本書主要討論腦機接口的原理與實現，給出了一個采用眨眼誘發的EEG信號的完整腦機接口實現示例。書中首先介紹腦機接口的技術原理、EEG信號的獲取方法以及基於眨眼的腦機接口框架，之後詳細討論從EEG信號中識別有意眨眼的方法，包括時域和頻域方法。在此基礎上開發腦控應用繫統，將Emotiv腦電采集設備與MATLAB連接，實現EEG信號的獲取與分析。其中，針對EEG信號分析，介紹了事件相關電位、腦地形圖、EEG子頻帶功率、信道相干性等技術。本書適合腦機接口和生物醫學信號處理領域的技術人員閱讀，也適合高校相關專業的學生參考。

譯者序

前言

致謝

*1章緒論1

1.1基礎理論1

1.1.1腦機接口的成功案例2

1.1.2腦機接口的市場分析5

1.2技術回顧7

1.2.1人腦解剖結構8

1.2.2從人腦到計算機10

1.2.3基於有意眨眼的腦機接口與控制的研究概況13

1.3本書目標14

參考文獻15

*2章基於EEG的腦機接口18

2.1引言18

2.1.1基於EEG的BCI繫統架構19

2.2BCI相關技術22

2.2.1侵入式和部分侵入式BCI技術22

2.2.2非侵入式BCI技術24

2.3數據獲取27

2.3.1腦電位27

2.3.2EEG電極位置的確定28

2.3.3EEG電極29

2.3.4EEG信號與節律29

2.3.5信號預放大、濾波和模數轉換30

2.4預處理30

2.4.1EEG偽跡31

2.4.2EEG偽跡去除32

2.5特征提取38

2.5.1EEG信號的時域表示39

2.5.2EEG信號的頻域表示42

2.5.3EEG信號的時-頻域表示43

2.5.4EEG信號的空間域表示43

2.6分類44

2.6.1線性分類器44

2.6.2非線性分類器45

2.6.3BCI性能評價45

2.7BCI應用46

2.7.1診療應用47

2.7.2非診療應用50

2.8本章小結52

參考文獻53

拓展閱讀59

第3章EEG信號的實時獲取60

3.1引言60

3.2采集設備概覽62

3.2.1依據性能指標的選擇標準62

3.2.2各類EEG設備63

3.3開發基於EEG的BCI以獲取眨眼信號73

3.3.1選擇EEG采集設備73

3.3.2EMOTIV test bench74

3.3.3理解.edf格式76

3.3.4捕捉眨眼信號的實驗設計76

3.4將EEG數據導入MATLAB80

3.4.1EEG信號分析工具箱的選擇80

3.4.2將EEG數據導入EEGLAB81

3.4.3將EEG數據導入MATLAB工作空間82

3.5將EEG數據導入Simulink85

3.6本章小結86

參考文獻87

拓展閱讀88

第4章認知分析：時域89

4.1引言89

4.2預處理91

4.2.1預濾波92

4.2.2對濾波後的EEG數據進行獨立成分分析94

4.3ERP分析97

4.4不同延遲時刻的ERP腦地形圖分析98

4.5結果與分析99

4.6本章小結114

參考文獻115

第5章認知分析：頻域117

5.1引言117

5.2通道的功率譜分析120

5.3子頻帶功率分析121

5.4EEG相干性分析121

5.5結果與分析124

5.6本章小結139

參考文獻140

拓展閱讀141

第6章基於EEG的BCI：控制應用142

6.1引言142

6.2基於眨眼的BCI控制應用開發詳解146

6.2.1使用MATLAB軟件的控制觸發器147

6.2.2用於控制應用的Arduino Uno硬件接口148

6.3采用基於EEG的BCI可能構建的其他控制應用153

6.3.1利用LabVIEW的BCI控制應用153

6.3.2利用MATLAB/Simulink的BCI控制應用160

6.4本章小結163

參考文獻163

拓展閱讀164

第7章總結和展望165

7.1主要貢獻165

7.1.1時域分析166

7.1.2頻域分析167

7.1.3基於眨眼的BCI控制應用的開發168

7.2未來方向和總結168