基于EEG微状态方法的视觉想象识别研究

运动想象MI是基于想象的脑机交互BCI中常用的任务,但MI不易习得和控制,且存在“BCI盲”现象,使得该类BCI的实用化受限。 针对较易习得和控制的视觉想象VI任务进行识别,旨在构建基于VI的BCI(VI-BCI)。招募了15名被试者参加2种动态图像的视觉想象任务并采集脑电EEG数据;然后采用EEG微状态方法研究了这2种VI任务诱发的EEG在微状态时间参数上的差异,并选用差异显著的微状态时间参数构建特征向量;最后采用SVM对2类VI任务进行识别。结果显示提取微状态特征所取得的最高、最低和平均分类精度分别为90%,56%和80.6±2.58%。表明微状态方法可以有效提取VI相关EEG特征并得到具有可比性的分类精度,可望为构建相对较新的在线VI-BCI提供思路。     

运动想象脑电的块选择共空间模式特征提取

共空间模式(CSP)作为一种空间滤波方法已在脑电信号(EEG)的特征提取上得到了广泛应用,而对脑电信号的通道和频带进行合理选择可以有效改善共空间模式特征在运动想象脑机接口(BCI)中的分类性能.针对已有选择方法中未充分考虑通道间差异性的问题,本文提出一种对通道和频带同时进行选择的块选择共空间模式(BS–CSP)特征提取方法.首先针对每个通道进行频带划分从而构建数据块,然后根据时频特征计算对应的Fisher比表征每个块的分类能力,并设置阈值选出一定数量的最优块,最后用CSP和支持向量机(SVM)分别进行特征提取与分类.在对BCI Competition Ⅲ Datesate Ⅳa和BCI Competition Ⅳ Datesate Ⅰ两个二分类运动想象任务的分类实验中,平均分类精度达到了90.25%和83.78%,表明了所提出的特征提取方法的有效性和鲁棒性.     

核张量子空间分解EEG特征提取方法研究

针对共空间模式（Common Spatial Patterns,CSP）对源信号和记录的脑电信号之间严格的线性模式的假设关系,充分发挥张量在多维上同时处理的优势,研究了一种核张量子空间分解EEG特征提取方法。首先生成EEG数据的张量,利用带二次等式约束的最小二乘问题解决张量分解问题,并将张量扩展到子空间,减小计算的压力,最后推广到核空间,将数据投影到高维特征空间来增强辨别能力。实验数据采用2005年BCI竞赛III的数据集III_3a,实验结果表明,KTSD方法能够从多类运动想象任务的EEG数据中提取相应的特征,并得到较好分类结果和运行效率。     

基于mu节律能量的运动意识分类研究

基于脑电(EEG)的脑机接口(BCI)是在人脑和计算机或其它电子设备之间建立不依赖于常规大脑信息输出通路(外周神经和肌肉组织)的全新对外信息交流和控制技术。文中提出了基于mu节律能量为脑电特征的意识任务分类思想,对被测试者想象左右手运动的脑电mu节律能量(二阶矩)及其动态变化情况进行研究。实验结果表明,基于mu节律能量的想象左右手运动意识识别和分类的正确识别率可达85%。二阶矩计算简单,而且可在线计算,故可以认为,基于mu节律能量为脑电特征的意识任务分类在脑机接口的应用中有较高的实用价值。     

在线-离线数据流上复杂事件检测

随着数据采集和处理技术的发展,在物联网对象跟踪、网络监控、金融预测、电信消费模式等领域中进行事件检测显得越发重要.事件检测在一次扫描数据流的假设下完成,数据流在被处理完后丢弃.事实上,很多应用场景中,历史数据流因含有丰富的信息而不能简单丢弃,且一些事件检测查询需要同时在实时和历史数据流上进行.鉴于已有复杂事件检测很少考虑同时在实时-历史数据流上进行模式匹配,作者研究了在线-离线数据流上复杂事件检测的关键问题.主要工作如下:(1)针对滑动窗口内产生的大量模式匹配中间结果,提出利用时态关系和时空关系管理中间结果的方法 TPM和STPM.STPM以中间结果的时态和状态信息为权值对中间结果进行管理,将最近的、最有可能更新状态的中间结果置于内存,极大地减少了中间结果的读取操作代价.(2)给出了基于选择度的在线-离线复杂事件检测优化算法;(3)给出了算法的复杂性分析和代价模型;(4)在基于时空关系的中间结果管理模型下,在一个在线-离线复杂事件检测原型系统中进行实验,对多个参数(子窗口大小,选择度,匹配率,命中率)进行了算法对比分析.实验结果充分验证了所提出的算法的可行性和高效性.     

