基于脑电的快速序列视觉呈现脑-机接口系统研究进展综述

1

作者 魏玮 邱爽 +3 位作者 李叙锦 毛嘉宇 王妍紫 何晖光 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期443-455,共13页

脑-机接口(BCI)系统建立大脑与外部设备之间的直接交流通路,结合快速序列视觉呈现(RSVP)范式能够实现利用人类视觉系统进行高流通量图像目标检索。近些年来,RSVP-BCI系统在范式编码、脑电(EEG)解码和系统应用方面的研究取得了长足的进... 脑-机接口(BCI)系统建立大脑与外部设备之间的直接交流通路,结合快速序列视觉呈现(RSVP)范式能够实现利用人类视觉系统进行高流通量图像目标检索。近些年来,RSVP-BCI系统在范式编码、脑电(EEG)解码和系统应用方面的研究取得了长足的进步。对范式编码的研究揭示不同范式参数对系统性能的影响,促进提升系统性能;脑电解码的研究在提升算法分类性能的同时推动少训练、零训练样本、多模态等场景下的应用;对RSVP-BCI系统应用的研究实现推动系统走向实际应用并拓宽了应用领域。同时,系统仍面临着迈向实际时可应用领域范围窄、脑电跨域解码难题以及计算机视觉飞速进步带来的挑战。该文对RSVP-BCI近年来的相关研究进展进行了回顾与总结,并对未来的发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 脑-机接口 快速序列视觉呈现 脑电

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于多任务学习的快速序列视觉呈现脑电图分类 被引量：4

2

作者 谢平 胡锦城 +2 位作者 江国乾 王鹏宇 门延帝 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期215-223,共9页

针对快速序列视觉呈现的脑电图数据存在样本不平衡问题,提出一种基于多任务学习的快速序列视觉呈现脑电图分类模型。首先,建立深度共享特征提取模块,利用卷积神经网络自动学习共享参数,提取与任务关联的深度特征;其次,基于分类任务和超... 针对快速序列视觉呈现的脑电图数据存在样本不平衡问题,提出一种基于多任务学习的快速序列视觉呈现脑电图分类模型。首先,建立深度共享特征提取模块,利用卷积神经网络自动学习共享参数,提取与任务关联的深度特征;其次,基于分类任务和超球约束任务构造多任务目标函数,利用两种任务的联合学习提取更有效的判别特征,提高模型泛化性。在快速序列视觉呈现公开数据集中进行实验,与常见的脑电分类模型DeepConvNet、EEGInception、DRL以及EEGNet相比,提出的Multi-task EEGNet在32个受试者中平均AUC分别提升3.57%、1.84%、6.22%和2.09%。实验结果表明,提出的多任务学习模型能更充分地提取判别特征,有效提升模型分类性能,较好地解决EEG分类任务中样本不平衡问题。 展开更多

关键词 脑电图 快速序列视觉呈现 多任务学习 卷积神经网络

在线阅读 下载PDF 职称材料

重复知盲现象中的序列位置效应 被引量：2

3

作者 郭亚桥 王丽丽 +1 位作者 邱江 张庆林 《西南大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第10期160-163,共4页

采用汉字作为实验材料探讨重复项目处在刺激序列中不同位置时的重复知盲效应.结果发现:①当重复项目呈现在刺激序列两端时,正确率显著低于其呈现在刺激序列中间位置,产生"序列位置效应";②与干扰汉字位于重复项目之前相比,干... 采用汉字作为实验材料探讨重复项目处在刺激序列中不同位置时的重复知盲效应.结果发现:①当重复项目呈现在刺激序列两端时,正确率显著低于其呈现在刺激序列中间位置,产生"序列位置效应";②与干扰汉字位于重复项目之前相比,干扰汉字位于重复项目之间的正确率相对较低.研究表明,重复知盲效应的产生可能受知觉和记忆两个加工水平的共同影响,而且对重复项目注意资源投入的多少在一定程度上影响重复知盲效应的强度. 展开更多

