稳态视觉诱发电位型脑机接口的优化的研究
发布时间：2021-02-26 13:28
脑机接口技术开辟了一条大脑与外接设备信息交互的通道,该技术具有巨大的应用前景与研究价值,特别是能够给因严重疾病或事故而丧失与外界交流能力的病患带来福音。本文的研究课题是稳态视觉诱发电位（Steady State Visual Evoked Potential,SSVEP）型脑机接口的优化的研究,该类型脑机接口具有典型信号易激发,被试所需的训练次数少,信息传输速率高等优势,然而该类型的脑机接口系统仍然存在诸如未能充分利用SSVEP信号特性,对目标的判别不明确等缺点,本研究以优化该类型脑机接口系统的性能为目标,从范式设计到信号处理等多个方面尝试对该类型脑机接口系统进行相关优化的研究,取得的研究成果概述如下:（1）实验范式设计方面,借鉴相关研究报道,采用正弦波采样方式生成不同的刺激频率,同时在调制公式中增加了相位信息,该方法产生刺激频率摆脱了液晶屏幕刷新频率的限制并且增加了刺激之间的可区分度。（2）信号预处理方面,将基于正弦波辅助的多变量经验模态分解（the Sinusoid-Assisted Multivariate Empirical Mode Decomposition,SA-MEMD...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
BCI系统组成示意图
检测识别率仍然较低。2). P300 型脑机接口P300 信号是一种与认知相关的内源性诱发电位，主要产生于脑部的中央的伏期大约为 300 ms，P300 电位可以通过视觉、听觉、触觉激发，并且与刺率相关，刺激事件出现的频率越小，其激发出的 P300 信号强度越强。基于 P300 的 BCI 应用最早由 Farwell 和 Donchin 于 1988 年提出 [25]，该应种基于 P300 的字符输入系统，该系统的刺激示意图，如图 2 所示。图中字列排布构成刺激阵列，每行每列的字符分别随机闪烁，被试要求始终注视着符，如字符“Q”，由于扫描的随机性，当扫描到包含字符“Q”的行或列出 P300 信号，系统根据这一特性便可以解析解析出目标 BCI 相关系数序列。出的 P300 信号幅值较低，受到的干扰较大，常常需要经过多次实验并进行理，提高 P300 信号的质量。
3. 基于 SSVEP 的 BCI 的典型刺激范式示意 BCI 系统与其他的 BCI 系统相比具有明显的优SSVEP 是由外部刺激诱发的，受被试的主观因SVEP 的信号强度较强且具有明显的周期性和提取；率，基于 SSVEP 的 BCI 系统随着目标数量的增基于 SSVEP 的 BCI 的信息量较大。EP 的 BCI 系统也具有局限性，如： SSVEP 信号的有效的频率较少；刺激会引发使用者疲劳并伴有诱发癫痫的风
【参考文献】：
期刊论文
[1]脑机接口技术研究综述[J]. 李勃. 数字通信. 2013(04)
[2]Right-and-left visual field stimulation:A frequency and space mixed coding method for SSVEP based brain-computer interface[J]. YAN Zheng, GAO XiaoRong & GAO ShangKai Department of Biomedical Engineering, School of Medicine, Tsinghua University, Beijing 100084, China. Science China（Information Sciences）. 2011(12)
[3]在线脑机接口中脑电信号的特征提取与分类方法[J]. 徐宝国,宋爱国,费树岷. 电子学报. 2011(05)
[4]基于ICA的脑电信号去噪方法研究与应用[J]. 谢松云,张振中,张伟平,赵海涛. 中国医学影像技术. 2007(10)
博士论文
[1]高速率稳态视觉诱发电位脑-机接口的关键技术研究[D]. 陈小刚.清华大学 2015
[2]基于运动想象的脑机接口的研究[D]. 周鹏.天津大学 2007
本文编号：3052653
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
BCI系统组成示意图
检测识别率仍然较低。2). P300 型脑机接口P300 信号是一种与认知相关的内源性诱发电位，主要产生于脑部的中央的伏期大约为 300 ms，P300 电位可以通过视觉、听觉、触觉激发，并且与刺率相关，刺激事件出现的频率越小，其激发出的 P300 信号强度越强。基于 P300 的 BCI 应用最早由 Farwell 和 Donchin 于 1988 年提出 [25]，该应种基于 P300 的字符输入系统，该系统的刺激示意图，如图 2 所示。图中字列排布构成刺激阵列，每行每列的字符分别随机闪烁，被试要求始终注视着符，如字符“Q”，由于扫描的随机性，当扫描到包含字符“Q”的行或列出 P300 信号，系统根据这一特性便可以解析解析出目标 BCI 相关系数序列。出的 P300 信号幅值较低，受到的干扰较大，常常需要经过多次实验并进行理，提高 P300 信号的质量。
3. 基于 SSVEP 的 BCI 的典型刺激范式示意 BCI 系统与其他的 BCI 系统相比具有明显的优SSVEP 是由外部刺激诱发的，受被试的主观因SVEP 的信号强度较强且具有明显的周期性和提取；率，基于 SSVEP 的 BCI 系统随着目标数量的增基于 SSVEP 的 BCI 的信息量较大。EP 的 BCI 系统也具有局限性，如： SSVEP 信号的有效的频率较少；刺激会引发使用者疲劳并伴有诱发癫痫的风
【参考文献】：
期刊论文
[1]脑机接口技术研究综述[J]. 李勃. 数字通信. 2013(04)
[2]Right-and-left visual field stimulation:A frequency and space mixed coding method for SSVEP based brain-computer interface[J]. YAN Zheng, GAO XiaoRong & GAO ShangKai Department of Biomedical Engineering, School of Medicine, Tsinghua University, Beijing 100084, China. Science China（Information Sciences）. 2011(12)
[3]在线脑机接口中脑电信号的特征提取与分类方法[J]. 徐宝国,宋爱国,费树岷. 电子学报. 2011(05)
[4]基于ICA的脑电信号去噪方法研究与应用[J]. 谢松云,张振中,张伟平,赵海涛. 中国医学影像技术. 2007(10)
博士论文
[1]高速率稳态视觉诱发电位脑-机接口的关键技术研究[D]. 陈小刚.清华大学 2015
[2]基于运动想象的脑机接口的研究[D]. 周鹏.天津大学 2007
本文编号：3052653
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