脑机接口(BCI)是一种新颖的人机交互方式,可以实现人脑与外界直接通信。本文开展了基于伪随机序列调制彩色视觉刺激的多输入指令脑机接口系统的设计及实验研究。基于人类视觉系统特性,本研究采用的彩色圆环的交替呈现与消失作为视觉刺激被证明更加舒适和安全。本文通过比较实验环境的亮暗,被试离屏幕的距离以及被试的注视点,证明被试在与屏幕背景色相似的昏黄的灯光下,离屏幕30cm(视角12度)左右,注视整个红绿圆环的条件下能够诱发出信号最强的视觉诱发电位。在本文提出的脑机接口方案中屏幕上同时呈现36个彩色圆环刺激以模拟36个字母和数字的键盘输入系统,每个刺激的呈现与消失模式由相互正交的36个伪随机Gold序列编码给定。该脑机接口系统通过判断被试注视的刺激图案确定被试的指令基本实现。利用Gold序列的自相关性高和正交的特性,可以采取相应的正交解码算法对所采集的被试脑电(EEG)信号进行处理,从而得到每个彩色圆环所诱发的视觉诱发电位(VEP)。然后对解码所得的视觉诱发电位进行平均并用理想的视觉诱发电位为模板做匹配滤波以提高信噪比,进而提升BCI指令提取的准确性。实验数据证明:基于伪随机序列调制彩色视觉刺激的脑机接口系统的平均信息传输率和平均准确率分别能达到21.06bit/min和91.3%。