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基于编码调制视觉诱发电位脑机接口滤波算法的性能比较 被引量:4
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作者 汤祯宇 魏庆国 卢宗武 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第15期226-232,共7页
脑机接口(brain-computer interface,BCI)的分类性能一定程度上取决于对脑电信号的预处理方法,这项研究提出了一种空域时域滤波的预处理方法,以解决人类视觉系统中的潜伏延迟对编码调制视觉诱发电位(c-VEP) BCI的目标识别性能的影响。... 脑机接口(brain-computer interface,BCI)的分类性能一定程度上取决于对脑电信号的预处理方法,这项研究提出了一种空域时域滤波的预处理方法,以解决人类视觉系统中的潜伏延迟对编码调制视觉诱发电位(c-VEP) BCI的目标识别性能的影响。基于一个平均信号和单次试验信号之间的最小均方误差(the least mean square error,LMSE)创建时域空域滤波器,并且通过最小绝对收缩和选择算子(the least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)将稀疏约束应用于滤波器的权重系数,并用模板匹配法来对目标进行识别。将算法应用于由63比特的M序列及其循环移位序列调制的16个目标的c-VEP BCI,并与通用的空域滤波算法典型相关分析(CCA)及空域时域逆滤波算法进行比较。结果表明本研究所提出的算法在分类准确率方面优于其他两种算法。 展开更多
关键词 脑机接口 编码调制视觉诱发电位 潜伏延迟 空域时域滤波 分类准确率
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基于微弱空间调制视觉诱发电位的混合诱发范式研究
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作者 周晓宇 肖晓琳 +1 位作者 许敏鹏 明东 《中国生物医学工程学报》 北大核心 2025年第1期1-10,共10页
视觉诱发电位(VEPs)的空间调制特性为设计用户友好、实用型脑机接口系统提供了一种有效途径。然而,空间调制的VEPs信号幅值小、信噪比低,研究如何高效诱发、精准识别微弱空间调制VEPs至关重要。针对上述问题,本研究采用半径小于0.5°... 视觉诱发电位(VEPs)的空间调制特性为设计用户友好、实用型脑机接口系统提供了一种有效途径。然而,空间调制的VEPs信号幅值小、信噪比低,研究如何高效诱发、精准识别微弱空间调制VEPs至关重要。针对上述问题,本研究采用半径小于0.5°视角的微小视觉刺激,设计了“瞬态串行诱发范式”和“稳态瞬态并行诱发范式”两种空间调制混合诱发范式,并招募12名健康受试者参与试验。通过计算空间调制信噪比(sm-SNR)和离线分类正确率,定量对比了两种范式下VEPs的空间调制强度和可识别性。结果表明,“瞬态串行诱发范式”下“低频瞬态”空间调制特征的平均sm-SNR可达0.0148,显著高于“稳态瞬态并行诱发范式”下的“低频瞬态”、“高频稳态”及其混合空间调制特征(P<0.001)。离线分类结果与特征分析结果一致,“瞬态串行诱发范式”下的空间调制VEPs识别精度更高,平均分类正确率可达85%。研究结果有望为基于VEPs的空间调制特性设计高性能视觉脑机接口提供参考。 展开更多
关键词 脑机接口 视觉诱发电位 空间调制特征
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稳态视觉诱发电位的脑机接口范式及其信号处理方法研究 被引量:18
3
作者 徐光华 张锋 +3 位作者 谢俊 李叶平 韩丞丞 李黎黎 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1-7,108,共8页
