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Observing the steady-state visual evoked potentials with a compact quad-channel spin exchange relaxation-free magnetometer 被引量:5
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作者 Peng-Cheng Du Jian-Jun Li +4 位作者 Si-Jia Yang Xu-Tong Wang Yan Zhuo Fan Wang Ru-Quan Wang 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第4期141-144,共4页
We observed the steady-state visually evoked potential(SSVEP) from a healthy subject using a compact quad-channel potassium spin exchange relaxation-free(SERF) optically pumped magnetometer(OPM). To this end, 30 s of ... We observed the steady-state visually evoked potential(SSVEP) from a healthy subject using a compact quad-channel potassium spin exchange relaxation-free(SERF) optically pumped magnetometer(OPM). To this end, 30 s of data were collected, and SSVEP-related magnetic responses with signal intensity ranging from 150 fT to 300 f T were observed for all four channels. The corresponding signal to noise ratio(SNR) was in the range of 3.5–5.5. We then used different channels to operate the sensor as a gradiometer. In the specific case of detecting SSVEP, we noticed that the short channel separation distance led to a strongly diminished gradiometer signal. Although not optimal for the case of SSVEP detection, this set-up can prove to be highly useful for other magnetoencephalography(MEG) paradigms that require good noise cancellation.Considering its compactness, low cost, and good performance, the K-SERF sensor has great potential for biomagnetic field measurements and brain-computer interfaces(BCI). 展开更多
关键词 optically pumped MAGNETOMETERS steady-state visually evoked potentials MAGNETOENCEPHALOGRAPHY
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Functional near-infrared spectroscopy can detect low-frequency hemodynamic oscillations in the prefrontal cortex during steady-state visual evoked potentialinducing periodic facial expression stimuli presentation
2
作者 Meng-Yun Wang Anzhe Yuan +2 位作者 Juan Zhang Yutao Xiang Zhen Yuan 《Visual Computing for Industry,Biomedicine,and Art》 2020年第1期321-328,共8页
Brain oscillations are vital to cognitive functions,while disrupted oscillatory activity is linked to various brain disorders.Although high-frequency neural oscillations(>1 Hz)have been extensively studied in cogni... Brain oscillations are vital to cognitive functions,while disrupted oscillatory activity is linked to various brain disorders.Although high-frequency neural oscillations(>1 