基于小波变换共空间模式的脑电信号解码

针对运动想象脑电信号实现任务少、识别准确率低等问题,提出了一种基于小波包分解的共空间模式脑电信号特征提取方法。该方法通过长短期记忆网络进行脑电信号解码,采用独立成分分析的方法将运动想象信号进行盲源分离,采用小波包分解方法将每个通道脑电信号按频率分为8组。计算每组信号的功率值,采用递归特性消除方法去除对分类不重要的10个节点特征,将被选择的节点信号采用1对1共空间模式提取空域特征,将特征矩阵输入长短期记忆网络进行脑电信号解码,得到4类运动想象信号分类结果。采用本文方法对公开的脑机接口竞赛数据集(包括左手想象信号、右手想象信号、舌头想象信号、双脚想象信号)前3位受试者数据进行验证,结果表明：本文方法的识别准确率分别为90.28%、94.25%、96.55%,平均识别准确率达到93.69%。与其他方法对比,本文方法识别准确率较高。用识别的脑电信号作为解码控制信号,控制虚拟太空环境中的空间机械臂顺时针或逆时针运动,达到抓取空间中目标物体的目的。     

基于SVM的4类运动想象的脑电信号分类方法

针对传统支持向量机分类方法在脑电信号处理中存在分类正确率低的问题,将聚类思想与二叉树支持向量机结合构造多类SVM分类器.实验以“BCI Competition 2005”中的DatasetⅢa为例,先对采集的4类运动想象脑电信号应用小波变换进行去噪;再在分析小波包频带划分特点的基础上,利用小波包进行分解与重构,获取相应的能量特征;最后应用改进后的支持向量机(SVM)分类方法对特征信号进行分类.结果表明该方法分类正确率较高,可以达到91.12％,并且有效的减少了分类器的个数,最终达到较好的识别效果.     

采用小波熵和频带能量提取脑电信号特征

对于采用两种不同意识任务(想象左手运动和想象右手运动)的脑-机接口系统,采用脑电信号的小波熵和频带能量作为组合特征,采用Fisher线性判别分析进行分类,最后采用分类准确率和互信息作为评价标准,进行脑电信号的特征提取离线分析结果表明:该算法在分类准确率和互信息上都取得了良好的识别结果,为脑-机接口系统中意识任务的特征提取和分类提供了新方法。     

基于脑电信号的癫痫疾病智能诊断与研究

针对医疗诊断中癫痫脑电信号分类准确率低、分类类别少的问题,依据粒子群算法和支持向量机理论,提出了一种基于粒子群算法优化支持向量机参数的信号分类检测技术。首先利用小波分析对脑电信号进行5层分解与重构,然后提取含有癫痫特征频率的3、4、5层重构信号的波动系数和近似熵等特征,计算不同状态不同尺度的脑电信号能量,根据不同状态不同尺度的能量分布,调整特征向量的系数。最后使用粒子群算法优化的支持向量机对脑电信号进行分类。实验结果表明,本文提出的方法可以正确识别健康、癫痫发作间期、癫痫发作期3种类型脑电信号,最终的识别率可以达到99.83%。     

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.     

四类运动想象脑电信号特征提取与分类算法

针对脑机接口(BCI)系统中存在的信息传输速率较慢和脑电信号识别正确率较低的问题,对多通道四类运动想象脑电信号进行研究.通过对4种运动想象及休息状态脑电信号进行功率谱分析,合理确定预处理滤波器的最佳滤波频段,然后使用PW-CSP,Hilbert变换及归一化处理的方法,对四类运动想象脑电信号进行特征提取,分类算法分为特征信号算术求和与阈值比较的预分类过程及包含单个支持向量机(SVM)的细分类过程,算法复杂度明显比采用多个SVM组合的多类分类算法要低,为实现算法的在线应用打下基础.仿真结果表明,该算法分类正确率高,时间开销小,并且可以通过调节阈值,在正确率与算法复杂度之间获得平衡.     

