EEG（Electroencephalogram,EEG）技術(shù)的迅速發(fā)展為運動想象（Motor Imagery,MI）在腦-機(jī)接口（Brain-computer Interfaces,BCI）的廣泛應(yīng)用開拓了空間。與誘發(fā)的EEG信號不同,運動想象EEG是一種內(nèi)源性自發(fā)信號,即只需受試者用意念進(jìn)行想象而無需要外界的刺激。并且由于這種技術(shù)簡單、靈活、無創(chuàng)等特點,應(yīng)用場景多,不僅可以用于康復(fù)理療,也可以用于休閑娛樂等方面。本文針對多任務(wù)運動想象分類精度低、泛化性能差的問題,采用了一種創(chuàng)新的方法,在腦電源成像（EEG Source Imaging,ESI）的基礎(chǔ)上,將偵察機(jī)（Scout）和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Convolutional Neural Networks,CNNs）結(jié)合起來,對分類問題進(jìn)行了優(yōu)化。本文首先需要對腦電信號進(jìn)行預(yù)處理來提高信噪比,包括了工頻干擾和眼電偽跡,分別采用了陷波濾波器和獨立成分分析（Independent Component Analysis,ICA）。采用帶通濾波器帶通8～30Hz,只關(guān)注運動想象任務(wù)相關(guān)的頻率帶。然后考慮到腦電儀測量的數(shù)據(jù)存在失真,不夠直觀這一實際... 

【文章來源】：東北電力大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１腦電信號采集系統(tǒng)??由于腦電號弱，一般在微伏數(shù)量級，且易受到擾，所以腦電驗對于環(huán)??

東北電力大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文??２．１．３導(dǎo)聯(lián)方式??導(dǎo)聯(lián)（Ｍｏｎｔａｇｅ）按照不同的目的對電極有選擇地進(jìn)行組合的記錄［６Ｑ］，常用的導(dǎo)聯(lián)方式??有單極導(dǎo)聯(lián)和雙極導(dǎo)聯(lián)。??（１）單極導(dǎo)聯(lián)??單極導(dǎo)聯(lián)（ｍｏｎｏｐｏｌａｒ?ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ）使用多個活動電極和單個公共參考電極，后者即將頭??皮表面的某一電極置零，其他電極為活動電極。記錄的是腦信號電位變化的絕對值，噪聲??比例小，記錄的波形穩(wěn)定幅值高，因此應(yīng)用廣泛，如圖２－２所示。但是若參考電極出現(xiàn)接??觸不良等問題，將對半側(cè)的腦波產(chǎn)生影響。??活動電極??參考電極??圖２－２單極導(dǎo)聯(lián)??（２）雙極導(dǎo)聯(lián)??雙極導(dǎo)聯(lián)（ｂｉｐｏｌａｒｒｅｃｏｒｄｉｎｇ）記錄的是兩個活動電極部分腦電的變化，只需要頭皮表??面的兩個活動電極如圖２－３所示，采集到的腦電信號即兩個活動電極之間的電壓差。由于??并沒有使用參考電極，因而能夠從根源上除去因參考電極而產(chǎn)生的誤差。活動電極彼此間??的距離要適宜（＞３ｃｍ），距離過近會造成電位差相消并且波幅較低的結(jié)果。雙極導(dǎo)聯(lián)法和??單極導(dǎo)聯(lián)法相比不容易受到其他生物信號的干擾，并且能排除由無關(guān)電極活性化造成的偽??跡干擾問題。此法的優(yōu)點是丟失波幅和波形較少，圖像失真較少；缺點是受到兩個活動電??極間距的影響。??對腦電信號進(jìn)行預(yù)處理主要是為了去除ＥＥＧ信號中混雜的偽影，為后續(xù)分析的質(zhì)量提??供保證。基于ＥＥＧ的ＢＣＩ實際上就是識別特定的腦電模式并執(zhí)行相應(yīng)的行動，腦電信號??預(yù)處理手段對分類精度的影響很大。因此本章將主要分析腦電信號的預(yù)處理方法，研宄其??對分類的影響。??－８?－??

第２章ＥＥＧ信號的研究基礎(chǔ)??活動電極?一一—???圖２－３雙極導(dǎo)聯(lián)??２．１．４影響腦電圖的因素??能夠?qū)δX電圖產(chǎn)生影響的因素很多，主要包括了心理因素，生理因素和病理因素，比??如年齡差異性、意識清醒度、精神活動等。??（１）年齡差異性??從腦電圖可以觀察不同的年齡段，腦電波之間存在差異性，因此腦電圖在一定程度上??能夠反映出大腦的機(jī)能狀態(tài)和受試者的年齡［６１］。另外，因為不同年齡段興奮抑制機(jī)制的發(fā)??育水平存在差異性，所以兒童對于外界的刺激反應(yīng)更加激烈，也更易出現(xiàn)明顯異常，但相??應(yīng)地消失也快，研究表明小兒時期出現(xiàn)的異常的ＥＥＧ信號也與此因素有關(guān)。腦電波在成年??之后漸漸穩(wěn)定，但在中年之后發(fā)生變化。大多數(shù)老年人因為大腦出現(xiàn)缺血性損傷或者萎縮，??腦電波會隨之產(chǎn)生異常。關(guān)于腦電波的個體性差異大多出現(xiàn)在１歲以后，隨著年齡的増長??而增加，到成人時期差異己經(jīng)非常顯著。??（２）意識清醒度??ＥＥＧ也能夠隨著意識的清醒度而產(chǎn)生變化，成人如果在意識清醒的狀態(tài)下出現(xiàn)疲憊，??ａ波振幅下降，然后不久就變成了漣波狀態(tài)。睡著后的腦電波產(chǎn)生的變化更為顯著，同時??跟入睡的深度成正比。在有疾病的情況下，腦電波的變化還與疾病產(chǎn)生的原因及其程度相??關(guān)，通�？梢杂^察到廣泛性和彌漫性，也能觀察到其他異常波形。醫(yī)學(xué)上能夠通過腦電波??的異常對相關(guān)疾病做出診斷。??（３）精神活動??通常精神活動會對腦電波產(chǎn)生影響，比如當(dāng)受試者聚精會神進(jìn)行某件事情時，ａ節(jié)律??會被抑制，變成幅值較低的３波，而且ａ波抑制效應(yīng)與思維活動的劇烈程度成正比。也就??是說ａ節(jié)律越被抑制反映此時受試者精神活動越強(qiáng)烈這也就是在采集腦電波是要求受??試者放松的原因

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]面向假肢的場景動畫穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)腦控方法[J]. 李睿,張小棟,張黎明,陸竹風(fēng).  西安交通大學(xué)學(xué)報. 2017(01)
[2]基于熟悉人臉范式的P300腦機(jī)接口字符輸入系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 李健,郭冰,唐瑞陽,黃斌,張瀟,李奇.  長春理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2015(04)
[3]基于P300幅值幾何差和腦網(wǎng)絡(luò)特征的測謊方法研究[J]. 常文文,王宏.  儀器儀表學(xué)報. 2015(04)
[4]腦機(jī)接口中基于ICA-RLS的EOG偽跡自動去除[J]. 楊幫華,章云元,何亮飛,李華榮,王倩.  儀器儀表學(xué)報. 2015(03)
[5]基于P300高性能BCI打字機(jī)的研究與實現(xiàn)[J]. 樊恩伯,陳曦.  計算技術(shù)與自動化. 2013(04)
[6]一種新的腦電特征提取方法研究[J]. 胡瑞芬,李光,張錦.  儀器儀表學(xué)報. 2006(S3)



本文編號：3133267