Hz)have been extensively studied in cognition,the neural mechanisms underlying low-frequency hemodynamic oscillations(LFHO)<1 Hz have not yet been fully explored.One way to examine oscillatory neural dynamics is to use a facial expression(FE)paradigm to induce steady-state visual evoked potentials(SSVEPs),which has been used in electroencephalography studies of high-frequency brain oscillation activity.In this study,LFHO during SSVEP-inducing periodic flickering stimuli presentation were inspected using functional near-infrared spectroscopy(fNIRS),in which hemodynamic responses in the prefrontal cortex were recorded while participants were passively viewing dynamic FEs flickering at 0.2 Hz.The fast Fourier analysis results demonstrated that the power exhibited monochronic peaks at 0.2 Hz across all channels,indicating that the periodic events successfully elicited LFHO in the prefrontal cortex.More importantly,measurement of LFHO can effectively distinguish the brain activation difference between different cognitive conditions,with happy FE presentation showing greater LFHO power than neutral FE presentation.These results demonstrate that stimuli flashing at a given frequency can induce LFHO in the prefrontal cortex,which provides new insights into the cognitive mechanisms involved in slow oscillation. 展开更多
关键词 steady state visual evoked potentials Dynamic facial expressions Functional near-infrared spectroscopy Brain oscillation
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Influence of stimuli color on steady-state visual evoked potentials based BCI wheelchair control
3
作者 Rajesh Singla Arun Khosla Rameshwar Jha 《Journal of Biomedical Science and Engineering》 2013年第11期1050-1055,共6页
In recent years, Brain Computer Interface (BCI) systems based on Steady-State Visual Evoked Potential (SSVEP) have received much attention. This study tries to develop a SSVEP based BCI system that can control a wheel... In recent years, Brain Computer Interface (BCI) systems based on Steady-State Visual Evoked Potential (SSVEP) have received much attention. This study tries to develop a SSVEP based BCI system that can control a wheelchair prototype in five different positions including stop position. In this study four different flickering frequencies in low frequency region were used to elicit the SSVEPs and were displayed on a Liquid Crystal Display (LCD) monitor using Lab-VIEW. Four stimuli colors, green, red, blue and violet were used to investigate the color influence in SSVEPs. The