一种多特征提取的脑电情感识别方法

针对如何有效地缩小不同受试者脑电信号之间的波动和差异,提高分类精度的问题,提出一种多特征提取算法用于脑电情感识别.首先,采用数据空间自适应算法对脑电信号数据进行空间线性变换,使目标空间与源空间之间的差异最小化.再采用共空间模式将数据空间自适应变换后的信号变换到一个最优子空间,使两类之间的方差差异最大,将共空间模式处理后的数据作为数据空间自适应算法的输入数据,反复迭代多次.然后提取功率谱能量特征和小波包能量特征,最后采用Bagging tree、SVM、线性判别分析和贝叶斯线性判别分析进行情感分类.实验结果表明,所提算法相比于主成分分析算法在分类精度上提高了0.151 4;相比于只进行DSA-CSP迭代和提取小波包能量,在分类精度上提高了0.103 4;相比于只进行DSA-CSP迭代和提取功率谱密度,在分类精度提高了0.095 8,所提算法有效缩小了不同受试者脑电信号的波动和差异,提高了分类精度.     

基于提升小波的心电信号P、T波检测快速算法

为解决心电信号中P、T波信号复杂、微弱、识别难度大及识别算法执行效率低且易失效的问题,在分析提升小波算法原理的基础上,利用提升小波对信号进行时-频域分析执行速度快的特性,提出了将提升小波变换与差分运算相结合,构造利用提升小波对心电信号去噪,在重构相应层次的低频信号中利用差分法对P、T波进行识别的复合算法,并提出了一种适应心电信号个体差异和异常心电信号变化的跟随阈值函数。结果表明,提出算法比传统小波识别方法准确率高,且算法执行的速度至少提高一倍,更适合于硬件实现。     

左右手运动想象脑电模式识别研究

如何提高左右手运动想象脑电信号的分类率是脑机接口研究领域的一个热点话题。基于美国EGI64导脑电采集系统得到3名健康被试的脑电数据,首先,采用独立成分分析（Independent Component Analysis,ICA）对采集的数据进行去噪处理;然后,利用离散小波变换方法对分解C3/C4处的EEG平均功率信号,选用尺度6上逼近系数A6的重构信号作为脑电特征信号;最后,用Fisher线性判别分析法（Fisher Linear Discriminant Analysis,FLDA）、支持向量机方法 （Support Vector Machines,SVM）和极限学习机分类方法 （Extreme Learning Machine,ELM）分别对特征信号进行分类。分类结果表明：极限学习机分类方法得出的平均分类率要高于Fisher方法与SVM方法的平均分类率,可以达到92%,而且运行速度也高于另两种分类算法。     

基于卷积神经网络的多类运动想象脑电信号识别

针对传统多类运动想象（MI）脑电信号的识别方法须进行繁琐的预处理以及特征提取问题,提出基于深度学习的MI信号自动分类方法.在样本表示方面,提出将多通道脑电（EEG）信号转化为一维序列信号处理,在增加样本数量的同时又能够忽略与通道位置相关的空间信息的影响;根据输入信号的特点,采用多层一维卷积神经网络学习不同运动想象状态时脑电信号中的时频信息,自动完成特征提取和分类工作. 将所提出的方法在公共数据集上与多种方法进行比较,并完成对实际采集数据集的分类. 利用所提方法在不需要先验知识的条件下,对脑电信号进行端到端的学习. 结果表明该方法可以获得更高的多分类准确率以及降低个体差异对分类的影响. 所提出的方法有利于促进基于MI 的脑机接口系统的开发.     

基于小波和神经网络的传感器故障诊断

提出了一种新的基于小波包变换和BP神经网络的传感器突变故障诊断方法。根据小波变换在时域和频域都具有良好的局部化特性对信号特征进行精确定位,根据传感器输出信号的小波包分析提取能量变化率的特征向量,利用BP神经网络进行传感器故障分类。这种方法无需预先建立传感器模型和测量传感器输入信号,通过对小波包系数的削减,减少了冗余数据,提高了故障检测的实时性。仿真实验结果表明了该方法的有效性。     

小波包和GA-BP网络结合的红枣病害识别方法

针对传统人工枣树病害识别费时费力的问题,提出了一种小波包和GA-BP神经网络结合的快速识别方法.通过小波包去噪方法,消除病害图像采集过程中随机噪声产生的干扰,采用小波包分解系数矩阵的奇异值和小波包变换模极大值矩阵的奇异值构造特征输入参数,利用遗传算法优化后的BP神经网络建立红枣病害的识别模型.实验表明,小波包、遗传算法...     

