基于DirectShow的腦機(jī)接口視覺刺激器的設(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BCI的研究思路各有不同,依據(jù)信號的產(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，針對想象運(yùn)動對刺激器展開了研究，并提出了兩種視覺刺激器的設(shè)計(jì)方案，然后針對具體的需求和設(shè)計(jì)對刺激器進(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)動的原理，設(shè)計(jì)了兩種視覺刺激器：視頻視覺刺激器和圖像視覺刺激器。針對其特

3、點(diǎn)和難點(diǎn)對多種實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行了研究和對比，選擇了較好的技術(shù)解決方案—DirectShow，并對其的應(yīng)用進(jìn)行了深入的研究。
　　 二．實(shí)現(xiàn)了兩種視覺刺激器。本文使用DirectShow技術(shù)實(shí)現(xiàn)了視頻視覺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；在圖像視覺刺激器中，實(shí)現(xiàn)了圖像序列的精確定時播放，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播放和自定義圖像序列的播放流程的問題。刺激器時間精度實(shí)驗(yàn)表明了該方法達(dá)到了預(yù)期要求，為腦電信號數(shù)據(jù)分析提供了良好的保證。
　　 三．對腦機(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)，間隔時間，間隔畫面的顏色等，并成功完成了多次實(shí)驗(yàn)。后續(xù)的左右手想象運(yùn)動腦電信號的分析識別實(shí)驗(yàn)表明，兩種