Electroencephalogram (EEG) signals recorded from the occipital region were segmented into 1 second window and features were extracted by using Fast Fourier Transform (FFT). One-Against-All (OAA), a popular strategy for multiclass SVM, is used to classify SSVEP signals. During stimuli color comparison SSVEP with violet color showed higher accuracy than that with green, red and blue stimuli. 展开更多
关键词 steady-state Visual evoked potential Brain Computer Interface Support Vector MACHINES
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基于PSD特征的FBCCA脑电信号识别方法 被引量:1
4
作者 张学军 杨京儒 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第4期1411-1417,共7页
当前基于稳态视觉诱发电位(steady-state visual evoked potential,SSVEP)的脑机接口(brain-computer interfaces,BCIs)使用的都是单一识别算法,针对不同时间长度的识别准确率较低。提出了一种基于滤波器组的典型相关分析(filter bank c... 当前基于稳态视觉诱发电位(steady-state visual evoked potential,SSVEP)的脑机接口(brain-computer interfaces,BCIs)使用的都是单一识别算法,针对不同时间长度的识别准确率较低。提出了一种基于滤波器组的典型相关分析(filter bank canonical correlation analysis,FBCCA)与功率谱密度(power spectral density,PSD)分析相结合的SSVEP识别算法,可以提高SSVEP识别的普适性与准确率。该方法使用FBCCA寻找高相似度的参考频率信号,再通过多组PSD分析来锁定最终的响应频率,完成频率识别。该方法无需经过训练就能得到较高的识别准确率。实验结果表明:在刺激时长为1 s时,该方法能达到86.61%的准确率,比PSD分析方法提升了5.44%,比典型相关性分析方法(canonical correlation analysis,CCA)提升了10.38%的准确率,比FBCCA提升了8.86%的准确率。 展开更多
关键词 脑机接口(BCI) 稳态视觉诱发电位(SSVEP) 滤波器组的典型相关分析(FBCCA) 功率谱密度(PSD) 频率识别
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混合现实场景下结合SSVEP与眼动追踪的脑控机械臂系统
5
作者 李奇 宗子彦 +3 位作者 武岩 宋雨 张航 刘铭然 《重庆理工大学学报(自然科学)》 CAS 北大核心 2024年第7期93-100,共8页
针对混合现实场景下脑控机械臂系统交互性差、指令集小的问题,设计了一种结合稳态视觉诱发电位(SSVEP)和眼动追踪技术的混合现实脑控机械臂系统。该系统通过眼动追踪技术实现目标区域的初选,而SSVEP信号则被用于在初选区域内识别最终的... 针对混合现实场景下脑控机械臂系统交互性差、指令集小的问题,设计了一种结合稳态视觉诱发电位(SSVEP)和眼动追踪技术的混合现实脑控机械臂系统。该系统通过眼动追踪技术实现目标区域的初选,而SSVEP信号则被用于在初选区域内识别最终的目标指令。在不增加刺激类别数量的前提下扩大了指令集,并根据受试者的视线停留区域实现异步控制。离线实验结果表明,在使用相同刺激类别数量的情况下,增加视觉刺激目标数量不会对分类准确率产生显著影响。通过在线实验验证了系统的适用性,相较于使用单一SSVEP范式的机械臂控制系统,所提出的系统具有更好的交互性和更大的指令集。 展开更多
关键词 脑机接口 机械臂 稳态视觉诱发电位 混合现实 眼动追踪
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基于CCA融合FFT的SSVEP脑机接口分类算法
6
作者 胡瑢华 周浩 +2 位作者 曾成 熊特 徐亦璐 《南昌大学学报(工科版)》 CAS 2024年第1期105-110,共6页
为解决多目标刺激范式的稳态视觉诱发电位脑电信号识别准确率低和信息传输率低的问题,提出了一种快速傅里叶变换同典型相关分析相结合的方法,通过快速傅里叶变换将信号训练成对应频率的训练模板,并作为参考信号与实时采集的信号进行典... 为解决多目标刺激范式的稳态视觉诱发电位脑电信号识别准确率低和信息传输率低的问题,提出了一种快速傅里叶变换同典型相关分析相结合的方法,通过快速傅里叶变换将信号训练成对应频率的训练模板,并作为参考信号与实时采集的信号进行典型相关分析来计算频率的识别准确率。6名受试者参与并完成了180组实验,在时间窗口长度为1.5 s的条件下,基于快速傅里叶变换-典型相关分析的稳态视觉诱发电位信号识别算法的平均识别准确率为93.98%,比典型相关分析算法提升了14.75%,信息传输率为62.30 bit·min^(-1),比典型相关分析算法提升了55.63%。实验结果表明,快速傅里叶变换-典型相关分析算法性能更优。 展开更多
