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基于排列组合熵的脑电意识任务识别方法的研究

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传感技术学报 2008年第1期21卷 74-78页

作者：范影乐李谷刘亚景杨勇杭州电子科技大学生物医学工程与仪器研究所杭州310018

研究基于脑电信号排列组合熵的运动意识任务自动分类方法。求出时变脑电信号所对应的排列组合熵时间序列,它能很好的反映出事件相关去同步(ERD)和事件相关同步(ERS)现象,因此能有效地提取人脑想象左右手运动任务时的特征,最终利用K-近... 详细信息

研究基于脑电信号排列组合熵的运动意识任务自动分类方法。求出时变脑电信号所对应的排列组合熵时间序列,它能很好的反映出事件相关去同步(ERD)和事件相关同步(ERS)现象,因此能有效地提取人脑想象左右手运动任务时的特征,最终利用K-近邻法模式分类方法对想象左右手运动任务进行分类决策。对国际脑机接口竞赛相关数据进行测试,最高准确率达到88.57%,最大互信息达到0.42。基于排列组合熵的脑电信号特征,可以作为脑电意识任务的有效分类依据。

关键词：脑电信号意识任务排列组合熵事件相关去同步事件相关同步

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基于奇异谱熵的脑电意识任务识别方法的研究

计算机工程与科学 2009年第12期31卷 117-120页

作者：张小鹏范影乐杨勇杭州电子科技大学生物医学工程与仪器研究所浙江杭州310018

奇异谱分析是脑电信号研究的一种新方法。脑电信号的奇异谱熵可以反映脑电的特征,它有助于研究大脑的动力学行为。时变脑电信号所对应的奇异谱熵时间序列能很好地反映出事件相关去同步(ERD)和事件相关同步(ERS)现象,因此可以提取人脑想... 详细信息

奇异谱分析是脑电信号研究的一种新方法。脑电信号的奇异谱熵可以反映脑电的特征,它有助于研究大脑的动力学行为。时变脑电信号所对应的奇异谱熵时间序列能很好地反映出事件相关去同步(ERD)和事件相关同步(ERS)现象,因此可以提取人脑想象左右手运动任务时的特征,最终利用K-近邻模式分类方法对想象左右手运动任务进行有效的分类决策。最后对国际脑机接口竞赛2003相关数据进行了测试,最高准确率达到85.16%,最大互信息达到0.48。测试结果说明,基于奇异谱熵的脑电信号特征,可以作为脑电意识任务的有效分类依据。

关键词：脑电信号奇异谱熵事件相关去同步事件相关同步

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基于能量法的脑机接口运动想象分类研究

中国医疗器械杂志 2014年第1期38卷 14-18页

作者：乔静胡鹏举洪杰西北工业大学机电学院西安市710072 中国航天空气动力技术研究院研究生院北京市100074

针对脑机接口运动想象脑电信号的分类识别问题,提出了一种基于小波包分解的C3、C4二通道能量特征提取方法。该方法首先采用6阶的巴特沃斯带通滤波对二通道脑电信号进行降噪;然后采用Daubechies类小波函数对其进行5层分解,选择第四层CD4... 详细信息

针对脑机接口运动想象脑电信号的分类识别问题,提出了一种基于小波包分解的C3、C4二通道能量特征提取方法。该方法首先采用6阶的巴特沃斯带通滤波对二通道脑电信号进行降噪;然后采用Daubechies类小波函数对其进行5层分解,选择第四层CD4、第五层CD5的小波系数进行重构并抽取其能量特征;最后采用线性距离判别进行分类和使用Kappa系数进行分类衡量。利用BCI2008竞赛的标准数据BCICIV_2b_gdf进行验证,结果表明利用该方法可以较好地反映事件相关同步和事件相关去同步的特征,为BCI研究中事件相关电位的分类识别提供了有效的手段。

关键词：运动想象特征提取小波包分解事件相关同步 Kappa系数

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基于共空间模式和功率谱密度的脑电信号分类

科学技术与工程 2023年第10期23卷 4272-4278页

作者：赵德春沈利豪蒋宇皓陈欢舒洋焦书洋重庆邮电大学生物信息学院重庆400065 重庆邮电大学自动化学院重庆400065

由于单一域缺少其他相关信息而导致运动想象分类准确率不高和泛用性差,本文研究设计了基于空间域和频域的运动想象分类方法。根据运动想象执行时的对侧映射机制以及事件相关同步和事件相关去同步的现象,对C3和C4通道数据进行共空间模式... 详细信息

