腦機(jī)接口是一種不依賴身體外圍的肌肉和神經(jīng),直接讀取人的腦電信號(hào)就能使人控制外圍設(shè)備的系統(tǒng)。它的出現(xiàn)給不僅殘疾人帶來(lái)了希望,也給社會(huì)養(yǎng)老帶來(lái)了保障。在眾多腦機(jī)接口系統(tǒng)中,運(yùn)動(dòng)想象因其無(wú)需外界刺激的特點(diǎn)成為目前腦機(jī)接口研究的熱點(diǎn),共空間模式（Common Spatial Pattern,CSP）是目前提取運(yùn)動(dòng)想象腦電特征最常用方法,利用的是運(yùn)動(dòng)想象的事件相關(guān)去同步化（Event-Related Desynchronization,ERD）以及事件相關(guān)同步化（Event-Related Synchronization,ERS）現(xiàn)象。但是有研究顯示,普通人群中大約存在15%-30%是運(yùn)動(dòng)想象“盲”,他們?cè)谙胂笾w運(yùn)動(dòng)的時(shí)候沒(méi)有ERD/ERS現(xiàn)象的出現(xiàn),所以CSP算法針對(duì)這些運(yùn)動(dòng)想象“盲”的效果比較差。由于運(yùn)動(dòng)想象“盲”的存在,限制了腦機(jī)接口的使用人群,容易使人們對(duì)腦機(jī)接口技術(shù)的有效性產(chǎn)生質(zhì)疑。為了更好的研究運(yùn)動(dòng)想象“盲”現(xiàn)象,已有研究把CSP+LDA兩分類(lèi)運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)低于70%的被試定義為運(yùn)動(dòng)想象“盲”,發(fā)現(xiàn)用靜息態(tài)腦電譜熵和腦網(wǎng)絡(luò)屬性可以提前篩選運(yùn)動(dòng)想象“盲”被試。但這不能從根本上解決該... 

【文章來(lái)源】：鄭州大學(xué)河南省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

我國(guó)各類(lèi)圖殘疾人所占比例圖

1緒論31.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1973年，美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校的Vidal等人首次提出了腦-機(jī)接口的系統(tǒng)框架雛形并使用brain-computerinterface一詞來(lái)表述腦與外界的直接信息傳輸通路[15]，這也是腦-機(jī)接口的首篇研究論文。但由于當(dāng)時(shí)生物信號(hào)處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備性能等限制，直到20世紀(jì)末腦-機(jī)接口技術(shù)才真正的發(fā)展起來(lái)，并且開(kāi)始走向生活應(yīng)用。2009年7月，日本豐田汽車(chē)公司最早宣布成功研發(fā)出腦電波控制輪椅的新技術(shù)。該產(chǎn)品可通過(guò)輪椅上的信號(hào)處理系統(tǒng)來(lái)分析使用者的腦電信號(hào)，從而控制電動(dòng)輪椅的前進(jìn)、后退和轉(zhuǎn)動(dòng)等。2015年，中國(guó)清華大學(xué)的高小榕等人構(gòu)建了一種基于穩(wěn)態(tài)視覺(jué)誘發(fā)電位（Steady-StateVisualEvokedPotential，SSVEP）無(wú)創(chuàng)的腦機(jī)接口系統(tǒng)，將信息傳輸速率提升到最快的約每分鐘60個(gè)字符，使腦-機(jī)接口拼讀系統(tǒng)的信息傳輸速率更接近于實(shí)用的水平[16]。2020年1月16日，浙江大學(xué)和浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院神經(jīng)外科合作通過(guò)運(yùn)動(dòng)想象腦-機(jī)接口技術(shù)，讓一位72歲高位截癱患者用意念吃油條，是全國(guó)首例，具有開(kāi)創(chuàng)性意義。腦-機(jī)接口系統(tǒng)本身是一系列硬件和軟件的集合，關(guān)鍵技術(shù)包括腦電信號(hào)采集、模式識(shí)別和外圍設(shè)備三大部分，它們組合起來(lái)就是一套腦機(jī)接口系統(tǒng)，模式識(shí)別直接把采集到的腦電信號(hào)轉(zhuǎn)化為對(duì)外圍設(shè)備的控制指令，用戶能否有效的控制硬件設(shè)備，除了有相應(yīng)腦電信號(hào)被采集到，還需要準(zhǔn)確的腦電識(shí)別算法，腦機(jī)接口系統(tǒng)的組成模塊一般如下圖所示：圖1.2BCI系統(tǒng)的完整結(jié)構(gòu)圖

1緒論51.2.2運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)識(shí)別算法的研究現(xiàn)狀在腦機(jī)接口系統(tǒng)中，要得到一個(gè)合適的運(yùn)動(dòng)想象腦電模式識(shí)別模型，一般可分為兩個(gè)階段，即訓(xùn)練階段和測(cè)試階段。在訓(xùn)練階段，一般要經(jīng)過(guò)腦電頻段的挑選，導(dǎo)聯(lián)的優(yōu)化組合，腦電特征提娶挑選有效分類(lèi)特征，訓(xùn)練分類(lèi)器等[24]。在測(cè)試階段，我們把未知的樣本放入已經(jīng)優(yōu)化好的腦電識(shí)別模型，得到最終的識(shí)別結(jié)果。在BCI系統(tǒng)中典型腦電信號(hào)的分類(lèi)過(guò)程示意圖如下，斜箭頭表示算法中可以優(yōu)化的部分。通常需要一個(gè)訓(xùn)練集數(shù)據(jù)來(lái)訓(xùn)練初最佳濾波器和特征，并對(duì)分類(lèi)器進(jìn)行訓(xùn)練。得到最佳的濾波器、特征和分類(lèi)器隨后用于在線操作BCI。圖1.3典型腦電分類(lèi)算法示意圖[24]腦電模式識(shí)別算法作為BCI系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，腦電特征作為分類(lèi)器的輸入，具有重要研究意義，下面我們從腦電的特征提取和特征選擇及常用分類(lèi)器進(jìn)行介紹。1）腦電特征提取腦電信號(hào)有多種表現(xiàn)形式[25,26]，表示EEG信號(hào)最常見(jiàn)的兩類(lèi)特征是頻帶功率特征和時(shí)間點(diǎn)特征。由于運(yùn)動(dòng)想象腦電(EEG)的事件相關(guān)去同步/同步(ERD/ERS)現(xiàn)象的存在，所以，運(yùn)動(dòng)想象的腦電信號(hào)的表現(xiàn)形式一般為頻帶特征。頻帶功率特征表示在給定的時(shí)間窗內(nèi)和給定信道中頻帶的腦電信號(hào)的功率(能

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]我國(guó)殘疾人社會(huì)救助現(xiàn)狀、困境及對(duì)策研究[J]. 代闊.  智富時(shí)代. 2019(03)
[2]基于SSVEP腦機(jī)接口的殘疾人出行輔助系統(tǒng)[J]. 王輔國(guó).  科技傳播. 2018(23)
[3]中國(guó)“腦計(jì)劃”研究正在悄然布局[J].   中國(guó)總會(huì)計(jì)師. 2018(03)
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博士論文
[1]運(yùn)動(dòng)想象腦—機(jī)接口的神經(jīng)機(jī)制與識(shí)別算法研究[D]. 張銳.電子科技大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3372694