基于改进时频共空间模式的运动想象脑电信号分类

共空间模式侧重提取信号的空间信息,是脑电信号中滤波和特征提取的常用算法之一。然而脑电信号的时间窗、频带和通道的选择都会影响其分类结果。为了提高CSP特征的表征能力,采用了基于相关系数的脑电通道选择方法,结合时频共空间模式提取特征,提出了通道选择共时频空间模式(CS-CTFSP)新框架。首先利用通道间相关性,在主通道的基础上筛选合适的通道集合;并利用时频共空间模式从每个时间窗口的多个子频带中提取CSP特征;接着引入一种子频带筛选方法去除无区分能力的频带单元后,结合LASSO提取稀疏特征;最后采用LDA分类器对脑电信号进行分类。在对BCI Competition III Dataset IVa和BCI Competition IV Dataset I二分类运动想象任务的分类实验中,平均分类精度达到91.10%和87.92%,并与其他运动想象方法进行了比较,验证了本文方法的有效性。     

基于支持向量机的脑电信号中左右手判别

在脑-机接口的研究中分类识别技术占有重要地位。介绍了一种方法,用于对单次信号的分类。这种方法主要思想是将共空域子空间分解和支持向量机相结合,以便提取信号特征。该方法被用于“BCI Competition 2003”第IV数据包上,分类正确率达89%。     

基于左右手运动想象的在线算法设计与应用

本文设计了基于左、右手运动想象的脑电信号预处理、共同空域模式特征提取、SVM分类在线算法,开发了无线发射、接收开关硬件模块,实现了在线脑电开关系统。受试者可以用脑电波来遥控电灯的关开,这为重症瘫痪病人拓展其与自然的直接交流开辟了新的通道。5位健康的受试者参与了训练实验和在线实验,实验结果表明：经过特定训练,受试者均可有效控制该脑电开关系统,其平均正确率达90%,单个指令输出时间平均为4秒。     

基于改进CSP算法的运动想象脑电信号分类方法

For the problem of low classification accuracy and poor real-time performance during the traditional common spatial patterns (CSP) algorithm for motor imagery EEG signal processing, a new analysis method of CSP EEG signal based on time space frequency domain is put forward. Firstly, the wavelet packet is used to decompose the original signal of EEG, the motor imagery EEG rhythm is extracted according to the frequency distribution of EEG signal, and the spatial features of EEG are extracted by improving CSP algorithm. Then, we introduce the time window to filter the EEG signals, and eliminate the influence of EEG fluctuation at the beginning and end of the motion imagery. Lastly, according to the characteristics of the physiological distribution of EEG signals in the brain cortex, the method based on spindle channel is used to process the EEG signal and analyze computational time of different algorithms and the classification results. The experimental results show that, the running time of the algorithm is 1.562 s, which is 67% shorter than the traditional method, and the average classification accuracy is up to 97.5% when the number of spindle channels is 29 and the time window is 2 s. In the meantime, the results show that the proposed method can effectively improve the classification accuracy and the real-time performance of motor imagery EEG.     

基于运动想象的脑电信号特征提取研究

基于运动想象脑电信号的脑-机接口系统在医疗领域具有广阔的应用前景,被应用于运动障碍人士的辅助控制以及脑卒的预后康复。由于运动想象的脑电信号信噪比低、不平稳以及差异性显著,对脑电信号识别带来负面影响。一个有效的特征提取算法能够提高脑-机系统的脑电信号识别率。提出一种多通道的脑电信号特征提取方法,将数据矩阵分解为基矩阵与系数矩阵的乘积,以类间离散度做为性能判据对系数矩阵进行特征提取,提取可分性更高、维数更少的特征。结合脑电信号识别领域常见的分类器在2008年BCI竞赛数据集上进行验证,证明所提方法是有效的。     

