稳态视觉诱发电位脑机接口的现场可编程逻辑门阵列实现

发布时间：2023-02-14 20:07

　　针对稳态视觉诱发电位(SSVEP)脑机接口(BCI)系统对计算机性能要求较高的问题,提出一种以现场可编程门阵列(FPGA)和商用脑电采集设备为核心的SSVEP-BCI系统。该系统通过FPGA独立的显示模块,实现了视频图形矩阵(VGA)接口的控制;按照显示刷新帧的方式分配闪烁频率对应的范式图案,实现了诱发SSVEP信号所需范式的稳定显示。通过实验对所设计的VGA视觉刺激器光闪烁频率进行采集分析可知,视觉刺激器范式显示频率与所设计的频率基本一致,可用于SSVEP诱发实验。结合所设计的视觉刺激器,完成了基于FPGA的脑电信号处理和特征识别。设计方案使用串口将脑电信号传输到FPGA端,采用快速傅里叶变换分析频率成分,对视觉刺激器对应的频率进行分析比较,最终通过实验对系统进行验证。结果表明:设计的系统在4个刺激目标和单次实验时长2s的情况下,实现了平均85.25%的识别正确率,表明系统能够实现SSVEP信号的诱发和有效识别,并且能够达到较好的效果。

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【文章目录】：
1 系统组成及工作原理
    1.1 系统总体方案设计
    1.2 基于FPGA的稳态视觉刺激器设计
    1.3 基于FPGA的脑电信号处理
2 实验验证
    2.1 视觉刺激器诱发效果验证
    2.2 脑电信号特征识别效果验证
3 结果分析
    3.1 视觉刺激器实验及验证分析
    3.2 系统实验及结果分析
4 结论



本文编号：3742935