基于Android的穩(wěn)態(tài)視覺(jué)誘發(fā)電位視覺(jué)刺激器的研究
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【摘要】:腦電信號(hào)(Electroencephalogram,EEG)與人的意識(shí)和認(rèn)知等活動(dòng)狀態(tài)有著很大的聯(lián)系,整體反映了人的腦細(xì)胞電生理活動(dòng),利用電極在頭皮表面采集得到腦電信號(hào)并對(duì)采集到的腦電信號(hào)進(jìn)行分析,可以識(shí)別不同的意識(shí)活動(dòng)。由此可以形成一種不通過(guò)大腦外周神經(jīng)和肌肉動(dòng)作輸出的通訊控制系統(tǒng),即腦機(jī)-接口(Brain-Computer Interface,BCI)。穩(wěn)態(tài)視覺(jué)誘發(fā)電位(SSVEP)是指當(dāng)人的眼睛受到一個(gè)周期性頻率的視覺(jué)刺激的時(shí)候,人的大腦視覺(jué)皮層會(huì)產(chǎn)生一個(gè)連續(xù)的與刺激頻率有關(guān)的響應(yīng)。相比其它類(lèi)型的腦電信號(hào),穩(wěn)態(tài)視覺(jué)誘發(fā)電位具有易于提取、便于分析和比較穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),因此常作為輸入信號(hào)用在腦機(jī)-接口控制系統(tǒng)中。視覺(jué)刺激器是誘發(fā)穩(wěn)態(tài)視覺(jué)誘發(fā)電位腦電信號(hào)的外部裝置,也是人機(jī)交互的界面,是采集穩(wěn)態(tài)視覺(jué)誘發(fā)電位腦電信號(hào)的前提。本文采用Android系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一套基于穩(wěn)態(tài)誘發(fā)電位的視覺(jué)刺激器,不僅可以成功的誘發(fā)出穩(wěn)態(tài)視覺(jué)誘發(fā)電位的腦電信號(hào),還成功的應(yīng)用在實(shí)時(shí)在線的腦電手機(jī)撥號(hào)系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)不需要人的肢體動(dòng)作僅靠腦電撥打手機(jī)號(hào)碼。視覺(jué)刺激器主要分為三個(gè)部分:單頻率刺激模塊、多頻率刺激模塊和圖形刺激模塊。其中,多頻率刺激模塊共有12個(gè)頻率,圖形刺激模塊選擇棋盤(pán)格刺激模式。在Android視覺(jué)刺激器的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了腦電信號(hào)采集實(shí)驗(yàn),通過(guò)預(yù)處理、特征提取和模式分類(lèi)等一系列的算法處理后將腦電信號(hào)轉(zhuǎn)化為控制指令控制外部通信模塊實(shí)現(xiàn)腦電撥號(hào)功能。通過(guò)對(duì)基于Android視覺(jué)刺激器進(jìn)行單頻率刺激器反饋實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,證實(shí)了所設(shè)計(jì)的視覺(jué)刺激器可行,并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)室原有的LED視覺(jué)刺激器的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相對(duì)比,在處理速度上Android視覺(jué)刺激器比LED視覺(jué)刺激器提高了4.5%。Android視覺(jué)刺激可以使用在目前市場(chǎng)上的大部分Android手機(jī)、平板等移動(dòng)設(shè)備,大大提高了視覺(jué)刺激器的便攜性和可移動(dòng)性。
【關(guān)鍵詞】:腦-機(jī)接口 穩(wěn)態(tài)視覺(jué)誘發(fā)電位 Android
【學(xué)位授予單位】:天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類(lèi)號(hào)】:R338;TN911.7
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-8
- 第1章 緒論8-15
- 1.1 腦機(jī)-接口8-9
- 1.2 穩(wěn)態(tài)視覺(jué)誘發(fā)電位9-11
- 1.2.1 穩(wěn)態(tài)視覺(jué)誘發(fā)電位9-10
- 1.2.2 基于視覺(jué)誘發(fā)電位的腦-機(jī)接口系統(tǒng)10-11
- 1.3 課題的研究現(xiàn)狀11-12
- 1.4 研究意義12-13
- 1.5 課題研究目的和主要內(nèi)容13-15
- 第2章 腦電信號(hào)的采集15-21
- 2.1 腦電信號(hào)概述15-16
- 2.1.1 腦電信號(hào)的分類(lèi)15-16
- 2.1.2 腦電信號(hào)的影響因素16
- 2.2 SSVEP的采集方法16-17
- 2.3 采集準(zhǔn)備及電極安放17-18
- 2.4 導(dǎo)聯(lián)方式選擇18-19
- 2.5 腦電信號(hào)的采集19-21
- 2.5.1 腦電信號(hào)的采集系統(tǒng)的組成19-20
- 2.5.2 采集實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)20-21
- 第3章 視覺(jué)刺激器的實(shí)現(xiàn)21-31
- 3.1 視覺(jué)刺激分類(lèi)21-23
- 3.1.1 按刺激形態(tài)分類(lèi)21-22
- 3.1.2 按刺激頻率分類(lèi)22-23
- 3.2 視覺(jué)刺激器頻率23-24
- 3.2.1 最小頻率間隔23
- 3.2.2 刺激頻率23-24
- 3.3 Android系統(tǒng)24-26
- 3.3.1 Android平臺(tái)架構(gòu)24-26
- 3.4 視覺(jué)刺激器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)26-30
- 3.4.1 視覺(jué)刺激器的總體設(shè)計(jì)26
- 3.4.2 屏幕跳轉(zhuǎn)和事件轉(zhuǎn)換26-27
- 3.4.3 視覺(jué)刺激器設(shè)計(jì)實(shí)例27-30
- 3.5 本章小結(jié)30-31
- 第4章 腦電信號(hào)的信號(hào)處理31-45
- 4.1 數(shù)字濾波器31-36
- 4.1.1 數(shù)字濾波器的分類(lèi)31-33
- 4.1.2 基于最優(yōu)設(shè)計(jì)法的FIR濾波器33-34
- 4.1.3 腦電信號(hào)的濾波34-36
- 4.2 特征提取36-42
- 4.2.1 特征提取36-37
- 4.2.2 傅里葉變換37-40
- 4.2.3 功率譜估計(jì)的分類(lèi)40
- 4.2.4 加窗平滑周期圖法40-42
- 4.3 腦電信號(hào)的模式分類(lèi)42-44
- 4.4 本章小結(jié)44-45
- 第5章 基于Android視覺(jué)刺激器的實(shí)驗(yàn)45-54
- 5.1 視覺(jué)刺激器的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)45-49
- 5.1.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備45
- 5.1.2 單頻率視覺(jué)刺激器實(shí)驗(yàn)45-49
- 5.2 實(shí)時(shí)在線腦機(jī)-接口系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)49-53
- 5.2.1 系統(tǒng)組成50-51
- 5.2.2 實(shí)驗(yàn)流程51-52
- 5.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果52-53
- 5.3 本章小結(jié)53-54
- 第6章 總結(jié)與展望54-56
- 6.1 總結(jié)54-55
- 6.2 展望55-56
- 參考文獻(xiàn)56-60
- 致謝60
【相似文獻(xiàn)】
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本文編號(hào):303711
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