基于P300和SSVEP的融合BCI诱发范式研究

发布时间：2017-05-01 18:07

  本文关键词：基于P300和SSVEP的融合BCI诱发范式研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：现实生活中有不少肢体运动功能缺失的残障人士,他们或身形残疾、或周身瘫痪,虽有完整的意识和健全的大脑,但这些缺陷却让他们丧失了与外界正常沟通交流的能力。为此,一种全新的技术理念被科学家们提出,这就是脑-机接口技术(Brain-Computer Interface, BCI)。 脑-机接口是一个不依赖于外周神经系统与肌肉组织等通常的大脑输出通道的通信系统。目前,P300电位和稳态视觉诱发电位(Steady-State Visual Evoked Potential, SSVEP)被广泛应用于BCI。然而,这两种模式的BCI都不适用于所有的被试,并存在一定的问题。近几年,研究者们提出了融合BCI的思想,该类BCI是将两种或多种模式的EEG相融合以互相弥补各自的不足,并扩大被试的适用人群。 本课题的主要工作即融合BCI范式设计与优化。本文提出了一种利用形状变化刺激诱发P300和频率闪烁刺激诱发SSVEP的新型融合BCI范式,并设计离线实验与传统P300和SSVEP范式和传统融合范式进行比较和分析。其结果表明,优化融合范式在准确率和数据传输率上显著优于传统融合范式,略优于传统P300和SSVEP范式,扩大了被试使用人群。
【关键词】：脑-机接口 P300电位 稳态视觉诱发电位 融合范式
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R318.04;TP334.7
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目录7-10
• 第1章 绪论10-24
• 1.1 引言10-11
• 1.2 脑电信号概述11-15
• 1.2.1 脑电信号的采集11-13
• 1.2.2 EEG成分划分13
• 1.2.3 BCI中常用的EEG模式13-15
• 1.3 脑-机接口概述15-21
• 1.3.1 脑-机接口基本原理及结构15-17
• 1.3.2 脑-机接口研究历史和国内外现状17-18
• 1.3.3 脑-机接口研究的背景及意义18-20
• 1.3.4 有待解决的问题20-21
• 1.4 研究目标21-23
• 1.5 论文研究内容和布局23-24
• 第2章 基于P300和SSVEP的BCI系统24-38
• 2.1 P300电位24-25
• 2.2 P300脑-机接口系统25-30
• 2.2.1 P300-BCI的发展现状25-27
• 2.2.2 视觉P300诱发范式27-28
• 2.2.3 P300检测28-29
• 2.2.4 挑战及对策29-30
• 2.2.5 总结30
• 2.3 SSVEP电位30-31
• 2.4 SSVEP脑-机接口系统31-33
• 2.4.1 SSVEP诱发范式32-33
• 2.4.2 SSVEP检测33
• 2.4.3 总结33
• 2.5 融合脑-机接口(Hybrid BCI,H-BCI)系统33-38
• 2.5.1 发展现状34
• 2.5.2 系统构成34-36
• 2.5.3 本课题研究内容36-38
• 第3章 一种新型融合BCI系统范式38-57
• 3.1 实验及范式38-41
• 3.2 EEG采集41-43
• 3.3 特征提取43
• 3.3.1 P300特征提取43
• 3.3.2 SSVEP特征提取43
• 3.3.3 融合范式中P300和SSVEP特征提取43
• 3.4 特征分类43-50
• 3.4.1 P300特征分类43-45
• 3.4.2 SSVEP特征分类45-49
• 3.4.3 融合范式中P300和SSVEP特征分类49-50
• 3.5 信息传输率(Information transfer rate,ITR)50
• 3.6 结果50-57
• 3.6.1 P300结果对比与分析50-52
• 3.6.2 SSVEP结果对比与分析52-55
• 3.6.3 结果汇总与总结55-57
• 第4章 优化融合BCI系统范式57-70
• 4.1 引言57-58
• 4.2 范式优化与实验58-60
• 4.2.1 范式优化58-59
• 4.2.2 实验过程59-60
• 4.3 EEG采集60
• 4.4 特征提取与特征分类60-61
• 4.4.1 P300特征提取与分类60-61
• 4.4.2 SSVEP特征提取与分类61
• 4.4.3 优化融合范式中 P300和SSVEP特征提取与分类61
• 4.5 ITR与被试反馈61-62
• 4.6 统计分析62
• 4.7 结果62-70
• 4.7.1 P300结果对比与分析62-65
• 4.7.2 SSVEP结果对比与分析65-68
• 4.7.3 被试反馈68
• 4.7.4 结果分析与讨论68-70
• 第5章 总结与展望70-72
• 5.1 全文工作总结70-71
• 5.2 工作展望71-72
• 参考文献72-82
• 致谢82-83
• 攻读硕士期间发表的论文83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 杨立才,李佰敏,李光林,贾磊;脑-机接口技术综述[J];电子学报;2005年07期

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3 王敏,苏学成;脑—机接口研究新进展[J];国外医学.生物医学工程分册;2005年05期

4 王行愚;金晶;张宇;王蓓;;脑控:基于脑-机接口的人机融合控制[J];自动化学报;2013年03期

5 赵丽,万柏坤;基于P300的脑机接口系统研究[J];天津工程师范学院学报;2005年02期

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本文编号：339379