基于N170的脑机接口系统的实现

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脑机接口(Brain-Computer Interface,BCI)是近年来认知神经科学与信息科学的一个新的研究热点,它处于新兴交叉学科--神经工程学的核心领域,其研究也不仅仅服务于残疾人康复,也在人工智能、军事、娱乐等方面有初步应用。BCI是一项接口技术,其主要目标是从大脑皮层向外部世界发出命令,而不需要使用任何肢体动作或语言,实现大脑直接控制机械设备就如同是对自己身体某部分的控制。从20世纪70年代的BCI技术出现至今,经过30年的发展,不断有BCI技术的进展报道出来。 本论文研究以国际上通用的BCI2000系统作为BCI的开发平台,基于面孔识别特异性波N170认知成分搭建BCI系统。重点是解决BCI系统搭建的过程中四个子部分(信号采集与存储、信号处理与翻译、设备控制/用户应用、操作协议及坏境)的整合问题,以及不同计算机语言间的接口转换。 本论文的具体内容包括: 1、对BCI2000系统进行了全面的测试,并解决了BCI2000系统中的不能离线仿真测试、数据格式转换、不能进行刺激时刻回传等问题。 2、将脑电信号(EEG)采集系统BiosemiActive2嵌入到BCI2000这一脑机接口通用平台上。 3、将BCI2000的四个子部分成功地进行了连接,实现了数据采集、信号处理、应用接口及刺激呈现等应用环境的协同工作、数据的同步传输。 4、对于人脸识别特异性波N170认知成分进行了详细的刻画,提出了有效的在线提取与识别方法。并利用BCI2000平台,实现了基于人脸识别特异性波N170的音效开关控制,即通过识别脑电(EEG/ERP)数据中N170成分的有无实现音乐的开关操作。
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