BCI系统由信号的产生、处理、转换、输出以及逻辑开关和时钟等单元组成。在BCI技术发展中，信号分析和转换算法是最重要的研究内容，为此简介如下。

1）源信号的获取

BCI源信号的获取过程包括信号的产生、检测（电极记录）、信号放大、去噪和数字化处理等。人类大脑能够产生多种信号，包括电的、磁的、化学的以及对大脑活动的机械反应等各种形式，这些信号可以通过相应的传感器进行检测，从而使BCI的实施成为可能。但如果信号的属性不同，则检测技术也相差较大。

（1）信号的产生。

根据要获取信号的特征和性质，需要采取对应的产生特征信号的方法，信号产生方式主要有利用视觉诱发电位、利用事件相关电位、模拟虚拟环境以及自主控制脑电等多种形式。

（2）信号的检测。

信号的检测方法依赖于待测神经电信号的性质。根据电极类型，BCI系统可以分为电极内置式和电极外置式两种基本形式。

在电极内置式的检测中，把特制的电极序列植入患者大脑皮层内，长时间对单神经元或神经元集的电活动进行记录，这种方法可以直接检测到神经元的电活动情况，具有脑电信号特征性强、信噪比高、后续处理简单等优点，但需要有专业的医生进行外科手术，有一定的危险性，而且存在植入后的心理与伦理问题，因此这种方法目前只是用于动物实验。

对于电极外置式BCI系统，只需将电极帽戴在患者或受试者的头上，不需专业性的指导和帮助，其检测方法简单、操作容易。但由于电极距离神经元较远，得到的信号噪声大、质量差，加重了后续信号处理的负担，电极外置式是实际应用较多的一种信号检测方法。

2）信号的处理方法

BCI系统中的信号处理过程包括信号预处理，特征提取、识别分类等几个环节。传统的脑电信号分析方法是对信号进行多次检测并进行均值滤波，再用统计学方法寻找其中的变化规律，这种方法信息传输率低，不能满足实时控制的需求。现在一般对信号处理采用对单次训练信号的研究，其中特征提取和识别分类是BCI信号处理最关键的步骤。

（1）BCI中的特征提取方法。特征提取就是以特征信号作为源信号确定各种参数，并以此为向量组成表征信号特征的特征向量，特征参数包括时域信号（如幅值）和频域信号（如频率）两大类，相应的特征提取方法也分为时域法、频域法和时一频域方法。

（2）特征信号的分类。识别特征信号分类是基于脑电信号根据不同的运动或意识，导致的能使脑电活动产生不同响应的特性，进行标定和划分。常见的几种具有代表性的。

内容来源：喻晓和《虚拟现实技术基础教程第2版》