基于混合脑机接口的中文字符拼写系统研究

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现实生活中有很多肢体残障人士丧失了与外界正常交流的能力,而脑机接口技术在人类大脑和外部设备之间建立了一种通信渠道,可将脑电信号转化为字符信息,为肢体残障人士提供了一种与外界交流的新型方式。P300和SSVEP被广泛应用在脑机接口字符拼写系统应用中,但是主要针对英文字符和数字拼写,缺少中文字符拼写应用。此外,已有的中文字符拼写系统操作繁琐、范式复杂、拼写性能较差。对于这些问题,本文提出了一种基于混合脑机接口的中文字符拼写系统。主要从以下几个方面开展研究工作:首先,本文提出了一种基于混合脑电信号特征融合的字符拼写系统。在该系统中设计了一种两步区域诱发范式,可同时诱发P300和SSVEP。使用SWLDA算法和CCA算法分别对P300和SSVEP进行处理,并将P300特征和SSVEP特征进行融合。利用特征融合决策机制进行分类识别,可有效提高系统字符拼写准确率和稳定性。其次,本文提出了一种基于混合脑电信号并行输入的字符拼写系统。在该系统中设计了一种单步区域诱发范式,可同时诱发P300和SSVEP。使用P300和SSVEP两个子拼写系统的输出结果构成目标字符的二维坐标信息,实现了基于多目标选项的快速字符拼写。最后,本文设计了一种基于二元语言模型的拼音输入法。构建二元语言模型,实现了拼音到汉字转换功能。并将该拼音输入法与字符拼写系统结合,实现了两种模式的中文字符拼写系统。结果表明本文提出的基于混合脑机接口的中文字符拼写系统可实现中文字符快速拼写,有效提高了常用中文字符拼写效率。
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