文档介绍：中南民族大学硕士学位论文
摘要
在脑—计算机接口(Brain- Computer Interface, BCI)设计中,通信载波的提
取是关键问题之一。为此构建了一个基于小波变换和子空间方法相结合的算法,
来实现BCI通信载波的提取。该算法数据量大,计算复杂度高,因此建立了一个
数字信号处理(DSP)系统,作为BCI通信载波算法提取的平台。
论文应用DSP信号采集和处理技术,结合BCI系统设计需求,设计了一个BCI
通信载波提取系统。DSP系统设计中,应用多通道缓冲串口(McBSP)实现了DSP
与模数转换器(A/D)的接口设计;扩展了外部存储器和可以实现上电自动加载
的FLASH;根据串行外设接口(SPI)标准,应用通用输入输出口(GPIO)实现了
DSP与无线模块的数据传输。另外,为了实现DSP系统和上位机的通信,我们应用
通用串行总线(USB)接口和无线模块来实现。
在DSP环境下,首先运用子空间方法对含有视觉诱发电位(VEP)的脑电信
号(EEG)进行预处理,去除部分噪声信号;然后对预处理后的信号用小波变换
处理,进一步去噪以及提取BCI通信载波VEP信号。为了进一步提高信号处理速
度,采用了提升格式的小波变换及其逆变换。
利用EDA工具Protel99se完成了DSP硬件系统的设计,在CCS环境下完成了
DSP算法的实现。测试表明,DSP硬件系统的信号采集效果很好,系统的数据通
信能够达到实时要求,DSP系统能够实现BCI通信载波提取的算法。
关键词: 脑-计算机接口;数字信号处理器;提升小波;子空间方法
I
基于 DSP 的 BCI 通信载波提取算法的实现
ABSTRACT
In the puter Interface (BCI), extraction of munication carrier
is one of the important problems. We develop an algorithm of subspaces method and
lift wavelet to extract the munication carrier. The algorithm have high
plexity and the amount of data to be processed is large, so we put
forward a Digital Signal Processing (DSP) system , which used for the platform of the
extraction of munication carrier algorithm.
This paper introduce the signal collecting and processing method of using the
DSP application technology, integrate the demand of the BCI system design, put
forward a system of munication carrier extraction. In the DSP system design,
use the Multi-channel Buffer Serial Port (McBSP) plete the interface between
DSP and A/D; extend the external RAM and FLASH that used for automated loading
when power on; apply the GPIO plete DSP and wireless module’s data
transaction. In addition,we use USB and wireless module municate the DSP
and the up system.
In the DSP system, we use the subspaces method to pre-process the EEG signal,
which including VEP signal, then use the wavelet transform to de-noise the EEG
signal, and extract the munication carrier. For further process speed, we
adopt the lifting