关键词 脑机接口 稳态视觉诱发电位 多目标刺激范式 典型相关分析 识别准确率 信息传输率
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联合经验模式分解和混沌理论的稳态视觉诱发电位脑电识别
7
作者 郭晓冰 徐光华 +3 位作者 李辉 谢杰仁 江翰立 张四聪 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期34-42,共9页
针对多目标稳态视觉诱发电位(SSVEP)信号识别准确率低、线性识别方法抑制噪声的同时也会抑制信号本身特征等问题,基于经验模式分解对信号的降噪特性、达芬混沌系统对微弱周期信号的敏感性及噪声的免疫特性,提出了一种非线性多目标SSVEP... 针对多目标稳态视觉诱发电位(SSVEP)信号识别准确率低、线性识别方法抑制噪声的同时也会抑制信号本身特征等问题,基于经验模式分解对信号的降噪特性、达芬混沌系统对微弱周期信号的敏感性及噪声的免疫特性,提出了一种非线性多目标SSVEP信号识别算法。首先,采用共平均参考算法将多通道SSVEP信号融合成单通道信号,通过傅里叶变换求得SSVEP信号的相位谱,为达芬混沌系统周期策动力添加相位;接着,采用经验模式分解降噪,将获得的第一个本征模函数输入到达芬混沌系统中,利用基于频谱差异的混沌系统状态判别方法,求解各目标的刺激频率幅值;最后,根据最大刺激频率幅值确定刺激目标,实现了对多目标SSVEP信号的识别。研究结果表明:相较于典型相关分析法,所提非线性信号处理方法的平均识别准确率提高了7.3%,平均信息传输速率提高了3.84bit/min。该研究为探究非线性SSVEP信号解码算法提供了新方向。 展开更多
关键词 稳态视觉诱发电位 达芬混沌系统 非线性信号处理 经验模式分解
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基于迁移学习和残差网络的SSVEP信号识别
8
作者 尹菁 王贤敏 +1 位作者 王力哲 郭海湘 《计算机仿真》 2024年第9期323-329,共7页
针对脑电信号中的稳态视觉诱发电位(SSVEP)信号目标识别难以适应个体差异、识别稳定性差、精度低的难题,提出了一种参数共享迁移学习的残差网络SSVEP信号识别方法。首先,利用离散小波变换将多通道SSVEP信号转化为小波系数,并与变换前信... 针对脑电信号中的稳态视觉诱发电位(SSVEP)信号目标识别难以适应个体差异、识别稳定性差、精度低的难题,提出了一种参数共享迁移学习的残差网络SSVEP信号识别方法。首先,利用离散小波变换将多通道SSVEP信号转化为小波系数,并与变换前信号构成特征矩阵作为输入特征集,提升特征提取的丰富性;其次,建立融合空间注意力机制的残差网络,利用清华大学脑—机接口提供的两个SSVEP信号数据集,包括105名被试,进行跨任务的迁移训练,把源域上训练完成的网络逐模块迁移至目标网络以获取合适的迁移模块,迁移后连接2层残差块和模式识别单元得到跨个体差异识别结果。实验结果显示,在1s时间窗口,训练与测试使用被试无交集情况下,测试集的总识别率达到84.2%,提升了脑电信号识别的个体适应性,验证了提出的方法在提高SSVEP信号识别的稳健性和准确性上具有优势。 展开更多
关键词 稳态视觉诱发电位 残差网络 迁移学习 注意力机制
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基于增强现实和目标识别的SSVEP脑-机接口技术研究
9
作者 马留洋 蒋龙杰 王宁 《电光系统》 2024年第2期33-39,共7页
文章将增强现实技术、基于人工智能的目标识别技术与BCI相结合,通过采用微软的Hololens作为视觉刺激呈现平台,实时显示前端视频采集设备获取的场景信息,利用YO-LO检测场景目标,根据目标数量映射相应数量闪烁刺激色块,受试者利用SSVEP对... 文章将增强现实技术、基于人工智能的目标识别技术与BCI相结合,通过采用微软的Hololens作为视觉刺激呈现平台,实时显示前端视频采集设备获取的场景信息,利用YO-LO检测场景目标,根据目标数量映射相应数量闪烁刺激色块,受试者利用SSVEP对检测到的目标进行敏感目标筛选。8名受试者进行相应试验,并成功诱发出明显SSVEP信号,利用1.5s数据提取4种频率特征,分别获得90.00%,90.00%94.00%和90.00%的平均识别率,在敏感目标在线检测试验中获得很好的效果。该研究表明,本系统为敏感目标筛选提供了新的技术方案,并为BCI系统的日常化应用提供了可能性。 展开更多
关键词 脑-机接口 稳态视觉诱发电位 增强现实 人工智能 YOLO
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基于滤波器组典型相关分析的SSVEP信号分类方法
10
作者 马洪远 张学军 《智能计算机与应用》 2024年第7期29-36,共8页
基于稳态视觉诱发电位(SSVEP)的脑机接口系统存在鲁棒性不足和短时分类准确率较低的问题,本文提出了一种基于滤波器组典型相关分析的SSVEP信号分类方法(FBCCA-SVM)。通过结合性能较为优秀的滤波器组典型相关分析(FBCCA)和鲁棒性强的支... 基于稳态视觉诱发电位(SSVEP)的脑机接口系统存在鲁棒性不足和短时分类准确率较低的问题,本文提出了一种基于滤波器组典型相关分析的SSVEP信号分类方法(FBCCA-SVM)。通过结合性能较为优秀的滤波器组典型相关分析(FBCCA)和鲁棒性强的支持向量机(SVM)的优点,使用SVM分类器替代FBCCA中的MAX分类器对FBCCA提取到的特征分类,在较短时间的刺激下在多目标分类中达到了较高的准确率和信息传输速率(ITR)。通过对8名受试者的实验结果表明,2 s的刺激时间下平均准确率为93.91%,信息传输速率为78.63 bit/min,与典型相关分析方法相比,平均准确率和信息传输速率分别提高了14.32%和25 bit/min;与滤波器组典型相关分析方法相比,分别提高了6.36%和9.66 bit/min;相比于主流识别算法,该方法性能得到明显提高,同时增强了目标分类的鲁棒性,为后续脑机接口系统的实际应用提供了实验基础。 展开更多
