融合SSVEP范式与珠宝矩阵游戏的脑电信号识别方法研究

来源 :燕山大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chlo16105
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
脑机接口(Brain-Computer Interface,BCI)的发展旨在提供一个从人到计算机的沟通渠道,从而将大脑活动转换成一系列控制命令。近年来,BCI与计算机游戏交互的应用日益流行,相对于其他类型的BCI游戏系统而言,基于稳态视觉诱发电位(Steady-State Visual Evoked Potential,SSVEP)的BCI游戏系统具有更高的识别准确率和更短的训练时间,在推进BCI游戏系统的实际应用方面具有重要研究意义。然而,在少通道短时间窗的情况下,SSVEP信号分析效果与实际需求存在一些差距。因此,本文主要讨论融合SSVEP范式与珠宝矩阵游戏的脑电信号识别方法研究,旨在较少通道且时间窗较短的情况下,研究新方法来提升SSVEP信号识别方法的准确率。首先,在较少的时间成本和计算成本的情况下,去提高SSVEP信号短时间窗下的识别准确率。典型相关分析(Canonical Correlation Analysis,CCA)已经被证实是一种无需校准数据且计算速度快的方法,所以本文希望改进CCA方法,寻求无需训练数据或者校准数据就能提高SSVEP信号的识别准确率。故提出了一种基于延时嵌入的典型相关分析(Delay embedding into Canonical Correlation Analysis,DCCA)方法,在计算相关系数时嵌入1阶延时版本的脑电信号。事实证明,在不同时间窗下,该方法对所有被试的SSVEP信号平均识别准确率均优于CCA。然后,重点考虑提高SSVEP信号短时间窗下的识别准确率。任务相关成分分析(Task-Related Component Analysis,TRCA)方法更多关注的是trail间的协方差最大化,没有考虑到SSVEP信号的结构和特征,故本文利用SSVEP信号的时间特性对TRCA进行扩展,提出了基于SSVEP时间特性的任务相关成分分析(Task-Related Component Analysis with Temporal Characteristics,TTRCA)方法,寻求一组新的空间滤波器,并结合模板信号进一步提高SSVEP信号识别准确率。结果表明,在不同时间窗下,该方法对所有被试的SSVEP信号平均识别准确率均优于TRCA。最后,针对14名被试的SSVEP信号数据集,选取不同时间窗长度,将本文所提出的两种新方法与现有的SSVEP信号识别方法作对比,进行了系统的图表分析,验证了两种新方法的可行性和准确性,并给出了两种新方法的应用角度与建议。
其他文献
多功能校准源是电学计量体系中重要的组成部分,广泛地应用在全国各个计量站和科研院所中。多功能校准源能实现交直流电压、电流以及阻抗等常见基本电学量标准信号的输出,量程宽且操作简单,对使用人员十分友好,在校准数字万用表方面发挥着无可替代的作用。针对目前国内多功能校准源产品与国外先进产品之间的差距,推动实现精密仪器国产化,本课题将对多功能校准源的总体结构和直流基准部分进行深入研究,设计并绘制多功能校准源的
近年来,声音事件定位与检测(Sound event location and detection,SELD)被广泛应用于各个领域。如在易燃区域通过火焰燃烧声音的定位与检测,做出及时警报,将火情控制在萌芽之中;在地震发生区域通过寻找并定位求救人员的声音,来解救被困人员。鉴于此事实,将声音事件检测与定位结合在一起是合理的,不仅能识别声音的类型和时间位置,还可以估计其空间位置。该论文应用深度神经网络方法