针对高速数据流的大规模数据实时处理方法

以实时传感数据和历史感知数据为基础的各类计算需求逐渐成为当前物联网应用建设中的关键,如何实现基于高速数据流和大规模历史数据的实时计算成为数据处理领域的新挑战.现有批处理方式的MapReduce大规模数据处理技术难以满足此类计算的实时要求.文中结合城市车辆数据的实时采集与处理应用,在理论和实践分析的基础上,提出了一种针对高速数据流的大规模数据实时处理方法,并对方法中的本地阶段化流水线、中间结果缓存等关键技术瓶颈进行了改进.其中,根据系统参数控制阶段化流水线,使CPU得到了充分、有效利用;通过改造内外存数据结构、读写策略和替换算法,优化了本地中间结果的高并发读写性能.实验表明,上述方法可以显著提升大规模历史数据上数据流处理的实时性和可伸缩性.     

基于P300-SSVEP的双人协同脑-控机械臂汉字书写系统

基于脑-机接口（Brain-computer interface, BCI）的脑-控技术发展迅速,取得较大进展。然而,现有研究多采用单人脑控方式,存在执行效率低、可控自由度低的问题,难以满足复杂条件下的操控任务需求。针对此问题,本文采用时-频-相混合编码的视图脑-机交互方法,设计双人协同策略,通过解码P300和稳态视觉诱发电位（Steady-state visual evoked potential, SSVEP）脑电特征,开发了108指令的双人协同脑-控机械臂系统,实现双人同时对汉字一笔一划的书写。8名被试在线平均正确率为87.92%,平均在线信息传输速率（Information-transfer rate, ITR）为66.00 b/min。该系统扩展了BCI信息交互方式,初步验证了协同BCI操控机械臂的可行性和有效性,为协同BCI提供了技术支撑。     

脑机接口系统中EEG信号特征提取与分类

脑机接口(BCI)技术是近年来国际上的研究热点之一,它通常利用脑电(EEG)来实现无动作的人机交互,运动想象是其中一种重要BCI实验范式,利用第二届国际脑机接口竞赛中的一组实验数据为处理对象,将数据经公共空间模式滤波、小波时频分解、然后采用T加权提取最后特征,并利用支持向量机进行分类器设计.实验结果表明,该算法效果较好,最终识别正确率达到89.3%.     

用于脑-机接口P300实验的支持向量机分类方法

脑-机接口(BCI)技术利用脑电来实现无动作的人机交互.P300字符拼写范式是利用脑电信号实现文字选择输入的一种重要BCI实验范式,它通过对EEG中的P300信号的检测和识别,来推断试验对象(被试)对字母的注意选择.以2005年脑一机接口竞赛中的一组P300字符拼写实验数据为处理对象,采用支持向量机(SVM)的机器学习方法进行算法设计,对信号通道进行了筛选,并采用较少的EEG通道数据进行处理.另外,通过调整参与训练的数据集大小,扩大了v-SVM中参数v的取值范围,更有利于分类器设计.通过上述策略,提高了该BCI实验范式中的系统总体分类精度.上述方法对于测试集字符最佳识别正确率可达到89%,相比于我们参加该届竞赛时所用的线性分类器(LDA),字符识别正确率提高了3%.     

在线模拟法庭服务器的设计与实现

针对模拟法庭服务器存在大量并发客户请求问题,引入了完成端口(IOCP)多线程控制模型,建立了以主线程、监听线程、服务线程为核心的服务器架构.通过分析数据包的错序原因,提出了具体的解决方案.利用池技术思想,设计了线程池和数据库连接池,较好地解决了多线程竞争资源问题,有效避免CPU在线程调度和切换上的大量开销,充分利用了系统资源,经系统测试结果表明,该服务器能够支持海量并发连接,并具有较强的可扩展性和稳定性.     

煤矿井下安全监控分站的设计及其仿真实现

为了设计一种具有低成本、低功耗、易操作、功能强且可靠性高的煤矿井下安全分站,针对煤矿安全生产实际,文章提出了采用MCS-51系列单片机为核心、具有CAN总线通信接口的煤矿井下安全监控分站的设计方案;首先给出煤矿井下安全监控分站的整体构架设计,然后着重阐述模拟量输入信号处理系统的设计过程,最后说明单片机最小系统及其键盘、显示、报警、通信等各个组成部分的设计;为验证设计方案的可行性与有效性,使用Proteus软件对设计内容进行仿真验证,设计的煤矿井下安全监控分站具有瓦斯、温度等模拟量参数超标报警功能和电机开停、风门开闭等开关量指示功能;仿真结果表明:设计的煤矿井下安全监控分站具有一定的实际应用价值.     