关键词 稳态视觉诱发电位 脑机接口 滤波器组典型相关分析 支持向量机 目标分类
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双模态稳态诱发脑电刺激系统设计
11
作者 陈妮 罗晓春 《电子技术应用》 2024年第8期48-53,共6页
稳态诱发脑电具有频率标签特性,在大脑的感知和认知研究中具有广泛应用。利用双模态刺激可以探索两类感知功能之间的相互影响。为此,设计一个集成视觉和听觉模态的周期性感觉刺激系统。系统以STM32F103RC为核心,控制AD9959输出两路正弦... 稳态诱发脑电具有频率标签特性,在大脑的感知和认知研究中具有广泛应用。利用双模态刺激可以探索两类感知功能之间的相互影响。为此,设计一个集成视觉和听觉模态的周期性感觉刺激系统。系统以STM32F103RC为核心,控制AD9959输出两路正弦信号,输出信号经过七阶低通滤波电路和十倍放大电路处理,再控制LED灯和蜂鸣器产生视觉和听觉刺激。系统输出的正弦信号参数的平均误差分别为0.03%(频率)、1.10%(幅度)、0%(相位)。进一步,开展脑电采集实验。实验结果表明系统输出的视觉和听觉刺激能产生稳态诱发脑电。该系统在视听感知功能研究方面具有应用价值。 展开更多
关键词 双模态 感觉刺激 STM32F103RC AD9959 稳态诱发电位
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基于SSVEP信号的相频特性分类算法研究
12
作者 丛佩超 陈熙来 +3 位作者 肖宜轩 李文彬 刘俊杰 张欣 《电子测量技术》 北大核心 2024年第5期188-198,共11页
目前基于稳态视觉诱发电位(SSVEP)的脑-机接口在人机协作中受到广泛关注,现有面向SSVEP信号的相位与频率信息的深度学习分类方法,仍存在由于信息利用不充分导致的SSVEP信号分类效果较差等问题。而目前已出现多种分类算法用于解决上述问... 目前基于稳态视觉诱发电位(SSVEP)的脑-机接口在人机协作中受到广泛关注,现有面向SSVEP信号的相位与频率信息的深度学习分类方法,仍存在由于信息利用不充分导致的SSVEP信号分类效果较差等问题。而目前已出现多种分类算法用于解决上述问题。本文基于迁移学习思想提出一种用于SSVEP信号分类的深度神经网络模型,将快速傅里叶变换后的复向量作为输入,对各个导联的实、虚部向量进行卷积,学习对应的相频特性。该模型分为两部分:第一部分利用所有被试者之间的统计共性获得相位和频率信息的全局相频特征模块;第二部分利用训练好的全局相频特征模块对局部相频特征模块进行初始化,通过局部相频特征模块的进一步强化学习对训练参数进行微调,以减少每个被试者之间的个体差异。在公开数据集BETA上进行测试,在时窗长度为1.5 s时,平均准确率和平均信息传输率分别为89.98%和71.80 bit/min。实验结果表明,与其他方法相比,本文的分类算法模型取得了较为不错的分类效果,所设计的全局、局部相频特征模块能够改善个体差异因素对分类结果的影响,为深入挖掘、利用SSVEP信号中的相位和频率信息提供了全新思路。 展开更多
关键词 稳态视觉诱发电位 迁移学习 深度神经网络 相频特性
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SSSEP提升下肢MI-BCI系统性能及其多维脑电特征分析 被引量:2
13
作者 张力新 常美榕 +2 位作者 王仲朋 陈龙 明东 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期429-437,共9页
运动想象脑-机接口(MI-BCI)可解码用户运动意图,为无法自主运动患者提供一种额外交互控制通道,辅助或改善其生活方式。针对现有下肢MI-BCI分类性能较低等关键问题,引入了体感电刺激(ES)用于下肢MI-BCI构建混合范式(MI+ES),并与传统单一... 运动想象脑-机接口(MI-BCI)可解码用户运动意图,为无法自主运动患者提供一种额外交互控制通道,辅助或改善其生活方式。针对现有下肢MI-BCI分类性能较低等关键问题,引入了体感电刺激(ES)用于下肢MI-BCI构建混合范式(MI+ES),并与传统单一范式(MI)对比。共20名年轻健康右利手受试参与实验,5名参与最优诱发频率验证试验,15名参与正式实验。随后采集了参与正式实验的15名受试不同条件下脑电(EEG)数据,应用傅里叶变换(FFT)和事件相关谱扰动(ERSP)算法提取EEG频域响应、时频特征等,并计算alpha(8~14 Hz)、低beta(15~24 Hz)和高beta(25~35 Hz)等多频段能量变化。此外,分别探索了MI/(MI+ES)条件、共空间模式(CSP)/基于多频率成分的共空间模式(FBCSP)特征提取方法对下肢MI-BCI系统分类性能的影响。结果表明,引入体感电刺激策略可诱发明显的SSSEP特征,MI+ES条件分类准确率较单一MI条件有显著性提升(P<0.001),且应用FBCSP方法的系统分类准确率显著优于经典CSP方法(P<0.01):CSP特征提取方法下MI+ES条件的平均分类准确率为70.2%,其中受试S15的分类准确率达84.2%;FBCSP方法下的平均分类准确率为71.7%,受试S15的分类结果达到90%。初步证实了受试在体感电刺激条件下可诱发出明显的SSSEP特征,而且其融合MI可有效提升下肢MI-BCI分类性能,可支撑下肢MI-BCI系统的实用化进程,也为外周神经相关体感刺激调控方法的优化设计提供了新的技术思路。 展开更多
