基于EEG的脑—机接口设计

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1、中文摘要现代高科技术的飞速进步，推动了脑一机接口(BrainComputerInterface—BCI)技术的发展，它作为一种全新的信息交换技术，为那些丧失了基本肢体运动功能患者提供-Too与外界进行信息交流的新途径。尽管目前的BCl系统属慢速信息交换设备，其每秒传输10一25比特位，但是它仍有望给予瘫痪病人基本的交流能力。BCI系统形式各异，其实现的方法和应用的脑电信号也各不相同。本文介绍一种基于脑电(EEG)中alpha(13．)节律的BCI系统，在该系统中，采用了实时的信号处理技术。早期的研究结果表明，90％脑神经功能正常的

2、人在短时间闭眼后脑电中。波的波幅均可明显增强。．已有大量实验证明可利用这种。波幅的增强现象来产生电子设备的控制信号，并有若干实时的信号处理算法运用于声音反馈的EEG信。本文设计了一种通过循环菜单来控制电视机频道选择的BCI系统。在常规的环境中做了一系列实验，结果表明整套系统能实时的控制外部装置(电视机)，证实了基于Q波的BCI系统的可行性，值得推广。通过实现BCI系统硬件化和便携化，该BCI系统能成为病患者的方便快捷辅助设备。关键词：脑电图(EEG)，脑一机接[51，Alpha波，外界控制系统，循环菜单ABSTRACTwithad

3、vancesinmodemtechnology,BrainComputerInterfacerBCI)hasbeendevelopedwhichhasthepotentialtoprovidethelockedinpatienttocommunicatewithoutsideworld．ThoughpresentdayBCIsufferfromslowcommunicationrateontheorderof10—25bitsperminbutstillBCItlreblessingtopeoplewhoarecompletely

4、paralyzed，or“lockin”，withbasiccommunicationcapabilitySOthattheycallexpresstheirwishestocaregiveLorneuroprostheses．DifferentmethodsanddifferentbrainsignalsareusedforthedifferentBCI．ThisdissertationpresentsdesignofasimpleBCIthatusedAlphawareoftheEEGsignalanditsperforman

5、cewasobservedinnormalenvironment．EarlierresearchhasshownthatincreaseintheamplitudeofAlphacomponentofEEGspectrumoccnrwhenpeopleclosetheireyeformorethan1secondandthisistrueforalmost90％oftheadultpopulation．Thisfactisutilizedtogenerateacontrolsignalwhichultimatelycontrols

6、theelectricalappliances．SeveralexperimentsdoneinnonnalenvironmenttooDgratethebasicfunctionofTelivisionfTV)arepresentedandcompared．111eperformanceofthesubjectswhenactivatingandcontrollingtheTVwasencouraging．Duringtheexperimentsuhjectwereabletoselectthedifferentfunction

7、sofTVwithmaximumsingleerror．Bysuccessfullyrealizingtherealtimecontrolofouterdevice，itisprovedthatthealphawavebasedBCIisfeasibleandhasgreatpotentialapplicationvalue．Withfurtherdevelopmentofintegratedandportablesystem，thisAlphawavebasedBCIsystemcouldprovidethoselocked-i

8、npatientsafasterandreliableswitchingsysteminordertocontro】electricaldevices．KEYWORDS：Electroencephalogram(EEG)，Alphawave，Bra