脑力负荷影响下的P300-Speller性能提升方法研究

发布时间：2025-06-25 21:44

　　作为一种重要的脑-机接口范式,P300-Speller由于具有特征稳定、无需训练等优点,获得了广泛的应用。然而,在实际使用中,由于工作记忆、计算等并行思考任务的存在,P300-Speller识别效果会受到脑力负荷等因素的影响。因此,研究改善脑力负荷影响进而提升P300-Speller鲁棒性的方法具有重要的意义。本研究通过双任务范式模拟实际应用场景,从离线训练模型和在线停止策略两个方面尝试提升脑力负荷影响下的P300-Speller系统性能。在训练模型方面,本研究在经典行列式P300-Speller的基础上分别引入n-back和心算并行任务。在建立训练模型时尝试在传统的P300-Speller数据中引入双任务条件下的数据混合并建模,然后分别在任务类型相同和不同的双任务条件下进行测试。结果表明两种情况下字符识别率都出现了明显的提高,任务类型相同时提高更明显,而且提高程度与建模条件任务的类型和难度有关。研究结果证明了混合数据建模提高脑力负荷影响下P300-Speller性能的有效性并为P300-Speller建立任务通用模型提供可行性。在停止策略方面,实验设计同样引入双任务范式,包含spell...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1BCI系统的基本结构

神经电生理信号会出现某些特定的变化。通过特定的检测手段将这征提取出来，并进行分类识别从而分辨出受试者的意图，并将其转机指令进而控制和操作外部设备，实现不使用语言和肢体，直接通控制外部环境。BCI系统基本结构如图1-1所示，主要包括信号采集、信号处理、以及反馈环节四个部分。信....

图1-2Wickens多重资源理论模型

包括处理过程、编码和模态。在处理过程维度上，感过程与反应过程（选择和动作执行过程）调用的认知资源是不同的维度上，分为空间和语言编码两部分。空间和语言活动将调用不同源。模态维度只存在于感知而不存在于认知和反应过程中，分为视感知两部分并调用不同的大脑资源。后来，在视觉感知部分又增加维....

图1-3本文主要研究内容结构图

第1章绪论系统结构的组成模块，各模块的功能和实现方法以及模块间的通讯方式后介绍了在线系统的数据实时处理方法，详细说明了基于动态停止策略符识别过程以及评价BCI性能的常用指标。最后介绍了实验结果并展开，包括行为学数据及RSME结果、多种脑力负荷状态下基于两种停止策P....

图2-1实验流程设计

第2章基于混合数据建模的P300-Speller性能提升方法闪开始后始终注视目标字符并注意该字符是否被点亮，直到完成十轮重复烁。之后，另一个目标字符被点亮开始下一个trial。在每轮闪烁中，有两闪烁包含目标字符，十次闪烁不包括目标字符。因此，在每个trial中将产....

本文编号：4052664