2026年,全国大学生FPGA创新设计大赛,如果选择‘基于FPGA的脑电波(EEG)信号实时分析与专注度评估系统’,在实现信号去噪、特征提取与分类时,如何克服生物信号微弱、噪声大以及算法实时性的挑战?
我们团队计划参加2026年的全国大学生FPGA创新设计大赛,选题想结合生物医学与硬件加速,做一个基于FPGA的脑电波实时处理系统。我们了解到EEG信号非常微弱(微伏级),工频干扰、肌电干扰很大。在FPGA上实现实时的滤波(如ICA、小波去噪)、特征提取(如功率谱密度)以及简单的机器学习分类(如SVM用于专注度判断)挑战巨大。想请教一下,在硬件设计上,前端模拟电路(放大、滤波)与FPGA数字处理的接口需要注意什么?在FPGA内部,如何设计高效的滤波器和特征提取流水线,并平衡算法的精度与实时性(比如要求延迟低于100ms)?有没有类似的开源项目或论文可以参考?