基于共空间模式的运动想象脑电信号识别研究

脑-机接口技术领域的关键问题是脑电信号的分类识别研究.本文针对脑电信号的分类问题,基于EGI-64导脑电采集系统得到7名被试者的左右手运动想象脑电数据,首先采用扩展Infomax-ICA方法对脑电数据进行去噪处理;然后利用共空间模式方法对C3/C42个电极的脑电信号进行特征提取;最后比较了Fisher线性判别分析法、贝叶斯方法、径向神经网络和BP神经网络几种算法的平均分类率.结果表明:神经网络分类方法得到的平均分类率要高于其他2种方法,而BP神经网络方法的平均分类率最高,可以达到95.36%,但另外3种方法的运行速度明显高于BP神经网络.该结果为实时BCI系统实施提供了一定依据.     

基于NNE技术的手臂运动模式识别算法研究

本文将神经网络集成(Neural network ensemble,NNE)算法应用于人体手臂运动模式识别领域中,通过对手臂不同运动模式下的表面肌电信号(sEMG)的采集、分析与处理,识别出与其对应的手臂运动模式。主要利用小波包分解(WPD)算法提取表面肌电信号的时-频特征向量,利用集成神经网络对表面肌电信号特征向量进行模式识别;神经网络集成模型由Bagging算法生成,参与集成的个体神经网络均为BP神经网络,集成神经网络的输出由单个神经网络的输出通过相对多数投票法产生。最后,对手臂4个不同运动模式下的表面肌电信号进行了模式识别实验。实验结果表明,与个体神经网络相比,集成神经网络可以显著地提高手臂动作的识别率,证明了将神经网络集成技术用于手臂运动模式识别的有效性和可行性。     

基于CNN脑电信号伪迹检测与去除的EEMD方法

为了去除在脑电信号采集过程中受到的干扰,在传统方法的基础之上,提出了一种基于卷积神经网络(CNN)脑电信号伪迹检测与去除的方法。该方法通过CNN模型对脑电信号电压幅值计算后的特征进行提取,完成Softmax分类器对脑电信号的检测分类。采用EEMD算法将含噪脑电信号分解为若干个本征模式函数IMF分量,通过Hilbert特征法提取出噪声占主导的高频IMF分量,再由FastICA的方法将剩余信号分离,达到眼电伪迹的去除。实验表明,CNN方法检测准确率高达80%以上,CNN与EEMD的结合提高了脑电信号伪迹去除的有效性。     

基于虚拟仪器的表面肌电信号采集与识别系统

表面肌电信号(SEMG)的检测分析对临床诊断、康复医学、运动医学等具有重要意义.但由于表面肌电信号比较微弱,信号提取比较困难,本文利用虚拟仪器技术构建肌电信号检测平台并用LabVIEW进行信号处理,采集到了清晰的肌电信号,得出了其绝大部分谱集中在10~300 Hz内.采用功率谱K值法进行动作识别,得到单自由度动作的识别成功率达90%以上.该系统经过扩展可以适应各种生理数据的采集和处理,是未来生理仪器开发的方向.     

基于AR模型和神经网络的膝骨性关节炎诊断

本文旨在采用表面肌电信号无创性方法诊断和评判膝骨性关节炎,以在早期能够预防和治疗膝骨性关节炎,改善生活质量。在研究中,采集了对照组和膝骨性关节炎患者水平行走时下肢的股外侧肌,股内侧肌,股二头肌和半腱肌的表面肌电信号。利用表面肌电信号建立自回归（AR）模型,提取AR模型参数为特征向量训练BP神经网络,并通过神经网络诊断膝骨性关节炎。实验表明,基于BP神经网络分类器可以得到较好的结果,正确率可达到88％以上。     

基于小波变换的脑电信号降噪方法的研究

通过小波变换方法对左右手运动想象脑电信号进行降噪.在对各种小波阈值降噪方法(固定阈值形式Sqtwolog及硬阈值法;使用Birge-Massart惩罚函数的阈值形式及软阈值法;使用分层阈值及改进的阈值法)的讨论比较之后,给出一种改进方案.然后对不同降噪方法处理后的脑电信号用概率神经网络进行分类.最后对分类效果进行比较,证明了此改进方案具有可行性.     

基于脑电实验的眨眼次数与疲劳相关性研究

眨眼次数可以反映一个人的疲劳程度,但目前对于这一结论的客观验证研究较少。脑电信号是已被证实的疲劳检测的可信标准。利用脑电信号与眨眼次数的相关性,为基于眨眼次数的疲劳检测方法提供了理论依据。设计实现基于脑电的疲劳检测实验,采集被试脑电信号的同时记录被试的眼部图像数据。利用小波变换对脑电信号进行特征提取,分析被试在实验过程中疲劳程度变化情况。同时,处理被试眼部图像数据,统计被试眨眼次数,分析变化趋势。对脑电数据和眨眼次数进行相关性分析,客观验证了眨眼次数随疲劳程度增大而增加的结论。     

人体活动识别数据集的数据处理方法

对由可穿戴设备采集的针对人体活动识别的数据集进行处理,并用处理后的数据对一维卷积神经网络进行训练,测试并得到精准度结果。对数据集的处理使得原本数据集中一些噪音和无效数据被过滤排除掉,在训练神经网络时减少了运算量,提升了神经网络的效率。后经测试,在神经网络结构不变的情况下,处理后的数据集可以使神经网络性能得到提升。     

小波变换在肌电信号预处理中的应用

传统检测方法处理肌电信号时，个体差异比较大，针对这一不足，首先应用小波消噪理论对肌电信号进行预处理，将信号进行小波分解与重构，消除了肌电信号实际测量中不可测噪声的干扰，然后分析重构得到的信号的功率谱比值和对应肢体动作变化之间的关系。这种方法很适合处理非特定人的肌电信号。实验表明这种方法与单一使用功率谱比值法的方法相比，动作模式识别率得到了提高。同时，采用虚拟仪器技术提高仪器的测量精度，降低成本。     

基于脑电信号的高智能假手控制

提出了一种基于特定几种心理作业的脑电信号控制假手的方法。将Burg法功率谱估计用于多通道脑电信号的特征生成,使用线性神经网络进行分类,通过离线以及在线实验验证,得到3种模式较高的识别成功率。将闭眼时α节律功率的提升作为单次实验的触发,实现了对假手三自由度的控制。