腦—機接口系統(tǒng)中實用分類技術(shù)的研究.pdf

1、近幾年來，計算機技術(shù)的飛速發(fā)展和信號處理技術(shù)的長足應(yīng)用，使得人們對腦一機接口(BCI)的研究和應(yīng)用成為可能。BCI是在人腦和計算機或其他電子設(shè)備之間建立的一種直接的信息交流和控制通道，是一種不依賴于常規(guī)大腦輸出通路(外周神經(jīng)和肌肉組織)的全新的信息交流系統(tǒng)。這種新的信息交換和控制技術(shù)，將能為癱瘓病人，特別是那些喪失了基本肢體運動功能但思維正常的患者，提供一種與外界進行信息交流和控制的新途徑，正受到越 來越多的重視。 目前，用

2、于BCI研究的腦電圖儀大多都是專用的，它們具有實驗設(shè)計方便、數(shù)據(jù)提取快速等優(yōu)點，但價格昂貴。而醫(yī)院臨床使用的腦電圖儀盡管價格相對便宜，但因為專用于為病人診斷病情，缺少相應(yīng)的軟件平臺支持而不能用于BCI研究。因此在本課題中，作者首先基于臨床使用的腦電圖儀利用VC++6.0設(shè)計實現(xiàn)了一個軟件系統(tǒng)Sdund，該系統(tǒng)首先從USB接口讀取硬件系統(tǒng)采集的腦電數(shù)據(jù)，并以圖形方式實時顯示，以數(shù)據(jù)文件形式進行保存。然后在波形回放時可以提取事件相關(guān)數(shù)據(jù)和信

3、息，供后繼分析處理，數(shù)據(jù)庫采用SQLServer 2000。同時，系統(tǒng)還基于以上功能設(shè)計實現(xiàn)了左、右手食指敲擊鍵盤實驗。 本文研究的BCI實驗是基于手指動作的單次試驗?zāi)X電信號分類，該類實驗由于具有實驗方法簡單、響應(yīng)時間短、識別率較高等優(yōu)點而成為一個研究重點。在該論文中，作者提出了一種基于腦電信號中的動作準(zhǔn)備電位(BP)和事件相關(guān)同步化(ERD)，使用支持向量機(SVM)作為分類器的算法來分類左、右手食指敲擊鍵盤時的單次試驗?zāi)X電

4、信號。在通過Sdund系統(tǒng)獲得實驗者的事件相關(guān)數(shù)據(jù)后，由于BP現(xiàn)象出現(xiàn)在低頻段，ERD現(xiàn)象出現(xiàn)在中頻段，因此首先將多通道EEG數(shù)據(jù)分別通過低通濾波器和帶通濾波器，然后用時間窗進行時域上的過濾，選取現(xiàn)象表現(xiàn)最明顯的一段數(shù)據(jù)，再通過共空域子空間分解(CSSD)從信號中提取特征，設(shè)計空間濾波器，最后基于提取的特征，通過SVM訓(xùn)練后，進行分類識別。在對三個人的腦電數(shù)據(jù)分類中，平均識別率達到了71％，同時將本算法應(yīng)用于2003年和2002年國際腦