基于腦電信號的人機交互系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

1、安徽大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要摘要腦機接口（BCI）是在人腦和計算機或與其它電子設(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）的對外信息交流和控制的技術(shù)。腦機接口使用在頭皮或皮層神經(jīng)元處記錄的腦電活動，并把它轉(zhuǎn)化為控制信號，進而實現(xiàn)對外部環(huán)境的控制。通過腦機接口，人可以直接通過腦來表達想法或操縱設(shè)備，而不需要通過語言和肢體的動作。腦機接口技術(shù)是一種涉及神經(jīng)科學(xué)、信號檢測、信號處理、模式識別等多學(xué)科的交叉技術(shù)。一個BCI系統(tǒng)是由

2、信號采集、特征提取、分類算法、命令輸出等單元組成。腦機接口技術(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外交流的通道，其更為重要的科學(xué)意義和學(xué)術(shù)價值在于BCI的研究和開發(fā)過程將有助于人類對大腦認知模式、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形成機制提供嶄新的研究渠道與方法。本文首先介紹了腦機接口的基本概念和研究現(xiàn)狀，進而揭示研究BCI的目的與意義。通過分析腦電信號的特征以及其對應(yīng)的

3、生物機理，選取適合BCI系統(tǒng)所需要的腦電信號類型。通過分析和比較當前國內(nèi)外研究BCI的方法和進展，提出本文所設(shè)計的在線的BCI系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型，即腦電信號經(jīng)過放大、采集、處理、特征提取和分類識別后，將識別結(jié)果轉(zhuǎn)化成BCI系統(tǒng)所需的控制命令，最終實現(xiàn)通過腦電直接對外部設(shè)備的實時通信與控制。按照此思路，逐一完成腦電信號采集的電路設(shè)計、硬件平臺建立、軟件平臺分析、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)計的BCI系統(tǒng)平臺，實現(xiàn)兩類比較典