基于DirectShow的腦機(jī)接口視覺(jué)刺激器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、腦機(jī)接口（Brain-Computer Interface，BCI）是基于腦電信號(hào)實(shí)現(xiàn)人腦與計(jì)算機(jī)或其他電子設(shè)備的通訊和控制的系統(tǒng)，它不依賴(lài)于腦的正常輸出通路（外周神經(jīng)系統(tǒng)及肌肉組織），是一種全新的通訊和控制方式。目前世界上數(shù)十家研究組對(duì)BCI的研究思路各有不同,依據(jù)信號(hào)的產(chǎn)生方式可以分為基于誘發(fā)EEG的BCI和基于自發(fā)EEG的BCI兩種。本文研究的BCI系統(tǒng)是基于自發(fā)EEG的腦機(jī)接口系統(tǒng)。腦機(jī)接口系統(tǒng)中的視覺(jué)刺激器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)是本文的

2、主要工作。本文研究目的是為腦機(jī)接口在康復(fù)醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的應(yīng)用做一些前期研究。
　　 本文介紹了腦機(jī)接口的基本原理，針對(duì)想象運(yùn)動(dòng)對(duì)刺激器展開(kāi)了研究，并提出了兩種視覺(jué)刺激器的設(shè)計(jì)方案，然后針對(duì)具體的需求和設(shè)計(jì)對(duì)刺激器進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，最后設(shè)計(jì)了腦機(jī)接口的實(shí)驗(yàn)流程，完成了腦機(jī)接口的實(shí)驗(yàn)。本文的具體工作如下：
　　 一．刺激器的研究與實(shí)現(xiàn)。本文研究了腦機(jī)接口和想象運(yùn)動(dòng)的原理，設(shè)計(jì)了兩種視覺(jué)刺激器：視頻視覺(jué)刺激器和圖像視覺(jué)刺激器。針對(duì)其特

3、點(diǎn)和難點(diǎn)對(duì)多種實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行了研究和對(duì)比，選擇了較好的技術(shù)解決方案—DirectShow，并對(duì)其的應(yīng)用進(jìn)行了深入的研究。
　　 二．實(shí)現(xiàn)了兩種視覺(jué)刺激器。本文使用DirectShow技術(shù)實(shí)現(xiàn)了視頻視覺(jué)刺激器中視頻文件的播放控制，抓圖，幀操作，視頻幀與并口的數(shù)據(jù)通信以及自定義視頻文件的播放流程；在圖像視覺(jué)刺激器中，實(shí)現(xiàn)了圖像序列的精確定時(shí)播放，圖像與并口的數(shù)據(jù)通信和提示聲音的插入。技術(shù)方案中最重要的采用了DirectShow的自定義

4、filter的方式，實(shí)現(xiàn)自定義filter較好地解決了圖像序列的精確定時(shí)播放和自定義圖像序列的播放流程的問(wèn)題。刺激器時(shí)間精度實(shí)驗(yàn)表明了該方法達(dá)到了預(yù)期要求，為腦電信號(hào)數(shù)據(jù)分析提供了良好的保證。
　　 三．對(duì)腦機(jī)接口系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)了基于想象運(yùn)動(dòng)的腦機(jī)接口系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)流程，設(shè)置了一些實(shí)驗(yàn)中的可控參數(shù)，如樣本次數(shù)，循環(huán)次數(shù)，間隔時(shí)間，間隔畫(huà)面的顏色等，并成功完成了多次實(shí)驗(yàn)。后續(xù)的左右手想象運(yùn)動(dòng)腦電信號(hào)的分析識(shí)別實(shí)驗(yàn)表明，兩種