麻醉深度的准确监测是手术成功进行的重要保障之一。随着老龄化时代的到来,老年人手术的数量越来越多。然而,由于脑退化的影响,老年人的脑功能和成年人有着明显的差异,现有监测仪器对老年人麻醉深度判断不准的情况愈发凸显,老年麻醉存在着极大的风险。因此,本文深入的研究了麻醉过程中从成年到老年人的脑电年龄依赖性特征,发展新的方法,为麻醉脑状态监测提供新的技术手段。首先,我们在天津医科大学第二医院住院处的手术室采
随着人工智能的兴起,使得脑科学的研究成为认知科学领域研究的热点。关于脑科学认知的发展,以空间认知训练和评估为首的研究目前成为了国内外研究者的聚焦点。目前,在空间认知训练的脑电数据识别方面取得了大幅度的进展,主要包括提取相应脑电数据的耦合特征和多样化的数据分类。但当前空间认知训练的任务态脑电特征提取存在一定的不足,主要体现在计算两两脑电通道耦合特征时较少考虑其他通道的影响和脑电通道空间位置的影响。此
可见光通信技术具有光谱资源丰富、响应灵敏度高、节能环保、通信安全等优点,缓解了现有无线通信中存在的频谱资源紧张问题。由于目前的可见光通信系统中仍存在多径干扰、严重的背景光干扰和发光二极管(LED)非线性等的技术问题,所以提出采用一种技术来提高可见光通信系统抗干扰能力。本文对可见光通信的发展和现状进行了详实的动态分析,在传统的可见光通信系统的基础上,结合扩频调制技术进行了基于扩频的可见光通信系统设计
随着5G进一步发展和完善,无线通信将迎来崭新的阶段,瞬时传输的数据将成倍的增加。然而,接入通信网络的设备也呈几何式增长,无线通信中可用的频谱资源依然有限。提升频谱的利用率有极大的价值。全双工通信技术是指通信的双方在相同的频段同时发送和接收信号。相比于传统半双工,频谱利用率理论上可以提升一倍,无疑是解决频谱资源问题的有力工具。然而,自干扰是全双工从理论走向实际的最大阻碍。本文针对全双工无线电的自干扰
脑-机接口(BCI)研究的一个挑战是在保证准确识别的前提下减少对用户的训练时间。基于运动想象(MI)范式的BCI需要训练一段时间来调整系统适应每个用户的大脑,通过获取用户的脑电图(EEG)创建分类器,此分类器的性能取决于用于训练的数据量,更多的数据可以改善分类器性能,但也会增加训练时间,这对于某些患者而言尤其成问题。为此,本文提出在离线状态下,设计一个能够缩短用户训练时间的BCI系统,以期在小训练
目的:探讨绶草中分离得到的两个菲类化合物orchinol和spiranthesphenanthrene A对人肝细胞癌HepG-2、人胃癌AGS和小鼠黑色素瘤B16-F10细胞的抑制作用及其可能的作用机制。方法:1、通过MTT实验检测不同浓度的orchinol作用于HepG-2细胞48 h对细胞相对活力的影响;通过细胞克隆形成实验检测不同浓度orchinol对HepG-2细胞克隆形成的影响;通过流
大脑中普遍存在同步现象,是大脑中不同模块之间信息传递、相互作用的综合表现,分析大脑中不同区域的同步特性,可以研究各脑区之间的联系。本文基于互信息方法,通过信号的趋势信息计算序列的概率,构成加权趋势互信息算法;使用余弦相似度算法计算相空间重构后向量的相关性,构成余弦相似度同步强度算法。并对轻度认知障碍脑电信号的同步特性进行研究,探究轻度认知障碍与脑电同步的内在联系。首先,针对排序同步算法的缺点,利用
交叉频率耦合(cross-frequency coupling,CFC)作为一种能够反映神经肌肉系统中大脑与肌肉间跨频带振荡的信息交互及传递的现象,有助于理解运动控制过程及其运动障碍的病理机制,为脑卒中康复状态辅助评价提供了全新视角。大脑不同节律的耦合状态被证明与大脑的认知、记忆等活动密切相关,交叉频率耦合分析从脑电信号不同节律之间相互作用的角度刻画其特征,具有明显的优点。本论文从运动控制系统的非