View-based model-driven architecture for enhancing maintainability of data access services

In modern service-oriented architectures, database access is done by a special type of services, the so-called data access services (DAS). Though, particularly in data-intensive applications, using and developing DAS are very common today, the link between the DAS and their implementation, e.g. a layer of data access objects (DAOs) encapsulating the database queries, still is not sufficiently elaborated, yet. As a result, as the number of DAS grows, finding the desired DAS for reuse and/or associated documentation can become an impossible task. In this paper we focus on bridging this gap between the DAS and their implementation by presenting a view-based, model-driven data access architecture (VMDA) managing models of the DAS, DAOs and database queries in a queryable manner. Our models support tailored views of different stakeholders and are scalable with all types of DAS implementations. In this paper we show that our view-based and model driven architecture approach can enhance software development productivity and maintainability by improving DAS documentation. Moreover, our VMDA opens a wide range of applications such as evaluating DAS usage for DAS performance optimization. Furthermore, we provide tool support and illustrate the applicability of our VMDA in a large-scale case study. Finally, we quantitatively prove that our approach performs with acceptable response times.     

A pragmatic multi-method investigation of discrepant technological events: Coping,attributions, and ‘accidental’ learning

Discrepant technological events or situations that entail a problem, a misunderstanding or a difficulty with the Information Technology (IT) being employed, are common in the workplace, and can lead to frustration and avoidance behaviors. Little is known, however, about how individuals cope with these events. This paper examines these events by using a multi-method pragmatic approach informed by coping theory. The results of two studies – a critical incident study and an experiment – serve to build and test, respectively, a theoretical model that posits that individuals use a variety of strategies when dealing with these events: they experience negative emotions, make external attributions, and adopt engagement coping strategies directed at solving the event, eventually switching to a disengagement coping strategy when they feel they have no control over the situation. Furthermore, users’ efforts may result in ‘accidental’ learning as they try to overcome the discrepant IT events through engagement coping. The paper ends with a discussion of the results in light of existing literature, future opportunities for research, and implications for practice.     

The Distributed Time-Triggered Simulation Scheme: Core Principles and Supporting Execution Engine

Distributed real-time simulation is a young technology field but its practice is under increasing demands. In recent years the author and his collaborators have been establishing a new approach called the distributed time-triggered simulation (DTS) scheme which is conceptually simple and easy to use but widely applicable. The concept was initiated in the course of developing a new-generation object-oriented real-time programming scheme called the time-triggered message-triggered object (TMO) programming scheme. Some fundamental issues inherent in distributed real-time simulation that were learned during recent experimental studies are discussed along with some approaches for resolving the issues. An execution engine developed to support both the TMOs engaged in control computation and the TMOs engaged in DTS is also discussed along with its possible extensions that will enable significantly larger-scale DTSs.     

Software-Konfigurationsmanagement in großen Softwareprojekten

Zusammenfassung Mit zunehmender Größe der Softwaresysteme verschärfen sich die für die Software-Herstellung typischen Probleme: Beherrschen großer Objektmengen, Erhalten der Systemkonsistenz, Kontrolle der ständigen Änderungseinflüsse und Gewährleisten einer langen Lebensdauer. Die Disziplin Konfigurationsmanagement bildet den methodischen Ansatz, diese Probleme besser zu beherrschen. Software-Konfigurationsmanagement faßt die Herstellung von Softwaresystemen als eine Abfolge von kontrollierten Änderungen an gesicherten Zwischen- und Endergebnissen auf. Dargestellt werden die Objekte und Funktionen des Software-Konfigurationsmanagements sowie die hierfür in großen Software-Projekten benötigten Methoden, Instanzen und Hilfsmittel.     

Information for Authors

正http://www.zju.edu.cn/jzus http://www.springerlink.com Aim The Journals of Zhejiang University-SCIENCE(A/B/C)are edited by the international board of distinguished Chinese and foreign scientists,and are aimed to present the latest developments and achievements in scientific research in China and     

Editorial:Brain-machine interface(BMI) and cyborg intelligence

正Brain-machine interfaces(BMIs)aim at building a direct communication pathway between the brain and an external device,and represent an area of research where significant progress has been made during the past decade.Based on BMIs,mind information can be read out by neural signals to control     

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正http://www.zju.edu.cn/jzus http://www.springerlink.com Aim The Journals of Zhejiang University-SCIENCE(A/B/C)are edited by the international board of distinguished Chinese and foreign scientists,and are aimed to present the latest developments and achievements in scientific research in China and overseas to the world’s scientific circles,especially to stimulate     

SCIENCE CHINA Information Sciences SUBJECT INDEX TO VOLUME 57(2014)

正~~     

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正http://www.zju.edu.cn/jzus http://www.springerlink.com Aim The Journals of Zhejiang University-SCIENCE(A/B/C)are edited by the international board of distinguished Chinese and foreign scientists,and are aimed to present the latest developments and achievements in scientific research in China and overseas to the world’s scientific circles,especially to stimulate