关键词 下肢运动想象 脑-机接口(BCI) 稳态体感诱发电位(sssep) 事件相关谱扰动 分类识别
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Neural suppression of distractors surrounding the spotlight:Evidence from steady-state visual evoked potentials 被引量:1
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作者 ZHAO JunBang ZHANG ZhiJun ZHANG Chen TANG Yi LIU ZhiFang 《Chinese Science Bulletin》 SCIE EI CAS 2012年第14期1680-1684,共5页
The present study investigated the allocation of spatial attention using steady-state visual evoked potentials(SSVEPs).The SSVEP is elicited in visual cortical areas by a repetitive flicker having the same fundamental... The present study investigated the allocation of spatial attention using steady-state visual evoked potentials(SSVEPs).The SSVEP is elicited in visual cortical areas by a repetitive flicker having the same fundamental frequency as the driving stimulus.Two flickers were applied with the letter stream presented in the center of the monitor and the distractor presented on either the left or right side of the target.Participants were instructed to detect the target letter in the letter stream.The distance of the two flickers was manipulated.The results show that the amplitudes of the SSVEPs elicited by the distractor were enhanced when it was in the closest position and suppressed when it was at a farther distance.But the amplitudes rebounded at the farthest distance.Meanwhile,the SSVEP elicited by the target flicker remained stable independent of the distance of the distractor.Thus,the present study indicates that focused attention involves neural suppression surrounding the classic "spotlight",and the SSVEP paradigms open new avenues for studying the attentional suppression mechanism. 展开更多
关键词 视觉诱发电位 周围神经 聚光灯 稳态 证据 视觉皮层 监控中心 抑制机制
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Studying the Effect of the Pre-Stimulation Paradigm on Steady-State Visual Evoked Potentials with Dynamic Models Based on the Zero-Pole Analytical Method 被引量:1
15
作者 Shangen Zhang Xu Han Xiaorong Gao 《Tsinghua Science and Technology》 SCIE EI CAS CSCD 2020年第3期435-446,共12页
This study explored methods for improving the performance of Steady-State Visual Evoked Potential(SSVEP)-based Brain-Computer Interfaces(BCI), and introduced a new analytical method to quantitatively analyze and refle... This study explored methods for improving the performance of Steady-State Visual Evoked Potential(SSVEP)-based Brain-Computer Interfaces(BCI), and introduced a new analytical method to quantitatively