关键词 重复知盲 快速序列视觉刺激呈现法 序列位置

在线阅读 下载PDF 职称材料

情绪T2对抗注意瞬脱:理解情绪优先加工的窗口 被引量：2

4

作者 孙猛 刘泽军 +2 位作者 贾茜 尚晨阳 张钦 《心理科学进展》 CSSCI CSCD 北大核心 2024年第1期58-74,共17页

注意瞬脱是指从一系列干扰刺激中识别两个目标时,识别第一个目标(T1)往往会干扰之后200~500 ms内出现的第二个目标(T2)的识别,该现象反映了时间维度上的意识加工局限性。但研究发现,与中性T2相比,情绪T2可以在一定程度上对抗注意瞬脱。... 注意瞬脱是指从一系列干扰刺激中识别两个目标时,识别第一个目标(T1)往往会干扰之后200~500 ms内出现的第二个目标(T2)的识别,该现象反映了时间维度上的意识加工局限性。但研究发现,与中性T2相比,情绪T2可以在一定程度上对抗注意瞬脱。这为我们理解人类对情绪刺激的优先意识加工提供了一个观察窗口和研究手段。情绪T2对抗注意瞬脱受T1任务难度、T2任务类型和情绪预期等因素的影响,该过程涉及的脑区主要包括杏仁核、前扣带回和眶额皮层等区域;在时间进程上,情绪相比中性T2在认知加工的早期和晚期阶段都表现出增强的效应。情绪对抗注意瞬脱的认知神经机制可以用注意增强和巩固竞争假说来解释,即由杏仁核介导的情绪信息早期注意捕获是导致情绪对抗注意瞬脱的关键,而晚期的巩固过程受到任务要求等自上而下因素的影响。 展开更多

关键词 情绪 注意瞬脱 快速序列视觉呈现

在线阅读 下载PDF 职称材料

多层频时空特征提取的RSVP目标分类算法

5

作者 赵子威 林艳飞 高小榕 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期312-320,共9页

由于事件相关电位(ERP)信噪比低、变异性强,其在大脑皮层所体现的空间−时间信息分布在不同RSVP范式下的分布差异较大,并且传统基于CSP或LDA的单试次解码算法在不同数据集下分类性能不稳定,分类模型鲁棒性在数据集间有限.对此,从频−时−... 由于事件相关电位(ERP)信噪比低、变异性强,其在大脑皮层所体现的空间−时间信息分布在不同RSVP范式下的分布差异较大,并且传统基于CSP或LDA的单试次解码算法在不同数据集下分类性能不稳定,分类模型鲁棒性在数据集间有限.对此,从频−时−空域多个角度出发,通过设计两个交替迭代优化的空时域滤波器进行特征提取,提出了一种多层频时空ERP特征提取的目标分类算法(STAEE)以增强RSVP-BCI的解码性能.算法共分为滤波器组模块、时间窗分解模块、空时域滤波模块和感兴趣区域选择模块.在两个公共RSVP数据集的分类任务中,相较于结构化判别分析(HDCA)、共空域模式(CSP)、滤波器组共空域模式(FBCSP)以及空时判别分析(STDA)4个基准算法,所提出的STAEE算法获得了更高的曲线下面积(AUC),这表明该算法能够有效克服ERP在不同数据集分布的变异性,提升识别系统的分类性能. 展开更多

