基于集成學(xué)習(xí)的運(yùn)動想象腦電信號分類研究
發(fā)布時間:2021-10-16 01:25
腦機(jī)接口(Brain-Computer Interface,BCI)作為多學(xué)科交叉應(yīng)用的新興研究技術(shù),受到等眾多領(lǐng)域的青睞,比如,神經(jīng)科學(xué)、人工智能、模式識別。腦機(jī)接口是一種全新通信技術(shù),可以不依賴任何肌肉組織就能達(dá)到與外部設(shè)備通信、控制的目的,一直受到各界廣泛關(guān)注。在腦機(jī)接口研究領(lǐng)域,運(yùn)動想象(Motor Imagery,MI)腦機(jī)接口是BCI其中一類,只需要被試進(jìn)行簡單的動作想象就可以在大腦皮層產(chǎn)生相應(yīng)信號作為BCI的輸入,因此受到特別關(guān)注。BCI系統(tǒng)可分為多個模塊,比如采集、預(yù)處理,特征提取,分類和輸出模塊。BCI系統(tǒng)最重要的就是良好的分類準(zhǔn)確率。為此,本文主要針對腦機(jī)接口中腦電預(yù)處理、特征提取、分類等進(jìn)行了以下研究:腦電信號是具有非平穩(wěn)非線性、高維數(shù)、低信噪比的復(fù)雜生物電信號,單一的時域或者頻域分析具有較大局限性,聯(lián)合時頻分析的小波變換無法完全區(qū)分和腦電信號相似的偽跡成分,降低分類識別率。鑒于此,提出了一種基于多域特征的隨機(jī)子空間集成學(xué)習(xí)實現(xiàn)運(yùn)動想象腦電分類的方法,本文結(jié)合MI信號特有的ERD/ERS特性分析,快速準(zhǔn)確定位出最佳時頻段,多算法互補(bǔ)提取多域特征作為特征向量,結(jié)合交...
【文章來源】:重慶郵電大學(xué)重慶市
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
腦區(qū)分布圖
重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文第2章運(yùn)動想象腦電信號的相關(guān)知識12皮層腦電圖和深度電極這兩個過程需要神經(jīng)外科手術(shù)植入電極,屬于侵入式。EEG和fMRI屬于非侵入式腦電采集方式。EEG因其無創(chuàng)性和相對低廉的價格等優(yōu)勢,成為腦電研究最常見的信號采集方式,成為非侵入式BCI最主要的研究方向,研究學(xué)者已經(jīng)針對EEG展開了大量研究。此外,EEG也是本研究當(dāng)中腦電數(shù)據(jù)來源的采集方式。圖2.2國際標(biāo)準(zhǔn)10-20電極系統(tǒng)圖2.3EEG電極位置示意圖EEG的電極排列采用國際標(biāo)準(zhǔn)的10-20電極系統(tǒng),如圖2.2所示:以鼻根、枕骨隆突和頭頂中央構(gòu)成一個橫斷面,以橫斷面為中心線按照10%和20%的間隔進(jìn)行切分大腦曲面,各個切分后的橫截面與原來的橫截面中心線平行和垂直,沿著各個交匯點在頭皮表面等距離放置21個電極(圖2.3),F(xiàn)有的腦電信號分析所使用的數(shù)據(jù)除了自行采集之外,使用較為廣泛的就是BCI競賽公布的數(shù)據(jù)集。2.3.2腦電信號的處理方法BCI系統(tǒng)主要組成模塊大致分為七個,依次是:信號采集、預(yù)處理,特征提取,分類識別、控制接口指令翻譯、控制設(shè)備以及反饋裝置。圖2.4展示了BCI系統(tǒng)各
重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文第2章運(yùn)動想象腦電信號的相關(guān)知識12皮層腦電圖和深度電極這兩個過程需要神經(jīng)外科手術(shù)植入電極,屬于侵入式。EEG和fMRI屬于非侵入式腦電采集方式。EEG因其無創(chuàng)性和相對低廉的價格等優(yōu)勢,成為腦電研究最常見的信號采集方式,成為非侵入式BCI最主要的研究方向,研究學(xué)者已經(jīng)針對EEG展開了大量研究。此外,EEG也是本研究當(dāng)中腦電數(shù)據(jù)來源的采集方式。