analyze and reflect the characteristics of SSVEP. We focused on the effect of the pre-stimulation paradigm on the SSVEP dynamic models and the dynamic response process of SSVEP, and performed a comparative analysis of three pre-stimulus paradigms(black, gray, and white). Four dynamic models with different orders(second-and third-order)and with and without a zero point were used to fit the SSVEP envelope. The zero-pole analytical method was adopted to conduct quantitative analysis on the dynamic models, and the response characteristics of SSVEP were represented by zero-pole distribution characteristics. The results of this study indicated that the pre-stimulation paradigm affects the characteristics of SSVEP, and the dynamic models had good fitting abilities with SSVEPs under various types of pre-stimulation. Furthermore, the zero-pole characteristics of the models effectively characterize the damping coefficient, oscillation period, and other SSVEP characteristics. The comparison of zeros and poles indicated that the gray pre-stimulation condition corresponds to a lower damping coefficient, thus showing its potential to improve the performance of SSVEP-BCIs. 展开更多
关键词 steady-state Visual evoked potential(SSVEP) dynamic model PRE-STIMULATION zero and pole analysis brain-computer interface
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结合表面肌电与稳态视觉诱发电位的混合脑机接口关键技术研究
16
作者 冯莉 《电子测量技术》 北大核心 2023年第18期1-5,共5页
脑-机接口技术旨在大脑与外部环境之间建立一种全新的不依赖于外周神经和肌肉的交流与控制通道。基于稳态视觉诱发电位的脑-机接口是目前信息传输率最高的无创脑-机接口范式,但是仍低于传统的交互方式。提出一种结合表面肌电与稳态视觉... 脑-机接口技术旨在大脑与外部环境之间建立一种全新的不依赖于外周神经和肌肉的交流与控制通道。基于稳态视觉诱发电位的脑-机接口是目前信息传输率最高的无创脑-机接口范式,但是仍低于传统的交互方式。提出一种结合表面肌电与稳态视觉诱发电位的混合脑-机接口,以进一步提高系统的信息传输率。通过不同频率的高频稳态视觉诱发电位结合sEMG编码,实现二者混合脑-机接口系统。利用典型相关分析方法对SSVEP信号进行频率识别,sEMG的检测则采用频域分析方法。来自8名健康受试者的离线结果表明该系统能够获得84.28%的平均准确率,平均信息传输率为72.63 bits/min。这些结果为结合表面肌电与稳态视觉诱发电位的混合脑-机接口研究奠定了基础。 展开更多
关键词 脑-机接口 稳态视觉诱发电位 表面肌电 典型相关分析
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基于左右视野刺激范式的耳后SSVEP-BCI系统 被引量:1
17
作者 梁栗炎 李文宇 +4 位作者 张倩 张利剑 周洁 陈远方 高小榕 《北京生物医学工程》 2023年第4期361-369,共9页
目的基于稳态视觉诱发电位(steady-state visual evoked potential,SSVEP)范式的脑机接口(brain-computer interface,BCI)主要信号响应位于枕叶区,因而通常需要使用者洗头、佩戴脑电帽并辅助使用导电膏,给实际应用带来不便。耳后区域虽... 目的基于稳态视觉诱发电位(steady-state visual evoked potential,SSVEP)范式的脑机接口(brain-computer interface,BCI)主要信号响应位于枕叶区,因而通常需要使用者洗头、佩戴脑电帽并辅助使用导电膏,给实际应用带来不便。耳后区域虽然可直接通过电极贴的方式快速开展SSVEP-BCI应用,但由于SSVEP在耳后区域的响应信号较弱,最终的系统性能受限。为提升SSVEP-BCI的耳后应用性能,本研究引入左右视野刺激范式,设计耳机与凝胶电极结合的采集方式,开发了一套便携性的耳后SSVEP脑机接口应用系统。