关键词 脑−机接口(BCI) 快速序列视觉呈现(RSVP) 空时滤波 特征提取

在线阅读 下载PDF 职称材料

注意缺陷多动障碍患者的注意瞬脱(综述) 被引量：6

6

作者 程浩 刘爱书 《中国心理卫生杂志》 CSSCI CSCD 北大核心 2017年第2期150-155,共6页

本文介绍注意瞬脱的概念、范式和理论,回顾近10年来关于ADHD儿童及成人的注意瞬脱研究。研究表明,ADHD儿童与ADHD成人相比于正常被试确实表现出更严重的注意瞬脱效应,且ADHD成人表现出更多的眼动行为。在未来的研究中,应该采用标准化的... 本文介绍注意瞬脱的概念、范式和理论,回顾近10年来关于ADHD儿童及成人的注意瞬脱研究。研究表明,ADHD儿童与ADHD成人相比于正常被试确实表现出更严重的注意瞬脱效应,且ADHD成人表现出更多的眼动行为。在未来的研究中,应该采用标准化的快速序列视觉呈现范式便于研究结果的比较;找出何种加工限制特点会影响不同年龄ADHD患者在时间维度上的注意模式。此外,ADHD与抑制控制关系密切,应考虑将抑制控制范式与注意瞬脱范式相结合。 展开更多

关键词 ADHD 注意瞬脱 快速序列视觉呈现范式 综述

在线阅读 下载PDF 职称材料

RSVP与SSVEP混合脑电信号刺激与多类事件检测 被引量：2

7

作者 陈景霞 郝为 +1 位作者 张鹏伟 谢佳 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2020年第15期132-139,共8页

提出一种新的基于快速序列视觉呈现(Rapid Serial Visual Presentation,RSVP)与稳态视觉诱发电位(Steady-State Visually Evoked Potential,SSVEP)组合范式的脑电信号(Electroencephalogram,EEG)刺激与多类事件检测方法。对诱发的原始... 提出一种新的基于快速序列视觉呈现(Rapid Serial Visual Presentation,RSVP)与稳态视觉诱发电位(Steady-State Visually Evoked Potential,SSVEP)组合范式的脑电信号(Electroencephalogram,EEG)刺激与多类事件检测方法。对诱发的原始脑电信号通过电位重参考、基线去除、空间滤波等预处理操作去除数据的伪迹和噪声,通过自举聚合决策树(Bagging Tree,BT)和支持向量机(Supported Vector Machine,SVM)等机器学习算法,对14名受试者双重刺激诱发的脑电信号进行目标与频率相结合的多类事件检测,通过实验验证了该组合范式诱发的脑电信号具有良好的多类可分性,为开发基于RSVP和SSVEP两种范式的混合型脑-机接口应用提供了一种新的有效途径。同时,实验结果还表明,基于机器学习的BT和SVM模型对RSVP和SSVEP组合范式诱发的EEG信号进行多类识别的性能明显优于传统的典型关联分析(Canonical Correlation Analysis,CCA)算法的性能。 展开更多

关键词 脑电信号 快速序列视觉呈现 稳态视觉诱发 决策树 支持向量机 多类检测

在线阅读 下载PDF 职称材料

抑郁症患者注意瞬脱特征初步研究 被引量：2

8

作者 李宁 王荫华 高旭光 《中国康复理论与实践》 CSCD 2006年第6期511-512,共2页

目的了解抑郁症患者的注意瞬脱(AB)特征。方法采用快速序列呈现(RSVP)范式对35例符合中国精神疾病分类及诊断第3版(CCMD-Ⅲ)的抑郁症患者和35例年龄、性别、受教育程度与抑郁症患者成对匹配的精神状态正常者进行对照研究。结果两组受试... 目的了解抑郁症患者的注意瞬脱(AB)特征。方法采用快速序列呈现(RSVP)范式对35例符合中国精神疾病分类及诊断第3版(CCMD-Ⅲ)的抑郁症患者和35例年龄、性别、受教育程度与抑郁症患者成对匹配的精神状态正常者进行对照研究。结果两组受试者均有明显的注意瞬脱,但抑郁症组的注意瞬脱比正常对照组更长、更深。结论抑郁症患者存在注意功能障碍。 展开更多

