基于LabVIEW的实时脑—机接口系统实现
发布时间：2021-07-30 20:52
脑-机接口（Brain-Computer Interface,BCI）是近十年发展起来的一种新颖的人机接口方式。它是不依赖于脑的正常输出通路（外周神经系统及肌肉组织）的脑-机（计算机或其它装置）通讯系统。脑-机接口的一个重要用途是为那些思维正常但有严重运动障碍的患者提供语言交流和环境控制途径,提高其生存质量。脑-机接口技术在工业、航空、军事等领域也有潜在的应用价值。它正成为脑科学、康复工程、生物医学工程及人机自动控制研究领域的一个研究热点。目前,脑-机接口的研究正处于发展阶段,现有的脑-机接口系统还存在通讯速度低、效果不稳定等技术障碍。本设计是在LabVIEW7.1环境下实现的。美国NI公司的LabVIEW是虚拟仪器领域内使用较为广泛的计算机语言,是一种图形化的编程语言,与其它高级语言最根本的区别是其源代码不是文本而是框图,它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受,被视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。本文给出了基于瞬态视觉诱发电位的实时反馈脑-机接口系统在LabVIEW环境下的实现方案。该方案的关键部分是视觉刺激器的设计、脑电信号的实时处理及产生脑-机接口系统所需要的控制信号,同...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
数字滤波器模板Fig2.2Templatesofdigitalfilter
b) 窄带 FIR 滤波器的后前面板设计图 2.9 窄带 FIR 滤波器的设计Fig 2.9 The design of FIR narrowband在相同的技术指标下，传统 FIR 滤波器的长度为 279，而 FIR 窄带滤波器的长度只有 72。这样，不仅为脑-机接口中信号实时处理提供了稳定的脑电信号，而且提高了信号滤波处理的速度。在LabVIEW中直接应用现成的数字滤波器子程序可以减少自己设计滤波器时繁杂的过程，提高工作效率。但在调用数字滤波器程序时，除了了解前面介绍的这些滤波器的基础知识外，还需要注意以下几个问题：①滤波器类型选择：首先要选择滤波器通过的频带类型，即在低通、高通、带通或带阻滤波器中选择一个类型；其次要选择有限冲击响应滤波器还是无限冲击响应滤波器，因为这两者涉及到完全不同的设计模板和参数。②截止频率确定：对低通滤波只需确定上截止频率，高通滤波只需确定下截止频率；对带通及带阻滤波应确定上、下截止频率。
图 3.1 不同刺激模块所对应的信号波形Fig 3.1 Signal waves corresponding to different stimulus targets信号的模式识别方法模式是对感兴趣的客体的定量或结构的描述，模式类是具有某些共同的集合。模式识别是研究一些自动技术，由计算机自动地（或者人进）把待识别模式分到各自的模式分类中去[32]。描述模式有定量描述和结构性描述两种方法。相应于两种描述方法，的模式识别方法：统计模式识别方法和结构（句法）模式识别方法。识别方法中，用特征向量来描述模式；在结构模式识别方法中，用符号述模式，本论文中只讨论统计模式识别方法。基于统计识别法的模式要由五部分组成：数据获取、预处理、特征抽取、分类器设计与分类2 所示。信息获取 预处理特征提取 分类器分类
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种用于脑机接口的模式识别方法[J]. 沈广泽,司峻峰,宁新宝. 北京生物医学工程. 2007(06)
[2]脑机接口研究概述[J]. 肖首柏,胡剑锋. 科技广场. 2007(09)
[3]模板图像匹配中互相关的一种快速算法[J]. 陈沈轶,钱徽,吴铮,朱淼良. 传感技术学报. 2007(06)
[4]脑-机接口的研究现状与挑战[J]. 张莉,何传红,何为. 现代科学仪器. 2007(02)
[5]基于LabVIEW的信号处理虚拟实验系统[J]. 王俊峰,宋文爱,刘哲. 国外电子测量技术. 2006(10)
[6]基于LabVIEW的数字滤波器的设计[J]. 周伟林,杨华勇,李清峰. 微计算机信息. 2006(13)
