一种用小波包变换提取眼电信号警觉度特征的方法 被引量：6

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作者 高春芳 吕宝粮 马家昕 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期641-648,共8页

警觉度是指人集中注意力执行某项任务时所表现出的灵敏程度。为保证生产安全,很多岗位需要对工作人员的警觉度进行估计和预测,如高铁司机和危险品运输司机等。基于脑电和眼电等生理信号的警觉度估计与预测是警觉度研究的一个重要方向,... 警觉度是指人集中注意力执行某项任务时所表现出的灵敏程度。为保证生产安全,很多岗位需要对工作人员的警觉度进行估计和预测,如高铁司机和危险品运输司机等。基于脑电和眼电等生理信号的警觉度估计与预测是警觉度研究的一个重要方向,如何提取眼电信号中的警觉度特征是该研究的核心问题之一。本研究应用小波包变换方法从水平眼电中提取不同频段能量的比值,以期找出高相关度的警觉度特征。探讨了水平眼电中16种不同的低高频分段的能量比特征,对特征分别进行了移动平均和线性动力系统去噪处理。实验表明,分段为(0～1.50 Hz)/(1.50～31.25 Hz)的能量比值与警觉度的相关系数最高。35组实验的相关系数平均值为0.742,标准差为0.151,比已有的慢速眼动、快速眼动以及眨眼等11种特征中最好特征的相关系数平均值提高了5.55%,标准差降低了6.62%。 展开更多

关键词 眼电信号 警觉度 警觉度特征 小波包变换 相关分析

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融合运动想象脑电与眼电信号的机械臂控制系统开发 被引量：11

2

作者 邓欣 肖立峰 +2 位作者 杨鹏飞 王进 张家豪 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期1163-1172,共10页

脑机接口(brain computer interface, BCI)旨在通过脑电信号与外部设备通信,以实现对外部设备的控制。针对目前脑机接口系统中混合多种复杂生理电信号,并且输出控制指令较少的问题,本文提出融合运动想象(motor imagery, MI)脑电与眼电... 脑机接口(brain computer interface, BCI)旨在通过脑电信号与外部设备通信,以实现对外部设备的控制。针对目前脑机接口系统中混合多种复杂生理电信号,并且输出控制指令较少的问题,本文提出融合运动想象(motor imagery, MI)脑电与眼电信号方法扩充控制指令的轻量级机械臂控制系统。该系统分阶段融合脑电和眼电信号两种生物信号,使用双次眼电作为任务开关,运动想象脑电信号控制机械臂运动,单次眼电控制阶段切换,实现了二分类运动想象生成多种控制指令,完成了对机械臂的连续控制。其中运动想象脑电信号使用提升小波变换(lifting wavelet transform, LWT)和共空间模式(common spatial pattern, CSP)结合的方法提取特征,并采用支持向量机(support vector machines, SVM)进行分类;眼电信号通过分析无意识眼电和有意识眼电的峰值来设置阈值进行区分。为了验证系统的可行性,设计了一项脑控机械臂自主服药实验,通过在线实验测试,被试通过使用脑电信号和眼电信号实现了机械臂控制,并完成了服药流程,有利于进一步推广脑机接口技术的实际应用。 展开更多

