基于稳态视觉诱发电位脑机接口系统的脑信号处理与研究

发布时间：2017-05-10 06:10

  本文关键词：基于稳态视觉诱发电位脑机接口系统的脑信号处理与研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：脑机接口能够提供一种非神经肌肉传导的通道,直接从人的头皮上采集脑电信号,并将信号转换为计算机或者其他外部设备的控制指令。脑机接口作为一种新型的人机交互方式,正逐渐的应用在康复领域、高危作业、心理认知等多个领域。越来越多的研究小组投入到脑机接口的研究中。本文主要研究基于稳态视觉诱发电位的脑机接口的脑信号处理算法,因为稳态视觉诱发电位具有信号采集简单、无需进行训练等优点,对于脑机接口技术的发展有重要的意义。作者先介绍了脑机接口的概念以及几种脑电信号,然后分析了脑机接口的科研现状和研究意义,也分析了脑机接口目前面临的问题和挑战。根据稳态视觉诱发电位(SSVEP)的脑信号特性,参考脑机接口系统的基本设计方法和思想,作者介绍了本文中采集脑电信号所使用的基于SSVEP的脑机接口系统。脑电信号的处理部分,首先要对脑信号进行预处理,然后通过快速傅里叶变换、基于最小能量结合(MEC)和基于典型相关分析(CCA)频率识别算法对采集到的脑电信号进行分析。本文同时又探讨了脑电信号处理在脑损伤患者意识状态检测的应用,利用CCA算法对有意识障碍的患者和意识状态正常的受试者的脑电信号进行处理。根据处理的结果来对比得出频率识别的准确率,证明可以一定程度上检测到患者的意识。
【关键词】：脑机接口 稳态视觉诱发电位 最小能量结合 典型相关分析
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R338;TN911.7
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 研究背景及研究意义10-11
• 1.2 脑机接口简介11-12
• 1.2.1 脑机接口的定义11-12
• 1.2.2 脑机接口的原理12
• 1.3 脑信号简介12-14
• 1.4 脑机接口的研究现状14-15
• 1.5 脑机接口面临的问题和挑战15-16
• 1.6 本文的主要研究内容和章节安排16-17
• 第二章 基于SSVEP的脑机接口系统17-23
• 2.1 SSVEP电位概述17-19
• 2.1.1 基本概念17-19
• 2.1.2 SSVEP电位的特点19
• 2.2 SSVEP-BCI系统19-22
• 2.2.1 BCI系统的结构19-20
• 2.2.2 信号采集20-21
• 2.2.3 脑信号处理21-22
• 2.2.4 系统的反馈22
• 2.3 本章小结22-23
• 第三章 视觉刺激器的设计以及脑信号的预处理23-31
• 3.1 视觉刺激器设计23-27
• 3.1.1 视觉刺激器比较23-24
• 3.1.2 可选刺激频率数24-25
• 3.1.3 采集电极的选择25-26
• 3.1.4 视觉刺激器实现26-27
• 3.2 脑信号的预处理27-30
• 3.2.1 脑信号中的噪声及干扰27-28
• 3.2.2 设计数字滤波器28-29
• 3.2.3 消除 50Hz工频干扰29
• 3.2.4 脑电信号处理结果29-30
• 3.3 本章小结30-31
• 第四章 基于SSVEP的脑电信号频率识别算法31-45
• 4.1 引言31
• 4.2 基于快速傅里叶变换（FFT）的频率识别31-35
• 4.2.1 快速傅里叶变换的数学描述32-34
• 4.2.2 频率提取的结果34-35
• 4.3 基于最小能量结合（MEC）的频率识别算法35-37
• 4.3.1 最小能量结合算法的数学描述35-36
• 4.3.2 最小能量结合算法在EEG信号处理的应用36-37
• 4.4 基于典型相关分析（CCA）的频率识别算法37-38
• 4.4.1 典型相关分析算法的数学描述37
• 4.4.2 典型相关分析算法在EEG信号处理的应用37-38
• 4.5 离线实验处理38-43
• 4.5.1 实验数据的采集38-39
• 4.5.2 离线数据分析39-43
• 4.6 本章小结43-45
• 第五章 基于SSVEP系统的脑损伤患者脑电信号处理45-53
• 5.1 脑损伤情况的分类45
• 5.2 临床意识评定量表45-47
• 5.3 离线结果分析47-52
• 5.3.1 实验数据的采集47-49
• 5.3.2 离线数据分析49-51
• 5.3.3 在线实验结果及讨论51-52
• 5.4 本章小结52-53
• 总结与展望53-56
• 参考文献56-59
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果59-60
• 致谢60-61
• 附件61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 黄漫玲;吴平东;殷罡;刘莹;;基于稳态视觉诱发电位的脑-机接口实验研究[J];北京理工大学学报;2008年11期

2 谢秋幼;虞容豪;何艳斌;李慧;;意识障碍:概念、分类与评定[J];医学与哲学(临床决策论坛版);2009年10期

3 高上凯;;浅谈脑—机接口的发展现状与挑战[J];中国生物医学工程学报;2007年06期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 狄海波;严重意识障碍患者对复杂听刺激的皮层反应—fMRI研究[D];浙江大学;2007年

  本文关键词：基于稳态视觉诱发电位脑机接口系统的脑信号处理与研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：354165