多通道三维视觉指导运动想象脑电信号特征选择算法

针对基于三维视觉指导的运动想象脑机接口多通道冗余信息较多、分类准确率差的问题,提出了一种基于小波包分解（WPD）—共空间滤波（CSP）—自适应差分进化（ADE）的模式脑电信号特征提取与选择分类方法。首先,对采集的多通道运动想象脑电信号进行WPD变化,划分出精细的子频带;然后,分别将WPD变换后的每个子空间作为CSP的输入,得到对应的特征向量;最后,使用ADE算法对特征向量进行选择,选择出用于分类的最佳特征子集。采用WPD-CSP-ADE模式进行特征提取与选择,较经典的WPD-CSP方法在分类正确率、特征个数方面有着更好的表现。同时,所提算法分类性能明显优于遗传算法、粒子群算法。实验结果表明,WPD-CSP-ADE方法能够有效地提高分类正确率,同时减少了用于分类的特征个数。     

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...     

基于核方法与流形学习的运动想象脑电信号特征提取算法

针对脑电信号的非线性特点及传统的特征提取方法存在忽略特征信号空间和邻域结构信息的问题,提出一种核-双向二维判别局部保留投影特征提取算法。首先采用滤波器组共空间模式算法获得频-空特征集,再使用核-双向二维判别局部保留投影算法进行特征提取,最后使用支持向量机进行分类。实验通过k折交叉验证评估算法的性能。在两个四分类运动想象竞赛数据集上分别获得了平均76.11%、74.54%和最高88.33%、87.14%的准确率。实验结果表明该方法打破了线性方法的局限性,有效地克服了传统提取方法空间信息描述不足的问题,更好地获取了非线性特征空间的补充信息,提供了更高精度的样本近似特征。     

运动想象脑电信号特征的提取与分类

为了能更好地对左右手运动脑电信号进行检测,用VC设计了脑电处理的上位机系统,利用小波变换和SVM的方法对脑电信号进行研究。这种方法主要是通过小波分解,针对C3电极处脑电信号,将脑电信号中各成分分别突出到不同尺度。提取不同尺度上的脑电信号的两种特征,即变化系数和波动指数。然后再将这两种特征组成一个向量送到支持向量机中进行训练和检测。共选取了四种采样频率,准确率最高达到98．32％。     

最优区域共空间模式的运动想象脑电信号分类方法

共空间模式(Common Spatial Pattern,CSP)是脑机接口(Brain-Computer Interface,BCI)中一种有效的特征提取方法,然而传统CSP算法并未考虑在提取前剔除可能会影响其性能的不相关的嘈杂通道信号。所以针对不同对象的通道选择问题,提出了一种最优区域共空间模式(ORCSP)特征提取方法。首先通过欧式距离得到每个通道的附近区域,再根据方差比选择可分性最高的区域,然后采用5折交叉验证对区域内通道数目进行寻优,进而得到区分度最高的区域特征,最后使用支持向量机(SVM)进行分类。所提方法在BCI竞赛数据上进行了实验测试,并与同类型的正则化CSP和局部区域CSP算法进行了对比,在BCI Competition Ⅲ Dataset Ⅳ a数据集上达到了89.78%的平均准确率。实验结果验证了所提出方法的有效性。     

基于相关向量机的机器学习算法的研究与应用

机器学习的重要理论之一是统计学。在传统的统计学理论中,只有在样本数量足够多的情况下才能取得近乎理想的成果。文章主要提出了一种新型机器学习方法——相关向量机。与传统机器学习项目相比,相关向量机具有较多的优势,包含概率型输出的实现、核函数选择更加自由等,能够显著提升机器学习算法的科学性和合理性。     

贝叶斯分类器的关联向量机多模型软测量建模

为了改善软测量模型的估计精度,提出了一种基于贝叶斯分类算法和关联向量机的多模型软测量建模方法。采用贝叶斯分类器对样本数据集进行分类,并对不同类别的输入数据分别建立关联向量回归机子模型,用“切换开关”方式组合作为最终的软测量模型输出。将该方法应用于双酚A生产过程的质量指标软测量建模,仿真结果表明：与单模型支持向量机相比,该方法估计精度较高,具有一定的应用价值。     