关键词 脑机接口 运动想象 眼电信号 机械臂控制 共空间模式 小波变换 支持向量机 自主服药

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基于头动与眼电信号的疲劳检测研究 被引量：4

3

作者 管凯捷 姚康 +2 位作者 任谊文 张熙 付威威 《计算机应用与软件》 北大核心 2022年第2期81-87,共7页

针对疲劳识别率有待提高和现行疲劳检测设备不便携带的问题,提出一种以便携式眼镜为载体结合处理头动与眼电信号的疲劳检测方法。利用便携式眼镜采集头动与眼电信号并通过蓝牙将数据传输到手机终端。采用融合卡尔曼滤波算法处理头动信... 针对疲劳识别率有待提高和现行疲劳检测设备不便携带的问题,提出一种以便携式眼镜为载体结合处理头动与眼电信号的疲劳检测方法。利用便携式眼镜采集头动与眼电信号并通过蓝牙将数据传输到手机终端。采用融合卡尔曼滤波算法处理头动信号并提取点头频率特征,采用Perclos算法P80原理和分段平均功率比值法处理眼电信号得到眨眼频率和低高频功率比值特征。根据主成分分析法(PCA)进行特征融合,得到疲劳特征值,从而判定疲劳程度,并结合Pearson法分析与通过脑电信号检测疲劳程度结果的相关性。实验结果表明,该方法的疲劳检测识别率达到了90.6%且与脑电检测疲劳结果相关性达到了0.82,具有很好的准确性、有效性且检测设备便于携带,具有很好的实用价值。 展开更多

关键词 疲劳检测 头动信号 眼电信号 特征融合

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基于自适应卡尔曼滤波的生理电信号降噪方法

4

作者 姜言冰 姚颖闻 +1 位作者 梁兰 林林 《现代电子技术》 北大核心 2025年第10期39-44,共6页

在生理电信号的测量过程中,目标信号往往会受到各种噪声干扰,包括外界的电磁场干扰和内部的其他生理电信号干扰,其中最严重的是工频干扰。这些噪声干扰会给生理电信号的分析和处理带来极大不便,为此,提出一种基于自适应卡尔曼滤波的降... 在生理电信号的测量过程中,目标信号往往会受到各种噪声干扰,包括外界的电磁场干扰和内部的其他生理电信号干扰,其中最严重的是工频干扰。这些噪声干扰会给生理电信号的分析和处理带来极大不便,为此,提出一种基于自适应卡尔曼滤波的降噪方法,以消除生理电信号中混入的工频等噪声干扰。充分利用自适应滤波在动态权重调整方面的优势以及卡尔曼滤波在状态估计方面的准确性,精确地识别并处理目标信号和噪声。通过处理在普通实验环境中采集到的心电信号、眨眼眼电信号和肌电信号,并观察算法处理前后的时域波形和频谱,来检验自适应卡尔曼滤波器为生理电信号降噪的有效性。结果表明:所设计的自适应卡尔曼滤波可以有效消除工频(包括基频及谐波分量)等噪声干扰,使目标信号变得更加清晰干净,且不损坏目标信号的有用成分,其中在50 Hz处的频谱值平均降幅不低于49.31 dB。文中的自适应卡尔曼滤波算法仅需调整部分参数便可适用于多种不同的生理电信号,能有效滤除原始信号中混入的工频及其他噪声干扰,降噪性能稳定且计算复杂度较低,这为生理电信号的分析和处理提供了一种更为有效的解决方案。 展开更多

关键词 自适应滤波 卡尔曼滤波 生理电信号 眼电信号 工频干扰 降噪

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基于Emotiv Epoc+的眼动信号采集与识别方法研究 被引量：5

5

作者 姜羽 王连明 《东北师大学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第2期59-64,共6页

使用Emotiv Epoc+脑电波采集头戴设备,对10位被测人员的上、下、左、右、眨眼2次和眨眼3次6种眼球扫视运动信号进行采集,每人每个动作采集5组数据,共获得300组实验数据.对14通道的信号进行带通滤波后,采用短时能量计算方法优选2个最敏... 使用Emotiv Epoc+脑电波采集头戴设备,对10位被测人员的上、下、左、右、眨眼2次和眨眼3次6种眼球扫视运动信号进行采集,每人每个动作采集5组数据,共获得300组实验数据.对14通道的信号进行带通滤波后,采用短时能量计算方法优选2个最敏感通道,然后对优选出的通道信号采用归一化极值方法进行特征提取,最后采用特征匹配法对信号进行识别.实验结果表明:水平方向眼动识别率达到99.9%,垂直方向眼动识别率达到97.3%,平均识别率达到98.6%. 展开更多

