緒論

腦與電腦介面(Brain Computer Interface, BCI)系統，已是不可檔的趨勢。所謂人腦與電腦 介面是利用腦部訊號，讓使用者可以直接與外界溝通。這項技術的基礎在於，當大腦活

就傳輸方式而言，一般的腦波量測系統，其傳輸方式不外乎ISA、RS-232、Print Port、

PCI 等匯流排介面，雖然提供了不同的傳輸速率，但卻有連接使用不便以及資源配置的 問題。為此，本論文將利用無線傳輸方式來解決，提供應用上的便利性。

1.2 研究背景

Ming Cheng et al , (2002）[15]等人實現以腦波控制電話按鈕裝置，並以打出電話與否來 決定成敗；Graze-BCI 實驗室發展的一系列虛擬鍵盤裝置[16-17]，來讓癱瘓病人能夠打 字等等。

本實驗室最早採用以 StrongARM 為微處理器的嵌入式單板取代原來的電腦和 DSP 控制卡。有了Linux 作業系統支援後，在許多資料整合上都能得到協助。但隨著演算法 複雜度的增加，其在運算處理速度上漸漸不合所需。目前採用德州儀器(TI)所發展出的 雙核心處理器OMAP。它結合了 ARM 和 DSP 的優點。因此使得整個系統容易移植開發，

並且加上運算能力的長處。

1.3 研究目標

本論文研究目標是要實現『即時嵌入式藍芽無線傳輸腦波處理系統』，使用以DSP Linux 為作業系統搭配 OMAP 嵌入式單板做為硬體發展平台來開發。其次，再整合腦波 量測裝置輔以藍芽協定無線傳輸，最後建立一個運算能力強，快速、可靠度、精確度高 的系統。

1.4 研究方法

在研究的動機與背景皆明確之後，還需要訂定一個明確的研究方向，確認主軸。本 論文主要分為三個部分，分別為「腦電位訊號量測與藍芽無線傳輸裝置」、「OMAP 嵌 入式系統」、「腦訊號處理之實現與應用」。

z 腦電位訊號量測與藍芽無線傳輸裝置：主要在說明腦電位訊號是如何產生？有 哪些類型？量測方式為何？以及放大腦電位訊號的電路如何設計等等。在傳輸 腦訊號上，採用藍芽無線方式來傳送。藍芽無線傳輸，主要是以藍芽協定做為 開發，並針對藍芽協定原理、HCI 開發設計、並整合前端腦量測放大器電路等 部分來做說明。

z OMAP 嵌入式系統：在描述關於使用 OMAP 雙核心處理器以及介紹其軟硬體 發展平台。利用 DSP/BIOS 建立 ARM/DSP 之間的通訊基礎，再使用 DSP Gateway-ARM/DSP 通訊架構描述 ARM 與 DSP 兩顆處理器之間的流程分析及 設計方式。以及說明如何在系統上設計JAVA 網路傳輸，以便將嵌入式單版與 其他電腦連接。

z 腦波訊號處理的實現與應用：說明如何利用本研究所開發的即時嵌入式藍芽無 線傳輸腦波處理系統來進行駕駛者精神認知狀態之腦波分析，藉由腦波量測資 料之時頻分析，以及運用線性回歸的方法，估計受測者之精神認知狀態。

關於三個研究主軸內容，本論文將分別於第二、三、四章中詳細說明。

1.5 論文架構

3.2.3 DSP Gateway 架構