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基于眼电和稳态视觉诱发电位分析的目光跟踪方法被引量：6: 2012年; 眼动跟踪技术作为人机交互手段和行为检测方法已广泛应用于心理学和认知科学领域的研究,基于稳态视觉诱发电位的脑-机接口也是一种备受关注的人机交互方法。本研究提出一种结合眼电和稳态视觉诱发电位同步分析的眼睛注视点位置跟踪方法,通过同步检测两种电生理信号:眼电信号(EOG)和脑电信号(EEG)来实现。主要的处理算法有:基于EOG的人机交互算法,包括基线去除、去噪声、角度变换、基准校正等;基于SSVEP的脑-机接口算法,通过典型相关分析法实现。由SSVEP判断出的目标对应的屏幕坐标可以作为眼动分析中基准校正的输入参数。实验结果表明:每0.5 sEOG-HCI可以对注视点位置进行一次识别;每2 sSSVEP-BCI可以对注视目标做一次判别;两者既可以独立运行,也可以协同工作,相比单一信号的人机交互方法,可以缩短判断时间和提高准确率。; 郭琛高小榕; 关键词：EOG 脑-机接口稳态视觉诱发电位

基于Hermite滤波器的稳态视觉诱发电位背景标记Stroop效应包络分析被引量：1: 2014年; Stroop效应能够反映大脑对冲突干扰的注意.为了深入分析Stroop效应中大脑的认知活动过程,设计了稳态视觉诱发电位（SSVEP）背景标记的Stroop实验范式,记录同时含有事件相关电位（ERP）信号和SSVEP信号的脑电信号,并提出基于Hermite滤波器的脑电信号包络分析方法.采集了10例受试的脑电数据,分离得到ERP信号和SSVEP信号.在刺激后400 ～ 600 ms时间窗内,不一致条件的ERP信号比一致条件的ERP信号更负.条件之间的差异具有统计显著性,差异主要分布在前额区域,可视为Stroop效应在脑电上的体现.通过包络分析发现,SSVEP信号的包络在刺激后存在明显的下降过程.ERP信号Alpha频带总包络刺激之后的变化与其刺激之前的水平有关,若刺激之前Alpha频带总包络的水平较高,刺激之后包络先小幅上升后下降到比刺激前更低的水平；若刺激之前水平较低,刺激之后的包络上升后下降到与刺激前相当的水平.通过SSVEP背景标记Stroop实验范式和包络分析,可进一步研究Stroop效应的认知活动过程,也可为其他认知实验提供参照.; 高文静陈小刚高小榕; 关键词：STROOP效应

便携式听觉稳态诱发响应声音刺激器设计被引量：2: 2014年; 目的听觉稳态诱发响应（auditory steady state response,ASSR）对大脑的听觉系统研究有重要意义,但传统的用于ASSR实验的刺激设备较为昂贵且使用不便,本文给出一种便携式听觉刺激器的设计方案.方法以TI的TMS320C5515芯片作为核心处理器,利用SD卡存储用于声音刺激的配置文件以及声音数据,通过主芯片提供的SD卡接口及DMA通道读取声音数据,然后经过I2S总线,传递数据至音频编解码器中,最后完成声音的播放.该系统提供可视化的界面,供用户选择配置文件.同时提供一个基于MATLAB的工具包,用于将普通的音乐格式转化为系统兼容的声音数据格式.结果本系统支持8～ 192 kHz的声音采样率,支持单声道和立体声,支持声音位宽包括16位和32位,且允许输出声压级在87.5 dB的动态范围内变化,变化的步长为0.5dB.为验证本系统的实用性,4个受试参与了一系列ASSR实验,获得了预期的实验结果.结论本系统可用于ASSR实验中,且系统可保证长时间稳定频率的声音输出,因系统功耗小于200 mW,如果使用1000 mA·h的3.7V的锂电池供电,则系统可持续工作超过18.5 h.; 郑璞洁应俊高小榕

