分层向量自回归的多通道脑电信号的特征提取研究
本文关键词:分层向量自回归的多通道脑电信号的特征提取研究 出处:《自动化学报》2016年08期 论文类型:期刊论文
更多相关文章: 脑机接口 脑电信号 分层向量自回归模型 特征提取 近邻梯度
【摘要】:有效的特征提取方法能提高脑机接口(Brain-computer interface,BCI)系统对脑电(Electroencephalogram,EEG)信号的识别率.因脑电信号都是多通道的,本文将分层向量自回归(Hierarchical vector autoregression,HVAR)模型用于脑电信号的特征提取,并结合传统的线性支持向量机(Support vector machine,SVM)用于脑电信号识别.该模型不仅克服了自回归(Autoregression,AR)模型只能用来提取单通道特征的局限性,而且不再采用传统VAR(Vector autoregression)模型所有通道共用一个时滞的处理方法.创新之处在于在传统的VAR模型基础上添加正则化思想,有效地压缩参数空间,实现合理的分层结构.本文首次将HVAR模型用于由Keirn等采集并整理的脑电数据中.实验结果证明HVAR模型在阶数较小的情况下(2阶)与阶数较大(6阶)的AR模型效果相当,可见低阶的HVAR能很好地刻画脑电信号的时空关联关系,这说明HVAR可能是刻画EEG信号的一种新颖的方法,这对其他多通道时间序列分析都有借鉴意义.
[Abstract]:Effective feature extraction method can improve the brain computer interface (Brain-computer, interface, BCI) on brain electrical system (Electroencephalogram, EEG) signal recognition rate. Because EEG signals are multi-channel and the hierarchical vector autoregression (Hierarchical vector autoregression, HVAR) model for feature extraction of EEG signal, and combined with the the traditional linear support vector machine (Support vector machine, SVM) for EEG signal recognition. The model not only overcomes the autoregressive (Autoregression, AR) model can only be used to extract the characteristics of single channel limitation, and not by the traditional VAR (Vector Autoregression) method to all channels share a innovation delay. Lies in adding regularization theory based on the traditional VAR model, effectively reduce the parameter space, hierarchical structure to achieve reasonable. This is the first HVAR model will be used by Keirn The EEG data acquisition and consolidation. The experimental results show that the HVAR model in the case of small order (2 order) and the order is large (6 order) equivalent AR model, spatial relationship of visible low order HVAR can well describe the EEG signal, indicating that HVAR may be a a novel method of describing EEG signal, which is of great significance to the analysis of time series of other channels.
【作者单位】: 燕山大学信息科学与工程学院;
【基金】:国家自然科学基金(61473339) 中国博士后科学基金(2014M561202) 河北省博士后专项基金(B2014010005) 首批“河北省青年拔尖人才”项目([2013]17)资助~~
【分类号】:R318;TN911.7
【正文快照】: 通过建立计算机与脑电波之间的联系从而实现大脑与外界信息的交换已经成为多年的一个研究热 点[1-2].脑机接口(Brain-computer interface,BCI)是一种新的人机交互方式,只需要通过大脑的活动信号将命令传给计算机或其他外部设备[3].这种不依赖外围神经肌肉的通信系统为完全瘫
