基于遗传算法和多层感知器的人体生理信号分类研究

发布时间：2020-11-11 04:08

　　 人体生理信号能体现生命信息,是观察生命现象的窗口。肌电、脑电等生理信号是反应人体生理活动的主要指标,其中包含了大量的生理信息,例如脑电信号是诊断癫痫病的一种重要方式。如果能及时发现它们的变化,就能够帮助人们提前预防疾病,减少一些意外情况的发生,其研究具有十分重要的意义。本文主要研究了两类信号(肌电和脑电)的分类问题。人体生理信号是混沌信号,它有非线性动力学特征,不同生理状态和疾病状态的变化会引起不同生理参数的相应变化,同时它还具有随机性、非平稳性等特点。针对这些特点,本文首先通过基于时域和频域的方法、经验模态分解,基于遗传算法的频域特征搜索等方法进行特征提取,然后用遗传算法对提取到的特征进行优化选择,接着将样本的特征放MLP分类器中完成训练,最后采用这个分类器对生理信号进行分类测试。在实验中,本文对脑电信号和肌电信号两个公开的数据集进行分类研究,两个数据集的分类准确率分别达到90.12%和97.67%,本文所提出的方法在分类准确率上已经优于现有的分类方法。同时还通过多次交叉验证表明该方法在人体生理信号分类问题上的有效性。此外,本文还对脑电数据集做了窗口切割预处理,实验结果表明该方法能够快速识别癫痫脑电信号,未来在临床应用具有广阔前景。
【学位单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP18;R318
【部分图文】：

脑电信号己经渗透到我们生活中的各个领域，脑电信号的研宄将更好地保护人类??的大脑。??脑电波就是以电位为纵坐标、时间为横坐标展示出来的曲线图，图２－１是我??们常常所说的脑电图。??６??

（３波的频率多１４？３０Ｈｚ，幅度为５￣２〇ｍＶ。它一般是大脑在兴奋的状态下产??生的，比如说当人从噩梦中惊醒的时候，该节律就会代替原来的慢波节律。??脑电波各类波如图２－２所示［４４１。??ａ波?房Ｉ?５〇ｕＶ??ａ?波陷断??？命“－Ｉ?５〇＾?ｖ??。浚?一＊Ｖ?＾Ｉ?５０?Ｖ??０?波?Ｉ?５０?Ｖ??§?波?ｉ?５〇＞ｊ?ｖ??ｔ?．ｊ??Ｉｓ??图２－２脑电波各类波波形和幅值示意图??２．１．３脑电信号特点??脑电信号一般出现在中枢神经系统中，能够表现大脑活动［４５］。具有以下几个??特点：??１．

肌电信号发源于脊髓中的运动神经元，作为中枢神经系统的一部分。运动神??经元的细胞体位于其中，轴突延伸至肌纤维处，并通过终板区和肌纤维相连。而??且与每个神经元联系的肌纤维有多条。这些组合在一起形成了运动单位，如图２－??３所示州。??运动衿经一、??元妇．抱?＼??）——？职??ｔｚｉ．．．．．．－．．．．．．．．．．．．．—?－?????ＣＤ??图２－３运动单位??运动单位是肌肉的一个最小功能单位，可以任意激活，它是由一群肌肉纤??维组成。肌电信号的检测方法也有多种，在临床医学上，人们采用肌电图机的??测量方法，即将针刺入到肌肉中去来测量，现在也出现了无创的表面肌电检测??方法。??同时，肌电信号也和脑电信号类似，也具有微弱性［４７］，非平稳，非线性等。??总的来说，当人体自主运动的时候，神经和肌肉活动会发出电信号，这种电信号??就是肌电信号，它反映了神经和肌肉的运动状态。表面肌电（Ｓｕｒｆａｃｅ??Ｅｌｅｃｔｒｏｍｙｏｇｒａｐｈｉｃ，?ｓＥＭＧ）信号是一种重要的生物电信号，它是伴随着神经肌肉系??统活动而产生的
【参考文献】

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1 李建更;郭庆雷;贺益恒;;时序基因表达缺失值的加权双向回归估计算法[J];数据采集与处理;2013年02期

2 王晖;;医用多参数监护仪的基本原理及使用[J];中国医疗器械信息;2006年04期

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1 孟亚丽;四参数生理监护仪的设计[D];天津大学;2005年

本文编号：2878720