OpenBCI_GUI 是如何用来可视化 EEG 数据的

OpenBCI 是什么

  • OpenBCI 是一个开放源代码的脑–机接口平台,创立于 Kickstarter 众筹成功之后,旨在让脑电(EEG)、肌电(EMG)和心电(EKG)等生理信号的采集更平易近人、更具可扩展性
  • 它的硬件板(32-bit、旧版的 8-bit 以及 Ganglion 板)支持 EEG/EMG/EKG 信号采样,可通过蓝牙或 SD 卡记录数据

1. OpenBCI_GUI 是什么

OpenBCI_GUI 是 OpenBCI 官方提供的一个跨平台图形界面软件(Java + Processing 编写),主要用于:

  • 实时显示脑电(EEG)、肌电(EMG)、心电(ECG)等信号
  • 做数据记录与回放
  • 快速测试硬件是否工作
  • 将采集到的数据转发给其他软件(如 Unity、MATLAB、Python、LSL 等)

它支持 Windows / macOS / Linux,也可以运行在 Raspberry Pi 上。

2. 准备工作

要使用 OpenBCI_GUI 采集并可视化 EEG 数据,需要准备:

  1. 硬件
    • 一块 EEG 采集板(如 Cyton 8 通道、Cyton+Daisy 16 通道,或 Ganglion 4 通道)
    • 电极帽或 Ultracortex 3D 打印头盔(或者直接用贴片电极)
    • 无线通信模块(USB Dongle / WiFi Shield)
  2. 软件
    • 从 OpenBCI GUI Releases 下载并安装 GUI
    • 安装对应的驱动(如 Windows 下的 FTDI 驱动

3. 连接与启动流程

  1. 接好硬件
    • 把 EEG 电极按指定通道位置接到头上(例如国际 10-20 系统)
    • 将板子通电(电池或 USB)
    • 将 USB Dongle 插到电脑上
  2. 启动 GUI
    • 打开 OpenBCI_GUI 应用
    • 在启动界面选择数据源(”Live (from OpenBCI)”)
    • 选择板型(Cyton / Cyton+Daisy / Ganglion)
    • 选择串口(COMx / /dev/ttyUSBx)或 WiFi
    • 点击 Start System

4. 界面功能介绍

进入实时数据界面后,你会看到多个数据可视化窗口:

  • Time Series(时间波形图)
    每个通道的原始 EEG 波形,单位 µV,方便检测信号质量。
  • FFT / Power Spectrum(频谱图)
    显示各频段(Delta、Theta、Alpha、Beta、Gamma)的功率,用于观察脑电节律。
  • Head Plot(头皮分布图)
    以 2D 头型热力图显示各通道的电位分布。
  • Band Power Bar(频带能量柱状图)
    显示每个通道在特定频段(如 Alpha 波 8–12 Hz)的能量变化,常用于放松度或专注度检测。
  • Accelerometer Data
    如果硬件内置加速度计,会显示头部运动信息(方便检测运动伪迹)。

5. 数据记录与转发

  • 记录数据
    点击 Start Data Stream → Record Data,选择保存路径。GUI 会生成 .txt 或 .csv 格式的原始数据文件,可供后续分析(如 Python / MATLAB)。
  • 数据转发
    在 GUI 里可启用 Networking 功能,将数据通过:
    • LSL (Lab Streaming Layer) → 给 EEG Lab、BCILAB 等科研软件
    • UDP / OSC → 给 Unity、TouchDesigner、Max/MSP 等实时交互程序
    • Serial → 给 Arduino / Microcontroller

6. 使用技巧

  • 信号质量检查:在 GUI 里可以切到 Signal Quality 模式,查看每个电极的阻抗,绿色最好,红色说明接触不好。
  • 滤波:可以在 GUI 里选择高通、低通、陷波滤波(如 50/60 Hz 工频干扰)。
  • 通道开关:如果某些通道有噪声,可以暂时关闭。
  • 回放模式:选择数据源为 Playback from File,可以用 GUI 重新播放之前采集的数据。

官网:https://openbci.com/
Github:https://github.com/OpenBCI
油管:https://youtu.be/mzWPR0eKrhQ