基于腦電信號的人機交互系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

1、安徽大學碩士學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備之間，建立不依賴于常規(guī)的信息輸出通道（外周神經和肌肉組織）的對外信息交流和控制的技術。腦機接口使用在頭皮或皮層神經元處記錄的腦電活動，并把它轉化為控制信號，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備，而不需要通過語言和肢體的動作。腦機接口技術是一種涉及神經科學、信號檢測、信號處理、模式識別等多學科的交叉技術。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。腦機接口技術的研究具有重要的理論意義和廣闊的應用前景。BCI技術不僅為人們提供了一種全新的對外交流的通道，其更為重要的科學意義和學術價值在于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外研究BCI的方法和進展，提出本文所設計的在線的BCI系統(tǒng)結構模型，即腦電信號經過放大、采集、處理、特征提取和分類識別后，將識別結果轉化成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計、硬件平臺建立、軟件平臺分析、外部控制設備以及反饋系統(tǒng)搭建等工作。最后利用本文設計的BCI系統(tǒng)平臺，實現(xiàn)兩類比較典