基于Alpha波的腦電信號(hào)處理及BCI系統(tǒng)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-07 23:51
腦機(jī)接口(Brain-Computer Interface,簡(jiǎn)稱BCI)是直接在大腦和計(jì)算機(jī)設(shè)備之間進(jìn)行信息交換的通信和控制系統(tǒng),它不依靠外周神經(jīng)和肌肉組織等常規(guī)的大腦輸出通道。BCI系統(tǒng)通常是由信號(hào)采集、信號(hào)處理(預(yù)處理、特征提取、分類(lèi)算法)和命令輸出等單元組成。目前腦機(jī)接口技術(shù)的主要研究目的是為思維正常但喪失運(yùn)動(dòng)能力的人提供一個(gè)特殊的對(duì)外信息交流方式。BCI系統(tǒng)還可以提供一種游戲控制的附加手段,為人們提供一種全新的娛樂(lè)方式。信號(hào)處理是對(duì)BCI系統(tǒng)性能影響很大的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。其中預(yù)處理包括放大、偽跡消除和濾波等;特征提取是指提取人腦產(chǎn)生的特定的容易識(shí)別的腦電信號(hào)(Electroencephalogram,簡(jiǎn)稱EEG)信號(hào),而并不是解讀腦電本身;分類(lèi)算法是指對(duì)提取的特征信號(hào)進(jìn)行分類(lèi)以便后續(xù)命令的生成。論文采用波幅較高的自發(fā)腦電波中的α波作為特征信號(hào),自發(fā)腦電波具有比誘發(fā)腦電波容易提取且不需要外部激勵(lì)的優(yōu)點(diǎn),而且α波具有特殊的阻斷現(xiàn)象,在睜眼和閉眼時(shí)信號(hào)的幅值會(huì)有明顯變化,論文便是基于這種特性進(jìn)行的腦電信號(hào)特征的提取。論文采用快速獨(dú)立分量分析的方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行眼電偽跡消除,利用小波變換對(duì)信...
【文章來(lái)源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究的背景及意義
1.1.1 腦電信號(hào)簡(jiǎn)介
1.1.2 腦機(jī)接口的發(fā)展背景
1.1.3 腦機(jī)接口的應(yīng)用范圍
1.2 腦機(jī)接口的研究現(xiàn)狀
1.3 VC++與MATLAB 混合編程簡(jiǎn)介
1.3.1 VC++與MATLAB 軟件簡(jiǎn)介
1.3.2 VC++與MATLAB 混合編程方法
1.4 論文的主要工作與結(jié)構(gòu)安排
第2章 信號(hào)預(yù)處理相關(guān)算法
2.1 基線校正
2.2 偽跡消除
2.2.1 眼電干擾的特點(diǎn)
2.2.2 獨(dú)立分量分析簡(jiǎn)介
2.2.3 偽跡消除結(jié)果分析
2.3 腦電信號(hào)的濾波
2.3.1 腦電信號(hào)時(shí)頻特點(diǎn)
2.3.2 小波變換簡(jiǎn)介
2.3.3 濾波結(jié)果分析
2.4 本章小結(jié)
第3章 特征提取與BCI 的實(shí)現(xiàn)
3.1 腦電信號(hào)的特征提取
3.1.1 特征提取方法概述
3.1.2 功率譜估計(jì)簡(jiǎn)介
3.1.3 特征提取效果分析
3.2 分類(lèi)算法簡(jiǎn)述
3.3 BCI 的實(shí)現(xiàn)
3.4 本章小結(jié)
第4章 BCI 系統(tǒng)下位機(jī)的設(shè)計(jì)
4.1 信號(hào)放大部分
4.1.1 信號(hào)的前置放大
4.1.2 信號(hào)的后級(jí)放大
4.2 信號(hào)的濾波部分
4.2.1 高通濾波
4.2.2 低通濾波
4.3 信號(hào)的工頻陷波部分
4.4 信號(hào)A/D 轉(zhuǎn)換
4.4.1 硬件部分
4.4.2 軟件部分
4.5 本章小結(jié)
第5章 BCI 系統(tǒng)上位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)
5.1 VC++編程簡(jiǎn)介
5.1.1 VC++與單片機(jī)的串行通信配置
5.1.2 VC++的定時(shí)器設(shè)置
5.1.3 圖像顯示的雙緩沖技術(shù)
5.2 VC++與MATLAB 混合編程方法
5.2.1 .m 文件編譯成.dll 文件進(jìn)行調(diào)用的方法
5.2.2 VC++程序調(diào)用MATLAB 引擎的方法
5.3 BCI 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝
作者簡(jiǎn)介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于VC++的電力圖形軟件的電力圖元連接[J]. 劉守瑞,常鮮戎. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2010(15)
[2]基于右腿驅(qū)動(dòng)技術(shù)的腦電信號(hào)放大器的設(shè)計(jì)[J]. 孫宇舸,葉檸,于艷波. 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(06)
[3]基于中值濾波的心電基線校正方法的研究[J]. 蔡坤,陸堯勝. 醫(yī)療設(shè)備信息. 2004(02)
