腦電信號(hào)的處理及其在假肢中的應(yīng)用.pdf

1、基于腦電信號(hào)(Electroencephalogram，EEG)的假肢系統(tǒng)是用人的意愿實(shí)現(xiàn)人腦與外部電子設(shè)備通訊和控制的系統(tǒng)，是生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)中的重要分支，其研究涉及神經(jīng)生理學(xué)、康復(fù)工程學(xué)和信號(hào)處理技術(shù)等各學(xué)科。其中腦電信號(hào)的特征信息提取和分類識(shí)別在腦電假肢系統(tǒng)中扮演著十分重要的角色。 目前，EEG除了用于醫(yī)學(xué)研究，主要集中在為殘疾人提供與外界交流的途徑以恢復(fù)某些肢體功能。在EEG控制假肢的研究中發(fā)現(xiàn)：作為EEG控制假肢系統(tǒng)的信

2、號(hào)處理部分左右了整個(gè)系統(tǒng)的性能，是系統(tǒng)性能好壞的主要因素。然而EEG本身及其復(fù)雜，在識(shí)別上有很大的困難，不能依據(jù)采集到的EEG直接控制假肢的動(dòng)作，選擇合適的特征提取方法和分類算法顯得尤為重要。在學(xué)習(xí)并總結(jié)了國(guó)內(nèi)外此領(lǐng)域內(nèi)的大量文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，以探索腦電假手的可行性和降低腦電假手的誤動(dòng)率為目的，結(jié)合EEG節(jié)律特點(diǎn)，采用小波包分解和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的腦電假手控制方案。 首先，對(duì)EEG進(jìn)行分析，不同狀態(tài)的EEG在節(jié)律上表現(xiàn)出不同模

3、式。在此基礎(chǔ)上，總結(jié)了前人應(yīng)用EEG作為控制信號(hào)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上分析了應(yīng)用EEG控制假手的可行性，并選擇利用意識(shí)任務(wù)EEG控制假手動(dòng)作。 其次，研究了小波變換的基本理論，利用小波變換的特點(diǎn)，對(duì)EEG進(jìn)行濾波降噪處理。提出根據(jù)EEG節(jié)律提取相應(yīng)頻帶能量特征的方法，利用小波包變換的多分辨率分析對(duì)EEG進(jìn)行分解，選擇與EEG節(jié)律對(duì)應(yīng)的頻率子信號(hào)，重構(gòu)并計(jì)算出能量特征，作為表征該狀態(tài)EEG的特征信息。 第三，深入分析了