关键词 眼电信号 Emotiv Epoc+ 脑电波 短时能量 归一化极值

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基于EEG与EOG信号的疲劳驾驶状态综合分析 被引量：11

6

作者 王福旺 王宏 罗旭 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期175-178,共4页

疲劳驾驶时,司机的脑电信号和眼电信号特征均发生显著变化,本文针对这两类信号进行分析研究,利用这两类数据综合分析判断司机是否处于疲劳驾驶状态.首先对采集的脑电信号进行小波包分解,提取信号中的α波,并计算其相对功率谱P;然后利用P... 疲劳驾驶时,司机的脑电信号和眼电信号特征均发生显著变化,本文针对这两类信号进行分析研究,利用这两类数据综合分析判断司机是否处于疲劳驾驶状态.首先对采集的脑电信号进行小波包分解,提取信号中的α波,并计算其相对功率谱P;然后利用Pearson相关系数分析两路对称导联F7,F8中眨眼信号特征,去除干扰;最后利用BP神经元网络对眨眼信号进行识别,计算眨眼频率.结果表明,利用眼电信号和脑电信号特征综合分析司机眨眼动作,能准确识别出眨眼信号,并能正确检测人的驾驶疲劳状态的变化. 展开更多

关键词 疲劳驾驶 脑电信号 眼电信号 小波包分解 相对功率谱 眨眼频率

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基于小波变换的多任务下操作员眼电特征提取 被引量：1

7

作者 王娆芬 顾幸生 陈敏 《传感器与微系统》 CSCD 2018年第9期22-24,28,共4页

为了从高精神负荷下的操作员眼电(EOG)信号中提取出能够反映疲劳焦虑和努力程度变化的显著性特征,通过实验,采集了6位被试人员在多级任务负荷下的EOG信号,采用小波变换方法对EOG信号进行了10层小波分解;选取能量较高的频段,根据小波系... 为了从高精神负荷下的操作员眼电(EOG)信号中提取出能够反映疲劳焦虑和努力程度变化的显著性特征,通过实验,采集了6位被试人员在多级任务负荷下的EOG信号,采用小波变换方法对EOG信号进行了10层小波分解;选取能量较高的频段,根据小波系数计算了各频段的相对能量(RE)特征,分析了眼电特征与操作员的心理负荷之间的关系。结果表明:提取的EOG特征中,0. 98~1. 95 Hz,3. 91~7. 81 Hz及7. 81~15. 63 Hz频段的RE与操作员的心理负荷有显著的关系,提取的特征可用于操作员疲劳、焦虑和努力等的评估。 展开更多

关键词 眼电信号 小波变换 心理负荷 特征提取 相对能量

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结合眼电和脑电的人-机交互系统设计与实现 被引量：2

8

作者 陈世瑜 倪莉 +1 位作者 吕钊 吴小培 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2014年第5期1529-1532,共4页

为了改善传统人-机交互(HCI)系统性能,设计并实现了一种结合眼电(EOG)和脑电(EEG)的人-机交互系统。该系统首先使用谱熵对眼电和脑电混合信号进行端点检测,在此基础上,分别识别操作者眨眼信号与脑电信号,并根据识别结果生成不同的控制... 为了改善传统人-机交互(HCI)系统性能,设计并实现了一种结合眼电(EOG)和脑电(EEG)的人-机交互系统。该系统首先使用谱熵对眼电和脑电混合信号进行端点检测,在此基础上,分别识别操作者眨眼信号与脑电信号,并根据识别结果生成不同的控制命令。在实验室环境下对该系统进行测试,其眼电与脑电的平均识别正确率分别达到97.3%和92.7%,测试结果表明该系统可以有效保证命令选择的正确性和稳定性,提高人-机交互效率。 展开更多

关键词 眼电信号 脑电信号 滤波 频谱分析 端点检测

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基于多模态数据与融合深度网络的自动睡眠分期方法

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作者 赵若男 李朵 +1 位作者 宋江玲 张瑞 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2024年第S02期429-434,共6页

