基于集成支持向量机的P300脑机接口信号识别算法研究

发布时间：2020-05-31 20:02

【摘要】： 脑机接口(Brain-computer interface,BCI)是人脑和计算机或其他电子设备之间建立的一种直接的信息交流和控制的通道,是一种不依赖常规大脑输出通道(外周神经和肌肉组织)的全新的信息交流系统,它是电子技术,计算机技术发展的必然产物。BCI作为一种全新的信息交换和控制技术,正受到越来越多的重视,它不仅能为瘫痪病人提供一种与外界进行信息交流和控制的新途径,而且能应用于航天、特殊环境作业等其它领域。 大量神经科学研究表明,受试者在受到事件相关刺激时大脑皮层会出现特定的电活动。根据这些电活动,就能识别出受试者不同的意图。最后根据不同的意图输出不同的操作命令,便可实现对计算机等外部设备的直接控制。实现此类脑机接口系统的关键在于如何快速准确地把记录到的脑电信号(如P300)识别出来并其转换成计算机所能接受的命令。 基于P300的脑机接口,重要的问题就是将与视觉刺激反应相关联的脑电信号进行提取和分类。主要针对在脑机接口实验中单个受试者的字符矩阵视觉刺激响应问题,在深入研究现有算法的基础上,分别从特征提取环节、字符识别环节进行了研究和改进。特征提取环节针对P300时域波形特征参数,采用基于PCA的特征提取算法定位P300样本信号中的P300分量、并能够将特征进行融合。特征分类环节中提出了一种用集成分类方法处理脑机接口信号的方法。每个分类器由一个基于一小部分数据训练的线性支持向量机组成,每一部分数据都是由通道选择程序产生,进一步提高了P300脑机接口信号分类的正确率。本文的算法在应用于dataset II of the BCI Competition III标准数据时取得了最好的效果,而且通过在实验室用Nueroscan系统自行采集、处理的ERP脑电数据进一步得到了验证。
【图文】：

事件相关电位的基本概念相关电位(ERP)是一种特殊的脑诱发电位，通过有意地赋殊的心理意义，利用多个或多样的刺激所引起的脑的电过程中大脑的神经电生理的变化，也被称为认知电位 2-1 所示)主要成分包括 P1、N1、P2、N2、P3。这几种：首先不仅仅是大脑单纯生理活动的体现，而且反映了面；其次，，它们的引出必须要有特殊的刺激安排，而且或者是刺激的变化。其中 P3 是 ERP 中最受关注和研究。因此，在某种程度上，P3 就成了 ERP 的代名词。

序列做出反应，这种刺激叫做靶刺激，另一种不需要受试者做出反应的刺激被称为非靶刺激。图2-2 中央区Cz的P300脑电信号Fig.2-2 P300 signal of Cz
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TP334.3

【参考文献】

相关期刊论文 前3条

1 王红星,白培深,陈兴时;认知性电位研究的新进展[J];山西医科大学学报;2001年05期

2 张莉;何传红;何为;;脑-机接口的研究现状与挑战[J];现代科学仪器;2007年02期

3 杨文俊;事件相关电位[J];新医学;1999年05期

本文编号：2690390