便攜式腦機(jī)接口系統(tǒng)應(yīng)用研究.pdf

1、腦機(jī)接口(Brain-Computer Interface，簡(jiǎn)稱BCI)是指讓人不依靠人自身的輸出通路，比如人神經(jīng)系統(tǒng)和肌肉組織等，只通過(guò)腦波就能夠與外界進(jìn)行通信或控制的設(shè)備。由于臨床醫(yī)學(xué)、心理認(rèn)知學(xué)、PC科學(xué)和通信等各個(gè)學(xué)科的飛速發(fā)展，BCI系統(tǒng)的研發(fā)探究在腦功能方面越來(lái)越成為了熱點(diǎn)。
　　本文關(guān)于課題的研究主要由以下三大部分構(gòu)成:第一部分是設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)便攜式腦電信號(hào)(electroencephalograph，簡(jiǎn)稱EEG)采集系統(tǒng)

2、，包括相關(guān)硬件電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì);第二部分是控制單元對(duì)EEG進(jìn)行處理，包括了EEG數(shù)據(jù)的預(yù)處理、特征提取等;第三部分是分類和鑒別采集的相關(guān)EEG，根據(jù)相關(guān)對(duì)應(yīng)情況轉(zhuǎn)換為控制信號(hào)，進(jìn)而控制外圍電路。
　　本文首先設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種便攜式EEG采集系統(tǒng)，大多數(shù)的腦電采集系統(tǒng)都是利用多導(dǎo)聯(lián)的高精度腦電放大器對(duì)信號(hào)進(jìn)行記錄和分析，但龐大的輸入電路和檢測(cè)時(shí)間是難以應(yīng)用與便攜式設(shè)備。本文采用了一個(gè)有效的集成模擬前端芯片(ADS1299)來(lái)實(shí)現(xiàn)了一

3、個(gè)八通道的EEG采集系統(tǒng)。與現(xiàn)有系統(tǒng)相比，這種設(shè)計(jì)極大地簡(jiǎn)化了前端電路，提高共模抑制比(CMRR)。該EEG采集設(shè)備集成密度高，有良好的便攜性性和實(shí)用性，緊跟了當(dāng)前便攜式EEG采集系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。
　　其次介紹了基于小波和小波包分析的EEG特征提取算法和運(yùn)用了支持向量機(jī)(SVM)的模式分類算法，有效的提取出以系數(shù)均值和能量為特征的特征向量，取得較好的分類效果。最后將分類信息轉(zhuǎn)換成控制信號(hào)，通過(guò)控制小燈有效的識(shí)別了左右手運(yùn)動(dòng)想象。根