改进遗传算法和支持向量机的特征选择算法

提出了一种基于改进遗传算法的特征选择算法。该算法以支持向量机分类器的识别率作为特征选择的可分性判据,对传统遗传算法的交叉和选择操作进行了改进,实现了指定数目的特征选择。而且算法在特征选择的过程中,还同时优化了支持向量机分类器的两个参数。实验数据的特征选择实验表明,提出的算法仅以损失2.7%识别率的代价,得到的特征维数却是传统遗传算法的1/5,极大地简化了分类器设计的复杂度。     

一种新的基于RVM的视频关键帧语义提取算法*

本文将相关向量机理论应用于视频关键帧语义提取。该方法把关键帧中的HSV颜色直方图、MPEG-7边缘直方图和灰度共生矩阵相结合,建立特征标定向量集,接着基于图分割模型对二叉树多分类器结构进行优化,构建最优二叉树语义多分类模型,然后采用主动训练策略进行训练优化,利用RVM模型对关键帧特征向量集进行训练和检测,进而得到语义。实验结果表明：本文所提方法与其他方法相比,不但有较高的准确率,而且在模型的稀疏性,分类检测时间等性能方面也有很好的表现。     

多任务运动想象脑电特征的融合分类研究

针对运动想象脑-机交互任务模式单一、识别精度低、实用性较差等问题,采用改进的共空间模式（CSP）的特征提取方法,并利用支持向量机（SVM）与CSP融合分类方法对多类任务运动想象脑电特征进行分类识别。首先,选择特定导联上的脑电信号进行小波分解与重构,去除冗余信息;其次,利用特征参数做差的方法,得到较为明显的脑电特征;最后,通过SVM融合CSP的分类模式,对脑电特征进行多任务分类。利用BCI竞赛数据,对左手,右手,舌和脚四类运动想象任务的脑电进行识别。结果表明：分类正确率最高达到90.9%,平均正确率为86.8%,Kappa系数为0.8867,信息传输速率可达0.68 bit/trial,能够有效的获得脑电特征并较好的实现多任务运动想象脑电识别。     

组合核函数相关向量机的网络安全态势预测

为了提高网络安全态势的预测精度,针对单一核函数的局限性,提出一种组合核函数相关向量机的网络安全态势预测模型。首先对网络安全态势时间序列进行重新构造,得到相关向量机的学习样本,然后采用多项式和高斯核函数构建组合核函数,并采用组合核函数相关向量机对网络安全态势样本进行学习,建立网络安全态势预测模型,最后对网络安全态势预测性能进行测试。实验结果表明,相对于单一核函数相关向量机以及其它网络安全态势预测模型,组合核函数相关向量机提高了网络安全态势的预测准确性,可以满足网络安全态势预测的实际应用需求     

基于支持向量机和粗糙集的图像检索算法

研究基于支持向量机和粗糙集的相关反馈图像检索算法。利用粗糙集理论,通过对训练集的学习,构造分类规则,对支持向量机反馈后的结果再次进行处理。实验显示,与现有方法相比,该方法在图像检索的性能和时间上都有明显的改善。     

基于遗传蜂群算法的运动想象BCI系统导联选择*

在运动想象脑-机接口系统中,常采用高密度导联获取脑电信号,导致实验准备时间长,系统运行速度慢,性能变差等问题。针对上述不足,本文提出了一种基于遗传算子的蜂群算法用于导联优选,引入交叉和变异算子以提高蜂群算法的邻域搜索能力。通过对第四届国际BCI 竞赛 Dataset 1中四名被试者(a,b,f和g)的59导联运动想象数据进行导联优选,用多类CSP算法和支持向量机对优选导联数据进行特征提取和分类识别。结果表明所提出的算法在大大降低了导联维数的同时,也得到了比采用全部导联更高的分类识别率,验证了本文所提算法的实用性和有效性。