基本几何构型的脑电信号表征模式
发布时间：2021-01-26 06:55
在现代智能设计领域中,更多关注于几何构型的产生机理及其设计经验的借鉴,因此几何体的脑电信号表征是探究人脑设计思想与意识的直接方法。本文目标为建立基本几何构型的脑电信号表征模型,主要面临以下问题:与基本几何构型相关的脑电信号提取的问题、强噪音的脑电信号的预处理、传统的信号分析方法难以反映几何体脑电信号的表征模式等问题。围绕上述问题,本文的主要工作如下:首先,针对与基本几何构型相关的脑电信号难以提取的问题,本文设计了相应的实验范式与实验流程,刺激出与基本几何构型相关的脑电信号,确保了采集信号的正确性与有效性,减少了实验所带来的噪音。同时开发了相应实验系统,包括刺激软件与信号采集软件,保证了大数据量脑电信号的准确性,减少了脑电信号的采集误差。其次,针对脑电信号噪音大、非平稳等问题,本文设计了脑电信号的预处理算法。首先,基于FastICA算法对本文的影响函数与常见的影响函数进行了实验对比分析,比较不同算法的分离性能与计算性能,确立了改进的影响函数,基于改进影响函数的FastICA算法,获得了独立成分分量与解混矩阵。然后,采用峭度法对独立成分中的噪音分量进行去除,消除了独立成分中的超高斯噪音。其...
【文章来源】： 程鹏 电子科技大学
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
种不同的基本几何体刺激图片
第二章实验设计与平台搭建15共模抑制比：≥110dB50Hz干扰抑制比：≥60dB噪声电平：≤2.5uVp-p高频滤波控制：15，30，45，60，120Hz时间常数控制：0.03，0.1，0.3，导联切换：单、双、自由导联校准方式：方波绝缘方式：双重绝缘电源：USB供电采集速度：1000点/秒运行环境:温度10℃-40℃,湿度30%-75%图2-5UEA-FZ脑电放大器该放大器通过USB线与采集系统上位机连接同时供电，标记输入端通过串口线与刺激系统上位机连接。设置放大器高频滤波控制为50Hz，随机选择一路通道Tp8，测得信号功率谱密度如图2-6所示，分析可知：放大器对50Hz或者60Hz的工频信号有较好抑制效果，能很好的保留50Hz以下的EEG成分，说明实验系统符合实验要求，可以进行实验。同时为防止采集到的信号基线漂移过多，实验开始前应提醒相关被试尽量减少身体动作以及面部表情。在实验平台及实验流程满足要求之后，可以实现脑电信号的采集。
电子科技大学硕士学位论文16图2-6某一被试Tp8导联EEG信号的功率谱密度图2.4.2导联的选择首先，为避免偏置电压对脑电信号造成影响，导致采集信号失真，脑电极采用非极化的Ag-AgCI电极。然后，导联安放采用单极导联法，耳垂上采集的信号作为参考电极信号，头皮上采集的电极信号作为作用电极信号，采集到的脑电信号则为作用电极信号与参考电极信号的差值。最后，为消除工频干扰，还需要一个接地电极GND，本文中接地电极位于额头中部Fpz处。本文所选作用电极分布较密集，参照10-20国际电极导联定位分布无法满足本文的作用电极安放需求，因此本文电极安放按照10-10电极导联定位标准（相邻电极之间的距离为10%），其中冠状线电极的位置可以根据耳屏前凹经中央头顶到对侧的耳屏前凹的测量确定，前后方向的测量则是以鼻根到枕骨粗隆连成的中线为标准，外侧的位置确定则要依靠眉毛和耳上方头围，图2-7给出了国际10-10系统脑电极分布位置。本文的研究目标是建立基本几何构型的脑电信号表征模式，实验刺激为几何体图片与文字，所以与视觉、分类、信息处理等有关的皮层区域电位需要记录，具体有与视觉有关的视觉枕叶O1、O2，涉及到刺激的分类的额区Fpl,、Fp2、F3、F4，反映大脑全局信息的处理能力的顶区P3,P4[49-50]。本文根据实验需要选取了19路脑电信号进行实验，具体包括Fp1、Fp2、AF3、AF4、F7、F3、F4、F8、FC5、FC6、T7、T8、P7、P3、P4、P8、O1、Oz、O2，参考电极选在耳垂A1处，地电极选择额头Fpl和Fp2之间的Fpz导。
本文编号：3000672
【文章来源】： 程鹏 电子科技大学
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
种不同的基本几何体刺激图片
第二章实验设计与平台搭建15共模抑制比：≥110dB50Hz干扰抑制比：≥60dB噪声电平：≤2.5uVp-p高频滤波控制：15，30，45，60，120Hz时间常数控制：0.03，0.1，0.3，导联切换：单、双、自由导联校准方式：方波绝缘方式：双重绝缘电源：USB供电采集速度：1000点/秒运行环境:温度10℃-40℃,湿度30%-75%图2-5UEA-FZ脑电放大器该放大器通过USB线与采集系统上位机连接同时供电，标记输入端通过串口线与刺激系统上位机连接。设置放大器高频滤波控制为50Hz，随机选择一路通道Tp8，测得信号功率谱密度如图2-6所示，分析可知：放大器对50Hz或者60Hz的工频信号有较好抑制效果，能很好的保留50Hz以下的EEG成分，说明实验系统符合实验要求，可以进行实验。同时为防止采集到的信号基线漂移过多，实验开始前应提醒相关被试尽量减少身体动作以及面部表情。在实验平台及实验流程满足要求之后，可以实现脑电信号的采集。
电子科技大学硕士学位论文16图2-6某一被试Tp8导联EEG信号的功率谱密度图2.4.2导联的选择首先，为避免偏置电压对脑电信号造成影响，导致采集信号失真，脑电极采用非极化的Ag-AgCI电极。然后，导联安放采用单极导联法，耳垂上采集的信号作为参考电极信号，头皮上采集的电极信号作为作用电极信号，采集到的脑电信号则为作用电极信号与参考电极信号的差值。最后，为消除工频干扰，还需要一个接地电极GND，本文中接地电极位于额头中部Fpz处。本文所选作用电极分布较密集，参照10-20国际电极导联定位分布无法满足本文的作用电极安放需求，因此本文电极安放按照10-10电极导联定位标准（相邻电极之间的距离为10%），其中冠状线电极的位置可以根据耳屏前凹经中央头顶到对侧的耳屏前凹的测量确定，前后方向的测量则是以鼻根到枕骨粗隆连成的中线为标准，外侧的位置确定则要依靠眉毛和耳上方头围，图2-7给出了国际10-10系统脑电极分布位置。本文的研究目标是建立基本几何构型的脑电信号表征模式，实验刺激为几何体图片与文字，所以与视觉、分类、信息处理等有关的皮层区域电位需要记录，具体有与视觉有关的视觉枕叶O1、O2，涉及到刺激的分类的额区Fpl,、Fp2、F3、F4，反映大脑全局信息的处理能力的顶区P3,P4[49-50]。本文根据实验需要选取了19路脑电信号进行实验，具体包括Fp1、Fp2、AF3、AF4、F7、F3、F4、F8、FC5、FC6、T7、T8、P7、P3、P4、P8、O1、Oz、O2，参考电极选在耳垂A1处，地电极选择额头Fpl和Fp2之间的Fpz导。
本文编号：3000672
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