基于人脸辨别的脑机接口系统范式及分类算法研究

发布时间：2025-06-27 05:56

　　近十几年间,脑机接口系统不断发展,已取得稳定良好的性能。但由于系统实用性较低,仍无法投入大规模的应用。本文在总结归纳的基础上,从两方面着手提升脑机接口系统的性能:第一、优化刺激诱发范式,即提出可诱发更大振幅、更多种类事件相关电位的刺激范式;第二、优化分类识别算法,即寻求训练模型更好,分类准确率更高的分类算法。刺激诱发范式方面,为探究大脑在辨别人脸时的认知机制以及熟悉度(familiarity)属性对脑机接口系统的影响机制,本文基于人脸刺激诱发范式,提出用熟悉度更高的熟悉人脸(母亲)和自己的脸代替著名人脸(中国篮球运动员姚明),同时采用行列闪矩阵变换的方式避免了传统行列闪刺激范式中的“邻闪”现象。然后比较了被试者在熟悉人脸、自己的脸、著名人脸三种刺激范式实验中诱发出的事件相关电位的特点和差异,并采用传统的贝叶斯线性判别分析分类算法比较了三种人脸刺激范式的性能。实验结果证明,自己的脸刺激范式相比于熟悉人脸和著名人脸刺激范式,确实诱发了振幅更大的P300电位,并取得了更高的分类正确率。分类识别算法方面,本文研究了深度学习在脑电信号分类中的应用,提出将卷积神经网络应用于脑电信号的分类识别,设计并...

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1 Quick-Caps电极帽

CompumdicsNeuroscan提供的Quick-Caps电极帽由高弹性透气莱卡材料制成,如图2.1所示。它具有柔软的氯丁橡胶电极凝胶储存器,可提高被试者的舒适度。64个电极都按照国际10-20电极放置标准放置。SYNAmpsRT是来自CompumdicsNeuros....

图2.2 SYNAmps RT放大器

SYNAmpsRT是来自CompumdicsNeuroscan的最新EEG、ERP和EP放大器,如图2.2所示。它为放大器技术设立了一个新的标准,提供了一个高采样率(20000Hz)记录P300的采集系统。64通道的SynAmpsRTEEG系统有一个流浆箱,包括64个单极....

图3.1行列闪刺激范式

基于小概率诱发的原理,Farwell和Donchin于1988年提出了经典的行列闪刺激范式(FD)[19]。范式界面是一个6?6的字符矩阵,包括26个英文字母(A-Z)和10个数字(0-9),背景为黑色,如图3.1所示。实验开始后,所有字符按行和列随机由灰色变为白色,当包含目标字....

图3.2单闪刺激范式

但是,行列闪刺激范式确定目标字符的方式仍有欠缺,相邻字符会互相干扰(邻闪),且字符识别的正确率不高。于是2004年,Guan在行列闪刺激范式的基础上提出了单闪刺激范式,如图3.2所示[20]。目标字符出现的概率从16降低到了136,也将行和列两次高亮确定目标字符降为仅需一次。....

本文编号：4053916