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2026-09-26 00:00 论文发表 基础与方法 原文语言 EN

五色闪烁刺激实现64目标脑机接口,准确率93.72%

内容概述 传统的视觉诱发脑机接口靠黑白高对比度闪烁来“标记”屏幕上的每个选项,看久了眼睛容易累,可区分的选项数量也有限。天津职业技术师范大学的研究团队改用红、绿、蓝、黄、灰五种颜色的相对变化来编码刺激,并对目标分组调制,做出了一套可同时区分64个目标的系统。配套的解码算法先用任务判别成分分析(TDCA)从脑电中提取与目标相关的成分,再交给一个轻量的神经网络(多层感知机)完成分类。实验于2026年4月至6月开展。在10名参与者的对比实验中,这套TDCA-MLP算法的平均准确率为93.72%,高于4种常用算法。作者称,系统所需校准更少,主观视觉体验较好。
推荐理由 黑白闪烁带来的视觉疲劳一直是视觉诱发脑机接口走向日常使用的障碍,这项研究用彩色刺激同时把可选目标扩到64个。不过实验只有10名参与者,在单一实验室完成,校准更少与视觉体验更好是作者的结论,尚待更大样本检验。

脑机百科消息(bciwiki.com),天津职业技术师范大学的研究团队构建了一套基于五进制相对颜色调制的64目标编码调制视觉诱发电位(c-VEP)脑机接口系统,配合其提出的TDCA-MLP混合解码算法,在10名参与者中取得93.72% ± 3.31%的平均分类准确率。相关论文发表于2026年9月26日的《Journal of Engineering Research and Reports》,作者为Xinting Yu和Yan Bian。

论文指出,传统c-VEP脑机接口多采用高对比度的黑白闪烁刺激,可能引起视觉疲劳;而基于单一伪随机序列的时移编码,又限制了可识别目标的数量。研究团队称其首次将分组调制策略用于红、绿、蓝、黄、灰五种颜色的相对颜色刺激设计,以提升多目标识别性能并减少校准需求。

解码方面,TDCA-MLP算法先用任务判别成分分析(TDCA)进行空间滤波和降维,再用一个轻量级多层感知机(MLP)对非线性特征建模,完成64目标分类。实验于2026年4月至6月开展。

结果显示,10名参与者使用CCA、FBCCA、TRCA、TDCA和TDCA-MLP五种算法的平均分类准确率分别为85.72% ± 8.52%、87.56% ± 7.00%、85.78% ± 8.55%、91.27% ± 5.06%和93.72% ± 3.31%。Friedman检验显示五种算法整体差异显著(P < .001,Kendall’s W = 0.601);经Holm校正的双侧Wilcoxon符号秩检验显示,TDCA-MLP显著优于CCA和FBCCA(校正后P = .020)以及TRCA和TDCA(校正后P = .031)。作者认为,该系统在降低校准需求的同时实现了较高的多目标识别性能,主观视觉体验较好。

本文由 BCIwiki 根据公开信息撰写

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doi.org 2026-09-26
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