【摘要】：腦機接口技術(shù)是一種能夠在大腦與計算機或其他設備之間傳遞信息的通訊技術(shù),可通過提取、識別腦電信號來推斷出人腦不同的思維認知狀態(tài),并將其轉(zhuǎn)換為控制指令,實現(xiàn)對外部設備的控制。該技術(shù)在醫(yī)學、交通、軍事、智能家居等領域,應用前景廣闊。按照腦電信號的采集方式,腦機接口可分為侵入式和非侵入式。非侵入式腦機接口按照采集腦電信號的電極數(shù)目,又可分為多通道和單通道方式。多通道采集方式基于多個采集電極可獲得失真小、質(zhì)量高的腦電信號,但使用時需要涂抹導電凝膠以降低頭皮接觸電阻,一般適用于對腦電信號質(zhì)量要求較高的領域。單通道腦電采集方式僅需一個采集電極,雖然采集到的腦電信號信噪比較低,但其無需涂抹導電凝膠,使用方便,適用于便攜式設備開發(fā)。本文針對便攜式設備應用需求,設計了一套基于偽跡去除的非侵入式單通道腦機接口系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括腦電信號采集、腦電信號預處理、腦電信號傳輸?shù)葐卧�。系統(tǒng)設計過程中,采用小波變換提取腦電節(jié)律信號作為特征信號,實現(xiàn)對外部設備的“意念控制”;同時,通過基于獨立分量分析的偽跡去除算法有效地去除了與腦電信號低頻部分相重疊的眼電偽跡,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為了驗證系統(tǒng)功能及偽跡去除算法的可行性和有效性,搭建了小車測試平臺。實際測試結(jié)果表明,十名被測者對小車控制的成功率平均可達80%,滿足系統(tǒng)的功能和基本性能要求。此外,經(jīng)偽跡去除算法處理后的控制成功率比未經(jīng)偽跡去除時提高了9.3%,驗證了所采用的偽跡去除算法的有效性。
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN911.7;R318
【圖文】：

單通道腦機接口技術(shù)研究 第一章 緒 論究背景和意義信息處理中樞位于大腦皮層，約由 1011個神經(jīng)元組成。神經(jīng)元，主要由細胞體、細胞體上的若干樹突以及一個神經(jīng)纖維（突末端與其他神經(jīng)元的接受表面形成突觸，并通過突觸來實現(xiàn)，如圖 1-1 所示。神經(jīng)元通過突觸可以接收其他神經(jīng)元發(fā)來的過一個特定值時，神經(jīng)元就會產(chǎn)生神經(jīng)沖動，即突觸后電位位的附近，按空間總和規(guī)律疊加起來，最終形成腦電信號[2]

3(a)單通道腦電采集 (b)多通道腦電采集圖 1-3 單通道與多通道腦電采集示意圖腦電采集系統(tǒng)中，利用一個采集電極來獲取大腦前額（FP，F(xiàn)區(qū)的電位，避免頭皮角質(zhì)層與頭發(fā)的阻抗干擾，另一個電極夾。該種模式所用電極數(shù)目較少，但采集到的腦電信號準確度素及外界環(huán)境的干擾。多通道腦電采集系統(tǒng)中，所用采集腦電采集的電位點遍布整個腦部，采集信號的準確性相對較高。但

圖 1-2 非侵入式腦電采集示意圖式腦電采集系統(tǒng)中，根據(jù)采集腦電信號的電極數(shù)目，可腦電采集兩種模式[12]，如圖 1-3 所示。其中，（a）為單腦電采集。(a)單通道腦電采集 (b)多通道腦電采集圖 1-3 單通道與多通道腦電采集示意圖

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本文編號：2770222