[4]數(shù)字濾波及陷波器在心電圖信號(hào)檢測(cè)中的應(yīng)用[J]. 劉東輝,孫曉云,何品純,高慧泉,何鉞. 工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置. 2002(02)
碩士論文
[1]左右手運(yùn)動(dòng)想象腦電采集和特征提取方法初探[D]. 葉坤.華中科技大學(xué) 2008
[2]基于EEG的BCI的研究與設(shè)計(jì)[D]. 魏文慶.浙江大學(xué) 2007
[3]用于腦—機(jī)接口的腦電信號(hào)特征提取及分類(lèi)的研究[D]. 賈希.河北工業(yè)大學(xué) 2007
[4]腦機(jī)接口中的信號(hào)處理算法研究[D]. 劉楊.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2005
本文編號(hào):3174265
【文章來(lái)源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究的背景及意義
1.1.1 腦電信號(hào)簡(jiǎn)介
1.1.2 腦機(jī)接口的發(fā)展背景
1.1.3 腦機(jī)接口的應(yīng)用范圍
1.2 腦機(jī)接口的研究現(xiàn)狀
1.3 VC++與MATLAB 混合編程簡(jiǎn)介
1.3.1 VC++與MATLAB 軟件簡(jiǎn)介
1.3.2 VC++與MATLAB 混合編程方法
1.4 論文的主要工作與結(jié)構(gòu)安排
第2章 信號(hào)預(yù)處理相關(guān)算法
2.1 基線校正
2.2 偽跡消除
2.2.1 眼電干擾的特點(diǎn)
2.2.2 獨(dú)立分量分析簡(jiǎn)介
2.2.3 偽跡消除結(jié)果分析
2.3 腦電信號(hào)的濾波
2.3.1 腦電信號(hào)時(shí)頻特點(diǎn)
2.3.2 小波變換簡(jiǎn)介
2.3.3 濾波結(jié)果分析
2.4 本章小結(jié)
第3章 特征提取與BCI 的實(shí)現(xiàn)
3.1 腦電信號(hào)的特征提取
3.1.1 特征提取方法概述
3.1.2 功率譜估計(jì)簡(jiǎn)介
3.1.3 特征提取效果分析
3.2 分類(lèi)算法簡(jiǎn)述
3.3 BCI 的實(shí)現(xiàn)
3.4 本章小結(jié)
第4章 BCI 系統(tǒng)下位機(jī)的設(shè)計(jì)
4.1 信號(hào)放大部分
4.1.1 信號(hào)的前置放大
4.1.2 信號(hào)的后級(jí)放大
4.2 信號(hào)的濾波部分
4.2.1 高通濾波
4.2.2 低通濾波
4.3 信號(hào)的工頻陷波部分
4.4 信號(hào)A/D 轉(zhuǎn)換
4.4.1 硬件部分
4.4.2 軟件部分
4.5 本章小結(jié)
第5章 BCI 系統(tǒng)上位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)
5.1 VC++編程簡(jiǎn)介
5.1.1 VC++與單片機(jī)的串行通信配置
5.1.2 VC++的定時(shí)器設(shè)置
5.1.3 圖像顯示的雙緩沖技術(shù)
5.2 VC++與MATLAB 混合編程方法
5.2.1 .m 文件編譯成.dll 文件進(jìn)行調(diào)用的方法
5.2.2 VC++程序調(diào)用MATLAB 引擎的方法
5.3 BCI 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝
作者簡(jiǎn)介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于VC++的電力圖形軟件的電力圖元連接[J]. 劉守瑞,常鮮戎. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2010(15)
[2]基于右腿驅(qū)動(dòng)技術(shù)的腦電信號(hào)放大器的設(shè)計(jì)[J]. 孫宇舸,葉檸,于艷波. 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(06)
[3]基于中值濾波的心電基線校正方法的研究[J]. 蔡坤,陸堯勝. 醫(yī)療設(shè)備信息. 2004(02)
[4]數(shù)字濾波及陷波器在心電圖信號(hào)檢測(cè)中的應(yīng)用[J]. 劉東輝,孫曉云,何品純,高慧泉,何鉞. 工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置. 2002(02)
碩士論文
[1]左右手運(yùn)動(dòng)想象腦電采集和特征提取方法初探[D]. 葉坤.華中科技大學(xué) 2008
[2]基于EEG的BCI的研究與設(shè)計(jì)[D]. 魏文慶.浙江大學(xué) 2007
[3]用于腦—機(jī)接口的腦電信號(hào)特征提取及分類(lèi)的研究[D]. 賈希.河北工業(yè)大學(xué) 2007
[4]腦機(jī)接口中的信號(hào)處理算法研究[D]. 劉楊.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2005
本文編號(hào):3174265
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