基于運(yùn)動(dòng)想象的腦機(jī)接口控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、腦機(jī)接口(Brain Computer Interface，BCI)是一種直接在人或動(dòng)物的大腦與外部對象建立起信息交流和控制通道的技術(shù)，它不通過大腦常規(guī)的控制輸出通道如外周神經(jīng)和肌肉組織。通過采集記錄和分析大腦的腦電信號，大腦的特定神經(jīng)元活動(dòng)可以通過信號處理、模式識別和機(jī)器學(xué)習(xí)等方法識別出來，進(jìn)而可以輸出一些簡單的指令用于與外界的交流或者控制外部對象。在BCI研究的早期，BCI技術(shù)主要應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，幫助運(yùn)動(dòng)功能缺失的殘障人士恢復(fù)基本的

2、運(yùn)動(dòng)能力，而現(xiàn)在BCI技術(shù)作為一個(gè)研究工具在教育、軍事、游戲和娛樂等方面應(yīng)用越來越廣泛。
　　在典型的BCI應(yīng)用中，其工作原理一般是采集大腦活動(dòng)的腦電信號，并對其進(jìn)行一系列算法處理，輸出控制信號用于外部對象的控制。BCI系統(tǒng)按照是否侵入大腦可以分為3類:非侵入式BCI、侵入式BCI和半侵入式BCI。本文研究的基于運(yùn)動(dòng)想象的BCI為非侵入式，通過腦電設(shè)備采集受試者在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)想象任務(wù)時(shí)腦電信號訓(xùn)練分類器進(jìn)而用來在線識別其大腦運(yùn)動(dòng)想象思

3、維活動(dòng)并輸出控制指令。在BCI系統(tǒng)中，腦電信號的處理是核心，包括噪音信號的去除、非穩(wěn)態(tài)的腦電信號的特征提取和分類，算法的識別準(zhǔn)確率直接決定了控制效果和使用體驗(yàn)。
　　本文研究了基于運(yùn)動(dòng)想象的BCI應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)，包括:1）運(yùn)動(dòng)想象的EEG信號采集的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和采集方法，2）信號預(yù)處理技術(shù)，使用了多變量經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解算法進(jìn)行了偽跡去除，并與獨(dú)立成分分析方法進(jìn)行比較，3）研究了EEG信號的特征提取和分類，并使用共空間模式算法和線性判別分