近年來(lái),人口老齡化的趨勢(shì)不斷加快,老年人患腦血管疾病的人數(shù)逐漸增多,因意外事故導(dǎo)致的偏癱患者也逐年上升。如何對(duì)這些患者進(jìn)行更有效地治療,是解決這些問(wèn)題的重點(diǎn)所在。腦機(jī)接口技術(shù)研究最開(kāi)始的想法是希望為那些無(wú)法交流或者癱瘓的患者提供方便,他們可以使用BCI技術(shù)利用大腦直接與外界溝通,從而進(jìn)行康復(fù)或者自我護(hù)理。因此,BCI技術(shù)的研究就顯得十分緊迫和重要。為了定量的描述腦機(jī)接口系統(tǒng),本文對(duì)運(yùn)動(dòng)想象中手部運(yùn)動(dòng)腦電信號(hào)的解析方法進(jìn)行研究,主要研究了不同手部運(yùn)動(dòng)的腦電信號(hào)。首先,制定實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)方案,對(duì)信號(hào)采集方法進(jìn)行研究;其次,以手部張開(kāi)、握合運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)為采集信號(hào)類(lèi)型,對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行小波改進(jìn)閾值法降噪;而后,運(yùn)用多特征融合的方法進(jìn)行特征提取,構(gòu)造手部運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)的特征模型來(lái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的識(shí)別,對(duì)提取的多維特征向量采用t-SNE算法進(jìn)行降維;最后,運(yùn)用支持向量機(jī)進(jìn)行模式識(shí)別。研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:(1)基于運(yùn)動(dòng)想象的BCI系統(tǒng),制定實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)方案,自行設(shè)計(jì)腦電信號(hào)采集實(shí)驗(yàn),采集大腦皮層的腦電信號(hào)。為了方便進(jìn)行后續(xù)分析與處理,采用小波改進(jìn)閾值法對(duì)采集到的腦電信號(hào)進(jìn)行降噪處理。通過(guò)提高信噪比和均方誤差值,驗(yàn)證降噪效果。(2)為了充分地提取手部運(yùn)動(dòng)想象數(shù)據(jù)中的信息,運(yùn)用多特征融合的腦電信號(hào)特征提取方法,以小波包能量、自回歸模型、共空間模式分析算法為基礎(chǔ),提取不同頻帶的小波包能量、時(shí)間序列相關(guān)系數(shù)以及共空間特征向量,將不同方法提取的特征向量依次首尾相連,構(gòu)建不同運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)的多維特征向量,以保證數(shù)據(jù)信息的完整性。對(duì)數(shù)據(jù)過(guò)大,維數(shù)過(guò)多的特征向量進(jìn)行降維處理,在不改變高維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的前提下,將高維空間的數(shù)據(jù)投影到低維空間。(3)采用支持向量機(jī)(SVM)的模式識(shí)別方法,對(duì)受試者手部運(yùn)動(dòng)想象EEG信號(hào)的的狀態(tài)進(jìn)行分類(lèi)。比較分析了三種單特征提取方法和多特征融合提取方法的識(shí)別精度,證明了本文中特征提取方法的有效性。
【學(xué)位單位】：東北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：R741.044;TN911.7
【部分圖文】：

于吉林市科技局杰出青年項(xiàng)目-便攜式腦電機(jī)器人平臺(tái)研究。口老齡化的增長(zhǎng)速率越來(lái)越快。據(jù)聯(lián)合國(guó)統(tǒng)計(jì)，從 2015 開(kāi)始將從 6 億持續(xù)增加到近 20 億，60 歲以上人口將超過(guò) 15 歲以下的劇增，老年人患腦血管疾病的人數(shù)也逐漸增多，另外因意外人在。對(duì)于患有各種疾病或脊髓損傷的患者，運(yùn)動(dòng)神經(jīng)的損傷傳遞給肌肉細(xì)胞，因此不能進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，肢體運(yùn)動(dòng)功能喪的能力被切斷，甚至無(wú)法照顧自己。這不僅給病人自身帶來(lái)巨力，給社會(huì)帶來(lái)負(fù)擔(dān)。然而，目前的醫(yī)學(xué)水平不能修復(fù)受損的部輔助手段來(lái)逐漸改善受損的神經(jīng)或取代某些功能。如何對(duì)這療是當(dāng)今世界老齡化的迫切需要。接口”技術(shù)的快速創(chuàng)新和發(fā)展，通過(guò)使用人類(lèi)大腦思維想象來(lái)的幻想。2014 年的巴西圣保羅世界杯足球賽開(kāi)幕式上，29 歲地用腦電波控制的機(jī)械外骨骼站立起來(lái)，踢進(jìn)了世界杯的第了腦科學(xué)技術(shù)發(fā)展的魅力。

東北電力大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文一款精神打字機(jī)。他們讓受試者進(jìn)行不同的手腳運(yùn)動(dòng)想象，選擇某些位置的字母組成單詞從而完成了打字功能。在國(guó)內(nèi)，許多高校的學(xué)者也都開(kāi)始對(duì) BCI 技術(shù)進(jìn)行研究。其中，清華大學(xué)的研究者利用 ERD/ERS 現(xiàn)象控制機(jī)器狗進(jìn)行踢球的動(dòng)作，如圖 1-2 所示。華南理工大學(xué)的研究人員設(shè)計(jì)了一款智能化輪椅，如圖 1-3 所示，控制者不僅可以控制輪椅進(jìn)行左右方向的移動(dòng)，還能夠進(jìn)行加速、減速，為腿腳不便的病患提供了便利。

東北電力大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文一款精神打字機(jī)。他們讓受試者進(jìn)行不同的手腳運(yùn)動(dòng)想象，選擇某些位置的字母組成單詞從而完成了打字功能。在國(guó)內(nèi)，許多高校的學(xué)者也都開(kāi)始對(duì) BCI 技術(shù)進(jìn)行研究。其中，清華大學(xué)的研究者利用 ERD/ERS 現(xiàn)象控制機(jī)器狗進(jìn)行踢球的動(dòng)作，如圖 1-2 所示。華南理工大學(xué)的研究人員設(shè)計(jì)了一款智能化輪椅，如圖 1-3 所示，控制者不僅可以控制輪椅進(jìn)行左右方向的移動(dòng)，還能夠進(jìn)行加速、減速，為腿腳不便的病患提供了便利。
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本文編號(hào)：2885166