基于FPGA的腦機(jī)接口系統(tǒng)方案

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

采用本文方案構(gòu)建的腦機(jī)接口系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。液晶面板走勢(shì)腦機(jī)接口實(shí)驗(yàn)通常為一組實(shí)驗(yàn)，分別選擇不同的4個(gè)刺激模塊(包括全部目標(biāo)的選擇)。在實(shí)驗(yàn)中，受試者頭戴電極帽，眼睛距屏幕70 cm左右，控制光標(biāo)移向所注視的目標(biāo)。每次實(shí)驗(yàn)時(shí)，4個(gè)刺激模塊完成一輪閃爍后，然后停頓幾秒，進(jìn)行下一輪閃爍。4輪閃爍，即4個(gè)刺激模塊都能被選中后，自動(dòng)停止閃爍。

實(shí)驗(yàn)中提取的瞬態(tài)視覺(jué)誘發(fā)電位波形如圖4所示。圖4(a)中，已經(jīng)可以看到視覺(jué)誘發(fā)電位的雛形，但視覺(jué)誘發(fā)電位的特征不是十分明顯。圖4(b)中，用FIR濾波對(duì)誘發(fā)電位信號(hào)進(jìn)一步處理，得到了特征比較明顯的視覺(jué)誘發(fā)電位。

腦機(jī)接口的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示，受試者是5名健康男性。正確判斷時(shí)，在刺激模塊停止閃爍的同時(shí)，光標(biāo)立刻移向受試者注視的模塊。

基于瞬態(tài)視覺(jué)誘發(fā)電位的腦機(jī)接口實(shí)驗(yàn)表明，本文給出的基于液晶面板走勢(shì)FPGA的腦機(jī)接口實(shí)時(shí)系統(tǒng)的方案是可行的。基于FPGA的VGA視覺(jué)刺激器，刺激頻率十分穩(wěn)定，刺激界面易于接受，修改升級(jí)方便。基于FPGA的腦電信號(hào)處理算法，采用少量次累加平均結(jié)合FIR濾波來(lái)提取誘發(fā)電位，并通過(guò)模板匹配的方法加以識(shí)別，可以快速準(zhǔn)確地把瞬態(tài)誘發(fā)電位信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制命令，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)的腦機(jī)接口系統(tǒng)。基于FPGA的腦機(jī)接口系統(tǒng)，是一種新的方法，也是對(duì)液晶面板走勢(shì)腦機(jī)接口實(shí)現(xiàn)方法的有益探索。