人脑是人与外界交流的控制核心，它可以通过控制肢体行动或者语言向外界传递信息。所传递的信息主要有两种：(一)具有物理实质的信息，如制造的工具，搭建的建筑，运行的机器等。(二)通过语言或者呈现具有内在含义的信息来传达非物理实质的信息，也就是思想。　　 在一般模式下人脑总是通过身体的运动和语言机能来传达信息，但是如果当人部分或彻底失去这些运动语言机能的时候，也就意味着人部分或彻底失去与外界交流的能力，如运动障碍，四肢不健全，更甚者处于完全自封闭状态的病人(没有任何语言能力，运动能力，如患肌萎缩性脊髓侧索硬化症(Amyotrophic Lateral Sclerosis,ALS)的病人)。对于那些病人，很多情况下还有数年或者更久的寿命，但是那些疾病使得他们生活极度不便，甚至完全不能自理生活，特别对于全自封闭状态的病人来说简直是“生不如死即”。随着科技的发展，我们发现虽然人已经失去运动或者语言机能，但是大脑所发出的信息还是存在的，其中脑电信号(Electroencephalography，EEG)为承载信息的一种方式。脑与计算机接口(Brain-Computer Interface，BCI)技术随之产生，从而为那些部分或者完全失去信息传递能力的人们打开了一条新的信息传递渠道。但是这门科学还处在初级阶段，如何使得脑-机接口技术达到快速，准确和稳定，一直是BCI研究的关键。　　 论文主要对处理、识别EEG的计算方法，自发和诱发EEG的实验模式及其实际应用三个方面进行研究。论文对信号处理和模式识别的算法进行讨论分析，阐述其在EEG处理识别上的具体应用，对运动想象电位(事件相关同步(非同步)，Event Related(de)synchronization(ER(D)S)，自发电位)，稳态视觉诱发电位(Steady-State Visual EvokedPotential(SSVEP)，诱发电位)和P300事件相关电位的应用模式进行研究，并构建基于EEG的实时控制系统，实现其在实际问题上的应用。研究工作主要解决的问题和取得的成果如下：　　 (一)、对ER(D)S的数据集进行分析，提高识别准确率；通过研究人在不同方位感知任务下的EEG，对4种方位(前、后、左、右)感知下的EEG进行识别分类。此实验的诱发刺激为极品飞车游戏的驾驶员视角。目的是：通过此诱发下的4种脑电模式来实现方向控制(控制轮椅、小车和简单电脑游戏操作等)。　　 (二)、对左、右手和脚运动想象进行两两分类，通过基于事件的EEG作为训练集(基于事件是指：每次在提示信息下进行运动想象，想象时间固定)，对自定进度(selfpaced)的EEG进行识别分类(自定进度：是指没有固定开始想象的时间，想象时间长短不固定，完全由被试自己决定。此分类方式为：以时间为顺序，从第一个样本点开始，设置一个固定时间窗，从中提取特征进行分类，然后以此时长，以一个样本点为步长，对EEG进行分析、提取特征和分类，直到完成所有分类任务)，此分类方法实时性高，可以实现较快速的脑电模式分类，更适于实时控制系统。此分类任务中不仅要识别不同运动想象的脑电模式，而且要识别非运动想象时刻的脑电模式。本论文，数据集取自第四届脑-机接口国际大赛的第一个数据集。　　 (三)、设计了基于手机T9输入法的P300中文输入系统，并且对事件相关电位P300波的脑区分布进行分析，利用粒子群算法对脑电极导联进行选择，从而提高识别准确率，减少特征数，提高计算速度和信息传输比特率。对每次诱发刺激的前500毫秒EEG进行分析，发现当P300不显著的情况下，P200对提高分类效果起到了很大的作用。　　 (四)、设计了基于SSVEP的电脑菜单控制系统，设计中避免了诱发闪烁之间的相互影响，并且利用时间顺序方法大大提高了目标数量，此设计不仅可以取得较高的分类准确率，而且可以得到较高的信息传输率。对于此实验下的脑电数据进行了进一步的分析，以1秒时间窗把一次刺激任务下的数据段非重叠分开，然后根据得到的子数据段进行分类，结果发现，每次刺激任务下第三秒的数据段分类效果最优。利用此结果，在实时控制系统中可以进一步提高信息传输率。对实验范式的实际应用进行了分析，发现此范式在一定情况下，一次循环刺激中可以进行多次目标定位，从而信息传输率得到了进一步的提高。　　 (五)、对经典行列P300拼写系统的刺激模式进行改进，利用数学排列组合原理，减少每次拼写所需的闪烁次数，这种方法不仅减少了非目标刺激的样本数，一定程度上提高了分类准确率，而且大大提高了信息传输率。对此刺激模式还进行了进一步改进，以避免目标刺激的闪烁连续产生，避免了因连续闪烁，闪烁间隔过短，使用者不能意识到闪烁间隔而降低P300识别准确率。这种方法使得被试更容易数目标闪烁次数，明显提高了分类准确率，并且信息传输率也较普通行列模式高。基于此设计，构建了基于P300的笔记本键盘实时控制系统。　　 (六)，对构建基于MATLAB,Simulink的ER(D)S，SSVEP的两种不同的实时控制系统进行说明，并提出了P300电位实时控制系统的构建方法。