介绍视频:清华大学 高小榕教授
- 原理: 人脑对瞬间视觉刺激的反应
- 特点: 需要提前采集训练数据对系统进行矫正
- 举例: 行列键盘打字
- ITR: 20-50bit/min
- 优化方法:
- 信号处理与模式识别方法
- 刺激编码/刺激源的范式
- 原理: 人脑对固定频率视觉刺激反应的主要成分,是刺激频率的同频及倍频成分
- 特点: 无需训练,泛化能力强,适用于大部分人群
- 举例: 行列键盘打字
- ITR: 100-300bit/min
- 原理: 人脑想象不同部位运动的信号差异
- 特点: 无需外界刺激,完全依靠自发性脑活动 需要额外训练,适用人群小
- 举例: 机械臂控制
教程视频:运动想象任务简介
运动想象是一种认知过程,想象你身体运动的一部分,而不实际移动身体的那个部分。它能够改变显性感觉运动区域的神经模式,接近实际运动执行。
脑电图α和β频率对运动想象的影响最大。当人在头脑中想象某肢体运动时,α波和β波出现幅值上的衰减。
相反,若大脑没有进行运动想象任务,脑波α和脑波B频谱震荡的幅度会表现出明显的增强。
目前MI脑机接口使用较多的由想象左手运动、右手运动、腿部运动和舌部运动。
脑电信号处理流程:信号采集>>信号预处理>>特征提取>>分类识别>>控制命令>>反馈
信号预处理主要指滤波,包括对信号进行时域、空域、频域等进行滤波,目的是减少信号中的伪迹与干扰,降低噪声对脑电信号的影响,提升与受试者思维活动任务相关的脑电信号的占比(即信噪比),以便进行后续分析。
对预处理的脑电信号进行时、空、频域的分析,将原始脑电信号不易被观察和检测的特征提取出来,以供分类器学习和分类, 特征提取法包括FFT(快速傅里叶)、小波变换以及功率谱估计等。当前最为广泛使用的算法为:CSP(共空间模型)、FBCSP(滤波器组共空间模式)和OVR-FBCSP(一对多的滤波器组共空间模式)、神经网络(?)
分析提取的信号特征进行分类器的构建,再使用分类器对不同类别的脑电信号进行分类,将其转化为控制命令输出给遥控器。 分类方法有KNN分类器、线性判别分类器Fisher分类器、支持向量机BP神经网络等。当然,现在主流是使用CNN模型进行分类,另外,encoderdecoder框架也被用于BCI的分类。
国际10-20标准化电极系统中的脑电图电极有22个,其中各个电极位置如下图所示:

| 区域 | 功能 |
|---|---|
| P | 视觉 |
| C | 运动 |
| F | 注意力 |