由于单一域缺少其他相关信息而导致运动想象分类准确率不高和泛用性差,本文研究设计了基于空间域和频域的运动想象分类方法。根据运动想象执行时的对侧映射机制以及事件相关同步和事件相关去同步的现象,对C3和C4通道数据进行共空间模式和功率谱密度特征提取和融合,然后使用网格搜索参数优化的支持向量机对运动想象的脑电信号进行分类。结果表明共空间模式和功率谱密度的融合特征,解决了共空间模式对噪声敏感以及缺少频率特征信息的缺点,实现了更高的分类结果和泛化性,分类准确率达91.3%,验证了该方法的有效性。

关键词：特征提取共空间模式功率谱密度事件相关同步事件相关去同步

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左右手运动意识任务的分类

微计算机信息 2006年第12S期22卷 237-239页

作者：薛斌强和卫星江苏镇江市江苏大学电气学院 212013

本研究提出了利用事件相关ERD/ERS和相同步提取脑电运动意识任务特征,应用Fisher线性判别式分析法,对想象左右手运动任务进行了分类,并获得了满意的效果。对被试者想象左右手运动过程中,记录的脑电信号采用了能量分析法量化了事件相关... 详细信息

本研究提出了利用事件相关ERD/ERS和相同步提取脑电运动意识任务特征,应用Fisher线性判别式分析法,对想象左右手运动任务进行了分类,并获得了满意的效果。对被试者想象左右手运动过程中,记录的脑电信号采用了能量分析法量化了事件相关去同步ERD和事件相关同步ERS时程,同时提取了相位信息。最后对测试数据进行分类,最大正确分类率达到了83.20%,与用多通道AR模型提取特征方法相比,效果更好,从而为大脑运动意识任务的分类提供了新思路。

关键词：事件相关同步事件相关去同步相同步

使用双延时双反应范式的关于工作记忆的皮层脑电研究

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使用双延时双反应范式的关于工作记忆的皮层脑电研究

作者：李泓渊华东师范大学

学位级别：硕士

工作记忆(Working Memory, WM)是指一个大脑系统。这个系统的功能是临时保存和处理信息,并依此信息执行后续的行为反应。一个被广泛认可与接受的模型是Baddeley提出的多成分工作记忆模型。随着对工作记忆研究的深入,这个模型中各个成分... 详细信息

工作记忆(Working Memory, WM)是指一个大脑系统。这个系统的功能是临时保存和处理信息,并依此信息执行后续的行为反应。一个被广泛认可与接受的模型是Baddeley提出的多成分工作记忆模型。随着对工作记忆研究的深入,这个模型中各个成分所对应的神经基质被逐渐揭示出来。然而,工作记忆研究中常用的单延时范式无法将与工作记忆有关的记忆维持过程和反应组织过程在一个延时阶段中进行分离。Volle等1使用了一种双延时双反应范式来研究工作记忆中的这两个过程。该范式可以将与工作记忆有关的记忆维持与反应组织分别对应于两个延时阶段中进行研究。在本研究中,我们改进了Volle等的范式,使用皮层脑电(Electrocorticogram, ECoG)的记录手段,对与工作有关的记忆维持过程与反应组织过程进行研究。四名难治型癫痫病人在去病灶手术的观察期期间参与了本实验。实验中,被试需要在延时Ⅰ中执行记忆任务,而在延时Ⅱ中,根据指令的不同,组织不同的反应。通过对两个延时阶段中的事件相关电位(Event-Related Potentials, ERP)和事件相关频谱扰动(Event-Related Spectral Perturbation, ERSP)进行分析,我们发现了与工作记忆有关的事件相关电位慢波成分和各个频段的事件相关同步(Event-Related Synchronization, ERS).去同步(Event-Related De-synchronization, ERD)活动。与工作记忆有关的慢正波主要出现在前额叶,而与工作记忆有关的慢负波主要出现在额叶的其它区域。事件相关频谱扰动分析中,alpha段(8-12Hz)和beta段(20-36Hz)中出现了与工作记忆有关的事件相关去同步活动,而在gamma段(60-100Hz)中出现了与工作记忆有关的事件相关同步活动。本实验采用改进了的双延时双反应范式,依托皮层脑电所具有的时间、空间高分辨率和高质量信号的优势,对与工作记忆有关的记忆维持过程和反应组织过程展开了研究。本研究的发现证实了之前的相关研究结果。更重要的是,精确确定了发生这些电生理活动的相关脑区。这为我们理解工作记忆提供了新的知识。

