基于独立分量分析的思维脑电和诱发脑电的特征提取

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1、安徽大学硕士学位论文基于独立分量分析的思维脑电和诱发脑电的特征提取姓名：郭晓静申请学位级别：硕士专业：电路与系统指导教师：吴小培2003.5.8摘要在脑电信号处理中，从头皮电极采集的脑电信号可看作悬f；；【j火脑中不同区域神经细胞的电活动共同作_Efj的结果，其中还包含来自人体冀他器官组织产生的生物电信号(如心电、肌电裙眼电等)以及备罩孛多}器因素g}超驰于挠壤蟹。我翻对藏奄信号憝瑾斡嚣蕊耪是为了扶复杂的背景噪声中分离出有用的脑电信号，进而从中提取出具有明确生理意义的脑电特征，并应辩j于临床医学和脑认知科学的研究。传统上霹簸逛信号进{亍掌等缝摄取

2、主要是簸瓣域耪颇域霹方溪送行翡。毽盘予箍电黄号陵机性和非平稳性都很强，这些时、频分析方法就有其各自的局限性，很难得到令人满意的结粜。独立分量分析(tCA)是90年代中期发胜起来的一种多维统计分析方法、它的研究对象廷攘互强立的攀蕙蘩信号。在满足一定静袈份下，]CA琏够献两步溅鼙静多路绫性混合信号(如思维脑电和诱发脑电)中分离出相互独立的源信号，根据所提取出的独立分量，我们可以进一步获敬和分析隐岔在原始信号数据中的重要特征。近年米麓磷炎袋采表萌，ICA是一释饕赘霄价篷静直源分辫掰方法，已}}起了国际信号处理领域的r泛关注。本文分别以对思维脑电和诱发脑

3、龟∞消噪和特征提取为目标，对独受．＼，分量分析基本理论、代表性算法及应用进行了较深入的研究6肇在以下几个方面做了～些有k特色的jj一律：1．从信息极大传输原理出发，分别探讨了传统lnfomax、扩展lnfom部x和在线lnfomax算法基本原理，并对算法进行了软件编程实现，以及对它们的官源分离性能进行了分析验证，繇褥结栗霹Infomax算法懿改遴释实际应瑶将鬟有～定豹指嚣意义。2．探讨了1CA用于思维腩电特征提取的可行性：通过使j{jICA对进行不简心理作业的思维脑电进行分析处理，发现了与心理作业相对应的脑电独立分量特征，这臻稳定的独立分鬃姆搓将

4、可酸为心建作盈静分类释藏谈螽科学转瑟究提供薪懿实瑗方法。3．对视觉诱发事件相关电位的ICA分析进行了研究，实验结果表明ICA可以明确地分’、＼／离出含有一定生理意义的脑电特征，这对临床医学研究具有锻燕要韵意义。；，笑键谲：鸯发藏壤，诱发齄奄，猿立分蠢分橱，骆电睹短褥数，言添分离，lnfomax算法，脑电消噪，思维脑电。率文工作褥蓊磊家鑫然科学基金{6027}024)窝安搬省盎然馥掌萋盎fe酣3214塘§舞魏。ABSTRACTThepurposeofEEGsignalprocessingistoextractthehiddenorweakpatte

5、rnsthatprobablyhavesomephysiologicaland／orpsycho·physiologicalsignificancefromEEGsignalsinsophisticatednoisebackgroundandthentoapplythemtotheresearchonclinicalmedicineorcognitivescience。ThotraditionalapproachesforEEGsignalprocessingaremostly011thetimeorfrequencyanalysis．Butdu

6、eto虹lestrongrandomnessandnonstationarityofEEGtheresultsobtainedfromthosetmditionalmethodsarenotverysatisfying．IndependentComponentAnalysis(1eA)iSamulti．dimensionalstatisticalanalysismethoddevelopedinthe90’Softhe20thcenturyandusedtoanalysisthemutuallyindependentnongaussiansign

7、als．Whensomecertainassumptionsaresatis6e畦，ICAcarleffeetivelyseparatetheindependentsourcesignalsfromthesynchronousmultichannelrecording，andthellaccordingtosomeindependentsources，wecanfurtheranalyzetheirphysiologicalsignificance。Therefore，asanewpromisingapproachofblindSOUrCesep

8、aration(BSS)，ICAhasattractedextensiveattentionofresearchersintheinte