视觉感知空间分布对SSVEP调制成分的影响被引量：1: 2014年; 目的研究视觉感知空间分布对稳态视觉诱发电位(steady state visual evoked potential,SSVEP)调制成分的影响,为后续研究SSVEP调制成分与认知的关系奠定基础。方法使用两种闪烁频率分别标记两个刺激图像,设计并实现了"完全重合"、"左右半分"和"对角四分"三种不同空间分布的脑电实验。共9名被试参与此次研究。本文计算并比较了3种实验条件下SSVEP基本成分与调制成分的信噪比空间分布,并做配对t检验。结果调制成分的信噪比在"完全重合"时远大于"左右半分"和"对角四分",且在大部分电极处都具有显著性差异。后两种分布下调制成分非常微弱,并且"对角四分"略高于"左右半分"。结论当不同频率的刺激图像的视觉感知空间交叠时,SSVEP调制成分强,反之,则弱,且可能与交界区域有关。因此在有关SSVEP调制成分的研究中。; 杜智超陈志凯陈弘达高上凯高小榕; 关键词：脑-机接口稳态视觉诱发电位调制

基于SSVEP的时分式双眼竞争刺激系统被引量：4: 2013年; 双眼竞争(binocular rivalry)是指同一感知空间对双眼的刺激不一致且不变时主观感知却在变化的生理现象。它是研究意识与心理的一种标准范式。其客观检测方法一直是心理学和神经科学热衷的技术问题。稳态视觉诱发电位(steady-state visual evoked potential,SSVEP)是由周期视觉刺激信号引起的高信噪比脑电响应,常用于客观标记被识别或感知的目标。因此,将SSVEP用作双眼竞争中感知状态的客观检测指标将为研究双眼竞争的机理及应用拓展新的思路。本文基于主动式快门3D眼镜,使用DirectX-3D video技术和OpenGL技术完成基于多频率SSVEP的双眼竞争刺激平台搭建工作。并且本文设计了标准的双眼竞争实验验证了系统的可行性,该系统可成功实现双眼竞争现象中主观感知的客观跟随。; 陈志凯高上凯高小榕; 关键词：SSVEP OPENGL VIDEO

基于眼电的字符输入系统研究被引量：5: 2012年; 为有肢体运动障碍的群体提供一种不须依靠肢体进行信息交流的人机交互系统,使用者可以通过控制眼球视线方向实现与外界进行信息交流。设计了一种注视目标在屏幕上从中心往不同方向跳动的人机交互界面,利用水平和垂直眼电信号检测眼睛注视这些跳动目标时的眼动。算法步骤是首先采用数学形态学法去除眼电中的肌电和眨眼干扰,然后采用主成分分析法提取出不同眼球视线方向的特征向量,对眼电信号进行空间滤波,依据最大幅度所在方向和极性值判断眼球跳视方向,从而确定受试注视目标。结果表明,受试能够通过注视跳动目标,根据自己的意愿进行字符输入的操作。8个受试的结果表明系统的平均信息传输率为25.7 b/min。结合数学形态学和主成分分析的方法能够较好地提取出眼球跳视方向,并且可以转化为控制外界设备的命令。; 郑敏敏高小榕; 关键词：人机交互系统数学形态学主成分分析

基于眼电的阅读状态检测研究: 2014年; 目的阅读是一种重要的认知过程,可通过眼动检测实现观测。基于眼电的阅读检测算法可应用于不同的阅读行为和注意力水平的自动检测。方法通过提取阅读时水平眼电信号的特征以有效识别阅读活动。首先使用数学形态学对原始水平眼电信号进行平滑处理,去除眨眼和肌电等干扰。平滑后的眼电信号进行差分处理,然后提取出阅读时的水平眼电信号的特征,进行识别分类,从而判断出受试的阅读情况,并与实际的阅读状态进行比较。结果对阅读状态和非阅读状态时间段的分析结果显示,数学形态学和阈值法相结合的方法对眨眼和肌电等噪声的抗干扰能力较强,可有效识别出阅读活动,平均检测率为75%。结论数学形态学和特征提取相结合的方法能较好地提取出眼球的活动信息,应用于日常的阅读活动识别中。; 郑敏敏高小榕; 关键词：数学形态学特征提取

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国家自然科学基金(91120007)

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