在概述国内外稳态视觉诱发电位脑机接口技术研究的基础上,针对传统稳态视觉诱发电位(SSVEP)在脑-机接口(BCI)系统应用中存在的问题,在范式设计方面,分别提出了基于牛顿环、高频组合编码和幅值调制的SSVEP的3种BCI范式。针对脑电信号微... 在概述国内外稳态视觉诱发电位脑机接口技术研究的基础上,针对传统稳态视觉诱发电位(SSVEP)在脑-机接口(BCI)系统应用中存在的问题,在范式设计方面,分别提出了基于牛顿环、高频组合编码和幅值调制的SSVEP的3种BCI范式。针对脑电信号微弱、辨识困难的问题,提出了基于随机共振机制的稳态运动视觉诱发电位增强方法;针对高频组合编码稳态视觉诱发电位(CCH-SSVEP)新范式响应信号的非平稳、弱信号特征,提出基于改进的希尔伯特黄变换的CCHSSVEP响应信号处理方法,提高了识别率。在系统应用方面,将牛顿环运动刺激范式与运动场景相结合,设计了场景结合导航技术,相对于传统方法,将刺激目标关联具体的物理位置,导航效率显著提升,将运动场景与刺激目标结合的所见即所得的方式提升了用户预选目标效率以及路线规划能力,同时也有利于用户集中注意力,提高脑电信噪比。最终,将该技术成功地应用于残疾轮椅的脑电导航控制中,取得了令人满意的效果。 展开更多
关键词 稳态视觉诱发电位 脑-机接口 牛顿环 调制
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视觉诱发电位提取中闪光刺激的PWM实现 被引量:2
4
作者 吴西 季忠 +1 位作者 秦毅 蔡绍皙 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期62-64,72,共4页
视觉诱发电位提取过程中,可以通过闪光刺激获得诱发脑电信号.实验发现,闪光刺激的脉宽、频率和闪光刺激次数对于视觉诱发电位的提取具有关键作用.针对视觉诱发电位的提取特点及其相关因素,探讨了基于脉宽调制(PWM)技术的闪光刺激方法,... 视觉诱发电位提取过程中,可以通过闪光刺激获得诱发脑电信号.实验发现,闪光刺激的脉宽、频率和闪光刺激次数对于视觉诱发电位的提取具有关键作用.针对视觉诱发电位的提取特点及其相关因素,探讨了基于脉宽调制(PWM)技术的闪光刺激方法,研究了PWM的软硬件实现方法,同时利用专用集成芯片实现了精确的PWM输出,从而可以根据视觉诱发电位提取过程中的具体条件调整闪光刺激的参数,实现视觉诱发电位的有效提取.实验结果表明利用PWM的精确提取方法控制闪光刺激的发生,对于闪光视觉诱发电位的有效提取具有较好的效果. 展开更多
关键词 视觉诱发电位 闪光刺激 脉宽调制
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视觉前脉冲抑制在中长期诱发电位上的特性表现
5
作者 刘忠国 王力群 +3 位作者 刘常春 刘伯强 刘海婴 王明时 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期238-244,共7页
本研究采用成对的闪光刺激(条件-测试刺激)信号探讨了视觉的前刺激对后刺激中长期诱发电位影响的问题。视觉前刺激对后刺激诱发电位有抑制作用,抑制作用则随着刺激间时间间隔(Inter-Stimulus Interval,ISI)缩短而逐渐增强,当ISI<250m... 本研究采用成对的闪光刺激(条件-测试刺激)信号探讨了视觉的前刺激对后刺激中长期诱发电位影响的问题。视觉前刺激对后刺激诱发电位有抑制作用,抑制作用则随着刺激间时间间隔(Inter-Stimulus Interval,ISI)缩短而逐渐增强,当ISI<250ms时,前刺激完全抑制了后刺激独立诱发电位的产生。当ISI≥250ms时,后刺激独立诱发电位逐渐出现,并随ISI的增大其幅值逐渐加大,当ISI=1000ms时,后刺激诱发电位幅值与前刺激诱发电位幅值基本相同。视觉前脉冲抑制的研究结果进一步揭示和证明了大脑对连续刺激的响应存在着不应期效应,实验结果也显示视觉和听觉的不应期响应时间是不相同的,大脑对连续的视觉刺激进行响应时的不应期时间是250ms,而听觉的不应期时间是150ms。视觉前刺激对视觉后刺激诱发电位的抑制作用揭示了大脑在信息处理和编码时遵循着时间优先和时间加权编码的原则。研究提示中脑上丘的深层在形成视觉PPI中可能起重要的作用。 展开更多
关键词 Inter-Stimulus Interval(ISI) 视觉诱发电位 神经不应期 感觉门控 前脉冲抑制 时间优先编码