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 马颖颖;张泾周;吴疆;;脑电信号处理方法[J];北京生物医学工程;2007年01期
2 谢松云;张振中;杨金孝;张坤;;脑电信号的若干处理方法研究与评价[J];计算机仿真;2007年02期
3 鲁强;刘玉军;徐建兰;张进禄;;一种适用于清醒动物脑电信号采集的固定装置[J];首都医科大学学报;2011年06期
4 董盟盟;仲轶;徐洁;戴体俊;刘功俭;;基于小波分析的脑电信号处理[J];电子设计工程;2012年24期
5 戴银涛,吴祈耀;快速提取脑电信号的谱分量参数[J];北京生物医学工程;1989年01期
6 孟欣,欧阳楷;脑电信号的几个非线性动力学分析方法[J];北京生物医学工程;1997年03期
7 程明,高上凯,张琳;基于脑电信号的脑—计算机接口[J];北京生物医学工程;2000年02期
8 罗建,崔亮,卫娜,张治钢;脑电信号采集与处理系统的研制[J];医疗卫生装备;2000年06期
9 吴小培,冯焕清,周荷琴,王涛;独立分量分析及其在脑电信号预处理中的应用[J];北京生物医学工程;2001年01期
10 李英远,周卫东;径向基函数神经网络在脑电信号建模中的应用[J];山东生物医学工程;2002年02期
相关会议论文 前10条
1 王裕清;粱平;郭付清;张登攀;;脑电信号诊断专家系统的研究[A];中国生理学会第21届全国代表大会暨学术会议论文摘要汇编[C];2002年
2 朱林剑;包海涛;孙守林;梁丰;;新型脑电信号采集方法与应用研究[A];大连理工大学生物医学工程学术论文集(第2卷)[C];2005年
3 许涛;朱林剑;包海涛;;基于思维脑电信号的假手的研究[A];提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集(下册)[C];2006年
4 李爱新;孙铁;郭炎峰;;基于人工神经网络的脑电信号模式分类[A];自动化技术与冶金流程节能减排——全国冶金自动化信息网2008年会论文集[C];2008年
5 童珊;黄华;陈槐卿;;混沌理论在脑电信号分析中的应用[A];中国生物医学工程学会第六次会员代表大会暨学术会议论文摘要汇编[C];2004年
6 李凌;曾庆宁;尧德中;;利用两级抗交叉串扰自适应滤波器提取诱发脑电信号[A];中国生物医学工程学会第六次会员代表大会暨学术会议论文摘要汇编[C];2004年
7 葛家怡;周鹏;王明时;;睡眠脑电信号样本熵的研究[A];中国生物医学工程进展——2007中国生物医学工程联合学术年会论文集(下册)[C];2007年
8 李丽君;黄思娟;吴效明;熊冬生;;基于运动想象的脑电信号特征提取与分类[A];中国仪器仪表学会医疗仪器分会2010两岸四地生物医学工程学术年会论文集[C];2010年
9 葛家怡;周鹏;王明时;;睡眠脑电信号样本熵的研究[A];天津市生物医学工程学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年
10 魏彬;贾存良;;脑电信号预处理电路的设计[A];中国仪器仪表学会医疗仪器分会2006年学术年会暨中国仪器仪表学会医疗仪器分会第三届第三次理事会论文汇编[C];2006年
相关博士学位论文 前10条
1 彭宏;普适化脑电信息感知关键问题的研究[D];兰州大学;2015年
2 吴玉鹏;AR谱在皮层痫样脑电信号分析应用[D];河北医科大学;2015年
3 吴畏;基于统计建模的多导联脑电信号时空建模方法研究[D];清华大学;2012年
4 周群;脑电信号同步:方法及应用研究[D];电子科技大学;2009年
5 赵丽;基于脑电信号的脑-机接口技术研究[D];天津大学;2004年
6 李春胜;脑电信号混沌特性的研究与应用[D];东北大学;2011年
7 欧阳高翔;癫痫脑电信号的非线性特征识别与分析[D];燕山大学;2010年
8 缪晓波;基于脑电信号的认知动力学系统研究——线性/非线性方法及动态时—频—空分析[D];重庆大学;2004年
9 陈东伟;非线性动力学、因果脑网络与聚类稳定性在脑电信号分析中的应用研究[D];太原理工大学;2015年
10 葛家怡;睡眠分期及低频磁场睡眠诱导的研究[D];天津大学;2009年
相关硕士学位论文 前10条
1 蒋洁;基于高性能计算的脑电信号分析[D];燕山大学;2010年
2 张志琴;脑电信号的复杂性分析[D];中南大学;2009年
3 许凤娟;脑电信号采集与分析系统的设计[D];长春理工大学;2011年
4 曹铭;意识障碍患者脑电信号的非线性动力学评价分析[D];杭州电子科技大学;2012年
5 刘玉红;对称双通道脑电信号频域多分辨分析和相干分析[D];重庆医科大学;2008年
6 吴坚;独立分量分析在脑电信号处理中的应用[D];长安大学;2009年
7 涂建成;脑电信号控制智能轮椅的研究[D];杭州电子科技大学;2011年
8 朱家富;高频脑电信号的非线性动力学参数分析[D];重庆大学;2004年
9 李婷;独立分量分析及其在脑电信号噪声分离中的应用[D];大连理工大学;2005年
10 韩伟;睡眠脑电信号的分析与处理方法[D];西北工业大学;2005年
,本文编号:1378586
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/1378586.html