准确的睡眠分期是进行睡眠质量评估及相关疾病诊断的重要依据。针对脑电信号(Electroencephalogram,EEG)和眼电信号(Electrooculogram,EOG)在睡眠各阶段存在差异性,提出了一种用于实现自动睡眠分期的基于EEG和EOG的新型特征融合深度网... 准确的睡眠分期是进行睡眠质量评估及相关疾病诊断的重要依据。针对脑电信号(Electroencephalogram,EEG)和眼电信号(Electrooculogram,EOG)在睡眠各阶段存在差异性,提出了一种用于实现自动睡眠分期的基于EEG和EOG的新型特征融合深度网络——MAFSNet。具体地,首先设计两种一维卷积神经网络分别用于提取EEG和EOG信号中的睡眠有效特征;其次,构建自适应的特征融合模块,根据特征的贡献程度赋予其不同的权值,通过增强判别特征和抑制无关特征,得到包含多模态睡眠信息的自适应融合特征;进而,采用双向长短期记忆网络学习睡眠阶段转换规则中的时间序列相关信息;最后,使用公开数据集Sleep-EDF验证所提模型实现五级睡眠分期的有效性。研究结果表明所提方法在睡眠分期中具有较高的分类性能,准确率、Kappa系数和MF1分数分别为94.1%,88.2%和81.9%,其中N1和REM睡眠阶段的召回率分别显著提升到64.6%和93.5%。 展开更多

关键词 自动睡眠分期 脑电信号 眼电信号 深度神经网络 自适应特征融合

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基于AR-Copula与ICA的脑电噪声检测和去除 被引量：3

10

作者 施伟俊 王蓓 +1 位作者 卿湘运 王行愚 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期659-665,共7页

在脑电信号的实时采集过程中,噪声伪迹会对采集到的脑电信号产生较大的畸变。利用Copula理论结合AR时间序列模型研究脑电信号与引起其畸变的噪声之间的相关性,设计并实现了基于尾部相关性的脑电噪声自动检测算法。根据检测结果,对受干... 在脑电信号的实时采集过程中,噪声伪迹会对采集到的脑电信号产生较大的畸变。利用Copula理论结合AR时间序列模型研究脑电信号与引起其畸变的噪声之间的相关性,设计并实现了基于尾部相关性的脑电噪声自动检测算法。根据检测结果,对受干扰的数据段进行了ICA噪声去除处理。本文方法能够自动检测受干扰影响的数据段,并且在很大程度上减少了ICA算法的迭代次数,提高了数据实时处理的效率,适用于脑电信号的实时处理过程。 展开更多

关键词 脑电信号 眼电信号干扰 AR时序模型 COPULA理论 尾部相关性

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移动服务机器人共享控制研究 被引量：2

11

作者 孙雷 王孙安 +1 位作者 张进华 李小虎 《陕西科技大学学报（自然科学版）》 2015年第1期169-174,共6页

移动服务机器人在提高老人/残疾人活动空间方面具有重要作用.针对机器人自主避障失败时存在安全问题,提出了基于共享控制的服务机器人系统.构建基于机器视觉与人眼视觉共享控制的机器人系统.研究服务机器人的共享策略问题和眼电信号角... 移动服务机器人在提高老人/残疾人活动空间方面具有重要作用.针对机器人自主避障失败时存在安全问题,提出了基于共享控制的服务机器人系统.构建基于机器视觉与人眼视觉共享控制的机器人系统.研究服务机器人的共享策略问题和眼电信号角度与参考轨迹关系.引入人工场解决自适应轨迹跟踪算法的平滑性.仿真结果说明基于人工场导向方法能平滑逼近期望轨迹.实验结果表明本系统能够满足使用者的安全需求. 展开更多

关键词 服务机器人 共享控制 眼电信号 人工场 轨迹跟踪

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