本文關(guān)鍵詞：基于想象運(yùn)動(dòng)思維的腦電信號(hào)分析研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：腦-機(jī)接口技術(shù)(Brain-Computer Interface,BCI)是現(xiàn)如今研究的一個(gè)熱點(diǎn),有別于人類大腦正�？刂朴芍車窠�(jīng)網(wǎng)絡(luò)和肌肉組織組成的傳統(tǒng)輸出途徑,它是把腦電活動(dòng)轉(zhuǎn)化成電腦、機(jī)器人等設(shè)備能夠識(shí)別的控制信號(hào)來控制機(jī)器來完成人與外部環(huán)境進(jìn)行信息交流的新型控制系統(tǒng),為大腦正常而無行為活動(dòng)能力的人們提供了一種新的與外部進(jìn)行交流的通道,在生物醫(yī)學(xué)工程和醫(yī)療康復(fù)鄰域中得到廣泛的關(guān)注和重視。在腦-機(jī)接口研究方法中,對(duì)腦電信號(hào)的分析是研究的核心部分,而基于運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)的腦-機(jī)接口技術(shù)存在操作簡(jiǎn)單,無危險(xiǎn)的優(yōu)點(diǎn),倍受研究員的青睞,具有深遠(yuǎn)的研究意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文就是基于想象運(yùn)動(dòng)思維的腦電信號(hào)分析研究,主要是對(duì)腦電信號(hào)的預(yù)處理、特征提取和模式分類三個(gè)方面展開研究,期望達(dá)到能夠準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)識(shí)別腦電信號(hào)的目的。首先設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案,采集腦電信號(hào)。針對(duì)所研究的課題內(nèi)容,設(shè)計(jì)相應(yīng)的大腦意識(shí)任務(wù)實(shí)驗(yàn),按照實(shí)驗(yàn)要求,本文利用上海諾誠醫(yī)療器械NCERP系列腦電圖與誘發(fā)電位儀的16導(dǎo)腦電采集系統(tǒng)采集3名被試者的腦電數(shù)據(jù),選擇信號(hào)明顯的腦電數(shù)據(jù)來展開研究工作,然后結(jié)合腦電信號(hào)的特點(diǎn),采用有限脈沖響應(yīng)濾波器進(jìn)行0.5-30Hz的帶通濾波和總能量均值變換法來進(jìn)行通道選擇,去除其中的部分高頻的肌電和工頻干擾等,提取了有效信息,結(jié)合大腦的解剖與功能可知,選擇的通道是有效合理的,并且在減輕后期研究的工作量和難度取得了較好的效果,接著針對(duì)于腦電信號(hào)的特征提取問題,結(jié)合腦電信號(hào)的混沌特性和節(jié)律能量性,采用混沌分析法計(jì)算最大Lyapunov指數(shù)和關(guān)聯(lián)維數(shù),用離散小波變換計(jì)算小波子帶能量和以及用小波包變換計(jì)算小波包節(jié)律能量均值與小波包能量熵這三種方法對(duì)所研究的想象意識(shí)任務(wù)進(jìn)行特征提取,并且提出了混沌分析法分別與離散小波變換和離散小波包變換相結(jié)合的兩種組合特征提取方法來完成腦電特征的提取,為下一步的識(shí)別測(cè)試做準(zhǔn)備。最后針對(duì)于腦電信號(hào)的模式分類問題,采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、二叉樹支持向量機(jī)和極限學(xué)習(xí)機(jī)三種分類方法完成對(duì)不同特征提取方法所得到的特征向量進(jìn)行識(shí)別探討。最終由仿真識(shí)別結(jié)果可知,有混沌分析與小波包變換相結(jié)合的特征提取方法協(xié)同極限學(xué)習(xí)機(jī)的分類方法在本課題的問題解決上有最優(yōu)效果,適合于多類信號(hào)的分析問題。
【關(guān)鍵詞】：腦-機(jī)接口 想象運(yùn)動(dòng)腦電信號(hào) 混沌分析 小波包變換 極限學(xué)習(xí)機(jī)
【學(xué)位授予單位】：河南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R496;TN911.7
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 課題研究本背景及意義9-11
• 1.1.1 課題研究背景9
• 1.1.2 腦-機(jī)接.介紹9-10
• 1.1.3 課題研究意義10-11
• 1.2 研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 腦電信號(hào)的分析方法12-16
• 1.3.1 常用的特征提取方法13-15
• 1.3.2 常用的模式分類方法15-16
• 1.4 想象運(yùn)動(dòng)思維16-17
• 1.5 本文的研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)17-19
• 1.5.1 本文研究?jī)?nèi)容17
• 1.5.2 本文章節(jié)安排17-19
• 第2章 腦電信號(hào)的采集和預(yù)處理19-32
• 2.1 腦電信號(hào)的概述19-22
