光标控制模块描述光标的图形，控制光标的移动。通过改变光标的坐标和分频来控制光标移动的方向和速度。光标的颜色为红色。

基于FPGA的VGA视觉刺激器充分利用了FPGA半定制电路的特点，采用同步时序设计方式，不但性能稳定，而且能根据需要灵活地设计不同的视觉刺激器。它实现方便，功能强大，兼具用硬件或软件方式实现视觉刺激器的优点。

1.3 瞬态视觉诱发电位的提取与识别

累加平均方法是最经典的诱发电位信号处理方法，也是电生理测量中提高信噪比最常用的方法[2]。在功率电感器FPGA中设计的累加平均算法的框图如图3所示，包括触发信号检测模块、RAM地址控制模块、异步双口RAM、累加器和除法器。

触发信号一体成型电感器检测保证了刺激与视觉诱发电位的锁时同步关系。只有检测到最早闪烁的刺激模块的触发信号，才把脑电数据存储到RAM中。当达到要求的闪烁次数时，停止数据的写入。根据刺激模块之间的延时关系，可以确定与各个刺激模块相应的数据在RAM中的起始地址。然后，按照起始地址读出数据给累电感生产加器，累加的次数与闪烁次数相同。最后，用除法器除以累加的次数，得到累加后的平均结果.

知识产权(IP)核，是指己验证的、可重利用的、具有某种确定功能的IC模块。FPGA有大量各种用途的IP核。这些IP核对内核进行了参数化，通过头文件或图形用户接口(GUI)可以方便地对参数进行操作。通过异步双口RAM IP核调用片内RAM来缓存脑电数据，保证了数据接口的同步和数据处理速度。用累加器IP核和除法器IP核来实现算法中的累加器和除法器。

只采用累加平均的方法, 需要进行上百次才能得到可靠的诱发电位波形, 信号提取的时间太长。在少量次累加平均时，为了进一步提高信噪比，提取出较为理想的诱发电位波形，采用数字滤波的方法来减少噪声的影响。FIR滤波器具有严格的线性相位，稳定性好，而且通频带比较平坦。所以，采用FIR滤波器来实现数字滤波。用窗函数设计法设计一个15阶的低通FIR滤波器，窗函数为海明窗，截止频率为1差模电感器0 Hz。利用MATLAB工具箱中的FDATool设计滤波器，并转换为HDL代码，可以很方便地在FPGA中实现FIR滤波器。通过调用CycloneⅡ芯片中用于DSP运算的嵌入式乘法器来实现FIR滤波中的乘法运算。与基于逻辑单元的乘法器相比，嵌入式乘法器性能更高，占用逻辑单元更少。嵌入式乘法器能够与CycloneⅡ器件的M4K RAM块进行无缝集成，实现高效的DSP算法[6]。

瞬态视觉诱发电位的识别，就是要将诱发电位信号转换成一系列控制命令，从而实现人脑与外界的通信与控制。模板匹配是传统的模式识别方法之一。相关系数是变量之间相关程度的指标，可以用于判断曲线拟合程度。用相关系数来衡量模板与未知模式匹配的好坏，是一个有效且可行的方法。

首先,选定一个特征明显的瞬态视觉诱发电位波形，作为模板匹配的参考模板;然后，把实时提取诱发电位波形与参考模板做相关系数计算。若相关系数值大于设定的阈值时，就认为检测到了的诱发电位，发出控制命令，使光标移向相应的刺激模块，从而实现瞬态视觉诱发电位的识别。

相关系数的计算公式如下：

假定模板的数据为y，可以先离线计算出公式(1)中含y项的值，存在ROM中，从而提高实时计算的速度。只需要1个乘加器IP核，调用FPGA芯片中的嵌入式乘法器，就可以实现分子和分母中的乘加运算，节省了器件的资源。用开根号IP核来实现开根号运算。

FPGA运行速度快，内部程序并行运行，并且有DSP运算IP核和嵌入式乘法器，能够快速准确地完成脑电处理算法，满足信号处理的实时性要求。

2 实验结果

采用本文方案构建的脑机接口系统进行实验。液晶面板走势脑机接口实验通常为一组实验，分别选择不同的4个刺激模块(包括全部目标的选择)。在实验中，受试者头戴电极帽，眼睛距屏幕70 cm左右，控制光标移向所注视的目标。每次实验时，4个刺激模块完成一轮闪线艺电感烁后，然后停顿几秒，进行下一轮闪烁。4轮闪烁，即4个刺激模块都能被选中后，自动停止闪烁。

实验中提取的瞬态视觉诱发电位波形如图4所示。图4(a)中，已经可以看到视觉诱发电位的雏形，但视觉诱发电位的特征不是十分明显。图4(b)中，用FIR滤波对诱发电位信号进一步处理，得到了特征比较明显的视觉诱发电位。 扁平线圈电感制造厂

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