关键词：工作记忆双延时双反应范式皮层脑电事件相关电位事件相关频谱扰动事件相关同步事件相关去同步

上肢协作动作运动想象脑电的ERD/ERS特征分析研究

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上肢协作动作运动想象脑电的ERD/ERS特征分析研究

作者：姚树璋太原科技大学

学位级别：硕士

目前,脑卒中是一种常见的致死性疾病,随着社会老龄化程度的加深,脑卒中的影响也越来越大。运动想象脑机接口可以帮助脑卒中患者通过康复训练改善生活质量,具有很大的临床应用潜力。其中,运动想象疗法是一种有效的神经激活手段,用以解决... 详细信息

目前,脑卒中是一种常见的致死性疾病,随着社会老龄化程度的加深,脑卒中的影响也越来越大。运动想象脑机接口可以帮助脑卒中患者通过康复训练改善生活质量,具有很大的临床应用潜力。其中,运动想象疗法是一种有效的神经激活手段,用以解决脑卒中患者的运动障碍问题。而脑机接口技术则提供了一种使大脑和外界环境之间进行信息交互的手段。基于运动想象的脑机接口一般采用单人肢体动作运动想象作为任务范式,其诱发的ERD/ERS模式及对应的可辨识思维类别数较为有限,无法满足脑机接口对外多指令控制。因此,本论文以人体上肢动作为切入点,在已有单人上肢动作运动想象研究的基础上引入双人上肢协作动作运动想象,首先观察在已有研究基础上加入协作动作因素后脑电特征的变化,然后进一步挖掘双人上肢协作动作运动想象脑电信号相较于单人上肢动作运动想象脑电信号的多脑区ERD/ERS差异性特征。通过对双人上肢协作动作运动想象与单人上肢动作运动想象两者脑电信号多维度的特征分析,发现了协作动作运动想象对应的多脑区脑电信号特征分布,为运动想象脑机接口的思维类别数的增加、以及肢体动作所要求的脑机接口对外多指令控制打下基础,同时为之后的运动想象脑电特征的辨识研究提供有效的理论支持。

关键词：脑机接口运动想象双人上肢协作动作脑电信号事件相关去同步事件相关同步

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基于广义微状态的运动想象分类研究

杭州电子科技大学学报（自然科学版） 2014年第1期34卷 34-37页

作者：林伟成孔万增杭州电子科技大学认知与智能计算研究所浙江杭州310018

该文根据传统微状态的概念,提出了一种广义微状态定义,并基于该定义实现了一种多分类运动想象任务特征提取算法。该文使用实验室2分类数据和2008年国际脑机接口竞赛4分类数据集对提出的特征提取算法进行了测试。对2分类数据特征用最小... 详细信息

该文根据传统微状态的概念,提出了一种广义微状态定义,并基于该定义实现了一种多分类运动想象任务特征提取算法。该文使用实验室2分类数据和2008年国际脑机接口竞赛4分类数据集对提出的特征提取算法进行了测试。对2分类数据特征用最小夹角算法分类,准确率最高达到95.56%;对多分类数据特征用SVM算法分类,效果稳定,其中竞赛数据4分类kappa分析结果接近2008年竞赛获胜者水平,测试结果验证了算法的有效性。

关键词：微状态运动想象分类脑机接口事件相关同步去同步

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一种基于相关系数的CSP成分自动选取方法

杭州电子科技大学学报（自然科学版） 2013年第2期33卷 21-24页

作者：钟建友林伟成孔万增杭州电子科技大学计算机应用技术研究所浙江杭州310018

在基于运动想象的脑机接口系统中,共同空间模式方法作为一种有效的分类处理方法已被广泛运用。使用该方法时,选择合适的成分构造滤波器是非常重要的步骤,直接影响到分类准确率。该文提出了一种基于相关系数的共同空间模式滤波器成分自... 详细信息

在基于运动想象的脑机接口系统中,共同空间模式方法作为一种有效的分类处理方法已被广泛运用。使用该方法时,选择合适的成分构造滤波器是非常重要的步骤,直接影响到分类准确率。该文提出了一种基于相关系数的共同空间模式滤波器成分自动选择方法,通过使用2008年脑机接口竞赛数据检验,平均分类准确率明显高于使用传统成分选择方法构造的滤波器,验证了该方法的有效性。

关键词：脑机接口事件相关同步去同步共同空间模式相关系数