[7]Windows环境下脑机接口视觉刺激器的设计[J]. 程光辉,石锐,何庆华. 计算机工程与应用. 2006(13)
[8]一种快速模板匹配的波形识别算法[J]. 倪永州,田跃. 传感器世界. 2006(04)
[9]基于选抽-插值FIR滤波器的数字混响算法[J]. 张秀丽,李萍,陆光华. 声学与电子工程. 2006(01)
[10]基于脑电的脑-机接口系统研究现状[J]. 伍亚舟,吴宝明,何庆华. 中国临床康复. 2006(01)
博士论文
[1]基于视觉诱发电位的脑机接口实验研究[D]. 何庆华.重庆大学 2003
本文编号：3312107
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
数字滤波器模板Fig2.2Templatesofdigitalfilter
b) 窄带 FIR 滤波器的后前面板设计图 2.9 窄带 FIR 滤波器的设计Fig 2.9 The design of FIR narrowband在相同的技术指标下，传统 FIR 滤波器的长度为 279，而 FIR 窄带滤波器的长度只有 72。这样，不仅为脑-机接口中信号实时处理提供了稳定的脑电信号，而且提高了信号滤波处理的速度。在LabVIEW中直接应用现成的数字滤波器子程序可以减少自己设计滤波器时繁杂的过程，提高工作效率。但在调用数字滤波器程序时，除了了解前面介绍的这些滤波器的基础知识外，还需要注意以下几个问题：①滤波器类型选择：首先要选择滤波器通过的频带类型，即在低通、高通、带通或带阻滤波器中选择一个类型；其次要选择有限冲击响应滤波器还是无限冲击响应滤波器，因为这两者涉及到完全不同的设计模板和参数。②截止频率确定：对低通滤波只需确定上截止频率，高通滤波只需确定下截止频率；对带通及带阻滤波应确定上、下截止频率。
图 3.1 不同刺激模块所对应的信号波形Fig 3.1 Signal waves corresponding to different stimulus targets信号的模式识别方法模式是对感兴趣的客体的定量或结构的描述，模式类是具有某些共同的集合。模式识别是研究一些自动技术，由计算机自动地（或者人进）把待识别模式分到各自的模式分类中去[32]。描述模式有定量描述和结构性描述两种方法。相应于两种描述方法，的模式识别方法：统计模式识别方法和结构（句法）模式识别方法。识别方法中，用特征向量来描述模式；在结构模式识别方法中，用符号述模式，本论文中只讨论统计模式识别方法。基于统计识别法的模式要由五部分组成：数据获取、预处理、特征抽取、分类器设计与分类2 所示。信息获取 预处理特征提取 分类器分类
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种用于脑机接口的模式识别方法[J]. 沈广泽,司峻峰,宁新宝. 北京生物医学工程. 2007(06)
[2]脑机接口研究概述[J]. 肖首柏,胡剑锋. 科技广场. 2007(09)
[3]模板图像匹配中互相关的一种快速算法[J]. 陈沈轶,钱徽,吴铮,朱淼良. 传感技术学报. 2007(06)
[4]脑-机接口的研究现状与挑战[J]. 张莉,何传红,何为. 现代科学仪器. 2007(02)
[5]基于LabVIEW的信号处理虚拟实验系统[J]. 王俊峰,宋文爱,刘哲. 国外电子测量技术. 2006(10)
[6]基于LabVIEW的数字滤波器的设计[J]. 周伟林,杨华勇,李清峰. 微计算机信息. 2006(13)
[7]Windows环境下脑机接口视觉刺激器的设计[J]. 程光辉,石锐,何庆华. 计算机工程与应用. 2006(13)
[8]一种快速模板匹配的波形识别算法[J]. 倪永州,田跃. 传感器世界. 2006(04)
[9]基于选抽-插值FIR滤波器的数字混响算法[J]. 张秀丽,李萍,陆光华. 声学与电子工程. 2006(01)
[10]基于脑电的脑-机接口系统研究现状[J]. 伍亚舟,吴宝明,何庆华. 中国临床康复. 2006(01)
博士论文
[1]基于视觉诱发电位的脑机接口实验研究[D]. 何庆华.重庆大学 2003
本文编号：3312107
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jisuanjikexuelunwen/3312107.html
