脑电信号理论资料

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脑电信号:

脑电信号:

●随机性及非平稳性相当强;

●具有非线性;

●采集到的脑电信号背景噪声比较复杂,有50Hz的工频干扰。

慢波活动频率0.5-2.0Hz,额部导联记录波形峰-缝最小振幅75μV。

δ波的频率为0~3.99Hz,幅度为20~200µV。它是在睡眠、深度麻醉、缺氧或大脑有器质性病变时出现。

θ波的频率为4~7.99Hz,幅度为20~150µV。它是在困倦时,神经系统处于抑制状态时所记录的波形。

ɑ波的频率为8~13Hz,振幅为20~100µV,它是节律性脑电波中最明显的波,整个皮层均可产生ɑ波。正常成人在清醒、安静、闭目时,波幅由小变大,再由大变小,如此反复进行,形成所谓的ɑ节律的“梭形”。每一“梭形”持续时间约为1~2s。当被试者睁眼、警觉、思考问题或者接受其他刺激时,ɑ波立即消失而代之以快波,这种现象称之为“ɑ波阻断”。一般认为,ɑ波是大脑皮质处于清醒安静状态时电活动的主要表现。

β波的频率>13Hz,幅度为5~20µV,是一种快波。β波的出现以大脑比较兴奋状态下为主。

各种脑电特征提取与分类的方法

(1)基于能量特征的脑电信号特征提取与分类:该方法采用带通滤波和小波包分析的方法提取Mu、Beta节律对应的脑电信号,在时域范围内,将信号幅度的平

方作为能量特征值;在频域范围内,采用AR模型功率谱估计法所得的功率谱

密度作为能量特征值。根据运动想象脑电信号特点,构造左右通道信号能量差

值的符号特性作为分类判别依据,进行分类测试。

(2)基于小波包分析的脑电信号特征提取与分类:该方法基于小波变换法和AR模型法结合线性判别准则对两类思维任务进行特征提取与分类,提出以小波系数

均值经K-L变换作为特征,用Fisher判别准则进行分类。结果表明,这种方法

可以利用少量的数据提取脑电信号的特征。

(3)快速多变量自回归模型的脑电信号的特征提取与分类:该方法利用多变量自回归(MVAR)模型参数和阶数估计,通过QR分解技术减少了多维矩阵求逆的运

算量,提高了模型估计的速度,在此基础上进行EEG信号的特征提取,分类的

正确率明显高于单变量自回归模型。

(4)基于信息约简对脑电信号特征进行提取:该方法利用不同的脑电特征分析方法,提取特征并进行分类;其次把连续的脑电信号离散化,利用脑电信号组建脑电

信号信息表,最后利用约简理论,对脑电信号进行特征约简,并利用约简特征

进行分类,验证分类准确率。该方法在保证分类准确率的情况下降低了特征的

数量。

(5)基于相位同步对脑电信号分类:该方法是将相位同步应用于运动意识想象分类,采用希尔伯变换信号处理方法计算脑电信号瞬时相位值。在合适的时间窗下,

选取C3、C4电极与中央区电极进行配对并进行锁相值计算,采用支持向量机

进行运动意识想象分类,具有较高的准确率。

(6)利用能量熵对运动脑电信号分类:该方法通过利用不同运动想象脑电信号能量熵的变换,从能量熵中提取特征,利用自定义基于统计理论分类方法进行分类。

matlab小波分析工具箱常用函数

1.Cwt :一维连续小波变换

格式:coefs=cwt(s,scales,'wavename')

coefs=cwt(s,scales,'wavename','plot')

scales:尺度向量,可以为离散值,表示为[a1,a2,a3……],也可为连续值,表示为[amin:step:amax]

2.dwt:单尺度一维离散小波变换

格式:[ca,cd]=dwt(x,'wavename')

[ca,cd]=dwt(x,lo-d,hi-d)

先利用小波滤波器指令wfilters求取分解用低通滤波器lo-d和高通滤波器hi-d。[lo-d,hi-d]=wfilters('haar','d');[ca,cd]=dwt(s,lo-d,hi-d)

3.idwt:单尺度一维离散小波逆变换

4.wfilters

格式:[lo-d,hi-d,lo-r,hi-r]=wfilters('wname')

[f1,f2]=wfilters('wname','type')

type=d(分解滤波器)、R(重构滤波器)、l(低通滤波器)、h(高通滤波器)

5.dwtmode 离散小波变换模式

格式:dwtmode

dwtmode('mode')

mode:zdp补零模式,sym对称延拓模式,spd平滑模式

6.wavedec多尺度一维小波分解

格式:[c,l]=wavedec(x,n,'wname')

[c,l]=wavedec(x,n,lo-d,hi-d)

7.appcoef 提取一维小波变换低频系数

格式:A=appcoef(c,l,'wavename',N)

A=appcoef(c,l,lo-d,hi-d,N) N是尺度,可省略例:

load leleccum;

s=leleccum(1:2000)

subplot(421)

plot(s);

title('原始信号')

[c,l]=wavedec(s,3,'db1');

ca1=appcoef(c,l,'db1',1);

subplot(445)

plot(ca1);

ylabel('ca1');

ca2=appcoef(c,l,'db1',2);

subplot(4,8,17)

plot(ca2);

ylabel('ca2');