圖2.2國際標(biāo)準(zhǔn)10-20電極系統(tǒng)圖2.3EEG電極位置示意圖EEG的電極排列采用國際標(biāo)準(zhǔn)的10-20電極系統(tǒng),如圖2.2所示:以鼻根、枕骨隆突和頭頂中央構(gòu)成一個橫斷面,以橫斷面為中心線按照10%和20%的間隔進(jìn)行切分大腦曲面,各個切分后的橫截面與原來的橫截面中心線平行和垂直,沿著各個交匯點在頭皮表面等距離放置21個電極(圖2.3),F(xiàn)有的腦電信號分析所使用的數(shù)據(jù)除了自行采集之外,使用較為廣泛的就是BCI競賽公布的數(shù)據(jù)集。2.3.2腦電信號的處理方法BCI系統(tǒng)主要組成模塊大致分為七個,依次是:信號采集、預(yù)處理,特征提取,分類識別、控制接口指令翻譯、控制設(shè)備以及反饋裝置。圖2.4展示了BCI系統(tǒng)各
本文編號:3438881
【文章來源】:重慶郵電大學(xué)重慶市
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
腦區(qū)分布圖
重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文第2章運(yùn)動想象腦電信號的相關(guān)知識12皮層腦電圖和深度電極這兩個過程需要神經(jīng)外科手術(shù)植入電極,屬于侵入式。EEG和fMRI屬于非侵入式腦電采集方式。EEG因其無創(chuàng)性和相對低廉的價格等優(yōu)勢,成為腦電研究最常見的信號采集方式,成為非侵入式BCI最主要的研究方向,研究學(xué)者已經(jīng)針對EEG展開了大量研究。此外,EEG也是本研究當(dāng)中腦電數(shù)據(jù)來源的采集方式。圖2.2國際標(biāo)準(zhǔn)10-20電極系統(tǒng)圖2.3EEG電極位置示意圖EEG的電極排列采用國際標(biāo)準(zhǔn)的10-20電極系統(tǒng),如圖2.2所示:以鼻根、枕骨隆突和頭頂中央構(gòu)成一個橫斷面,以橫斷面為中心線按照10%和20%的間隔進(jìn)行切分大腦曲面,各個切分后的橫截面與原來的橫截面中心線平行和垂直,沿著各個交匯點在頭皮表面等距離放置21個電極(圖2.3),F(xiàn)有的腦電信號分析所使用的數(shù)據(jù)除了自行采集之外,使用較為廣泛的就是BCI競賽公布的數(shù)據(jù)集。2.3.2腦電信號的處理方法BCI系統(tǒng)主要組成模塊大致分為七個,依次是:信號采集、預(yù)處理,特征提取,分類識別、控制接口指令翻譯、控制設(shè)備以及反饋裝置。圖2.4展示了BCI系統(tǒng)各
重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文第2章運(yùn)動想象腦電信號的相關(guān)知識12皮層腦電圖和深度電極這兩個過程需要神經(jīng)外科手術(shù)植入電極,屬于侵入式。EEG和fMRI屬于非侵入式腦電采集方式。EEG因其無創(chuàng)性和相對低廉的價格等優(yōu)勢,成為腦電研究最常見的信號采集方式,成為非侵入式BCI最主要的研究方向,研究學(xué)者已經(jīng)針對EEG展開了大量研究。此外,EEG也是本研究當(dāng)中腦電數(shù)據(jù)來源的采集方式。圖2.2國際標(biāo)準(zhǔn)10-20電極系統(tǒng)圖2.3EEG電極位置示意圖EEG的電極排列采用國際標(biāo)準(zhǔn)的10-20電極系統(tǒng),如圖2.2所示:以鼻根、枕骨隆突和頭頂中央構(gòu)成一個橫斷面,以橫斷面為中心線按照10%和20%的間隔進(jìn)行切分大腦曲面,各個切分后的橫截面與原來的橫截面中心線平行和垂直,沿著各個交匯點在頭皮表面等距離放置21個電極(圖2.3),F(xiàn)有的腦電信號分析所使用的數(shù)據(jù)除了自行采集之外,使用較為廣泛的就是BCI競賽公布的數(shù)據(jù)集。2.3.2腦電信號的處理方法BCI系統(tǒng)主要組成模塊大致分為七個,依次是:信號采集、預(yù)處理,特征提取,分類識別、控制接口指令翻譯、控制設(shè)備以及反饋裝置。圖2.4展示了BCI系統(tǒng)各
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