基于P300和SSVEP的混合型腦機接口的分析與研究.pdf

1、為幫助肢體殘疾障礙而大腦功能正常的病人更好獨立地生活，近些年科學家提出了一種新的大腦與外界環(huán)境直接進行通信的模式，即腦機接口。腦機接口避開了病變的外圍神經(jīng)系統(tǒng)和肌肉組織，通過檢測到的大腦的電活動變化控制外界設備或與外界環(huán)境通信。目前的腦機接口主要利用單一類別的EEG信號作為腦機接口的輸入信號，而大腦思維是極其復雜的，單一類別的腦電信號只能用于簡單思維任務的識別，不能滿足實際應用的需求。融合不同類別的腦電信號構成的混合型腦機接口是近幾年腦

2、機接口范疇研究的一個重要方向。
　　傳統(tǒng)的字符拼寫器是基于P300的經(jīng)典腦機接口之一，它通過識別P300特征的確定字符所在的行和列從而實現(xiàn)字符的輸入。為了提高字符拼寫腦機接口性能，本文進行了混合范式的嘗試，將SSVEP信號引入到傳統(tǒng)的字符拼寫系統(tǒng)中，融合P300實現(xiàn)并行控制的混合型腦機接口。具體內容如下:
　　(1)首先，本文設計了基于P300和SSVEP的混合型字符拼寫刺激范式?；旌戏妒较鹿灿袃煞N形式的閃爍刺激，一種是每列

3、字符所在的方框以固定頻率的閃爍來誘發(fā)SSVEP，另一種是在行上的隨機出現(xiàn)紅色方框閃爍刺激來誘發(fā)P300。同時，設計了基于P300的對比范式。
　　(2)分別對兩種范式下的腦電信號進行特征提取與分類?；旌戏妒较拢诤蠒r域小波分解和時域熵提取的具有可分性的P300時域特征，并利用SVM進行分類，確定目標字符的行。構建了與刺激頻率一致的一組正余弦參考信號，利用CCA實現(xiàn)SSVEP的分類識別，確定字符所在的列，行列交叉得到混合范式下的目標

4、字符。對比范式采用與混合范式P300相同的特征提取和分類方法，實現(xiàn)目標字符行和列的識別。利用字符識別正確率和信息傳輸率對比分析腦機接口的性能，結果顯示相較于P300字符拼寫系統(tǒng)，加入了SSVEP的混合范式字符拼寫系統(tǒng)單個字符刺激誘發(fā)時間減少，而識別正確率和信息傳輸速率得到了提高?；诙喾N腦電特征信號的混合腦機接口改善了傳統(tǒng)的字符拼寫系統(tǒng)的性能，具有較好的應用前景。
　　(3)此外，針對腦電采集過程中不可避免的眼電偽跡干擾，本文中提