基于多生理信息串行融合的在線hBCI技術.pdf

1、腦-機接口是一個在大腦和外界(外圍設備和外部環(huán)境)之間傳遞信息,且不依賴于外圍神經和肌肉組成的大腦正常輸出通路的通訊系統?；旌鲜侥X-機接口(hybrid brain computer interface,hBCI)將基于不同交互范式的腦-機接口系統進行結合,或將腦-機接口系統與其他人機交互系統進行結合,可在一定程度上解決傳統單一范式腦-機接口系統信息傳輸率較低以及可能存在BCI文盲等問題,是近年來受到廣泛關注和認可的新型BCI設計思想。

2、
　　本文設計的hBCI含3種腦-機/人機交互范式,包括基于P300的腦-機接口范式、基于SSVEP的腦-機接口范式、以及具有自主節(jié)律特點的基于咬合誘發(fā)頭皮肌電信號(occlusion evoked scalp-myoelectricity,OES-ME)的人機接口范式。研究中,首先構建完成了上述三個獨立范式子系統,三個子系統在線測試結果表明:P300腦-機接口的在線信息傳輸率最高可達24.62 bits/min;SSVEP腦-機

3、接口的信息傳輸率最高為34.29 bits/min;自主節(jié)律的咬合動作識別時間為1 s,平均準確率為92.9％。在單一范式腦-機/人機接口的基礎上,文中成功設計實現了一套串行多信息融合的在線hBCI異步系統,包括4個主要模塊:視覺刺激模塊、信號采集模塊、用戶界面與數據處理模塊,指令控制模塊。視覺刺激模塊顯示誘發(fā)范式,包括Oddball行列范式和SSVEP閃燈范式;信號采集模塊能實時地采集來自用戶的腦電數據和視覺刺激界面?zhèn)魉偷氖录a;用

4、戶界面和數據處理模塊設置相關參數,讀取腦電信號和事件代碼,對數據進行處理分析,并將結果發(fā)送到指令控制模塊;指令控制模塊接收結果,并將結果轉換為相應的控制指令(移動光標、鍵盤模擬輸入和鼠標單擊操作)或語音提示反饋給用戶。該系統能夠實現拼寫字符、移動光標和單擊鼠標等多種功能以及各功能之間的轉換,從而輔助使用者完成瀏覽網頁的日常操作。最后對系統進行了在線測試,5名受試者均可完成所有規(guī)定的網頁搜索任務,實驗結果表明實際子操作命令輸出與理論子操作