文档介绍：基于P300高性能BCI打字机的研究与实现摘要:随着科技的发展,人们对于计算机能力的提高日益强大,从而推动了人机交互技术的不断发展。类似于传统的人机交互方式(键盘,鼠标,遥控器等),脑机接口(puterInterface,BCI)技术同样也可以被当作成一种人机交互方式。在字符输入中,以往的诱发界面常用6×6矩阵(26个字母加10个阿拉伯数字),并按照一定顺序排列并以横、列方式进行闪烁,然后利用P300来分析所输入的字符。本文按照字母出现频率不同以一定方式组合成不同的诱发界面,通过对比找出高性能的BCI打字机。为以后BCI系统诱发界面应用中提供一些必要的参考依据。关键字:脑机接口;P300;诱发界面中图分类号:TP335文献标识码:A1引言随着科学技术的不断发展,人们对电脑的技术的依赖性不断加强以及对大脑功能的认识不断深入了解,由此出现了一个新型领域——脑机接口。当人们进行某种行为的时候,大脑中会产生相应的生理信号,并在头皮那里以不同电位的形式显示出来,这样可以通过一定的方法可以反映出人们的生理意图。它代替人体的神经系统和肌肉组织向外部传送大脑的信息和指令,从而有效的完成对外界的交流和控制任务,这就是脑机接口(BCI)。脑电图(EEG)是通过脑电图描记仪将人体脑部自身产生的微弱生物电放大记录而得到的曲线图。根据系统所依赖的EEG成分的不同,BCI可分为多个类型,主要有稳态视觉诱发电位(SSVEP)、事件相关诱发电位(ERP)、运动想象(MI)等,其中常用于字符输入的主要是基于SSVEP和ERP。P300是一种事件相关电位,其峰值大约出现在事件发生后300ms,相关事件发生的概率越小,所引起的P300越显著,P300主要用于ERP中。当前诱发界面的P300—BCI大多数都是按正常字母的排列,又是以一定的横列闪烁方式,由于只有六行六列,事件发生的概率为1/6,所以P300的效果不是很明显,字符输入的效率就没那么高,并且用户在线实验久了,很容易产生视觉疲劳。在本研究中,研究者设计并实现了基于P300的高性能虚拟键盘输入BCI系统,针对字母出现频率的不同,按照字母出现频率不同以一定方式进行组合成不同的诱发界面,闪烁方式对每个字符都是随机的,事件发生的概率为1/40,使事件出现的概率大大降低从而P300才会更加显著。、信号处理、模式识别与分类、外部控制装置和反馈装置等部分组成。(如图1):P300随小概率靶事件出现,事件概率越小,P300电位就越显著。如果能使用户选择的对象成为小概率事件,则当此对象出现时,其EEG中就会出现P300电位。再通过检测P300发生时刻,就能判断用户的选择。在随机闪烁时,由于每个选项框闪烁的概率相等,当用户将其中的一块当做自己预想选择时,每个字符在一个round中随机闪烁一次,高性能界面有40个字符,并且每个字符是随机闪烁的,其概率为1/40,诱发出的P300电位将很明显。在随后的实验也验证了对字符输入的准确率有一定的提高。,而该高性能打字机每输入一个round时只需用到一次P300;以往的诱发界