基于腦電信號(hào)的人機(jī)交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、安徽大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要摘要腦機(jī)接口（BCI）是在人腦和計(jì)算機(jī)或與其它電子設(shè)備之間，建立不依賴于常規(guī)的信息輸出通道（外周神經(jīng)和肌肉組織）的對(duì)外信息交流和控制的技術(shù)。腦機(jī)接口使用在頭皮或皮層神經(jīng)元處記錄的腦電活動(dòng)，并把它轉(zhuǎn)化為控制信號(hào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)外部環(huán)境的控制。通過腦機(jī)接口，人可以直接通過腦來表達(dá)想法或操縱設(shè)備，而不需要通過語言和肢體的動(dòng)作。腦機(jī)接口技術(shù)是一種涉及神經(jīng)科學(xué)、信號(hào)檢測(cè)、信號(hào)處理、模式識(shí)別等多學(xué)科的交叉技術(shù)。一個(gè)BCI系統(tǒng)是由

2、信號(hào)采集、特征提取、分類算法、命令輸出等單元組成。腦機(jī)接口技術(shù)的研究具有重要的理論意義和廣闊的應(yīng)用前景。BCI技術(shù)不僅為人們提供了一種全新的對(duì)外交流的通道，其更為重要的科學(xué)意義和學(xué)術(shù)價(jià)值在于BCI的研究和開發(fā)過程將有助于人類對(duì)大腦認(rèn)知模式、信息流程和控制方式的深入理解，也為解讀大腦思維模型和意識(shí)形成機(jī)制提供嶄新的研究渠道與方法。本文首先介紹了腦機(jī)接口的基本概念和研究現(xiàn)狀，進(jìn)而揭示研究BCI的目的與意義。通過分析腦電信號(hào)的特征以及其對(duì)應(yīng)的

3、生物機(jī)理，選取適合BCI系統(tǒng)所需要的腦電信號(hào)類型。通過分析和比較當(dāng)前國內(nèi)外研究BCI的方法和進(jìn)展，提出本文所設(shè)計(jì)的在線的BCI系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型，即腦電信號(hào)經(jīng)過放大、采集、處理、特征提取和分類識(shí)別后，將識(shí)別結(jié)果轉(zhuǎn)化成BCI系統(tǒng)所需的控制命令，最終實(shí)現(xiàn)通過腦電直接對(duì)外部設(shè)備的實(shí)時(shí)通信與控制。按照此思路，逐一完成腦電信號(hào)采集的電路設(shè)計(jì)、硬件平臺(tái)建立、軟件平臺(tái)分析、外部控制設(shè)備以及反饋系統(tǒng)搭建等工作。最后利用本文設(shè)計(jì)的BCI系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)兩類比較典