基于FPGA的脑机接口实时系统

2 实验结果

采用本文方案构建的脑机接口系统进行实验。脑机接口实验通常为一组实验，分别选择不同的4个刺激模块(包括全部目标的选择)。在实验中，受试者头戴电极帽，眼睛距屏幕70 cm左右，控制光标移向所注视的目标。每次实验时，4个刺激模块完成一轮闪烁后，然后停顿几秒，进行下一轮闪烁。4轮闪烁，即4个刺激模块都能被选中后，自动停止闪烁。

实验中提取的瞬态视觉诱发电位波形如图4所示。图4(a)中，已经可以看到视觉诱发电位的雏形，但视觉诱发电位的特征不是十分明显。图4(b)中，用FIR滤波对诱发电位信号进一步处理，得到了特征比较明显的视觉诱发电位。

脑机接口的实验结果如表1所示，受试者是5名健康男性。正确判断时，在刺激模块停止闪烁的同时，光标立刻移向受试者注视的模块。

基于瞬态视觉诱发电位的脑机接口实验表明，本文给出的基于FPGA的脑机接口实时系统的方案是可行的。基于FPGA的VGA视觉刺激器，刺激频率十分稳定，刺激界面易于接受，修改升级方便。基于FPGA的脑电信号处理算法，采用少量次累加平均结合FIR滤波来提取诱发电位，并通过模板匹配的方法加以识别，可以快速准确地把瞬态诱发电位信号转换为控制命令，实现了实时的脑机接口系统。基于FPGA的脑机接口系统，是一种新的方法，也是对脑机接口实现方法的有益探索。