基于视觉注意的脑机接口系统的研制毕设论文.doc

本科毕业设计（论文）  摘要 本课题主要研究基于的脑机接口（BCI）的建构，电脑的显示器中会出现个会闪烁的方形物体，它们以不同的频率闪烁，了左右个不同的方向。使用者只需要盯着某个方形，就可以选中方向。实验邀请了位被测试者，他的平均正确率有75%。这个研究表了基于的BCI系统所拥有的广泛前景。 关键词 ：脑机接口，，脑电Abstract This paper presents a brain-computer interface (BCI) based on the visual attention. Two rectangle flashing flickers modulated at different frequencies were displayed on a computer monitor. The two flickers present two directions left and right respectively. Users could select the directions by paying attention to these different buttons. Three subjects were involved in this experiment. The evaluation of the performance of this system showed an average success rate of 75%.This research indicates a great prospects of the visual attention based BCI systems. Key words: Brain-computer interface, visual attention, electronencephalography.  目 录第1章 绪论 1 1.1课题的研究意义 1 1.2脑-机接口的结构 2 1.3脑-机接口研究现状 3 1.4课题的安排 4 第2章 脑-机接口系统的背景知识 5 2.1 脑-机接口系统的采集方式 5 2.3信号的预处理 7 2.4信号的特征提取与分类算法 8 2.4.1典型相关分析 9 2.4.2功率谱估计 10 2.5开发平台 10 第3章 实验设计 11 3.1系统实现 11 3.2受试者 11 3.3数据获取 11 3.4视觉注意范式选择 12 3.5数据处理 12 第4章 实验结果及分析 15 4.1实验结果 15 4.2结果分析及讨论 15 第5章 课题总结与展望 18 5.1课题总结 18 5.2课题展望 18 参考文献 20 致谢 22 附录 23 翻译 23 第1章 绪论 1.1课题的研究意义 脑机接口（Brain-Computer InterfaceBCI）,是一种能让人“心想事成”的技术。100多年前科学家Hans Berger第一次记录了脑电波（ElectroencephalographyEEG），人类对大脑的开发从此进入了新的时代。之后的研究表明，不仅大脑中充满电活动，而且这些脑电波并非杂乱无章。这些电活动和人的精神状态，情绪活动，大脑健康程度都有莫大的关系。学者们据此开发了多种应用，比如大脑的医学检测仪器，测谎仪等。BCI也是其中之一。这是一项涉及医学，神经学，信号检测，信号处理，模式识别等多学科交叉技术。在20世纪70年代Jacques Vidal的研究拉开了BCI的序幕。在1999年，在纽约州Albany的Rensselarville研究所举办的第一届国际BCI技术会议上，Jonathan R. Wolpaw正式给出了BCI系统的定义：脑计算机接口(Brain Computer InterfaceBCI)是一种不依赖于正常的由外围神经和肌肉组成的输出通路的通讯系统。说明了BCI系统类似于一种不同于传统的一种新交流方式。 在日常生活中，人机交互无处不在，用的最多的恐怕是采用键盘和鼠标来控制电脑，别的交互方式也层出不穷，比如语音控制，触摸控制，重力感应，动态捕捉等，它们越来越多地融入到了我们的身边，但这些交互方式都或多或少要求使用者来活动肌肉。对于正常人来说这再也简单不过了，这也是正常人与外界沟通的方式，大脑控制各个部分的肌肉来传达思想。而有些肌肉以及神经系统损伤的患者，大脑和肌肉脆弱的联系不复存在，大脑的指令无法传递，心有余而力不足。对于这样无法控制自己身体，不能正常动弹的人来说，上述的交互方式多半显得遥不可及。而他们失去的远远不止体验新奇的乐趣。无法与人自如交流，生活也不能自理