基于ssvep的腦機(jī)接口

1、2024/2/29,天津理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院,1,基于SSVEP的腦機(jī)接口概述,2024/2/29,天津理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院,2,1,2,腦電信號(hào)簡(jiǎn)介及采集方法,腦機(jī)接口及其研究意義,3,基于SSVEP的腦機(jī)接口,腦電信號(hào)簡(jiǎn)介及采集方法,2024/2/29,天津理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院,3,腦電活動(dòng)是大腦神經(jīng)細(xì)胞中的電活動(dòng)的總體效應(yīng)在大腦皮層和頭皮表面上的反應(yīng)。,腦電圖是通過(guò)精密的電子儀器，從頭皮上將腦部的自發(fā)性生物電位加以放大記錄而獲得的圖形，

2、是通過(guò)電極記錄下來(lái)的腦細(xì)胞群的自發(fā)性、節(jié)律性電活動(dòng)。,2024/2/29,天津理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院,4,腦電波的種類：,腦電信號(hào)簡(jiǎn)介及采集方法,2024/2/29,天津理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院,5,腦電波的圖示：,腦電信號(hào)簡(jiǎn)介及采集方法,2024/2/29,天津理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院,6,傳感器,差動(dòng)輸入,放大器,工頻陷波,差動(dòng)輸入信號(hào)是兩個(gè)大小一致、相位相反的輸入信號(hào)，是差分放大器的雙端輸入方式，信號(hào)分別輸入正、負(fù)兩個(gè)放大通道，可以消除共模干擾信

3、號(hào)，同時(shí)輸入信號(hào)電壓是單端輸入信號(hào)的兩倍。,腦電信號(hào)簡(jiǎn)介及采集方法,2024/2/29,天津理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院,7,腦電信號(hào)的采集比較方便，成本低，效果穩(wěn)定。,腦電信號(hào)簡(jiǎn)介及采集方法,2024/2/29,天津理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院,8,腦電信號(hào)簡(jiǎn)介及采集方法,2024/2/29,天津理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院,9,腦電信號(hào)簡(jiǎn)介及采集方法,2024/2/29,天津理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院,10,1、對(duì)設(shè)備的要求,2、對(duì)使用者的要求,3、對(duì)周圍環(huán)境要求,腦電

4、信號(hào)簡(jiǎn)介及采集方法,腦電信號(hào)采集條件：,2024/2/29,天津理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院,11,1、腦機(jī)接口的概念,腦機(jī)接口（B C I）就是人們俗稱的“意念控制系統(tǒng)”，是在人或動(dòng)物腦（或者腦細(xì)胞的培養(yǎng)物）與外部設(shè)備間創(chuàng)建的直接連接通路。,在單向腦機(jī)接口的情況下，計(jì)算機(jī)或者接受腦傳來(lái)的命令，或者發(fā)送信號(hào)到腦，但不能同時(shí)發(fā)送和接收信號(hào)。而雙向腦機(jī)接口，允許腦和外部設(shè)備間的雙向信息交換。,腦機(jī)接口及其研究意義,2024/2/29,天津理工大學(xué)自動(dòng)

5、化學(xué)院,12,2、腦機(jī)接口的構(gòu)成,BCI系統(tǒng)由信號(hào)采集系統(tǒng)、信號(hào)處理與模式識(shí)別系統(tǒng)、控制器三部分構(gòu)成。,腦機(jī)接口及其研究意義,腦機(jī)接口構(gòu)成的圖示：,2024/2/29,天津理工大學(xué),13,腦機(jī)接口及其研究意義,2024/2/29,13,天津理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院,2024/2/29,天津理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院,14,3、腦機(jī)接口的研究意義,BCI拓寬了人-機(jī)接口的范圍，既是人類了解和提高腦功能的重要手段，又是一種全新的通訊和控制方法，可以提高人

6、類的生活質(zhì)量，有不斷增長(zhǎng)的潛在的需求。,腦機(jī)接口及其研究意義,2024/2/29,天津理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院,15,1、該BCI系統(tǒng)的理論依據(jù),當(dāng)受試者注視不同閃爍頻率的刺激時(shí)，會(huì)在對(duì)應(yīng)頻率處出現(xiàn)SSVEP幅度增量。,通過(guò)快速傅里葉變換的方法可以分析受試者產(chǎn)生的腦電信號(hào)的頻譜特性。,根據(jù)頻率特性的不同對(duì)信號(hào)分類，并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的控制命令。,基于SSVEP的腦機(jī)接口,2024/2/29,天津理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院,16,刺激源包括分別以10hz

7、和15hz進(jìn)行閃爍的兩個(gè)方塊。背景為黑色，圖片大小為100*100。受試者可以通過(guò)注視不同的閃爍塊來(lái)產(chǎn)生具有不同頻率特性的腦電信號(hào)。,2、該BCI系統(tǒng)的刺激界面,基于SSVEP的腦機(jī)接口,2024/2/29,天津理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院,17,3、實(shí)驗(yàn)中采集到的腦電信號(hào),基于SSVEP的腦機(jī)接口,2024/2/29,天津理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院,18,4、通過(guò)FFT得到的SSVEP信號(hào)頻譜圖,10hz刺激,6hz刺激,基于SSVEP的腦機(jī)接口,20