基于汉字的多模态脑机交互技术研究

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1、乘兩：ｋ聲巧±学位论文基于汉字的多模态脑机交互技术研究专业名巧：物理电子学研究生姓名：王力导师姓名：张雄ＲＥＳＥＡＲＣＨＯＦＭＵＬＴＩＭＯＤＡＬＢＲＡＩＮ－ＣＯＭＰＵＴＥＲＩＮＴＥＲＡＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＢ乂ＳＥＤＯＮＣＨＩＮＥＳＥＣＨＡＲＡＣＴＥＲＳＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｅｄ化ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒ化ｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅｏｆＤｏ別ｏｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＢＹＷＡＮＧＬｉ

2、ＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＰｒｏｆ．ＺＨＡＮＧＸｉｏｎｇＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇＳｏｕｔｈｅａ巧ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａ２０１５ｙ，东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研充工作及取得的研究成果，。尽我所知除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研巧成果，也不包含为获一得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研巧所做的

3、任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。〇巧、５．研究生签名：毛方日期：１巧东南大学学位论文使用授权声明东南大学、国，、中国科学技术信息研巧所家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档一可Ｗ采用影印。。、缩印或其他复制手段保存论文本人电子文档的内容和纸质论文的内容相致除在保密、，，可Ｗ公布期内的保密论文外允许论文被查阁和借闽（包括Ｗ电子信息形式刊登）论文的全部内容或中英文摘要等部分内容。论文的公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。‘力别、多研巧生签名＼１

4、曰期文饼家巧：王币巧名；苗春，：（＾摘要ｆ巧要ｃ－２人机交互是种研究人与系统Ｃ包括计算机＾及机械设备等）信息交换的技术。脑机接一組织口属于种新型人机交互方式，它不依赖于正常的外周神经和化肉，为大脑和外部设备一直来植建立了条接的通信渠道。目前脑机接口的主要信号为脑电信号’该信号自非入式的采集设备，具有成本低廉、操作方便和无损伤等优点。本文针对基于自发脑电信号的脑机接入验构建在线脑机接口训练系统，口进行了深的研巧，在充分分析离线实数据的基础上，了有效地提高了脑电信号的识别率。

5、在自发脑电信号的基础上设计了基于汉字默读的语言想象脑机接口’沪巧Ｍ位受试者进行离线试验Ｗ采集脑电信号。采用事件相关谱扰动时频分析算法为每位势试者确定合适的滤波范围。根据该滤波范围计算每个电极的事件相关Ｃ去）同步化。实验结果表明汉字默读与运动想象类似，也会诱导脑电信号在特定大脑皮层发生事件相关（去）同步化现象。通过等效偶极子源定位计算脑电信号的空间源分布，使用事件相关谱扰动图判断与汉字默读相关的偶极子。采用共空间模式作为特征提取的算法，两个汉字默读各自相对空闲状态的特征向量通ＵＷＷ空间模式易受到声的扰，优过支持向量机分类

6、后的结果分别为８和８。共噪干通过２Ｓ３３Ｐ心化滤波范围后两者的分类准确率分别提高到喻和？为了提商自发脑电信号的稳定性，设计了附加语言想象的意识任务多模态脑机接口。对Ｉ」语识二一Ｗ位＾巧＾的巧两抑哨？巧嘆嗦。第个姗咖言想象的意任务第个为单的意识任务。从频率、时间和空间Ｓ个角度来分析远两个子实验脑电信号的稳定性，分析方法分别为自回归功率谱密度、克隆巴赫ａ系数和共空间模式空间滤波。结震表明附加语言想象的意识任务所产生的信号更具有稳定性。两段想象期的信号分别与空闲期的信号相比较的分类古２：领％娘读

7、化悼打６；瓜结果在附加了语言想象后分别提高了４Ｗ？Ｓ’两她柳雌输地娘为了进一步提离不同意识任务间脑电信号的ｙ类准确率＾刖叫封封卽細Ｗ频率范围＿Ｉ一选模型。瞬ｊ山千Ｗ輔解陳骗打Ｗ％择在优化信号的时间聲；輔論雛针对运动想象脑机接口的操作维数数量有限，且维数较多时需要长期的训练才能获得满意的结果。将语言想象与左右手运动想象相结合，组成具有Ｓ维操作的多模态脑机接曰。通过事件相关谱扰动图分析每个电极的Ｅ防＾的巧雖片诚化錄帥刚佩炯巧峨脾鴻拖Ｅ发现这些共空间模式氣按照一对一的计算想象所诱导的信号在不同电极上可产生不同的

8、能量变化。法展一并将其提的能特征与互相关方程和相位锁定值分别计算的同步模型扩为二分类算法，取量化特征相结合Ｗ改善分类准确率。提出两类意识任务同步化差异最大的方法来选择同步化计算所用的电极对。Ｗ位巧谢借Ｗ读＾銷裸曲语唁想象的分类准确率最高ＣＭ＾＾’其次为§Ｗ左手运动想象（’少Ｗ，最后为右手运