本文關(guān)鍵詞：基于小波變換和卡爾曼濾波器的去眼電偽跡算法的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：腦電圖作為一種非傾入式的記錄腦活動信息的方法,由于其高分辨率的特性而被廣泛用于研究大腦功能。由于腦電信號非常微弱,極易受到其它噪聲偽跡的干擾,尤其是眼電偽跡,而這嚴(yán)重影響了腦電的后續(xù)分析。因此,如何有效地去除腦電中的噪聲并獲得干凈的腦電信號成為了一項重要的研究內(nèi)容。目前,各種去眼電偽跡的方法層出不窮,但是許多方法受到各種條件的限制,例如很多方法去除眼電偽跡的時候需要同步記錄的眼電信號。而在便攜式環(huán)境下,由于腦電采集設(shè)備的導(dǎo)聯(lián)數(shù)目受到限制,因此這些方法并不能直接進(jìn)行使用。為了解決上述問題,本文提出了小波變換結(jié)合卡爾曼濾波器模型用于自動地去除腦電中的眼電偽跡。由于眼電偽跡是隨機(jī)出現(xiàn)在腦電信號中的,所以該模型首先檢測并提取眼電偽跡出現(xiàn)的區(qū)域,并只對這些區(qū)域進(jìn)行處理從而避免對非眼電區(qū)域的腦電信號造成影響。然后用小波將提取出來的眼電區(qū)域分解為4層,由于眼電信號的頻率較低,所以只用近似層的小波系數(shù)重構(gòu)出粗糙的眼電偽跡。因?yàn)橹貥?gòu)出的眼電偽跡中含有低頻的腦電信號,因此采用卡爾曼濾波器對重構(gòu)的眼電偽跡做進(jìn)一步處理,估計出純粹的眼電偽跡,最后從原始的腦電信號中將其去除,即可得到干凈的腦電信號。為驗(yàn)證上述模型的有效性,本文使用模擬數(shù)據(jù)將該模型和ICA結(jié)合小波模型及自適應(yīng)濾波器結(jié)合小波模型進(jìn)行了定量的對比分析。在時域上,本文所提方法的均方誤差(MSE)值為0.0017,而ICA小波模型和自適應(yīng)濾波器小波模型的MSE分別為0.0468和0.0052;在頻域上,本文所提方法的平均絕對誤差(MAE)的均值為0.0052,而另外兩種模型的MAE的均值分別為0.0218和0.0115�？梢钥闯�,本文所提模型的MSE值和MAE的均值都要明顯小于另外兩種模型,說明該模型在時域上和頻域上都取得了更好的去眼電偽跡效果。為進(jìn)一步說明該模型的實(shí)用性,本文還分別使用了由BrainCap和三導(dǎo)腦電采集器采集的實(shí)際腦電數(shù)據(jù)對該方法的去噪性能加以驗(yàn)證,結(jié)果表明該方法能很好地去除腦電中的眼電偽跡。綜合來看,本文提出的方法能夠有效地自動去除腦電中的眼電偽跡,而且能夠很好地應(yīng)用于便攜式腦電設(shè)備。
【關(guān)鍵詞】：腦電 眼電偽跡 小波變換 卡爾曼濾波器
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R741.044;TN713
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-19
• 1.1 大腦的研究方法8-10
• 1.2 腦電的應(yīng)用10-12
• 1.3 腦電信號的特點(diǎn)及分類12-14
• 1.4 腦電信號中的各種偽跡14-15
• 1.5 眼電偽跡去除的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.6 本文的研究工作及研究目的17
• 1.7 本文的結(jié)構(gòu)安排17-19
• 第二章 常見的去眼電偽跡的方法理論19-31
• 2.1 自適應(yīng)濾波19-21
• 2.2 獨(dú)立成分分析21-23
• 2.3 小波變換23-28
• 2.3.1 連續(xù)小波變換24-25
• 2.3.2 離散小波變換及多分辨率分析25-27
• 2.3.3 小波包分析27-28
• 2.4 希爾伯特黃變換28-30
• 2.4.1 經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解28-29
• 2.4.2 希爾伯特譜和邊際譜29-30
• 2.5 小結(jié)30-31
• 第三章 自動去眼電偽跡模型的研究31-38
• 3.1 ICA結(jié)合小波去眼電偽跡模型31-32
• 3.2 自適應(yīng)濾波器結(jié)合小波去眼電偽跡模型32-34
• 3.3 小波結(jié)合卡爾曼濾波器去眼電偽跡模型34-38
• 第四章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析38-47
• 4.1 模擬腦電數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)及結(jié)果38-42
• 4.2 實(shí)際腦電數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)及結(jié)果42-47
• 4.2.1 BrainCap采集的腦電數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)42-44
• 4.2.2 三導(dǎo)腦電采集器采集的腦電數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)44-47
• 第五章 總結(jié)和展望47-49
• 5.1 本文所做的工作47-48
• 5.2 工作展望48-49
• 參考文獻(xiàn)49-53
• 在學(xué)期間的研究成果53-54
• 致謝54

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本文編號：322236