• 2.1.1 大腦的解剖與功能19-20
• 2.1.2 腦電信號(hào)的產(chǎn)生20-21
• 2.1.3 腦電信號(hào)的分類21-22
• 2.1.4 腦電信號(hào)的特點(diǎn)22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)22-26
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備介紹22-24
• 2.2.2 電極放置24-25
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)環(huán)境和被試者選取25
• 2.2.4 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)25-26
• 2.3 腦電信號(hào)的預(yù)處理26-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第3章 腦電信號(hào)的特征提取方法研究32-50
• 3.1 基于混沌分析方法的特征提取32-39
• 3.1.1 最大Lyapunov指數(shù)32-37
• 3.1.2 關(guān)聯(lián)維數(shù)37-39
• 3.2 基于離散小波變換方法的特征提取39-43
• 3.2.1 小波變換原理40-41
• 3.2.2 基于離散小波變換的信號(hào)子帶能量和特征提取41-43
• 3.3 基于離散小波包變換方法的特征提取43-48
• 3.3.1 小波包變換原理44
• 3.3.2 基于離散小波包變換的信號(hào)特征提取44-48
• 3.4 組合特征提取方法48-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 第4章 腦電信號(hào)的模式分類方法研究50-68
• 4.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式分類算法50-55
• 4.1.1 BP算法介紹51-53
• 4.1.2 BP算法分類器的設(shè)計(jì)53-55
• 4.2 支撐向量機(jī)55-59
• 4.2.1 SVM算法介紹55-58
• 4.2.2 SVM分類器的設(shè)計(jì)58-59
• 4.3 極限學(xué)習(xí)機(jī)59-63
• 4.3.1 SLFN網(wǎng)絡(luò)介紹60-61
• 4.3.2 ELM的學(xué)習(xí)算法61-63
• 4.4 識(shí)別結(jié)果與分析63-67
• 4.5 本章小結(jié)67-68
• 第5章 總結(jié)與展望68-71
• 5.1 總結(jié)68-69
• 5.2 展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 附錄A 10/20電極系統(tǒng)電極名稱匹配一覽表75
• 附錄B 16導(dǎo) 10/20國際導(dǎo)聯(lián)放置位置表75-76
• 辭謝76-77
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果77

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 范影樂;李谷;劉亞景;楊勇;;基于排列組合熵的腦電意識(shí)任務(wù)識(shí)別方法的研究[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2008年01期

2 徐寶國;何樂生;宋愛國;;基于腦電信號(hào)的人機(jī)交互實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用[J];電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào);2008年01期

3 陳冬冰;吳平東;畢路拯;韓巍;;G-P算法在腦學(xué)習(xí)機(jī)能研究中的應(yīng)用[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件;2007年11期

4 賀太綱,盧廣文,李建萍;腦電中的混沌[J];生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志;2000年02期

5 羅志增;李亞飛;孟明;孫曜;;腦電信號(hào)的混沌分析和小波包變換特征提取算法[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2011年01期

6 施錦河;沈繼忠;王攀;;四類運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)特征提取與分類算法[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2012年02期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉友友;基于多類運(yùn)動(dòng)感知腦電的異步腦—機(jī)接口的研究[D];山東大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：基于想象運(yùn)動(dòng)思維的腦電信號(hào)分析研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號(hào)：337275