关键词 抑郁症 注意瞬脱 快速序列视觉呈现

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于FPGA的RSVP脑机接口系统设计 被引量：4

9

作者 沈文弢 赵宏泽 +3 位作者 王思凯 马凯南 王毅军 刘鸣 《传感器与微系统》 CSCD 2020年第9期73-76,83,共5页

基于快速序列视觉呈现(RSVP)的脑机接口(BCI)系统主要用来对图像做快速分类。为满足脑机接口移动智能化发展的需求,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的RSVP脑机接口系统,并通过定点化与查找表的优化实现了结构化判决成分分析(HDCA... 基于快速序列视觉呈现(RSVP)的脑机接口(BCI)系统主要用来对图像做快速分类。为满足脑机接口移动智能化发展的需求,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的RSVP脑机接口系统,并通过定点化与查找表的优化实现了结构化判决成分分析(HDCA)算法。实验结果证明:设计的系统平均分类准确率比PC系统仅低0.9355%,且每张图像判别时间为3ms,满足RSVP脑机接口系统移动实施的要求。 展开更多

关键词 快速序列视觉呈现(RSVP) 脑机接口(BCI) 现场可编程门阵列(FPGA) 结构化判决成分分析(HDCA)

在线阅读 下载PDF 职称材料

面向跨被试RSVP的多特征低维子空间嵌入的ERP检测 被引量：2

10

作者 章杭奎 刘栋军 孔万增 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2022年第5期1054-1061,共8页

基于快速序列视觉呈现(rapid serial visual presentation,RSVP)范式的目标图像检索借助于人脑在看到目标图像时产生的事件相关电位(event-related potentials,ERP)来完成复杂目标图像检索。在应用RSVP范式进行复杂目标图像检索时存在... 基于快速序列视觉呈现(rapid serial visual presentation,RSVP)范式的目标图像检索借助于人脑在看到目标图像时产生的事件相关电位(event-related potentials,ERP)来完成复杂目标图像检索。在应用RSVP范式进行复杂目标图像检索时存在跨时段甚至跨被试的问题。对此,本文提出了一种面向跨被试RSVP的多特征低维子空间嵌入的ERP检测方法,首先采用迁移学习方法中的欧式空间对齐对不同被试的数据进行对齐,其次将来自不同空间的特征分别进行有监督降维、重构。最终采用留一被试法作为检验方法、平衡准确率作为评价指标,在PhysioNetRSVP数据集以及清华RSVP数据集下共计14个长度分段中,有12个长度分段达到最优分类结果。结果表明本文提出的多特征低维子空间嵌入方法能够有效提升ERP检测时的稳定性。 展开更多

关键词 快速序列视觉呈现 事件相关电位 欧式空间对齐 跨被试 多特征 低维子空间嵌入 留一被试法

在线阅读 下载PDF 职称材料

词汇具体性对情绪名词效价加工影响的ERP研究 被引量：5

11

作者 罗文波 齐正阳 《心理学报》 CSSCI CSCD 北大核心 2022年第2期111-121,共11页

具体性和抽象性是词汇同一特性的两极,是直接影响词汇加工过程的重要因素。本研究采用快速序列视觉呈现范式,结合脑电技术探讨在有限注意资源内,词汇具体性对情绪名词加工过程的影响。结果发现:名词加工早期和晚期阶段的ERP成分受到情... 具体性和抽象性是词汇同一特性的两极,是直接影响词汇加工过程的重要因素。本研究采用快速序列视觉呈现范式,结合脑电技术探讨在有限注意资源内,词汇具体性对情绪名词加工过程的影响。结果发现:名词加工早期和晚期阶段的ERP成分受到情绪效价的调节,情绪词比中性词诱发了更大的N170和LPC波幅;名词加工早期和晚期阶段的ERP成分也受到词汇具体性的调节,具体词比抽象词诱发了更大的N170和LPC波幅;词汇具体性影响情绪名词加工的晚期阶段,LPC波幅能够分辨出不同情绪效价的抽象词,对于具体词仅能区分出情绪与非情绪,这说明抽象词可能比具体词负载了更多的情绪信息,反映出对情绪信息的精细加工过程。 展开更多

关键词 情绪名词 词汇具体性 快速序列视觉呈现范式 事件相关电位

在线阅读 下载PDF 职称材料