方法系统由刺激与反馈端、数据采集端、数据处理系统3部分构成,其中刺激与反馈端实时进行SSVEP刺激及结果显示;数据采集端可实时获取耳后区域8通道的脑电数据,分别支持贴片湿电极及凝胶电极方案;数据处理系统对采集到的信号实时处理识别,并将结果反馈至刺激与反馈端。最终,为验证系统性能,研究分别采用湿电极与凝胶电极的系统方案在开放环境进行了标准SSVEP刺激与左右视野SSVEP刺激的在线对照试验。结果在线验证试验中,凝胶电极的采集方式达到95.8%±5.3%的识别正确率及(22.9±3.0)bits/min的信息传输速率,与耳后湿电极方案效果接近。且左右视野刺激范式较标准范式的识别正确率提高了40.9%,信息传输速率提高了14.3 bits/min。结论以上结果表明,基于左右视野刺激范式的耳后SSVEP-BCI系统取得了很好的应用效果,使用者可快速开展脑机交互应用,有望将SSVEP-BCI推广至更广泛的应用场景。 展开更多
关键词 脑机接口 稳态视觉诱发电位 左右视野 耳后 凝胶电极
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基于改进扩展典型相关分析的SSVEP信号识别方法 被引量:3
18
作者 芦鹏 戴凤智 +2 位作者 尹迪 温浩康 高一婷 《电子测量技术》 北大核心 2023年第1期78-83,共6页
现有的稳态视觉诱发电位(SSVEP)的信号识别方法没有充分关注信号的相位特征在识别过程中的重要作用,为此提出一种扩展典型相关分析(eCCA)的改进方法。将联合频率-相位调制编码的刺激范式中的相位参数添加到由受试者训练数据所构造的参... 现有的稳态视觉诱发电位(SSVEP)的信号识别方法没有充分关注信号的相位特征在识别过程中的重要作用,为此提出一种扩展典型相关分析(eCCA)的改进方法。将联合频率-相位调制编码的刺激范式中的相位参数添加到由受试者训练数据所构造的参考信号,以此来实现对eCCA的相位约束,从而提升eCCA方法对SSVEP信号的识别性能。通过在公开数据集上与现有的SSVEP信号识别方法进行对比实验,表明所提方法对SSVEP信号的平均识别率提高到82.76%,信息传输速率提高至116.18 bits/min,且具有更好的稳定性。 展开更多
关键词 稳态视觉诱发电位 脑机接口 脑电信号 扩展典型相关分析
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基于空间滤波器组典型相关分析的SSVEP信号处理 被引量:1
19
作者 唐世泽 张学军 杨忆 《软件》 2023年第4期26-34,共9页
稳态视觉诱发电位(Steady-State Visual Evoked Potential,SSVEP)作为一种特征较为明显的脑电信号,有着训练迅速、数据集要求少、分类准确率高等优点,近年来广受关注。SSVEP信号采集的过程中会受到环境、设备、人工操作等因素的影响,因... 稳态视觉诱发电位(Steady-State Visual Evoked Potential,SSVEP)作为一种特征较为明显的脑电信号,有着训练迅速、数据集要求少、分类准确率高等优点,近年来广受关注。SSVEP信号采集的过程中会受到环境、设备、人工操作等因素的影响,因此模型对不同信噪比信号的稳定性显得尤为重要。本文提出一种空间滤波器组典型相关分析模型,在原始信号、人工合成信号、平均特征信号三者之间提取四种空间滤波器用于后续分类,并将该模型与另外四种模型在不同信噪比情况下进行对比分析。六组低信噪比数据集为采集数据、六组高信噪比数据集为清华数据集,实验证明该模型在使用高低信噪比数据时均有优秀的分类性能,最高可达99.24%,且对不同数据长度有较高鲁棒性,同时信息传递速率(Information Translate Rate,ITR)最高可达105.1bits/min。 展开更多
关键词 脑机接口技术 稳态视觉诱发电位 空间滤波器组典型相关分析
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基于头皮拉普拉斯脑电电极的高空间分辨率SSVEP信号采集与分析研究
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作者 许敏鹏 丁茹梦 +3 位作者 郑春厚 蔡雨 李辉 明东 《信号处理》 CSCD 北大核心 2023年第8期1455-1464,共10页
脑电信号(Electroencephalogram,EEG)因其具有时间分辨率高、方便易得等优点被广泛应用。然而脑电信号的空间分辨率较低,导致其应用效果受限。拉普拉斯滤波方法已被证明可提高体表电位的空间分辨率。传统拉普拉斯脑电研究通常利用算子... 脑电信号(Electroencephalogram,EEG)因其具有时间分辨率高、方便易得等优点被广泛应用。然而脑电信号的空间分辨率较低,导致其应用效果受限。拉普拉斯滤波方法已被证明可提高体表电位的空间分辨率。传统拉普拉斯脑电研究通常利用算子来估计圆盘电极阵列中的拉普拉斯电势。但是圆盘电极间距大,使得该方法估计结果精度较低。针对上述问题,本文设计了一种拉普拉斯脑电电极及其采集方案,分别从仿真实验和人体实验两方面验证了其有效性。仿真结果表明拉普拉斯电极空间分辨率可比传统圆盘电极提高约41.4%。人体实验结果表明大脑左右半球视觉皮层同时产生稳态视觉诱发电位(Steady-state visual evoked potentials,SSVEP)时,拉普拉斯脑电信号可明显分辨出左右半球两个独立的SSVEP源信号,而传统脑电信号无法区分这两个独立脑电源。上述研究结果证明,本文设计的拉普拉斯脑电电极及其采集方案能够有效提升脑电的空间分辨率,有望实现更精确的脑电源定位。 展开更多
关键词 头皮拉普拉斯脑电 稳态视觉诱发电位 拉普拉斯脑电电极
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