一种滚动轴承故障的诊断方法

针对滚动轴承的故障特点,提出了一种小波包分析、粗糙集理论和神经网络相结合的轴承诊断方法.利用小波包变换对信号进行适当层次的小波包分解,对信号的频带进行精细的分割,以各个频带信号能量的分布情况作为故障特征量,形成故障诊断决策表;接着根据粗糙集理论进行处理得到更为简明的最优诊断规则;然后根据约简结果,建立了神经网络故障诊断系统;最后以诊断实例验证了该方法的有效性和可行性.     

基于小波包变换的电力系统谐波电流检测

针对常规快速傅立叶变换无法检测非整数次谐波,以及改进的加窗插值快速傅立叶变换运用困难,采用小波、小波包变换对电网信号中的谐波进行检测分析。小波包变换建立在二进小波变换基础上,可以实现对信号的均匀划分,能够更好地提取信号的时频特性。仿真结果证明,较之傅立叶变换和小波变换,小波包变换对电网信号中谐波的幅度、频率的估计具有更高的精度。     

基于小波包信息熵和小波神经网络的异步电机故障诊断

采用一种基于小波包信息熵和小波神经网络的方法对异步电机进行故障诊断。将故障信号进行小波包预处理,并在此基础上提取信号的小波包能谱熵和小波包系数熵,构成信号的信息熵特征向量。训练小波神经网络使其在输入特征向量后能有效检测并输出故障模式,以实现对单一故障和复合故障的诊断。通过内嵌的方式把小波变换融入神经网络,具有良好的自适应分辨率和容错能力,可以有效避免局部最小值以及收敛速度过于缓慢的问题。试验表明,基于小波包信息熵和小波神经网络的方法能很好地进行异步电机的故障诊断,且该方法优于同参数下的BP神经网络模型。     

基于模糊神经网络的模拟电路故障诊断算法

将小波包分析、模糊理论和神经网络有机结合在一起,提出了一种基于小波包特征提取和模糊规则的模拟电路故障诊断的神经网络算法。计算和仿真实验结果表明,该方法可以减少网络的训练规模,加快网络的收敛速度,能够为模拟电路故障诊断提供一种新的有效的方法。     

基于神经网络学习控制的图像挖掘算法

针对传统神经网络算法进行图像分类识别时收敛速度慢,学习过程中可能出现震荡甚至收敛于局部极小值的情况,提出了一种小波变换融合神经网络的图像分类识别方法.利用高斯小波基函数取代神经网络隐含层中的隐节点函数,采用小波神经网络参数初始化方法和改进的模拟退火算法自适应调整学习过程中的网络权值参数,从而解决了神经网络的学习效率低等情况.结果表明,本文方法对5类动物图片的正确分类识别率为84.0%,较传统神经网络和稀疏表示的正确分类识别率提高了4.2%和6.1%.     

基于小波变换和径向基神经网络的签名识别

主要研究利用小波变换和径向基神经网络进行签名图像的分类识别.它包括不同签名图像和相似签名图像的分类识别.所提出的方法包括小波域的图像特征提取和利用径向基神经网络的模式分类.采用小波的多分辨分析方法对签名图像进行时频分析特别有效.熵和能量相关特征的概念用于小波域.径向基神经网络具有快速的收敛速度和分类能力.实验仿真证实了...     

基于小波和神经网络的供热负荷预测

目的研究供热系统热负荷预测方法,使供热量及时跟随用户需热量进行控制.方法通过分析供热负荷特性及其变化规律,用小波包变换对热负荷序列进行分解,再结合Elman神经网络分别对各序列建立模型,进行单步预测,最后重构各序列,得出热负荷预测序列.结果仿真试验表明,与未采用小波分析的BP、Elman神经网络相比,该方法预测精度较高,跟踪能力强.结论基于小波和神经网络的供热负荷预测方法能较好地跟踪预测用热量,适合于短期供热负荷预测的应用.     

基于特征频带相电流提取的故障选相和选线方法

为有效提高故障选相和选线的准确率,提出基于三相暂态电流信号小波分析的故障选相和选线方法。通过母线处故障相和两健全相的暂态电流差异判断出故障相;对各条线路的暂态电流进行小波包的分解和重构,计算各条线路暂态电流在特征频带内的重构系数比值,利用此值的差异辨识故障线路;在PSCAD仿真软件中搭建包含架空线-电缆混合线路的10 kV典型配电网模型,考虑不同中性点接地方式和过渡电阻大小,利用多组仿真算例验证了所提出故障选相和选线方法的正确性。