第 ２７卷 第 ３期
２００３年 ６月
武汉理工大学学报（考 袭差）
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｗ ｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）
Ｖｏｌ＿２７ Ｎｏ．３
Ｊｕｎｅ ２００３
基 于 ＩＲ—ＥＲＰ的脑 一机 接 口的结构 与原理 ＊
谢 勤 岚 杨 仲乐
（中 南 民族 大学 电 子信 息 工 程学 院 武汉 ４３００７４）
摘 要 ：提 出 了一 种 基于 模 拟 阅读 事件 相 关 电位 的脑 一计 算 机 接 口（ＩＲ－ＥＲＰ－ＢＣＩ）．该 ＢＣＩ主要 由 三部
分 构成 ：带 有 ３６个 键 的虚 拟 键 盘 ，ＥＥＧ 数 据 采 集单 元 ，数 据 处 理 和 目标 字 符 识 别 单元 ．虚 拟 键 盘
上 ，每 个 键 的上 半 部 是代 表 该 键名 称 的字 符 ，下 半 部 是一 个小 窗 口．运行 时 ，每 个 窗 口中都 有 两 个
标记 伴 随着 符 号句按 一 定时 间 间隔从 右 向左 平 移通 过．当使用 者 在辨 识 出 目标键 的一对 指 定标 记
时 ，就 会产 生 一对 与 这对 标记 锁 时 的 ＥＲＰ成 分．用 户 的 目标 键 由这 对成 分 的 潜伏 期 以及 它们 之 间
的 时 间间 隔来 确 定．这 种 ＩＲ—ＥＲＰ—ＢＣＩ消除 了容 易使 人疲 惫 的 突现 刺激 ，并极 大地 抑 制 了 ＥＲＰ中
突 现刺 激诱 发 的外 源性 的和 内源性 的脑 噪声 ．６个 被试 参 加 了实 验 ，平 均传 输 率达 到 ８７ ｂ／ｍｉｎ，视
野 字符 密度 高 ，键 的 大 小 和间 距 缩小 到 １．２ ｅｍ 和 ０．３ ｅｍ．
关 键 词 ：脑一计算 机接 口（脑 一机 接 口）；模 拟 阅读诱 发 电位 ；视野 字 符密度 ；传输 率
中 图 法 分 类 号 ：ＴＰ３９
０ 引 言
近 年 来 ，基 于 事 件 相 关 脑 电 位 （ｅｖｅｎｔ—ｒｅｌａｔｅｄ
ｐｏｔｅｎｔｉａｌｓ，ＥＲＰ）的 脑 一计 算 机 接 口 （ｂｒａｉｎ ｃｏｒｎ—
ｐｕｔｅｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ，ＢＣＩ），在 理 论 和 应 用 上 都 得 到 了
一
定 的 发 展 ，并 显 示 出广 泛 的前 景 ．但 是 ，现 今 的
ＥＲＰ—ＢＣＩ存 在 着 一 些 严 重 影 响 其 性 能 的 弱
点Ｌｌ ］，这 些弱 点起 源 于诱发 ＥＲＰ的模式 ，即 用突
现 的视 觉 刺激物 向被试 提 供 作业 信 息 ．这种 突 现
的刺 激 物 在 向被 试提 供 作 业 信息 的 同 时 ，也使 被
试 遭 受 突 现 刺 激 ，产 生 内源 性 的脑 噪 声 ．这 种 内源
性 的诱 发 脑 噪 声 破 坏 了用 户 意 图 和 信 号 特 征 之 间
相 关 性 的 稳 定 ，使 得 ＥＲＰ—ＢＣＩ不 得 不 耗 费 大 量
的 时 间通 过 信 号 平 均 技 术 来 提 取 与 用 户 意 图 相 关
的 信 号 特 征 ，从 而 导 致 信 息 传 输 率 大 大 降 低 ．显
