基于輕快運(yùn)動(dòng)想象任務(wù)腦機(jī)接口系統(tǒng)的研究.pdf

1、腦-機(jī)接口（Brain-computer interfaces,BCI）的目的是利用先進(jìn)的信號(hào)處理與機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)在人腦與外部世界建立一條新的通信渠道，達(dá)到不依賴傳統(tǒng)外周神經(jīng)系統(tǒng)與肌肉實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備的控制目的。傳統(tǒng)的基于運(yùn)動(dòng)想象的腦機(jī)接口系統(tǒng)主要采用持續(xù)運(yùn)動(dòng)想象的思維任務(wù)，本文中我們?cè)O(shè)計(jì)了一套基于輕快運(yùn)動(dòng)想象任務(wù)的腦機(jī)接口系統(tǒng)。對(duì)比傳統(tǒng)持續(xù)運(yùn)動(dòng)想象任務(wù)的腦機(jī)接口系統(tǒng)，我們的研究結(jié)果顯示新系統(tǒng)在多任務(wù)輸出，空閑態(tài)檢測(cè)等方面顯示出的良好性能和

2、一定的應(yīng)用潛力。
　　本文的工作主要圍繞實(shí)現(xiàn)輕快運(yùn)動(dòng)想象任務(wù)的腦機(jī)接口系統(tǒng)展開。在理論分析部分，我們首先分析了運(yùn)動(dòng)想象任務(wù)在腦電上所表現(xiàn)出的時(shí)-頻-空域特異性，指出輕快運(yùn)動(dòng)想象任務(wù)在腦電事件相關(guān)去同步（Event-Related Desynchronization,ERD）與事件相關(guān)同步（Event-Related Synchronization,ERS）現(xiàn)象中表現(xiàn)出的鎖時(shí)動(dòng)態(tài)變化特征。接著，利用輕快運(yùn)動(dòng)想象任務(wù)的這一特點(diǎn)設(shè)計(jì)了一

3、套引入節(jié)拍提示機(jī)制的實(shí)驗(yàn)范式，并提出了針對(duì)新范式特點(diǎn)的時(shí)空聯(lián)合編碼思想。最后針對(duì)基于輕快運(yùn)動(dòng)想象腦機(jī)接口系統(tǒng)，改進(jìn)了原有的特征提取算法，并提出基于時(shí)空聯(lián)合編碼思想的分類輸出策略。
　　在之前的理論分析基礎(chǔ)上，我們實(shí)現(xiàn)了這種基于輕快運(yùn)動(dòng)想象任務(wù)的腦機(jī)接口系統(tǒng)，并在該系統(tǒng)上完成了如下的工作:1.離線分析了新系統(tǒng)對(duì)任務(wù)態(tài)與空閑態(tài)的識(shí)別能力，隨后的在線二分類測(cè)試結(jié)果證明了新系統(tǒng)的良好性能和潛力；2.通過基于新系統(tǒng)四分類任務(wù)的在線測(cè)試，驗(yàn)證