随着人们对精神娱乐追求的提高,电子游戏成为了更多人的选择,这也使得游戏产业对游戏类型的升级做出了更高的要求。随着科学技术的发展,许多企业将传统的游戏与新兴技术进行结合,开发功能性游戏,这种游戏升级带给玩家更为丰富的游戏体验。本文将人体生物电信号与电子游戏相结合,研究并设计了一种利用人体脑电信号和眼电信号组成的双模态生物电信号协同控制游戏动作的电子游戏系统,该游戏能够对青少年(尤其是多动症人群)进行专注度训练,对脑瘫患者脑力的恢复也具有一定的帮助。本文的主要内容及创新点如下:(1)利用小波包算法提取人体在不同精神状态下节律信号能量特征规律,依据ReliefF算法选取的敏感性指标建立专注度模型Focus。与现有两种专注度模型F1=E8/Eβ、F2=(Ea+Eβ)/Eθ相比,Focus模型与重构后脑电信号的皮尔逊相关系数为0.6017,呈强正相关。利用单因素方差理论,三种专注度模型在不同精神状态下具有显著性差异,Focus模型变化趋势更满足游戏系统中对专注度的控制需求。为测试所建模型的准确性,利用模糊C均值方法对受试者不同精神状态进行检测识别,平均识别准确率达89.06%。因此可以将Focus模型作为人体专注状态的评价指标。(2)提出了一种有意眨眼的检测方法。通过对眼电信号的分析,将TGAM模块输出的眨眼强度值MSG_BLINK作为眨眼信号的有效数据,利用阈值检测对人体的有意眨眼进行有效识别,将有意眨眼用来控制游戏人物的跳跃动作。(3)基于E4A平台搭建了游戏系统,开发了基于Android系统的游戏应用程序。通过10名受试者对电子游戏系统的测试,实验表明:系统能够完成脑电信号与脑电信号协同控制游戏动作,其中有意眨眼检测算法在游戏系统的准确率可以达到88.25%,受试者具有良好的游戏体验。