微弱脑信号专注度特征提取与识别

摘要：

目前基于脑机接口的脑电信号研究得到越来越广泛的关注,然而传统脑电信号采集需要使用电极帽并涂抹胶泥膏而不被大多数用户所接受.因此,将研究使用无需涂抹胶泥膏的独立电极采集脑电信号,然而使用独立电极采集脑电信号容易出现干扰大、信号不稳定等缺陷.为了快速有效提取脑电信号特征并克服独立电极采集脑电信号的缺陷,将采用低通滤波方法进行工频干扰的滤除,利用独立成分分析(ICA)实现脑电信号中的眼电伪迹分离,并在此基础上通过设置水平眼电和垂直眼电阈值以及各个独立成分在脑部位置的空间分布特性实现眼电伪迹的识别.最后,分别利用β波能量以及样本熵来衡量人脑专注度的高低,仿真结果表明两者均与专注度成正相关,实验以NeuroSky专注度为基准,将两种算法分别与其进行对照.此外,样本熵与NeuroSky算法的相关度比β波能量法提高了26％,说明样本熵专注度提取算法更能精确跟踪人脑注意力的变化,对脑电信号专注度的衡量与实际更加吻合.

关键词：微弱信号、脑电信号、独立成分分析(ICA)、β波能量、样本熵、相关系数

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分类号：TN911.7

资助基金：国家自然科学基金资助项目61201225;上海市浦江人才计划资助13PJD030;上海市科学技术委员会资助12ZR1450800;同济大学青年优秀人才培养行动计划2013KJ007;中央高校基本科研业务费专项资金20140767;上海市教育委员会和上海市教育发展基金会“晨光计划”13CG18

在线出版日期：2015-06-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：153-157