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基于EEG信号的格式塔认知实验与分析

基于EEG信号的格式塔认知实验与分析

作者：刘再生浙江大学

学位级别：硕士

在多领域技术交叉融合的背景下,脑机接口（Brain-Computer Interface,BCI）逐渐成为下一代移动智能设备的高潜力发展方向。伴随着脑信号分析技术的快速发展,脑机接口相关技术已逐步被应用到实际生活场景中。这对脑信号分析技术提取认知... 详细信息

在多领域技术交叉融合的背景下,脑机接口（Brain-Computer Interface,BCI）逐渐成为下一代移动智能设备的高潜力发展方向。伴随着脑信号分析技术的快速发展,脑机接口相关技术已逐步被应用到实际生活场景中。这对脑信号分析技术提取认知信息、常态情绪、指令信息等方面提出了新的需求,而在这些方面传统的脑电分析方法无法有效分析常态信号下的意识差别。随着代数拓扑（Topological Data Analysis,TDA）被成功应用于时空高维度的复杂数据分析,本文基于代数拓扑对认知行为脑电信号展开实验与分析,为提取人脑意识思维水平的信号特征提供了新的尝试方向。首先,本文设计并实现了针对人类认知过程中意识思维活动的脑电图（Electroencephalogram,EEG）信号采集方法,提出以格式塔心理学认知理论为切入点研究人脑的认知行为,提取了在格式塔完形（Gestalt）认知测试中大脑对不同轮廓和形状的神经反应的生理学特征,并验证该信号所对应的是人脑逻辑思维活动。实验结果表明,当被试者观察随机序列图像（Random Sequence Diagram,RSD）时,其大脑额叶涉及的活动区域多于其观察有序格式塔图像（Gestalt Images,GST）。而在GST图像刺激下,被试者大脑活动更多体现于左脑的思维逻辑区域。其次,为了拓展EEG信号分析的技术手段,本文采用代数拓扑作为数学工具对全脑信号进行拓扑复形建模,以人脑对虚幻轮廓的认知过程为研究对象,基于持续同调分析方法进行拓扑分析,提出了一种有效的EEG信号数字化特征提取方法。经由同调熵（Persistent Entropy,PE）计算,可以通过拓扑分析实现RSD与GST二类刺激下人类对形状和轮廓认知过程的有效区分。基于以上工作,本文首次提出并采用Euler熵值分析方法对人类认知行为特征进行分析,结合人类认知行为理论验证本文格式塔脑电认知实验所采集信号与认知行为的关联性及合理性。综上所述,本文自主设计并实现了针对人类认知过程EEG信号的新的采集实验方法,引入Euler熵值分析方法验证了所采集信号的合理性,并通过对EEG信号的持续同调性特征评估量化了认知过程神经信号的相关性,为人脑认知活动的分析提供一种可靠的实验参考和分析方法。结合应用场景分析,本文的格式塔认知脑电实验可以为针对人类思维活动层次的脑电信号采集实验提供新的设计思路和方法参考。本文通过拓扑分析实现对格式塔完形认知信号的特征提取和数字量化评估可以为脑机交互提供一种新的实现方式,为脑对脑通信（Brain-tobrain Communication,B2BC）中神经信号数字化的解决方案提供了一种选择。

关键词：脑电分析实验格式塔心理学代数拓扑持续同调熵

一部重新审视中国近代音乐史的重要史学文献——廖辅叔文集《乐苑谈往》的史学特色与现实意义

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音乐研究 2008年第3期 24-32页

作者：刘再生山东师范大学音乐学院

中国现代音乐史学是我国最为年轻的人文学科之一。如果说,20世纪中国古代音乐史学从叶伯和于1922年10月出版《中国音乐史》(上卷)作为这一学科诞生之启端,直至王光祈著《中国音乐史》(1934)、杨荫浏著《中国音乐史纲》(1944)与《中国古... 详细信息

中国现代音乐史学是我国最为年轻的人文学科之一。如果说,20世纪中国古代音乐史学从叶伯和于1922年10月出版《中国音乐史》(上卷)作为这一学科诞生之启端,直至王光祈著《中国音乐史》(1934)、杨荫浏著《中国音乐史纲》(1944)与《中国古代音乐史稿》(1981)标志着古代音乐史学进入了一个初步成熟阶段。那么,现代音乐史学雏形之产生比古代音乐史学要晚将近半个世纪时间。正如陈聆群所说:“1958年开始了较有规模的中国近现代音乐史研究工作。在上海音乐学院和中国音乐研究所,分别成立了两个史稿编写组,经过收集汇编史料、采访前辈音乐家、拟订写作提纲、广泛征求意见和全力奋战赶写等步骤,于中华人民共和国成立十周年的1959年10月前后,完成了《中国现代音乐史》(上海音乐学院编写组)和《中国近现代音乐史纲要》(中国音乐研究所编写组)两部史稿,同时编辑油印了包含1840—1949年间主要音乐史料的十册约300余万字的《中国现代音乐史参考资料》;虽然它们都还是未定稿,但终究是以这样的有形成果,宣告了中国近现代音乐史研究作为中国音乐史学的一个独立门类的新学科已经诞生。”①现代音乐史学的研究对象是中国近代音乐(1840—1949)、...

关键词：近代音乐音乐史学萧友梅中国音乐史中国现代音乐黄自廖公古代音乐聂耳钱仁康

高师音乐史学肇迹钩沉——1982年“中国音乐史暑期讲习班”的时代贡献

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音乐研究 2014年第5期 73-81页

作者：刘再生山东师范大学

引言音乐教育领域始终是中国音乐史学发祥地.中国近代第一部音乐史著作是叶伯和在四川省高等师范学校乐歌专修科任教时开设音乐史课程编写的《中国音乐史》,1922年由成都昌福公司出版上卷;童斐《中乐寻源》是1925年在上海光华大学任教... 详细信息

引言音乐教育领域始终是中国音乐史学发祥地.中国近代第一部音乐史著作是叶伯和在四川省高等师范学校乐歌专修科任教时开设音乐史课程编写的《中国音乐史》,1922年由成都昌福公司出版上卷;童斐《中乐寻源》是1925年在上海光华大学任教授、中文系主任时由商务印书馆于1926年印刷发行;王光祈《中国音乐史》成书于1931年,时在柏林大学音乐系学习,

关键词：中国音乐史学讲习班暑期钩沉高师高等师范学校柏林大学商务印书馆

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杨荫浏关于音乐问题的一次谈话

音乐研究 2003年第3期 24-29页

作者：刘再生山东师范大学

我是中国第一个宗教音乐家我出生于1899年,农历己亥年十月初八生,比公元多一岁,今年实岁80岁,虚岁82岁.父亲杨钟琳,名字金字旁,我的名字水字旁,但和阴阳五行没有关系.我在年纪很小的时候就学音乐,8岁开始,是虚岁,实际是6岁,跟一个小道... 详细信息

我是中国第一个宗教音乐家我出生于1899年,农历己亥年十月初八生,比公元多一岁,今年实岁80岁,虚岁82岁.父亲杨钟琳,名字金字旁,我的名字水字旁,但和阴阳五行没有关系.我在年纪很小的时候就学音乐,8岁开始,是虚岁,实际是6岁,跟一个小道士学吹箫,他大概有20岁左右,天天到我家里来教我.我年纪小,手还按不到箫的音孔,因为箫的音孔距离很远啊.一共学了箫、笛子、笙和二胡几样乐器,演奏、等调子.

关键词：杨荫浏宗教音乐中国阿炳旋律节奏音乐美学音乐史音乐实践