识别,并将其转换为相应的控制命令以实现对伺服机械手臂6种运动方向的实...     

Hilbert-Huang变换在脑电信号提取中的应用

高频视觉刺激可以拓宽可用的视觉刺激频率,而且可以减轻使用者的视觉疲劳,使基于视觉诱发电位的脑机接口系统更加实用化。但高频视觉刺激下的稳态视觉诱发电位信号幅值过低不易进行特征提取。本文提出一种新的视觉诱发电位提取方法,结合Hilbert-Huang变换与快速傅立叶变换方法来提取脑电信号。实验结果表明,用这种信号处理方法可以准确提取出高频稳态视觉诱发电位信号特征量,而且可以将脑电信号中的眼电干扰去除,并应用于脑机接口系统中。     

闪光视觉诱发电位在脑机接口中的应用研究

运用叠加平均与快速傅立叶变化相结合的方法,提取大脑皮层的稳态视觉诱发电位SSVEP（steady state visual evoked potential）信号,并作为输入信号应用于脑控机器人系统。通过实验确定了测试电极、视觉刺激颜色与背景亮度等模式参数,并且研究了不同使用者在不同视觉刺激频率下的SSVEP幅值变化趋势。研究结果表明,该方法能更好地提高信噪比,提取出的稳态视觉诱发电位信号能够准确反映使用者的控制意图,应用于脑控机器人系统,取得了很好的效果。     

平滑伪Wigner-Ville分布在脑电信号提取中的应用

运用平滑伪Wigner-Ville分布提取大脑皮层的稳态视觉诱发电(steady state visual evoked potential,SSVEP)信号,并作为输入信号应用于脑机接口系统.研究结果表明,该方法不需叠加平均信号就可以提高信噪比,提取出的稳态视觉诱发电位信号能够准确反映使用者的控制意图,为脑机接口选取特征提供了依据.     

基于FPGA的高频视觉刺激控制器的设计

研究稳态视觉诱发电位需要视觉刺激器生成高频刺激信号。而传统的刺激器在产生高频图像刺激时的准确性和同步性极差,并且使用不便、刺激模式单一。鉴于此,设计了一个高频视觉刺激控制器,以FPGA为控制器并采用硬件描述语言Verilog HDL设计程序,实现图像刺激的生成。实验结果显示,设计的视觉刺激控制器具备时间精度高、准确性高和同步性好的优点,能有效地生成高频刺激信号。     

基于稳态视觉诱发电位的在线脑机接口研究

针对脑机接口中存在的抗噪声能力差、操作复杂的问题,利用便携式脑电采集设备Emotiv EPOC以及NAO机器人,搭建了一个抗噪能力较好的稳态视觉诱发在线脑机接口系统。该系统采用典型相关性分析进行稳态视觉诱发电位的频率识别。在线实验中受试者通过Emotiv控制NAO机器人运动,四类任务的准确率达到87.50%。在线实验没有回避周围的噪声,表明该系统具有较好的抗噪能力。     

基于DSP和ARM的便携式脑电信号处理系统的实现

为使脑一机接口技术(brain-computer interface,BCI)面向实用化、产品化,建立便携式的处理平台成为重要研究问题;系统采用现场可编程门阵列(FPGA)控制VGA显示器,设计了多功能视觉诱发刺激器,实时在线产生多种组合模式的刺激信号,诱发稳态视觉诱发电位;信号采集后放入到数字信号处理器(DSP)中,经过FIR滤波和FFT算法的处理后,得到辨识度较高的视觉诱发电位信号,并由无线将数据发送给STM32处理器,在LCD触屏上实时显示;实验结果表明系统实时采集、处理、显示脑电信号,相对于目前的BCI系统实现了多平台的便携式。     

脑电信号控制康复机器人的关键技术

本文介绍利用脑机接口控制康复机器人的方法。文章首先介绍了脑机接口的定义和研究现状，接下来详细介绍了利用稳态视觉诱发电位构造脑机接口的方法，最后利用该脑机接口实现了对假肢的控制。     

一种基于双特征的联合脑-机接口系统设计

与传统基于单一脑电信号的脑-机接口相比,基于多种特征信号的联合脑-机接口能有效提高脑-机接口性能.在基于稳态视觉诱发电位和P300诱发电位的联合使用的可行性基础上,提出了新的刺激编码方式,构建了一种基于两种特征的联合脑-机接口系统.通过设计3×3字符刺激矩阵,矩阵中纵列按各自设定频率闪烁诱发稳态视觉诱发电位,横行随机出现蓝色框诱发P300.实验表明,当受试者注视并关注目标字符,两种特征脑电信号能够被同时诱发,且对脑电信号中两种特征进行识别能够检测出受试者选取的字符.与传统基于P300的字符脑-机接口相比,刺激诱发时间减少了一半,从根本上提高了脑-机接口的速度.在以后工作中,系统可以扩展到更大矩阵(如6×6),构建更为实用的联合脑-机接口系统.     

一种基于SSVEP的仿人机器人异步脑机接口控制系统

设计了稳态视觉诱发电位(SSVEP)空闲状态检测的特征提取方法,建立了基于SSVEP的异步脑机接口二级分类器结构,开发了基于TICC2430芯片的无线传感器网络模块,实现了机器人控制命令的远程传送,使该仿人机器人系统具有脑电控制、语音交互、游戏手柄交互、机器视觉与避障等功能.通过SSVEP窄闲状态检测实验验证了脑机接口...