脑-机接口系统是对大脑接收外界刺激产生的脑电信号进行分析并输出对应刺激源信息的一种新型交流控制方式。为行动不便、交流障碍但思维正常的群体提供一种交流表达的新途径,甚至可以在利用表征被试者脑电信号成分后通过分类器进行控制命令的输出控制,达到了“意念控制”的效果。本文主要研究工作是探讨了稳态视觉诱发的脑电信号和运动想象诱发的脑电信号的应用情况,针对各自脑电信号特点进行信号预处理以及特征提取工作。通过实验发现两种刺激范式各自的优缺点,稳态视觉诱发信号受到固定频率个数的限制以及运动想象脑电信号受到个人主观影响,进而讨论了混合刺激范式研究的必要性。主要工作如下:(1)提出基于稳态视觉诱发视觉刺激和运动想象刺激两种混合刺激范式的脑-机接口系统,结合两种刺激范式信号的特点,巧妙地将刺激源结合在一起,并设计实验诱发两种脑电信号,解决了脑-机接口系统的类别输出限制的问题。(2)提出利用一对多共空间模式进行一级特征提取,改善多类刺激脑信号之间的区分度,并且降低了样本数据的维度。随后将一维特征向量作为卷积神经网络的输入数据,利用卷积神经网络进行二级特征提取来增加脑电信号特征信息之间的非相关性。(3)提出了构建基于类别的特征矩阵,将分类模型最后输出的特征向量组合成特征矩阵,通过余弦近似解确定最优结果,大大降低了脑电信号因人而异带来的不确定性。实验结果显示,混合刺激范式下的虚拟键盘设计性能明显比单模式刺激范式效果要好。