然 ，要 有 效 地 解 决 所 有 这 些 问题 ，单 靠 信 号 处 理 是
不 够 的 ，还 必 须 另辟 新 的 途 径 ．
模 拟 阅 读 （ｉｍｉｔａｔｉｎｇ—ｒｅａｄｉｎｇ，ＩＲ）实 验 模
式［３ ］是一 种 能高效 地提 取 事 件 相关脑 电位 的 诱
发 模 式 ．该 模 式 由 于 消 除 了突 现 刺 激 ：（１）用 户 得
以 从 一 种 更 接 近 自然 的 方 式 获 得 作 业 信 息 ；（２）
用 户 意 图相 关 信 号 的 特 征 ，在 模 拟 阅 读 模 式 中 由
目标 相 关 ＥＲＰ本身 唯 一决定 ，而 不像 传 统 的模 式
那 样 须 由 目标 相 关 ＥＲＰ信 号 与 非 目标 相 关 ＥＲＰ
信 号 两 者 的 差 来 决 定 ．这 种 ＥＲＰ被 称 为 模 拟 阅 读
事 件 相 关 脑 电 位 （ＩＲ—ＥＲＰ）．
由于 ＩＲ—ＥＲＰ的上 述 优 点 来 自于 完 全 不 同 于
传统 的 诱 发模 式 ，因 此本 研究 所 设计 的 ＩＲ—ＥＲＰ—
ＢＣＩ，不 论 是 它 的 硬 件 、软 件 ，还 是 用 户 选 取 目标
的 方 式 ，都 与 现今 的 ＥＲＰ—ＢＣＩ有重 大 区别 ．
１ ＩＲ—ＥＲＰ—ＢＣＩ的 结 构 与原 理
１．１ 虚 拟 键 盘 的 结 构
虚 拟 键 盘 是 ＩＲ—ＥＲＰ—ＢＣＩ的 关 键 部 件 ，它 的
结 构 如 图 １所 示 ．虽 然 ＩＲ—ＥＲＰ—ＢＣＩ键 盘 与 文 献
Ｅ６］中所 描 述 的键 盘 都有 ３６个 键 ，但 是它 们 的结
构 是 相 当不 同 的 ．ＩＲ—ＥＲＰ—ＢＣＩ键 盘 的 每 个 键 分
成两部 分 ，上半 部 标 注有代 表 该键 名称 的字 符 ，下
半部有一个如 同文献 ［３］那 样的小视 窗．ＢＣＩ运 行
收稿 日 期 ｔ２００３—０２—１４
谢勤 岚 ｚ男 ，３５岁 ，硕 士 ．讲 师 ，主要 研 究 领 域 为 控 制理 论 与生 物 医 学信 号 处 理
国家 自然 科学 基金项 目资助 （批 准号 ：３９６７０２１３）；中南 民族大学 自然 科学基 金资 助（批准 号 ：ＹＺＹＯ２０１２）
维普资讯 http://www.cqvip.com
资源评论
phone1126
- 粉丝: 1084
- 资源: 25
最新资源
- 【全年行事历】团建活动计划表.xlsx
- 【全年行事历】团建行程安排表-xx山.xlsx
- 【全年行事历】团建活动策划方案.docx
- 【全年行事历】团建开销费用分析.xlsx
- 【全年行事历】团建活动物料清单.xlsx
- 【全年行事历】团建文化衫尺码统计表.xlsx
- 【全年行事历】团建医药箱常备药清单.docx
- 【全年行事历】小型公司活动全年活动行事历.xlsx
- 【全年行事历】员工野外拓展活动方案.docx
- 四足机器人机械结构设计PDF
- 06-公司团建活动申请表.docx
- 03-团建活动策划方案.docx
- 07-团建活动采购预算清单.xlsx
- 08-团建日程计划表.xlsx
- 09-财务公司月度团建支出表.xlsx
- T-SQL查询高级SQLServer索引中的碎片和填充因子word文档doc格式最新版本
资源上传下载、课程学习等过程中有任何疑问或建议，欢迎提出宝贵意见哦~我们会及时处理！
点击此处反馈