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视觉诱发电位(VEP)对不同频率条纹的反差敏感性
6
作者 金贵昌 郑竺英 《心理学报》 1987年第1期100-104,共5页
本实验利用条纹发生器产生正弦调制的条纹作视觉刺激,用NICOLETCA—1000平均仪,从枕骨隆起上方沿中线5cm处记录瞬态视觉诱发电位。实验用四种不同反差,十种空间频率,四名被试。结果表明瞬态视觉诱发电位(C_1—C_2)的峰值随反差的增加而... 本实验利用条纹发生器产生正弦调制的条纹作视觉刺激,用NICOLETCA—1000平均仪,从枕骨隆起上方沿中线5cm处记录瞬态视觉诱发电位。实验用四种不同反差,十种空间频率,四名被试。结果表明瞬态视觉诱发电位(C_1—C_2)的峰值随反差的增加而变化,其在空间频率上有一定的分布,最敏感处落在3—5C/deg。在阈上刺激时,被试个体有差异,但分布趋势相似,最敏感处也为3—5C/deg,这和心理物理实验获得的调制传递函数(MTF)结果很吻合。从实验结果可以看到(C_1—C_2)值对反差变化是敏感的,它反映了人视觉系统对不同空间频率上的反差敏感性,可以把它与MTF相类比。 展开更多
关键词 分布趋势 视觉刺激 实验室 实验结果 视觉诱发电位 空间频率域 敏感性 科学家 调制传递函数 诱发电位
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基于海明距离的SSVEP-BCI脑电信号编码与识别
7
作者 赵耀 阎文婕 +3 位作者 王学栋 侯殿妮 张星宇 李丹丹 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第12期5073-5082,共10页
传统的稳态视觉诱发电位(steady-state visual evoked potential,SSVEP)脑机接口系统通常使用少量频率进行编码,导致编码数量限制在几十个,无法满足有大量指令需求的环境作业。为了解决这一问题,提出一种基于海明距离的多频编码(Hamming... 传统的稳态视觉诱发电位(steady-state visual evoked potential,SSVEP)脑机接口系统通常使用少量频率进行编码,导致编码数量限制在几十个,无法满足有大量指令需求的环境作业。为了解决这一问题,提出一种基于海明距离的多频编码(Hamming distance multi-frequency code,HDMFC)范式及相应的识别算法,将海明距离同刺激范式编码和信号识别算法结合,利用8个频率信号可编码120个指令,并对7名受试者进行数据采集和分类实验。结果表明,基于海明距离的120编码在线实验准确率可达90.60%。研究成果为SSVEP范式编码数量的增加和分类效果的提升提供了有效的方法,验证了海明距离在这一领域的实用性和有效性。 展开更多
关键词 稳态视觉诱发电位(SSVEP) 脑机接口(BCI) 海明距离 多频编码
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基于视觉感知的高效视频编码标准帧内量化矩阵优化方法 被引量:1
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作者 郑明魁 苏凯雄 +2 位作者 王卫星 杨秀芝 兰诚栋 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第12期2861-2868,共8页
该文使用一种基于离散余弦变换(DCT)的调制传递函数(MTF)改进高效视频编码标准(HEVC)帧内量化矩阵,并在计算过程中采用一种新的空间频率计算方法。HEVC整数DCT变换是在DCT变换的基础上经过伸缩扩展以及微调后得到的,与DCT变换有所区别,... 该文使用一种基于离散余弦变换(DCT)的调制传递函数(MTF)改进高效视频编码标准(HEVC)帧内量化矩阵,并在计算过程中采用一种新的空间频率计算方法。HEVC整数DCT变换是在DCT变换的基础上经过伸缩扩展以及微调后得到的,与DCT变换有所区别,因此针对这种差别进一步优化校正量化矩阵。仿真过程中设计一种基于结构相似性(SSIM)的Bjontegaard比特率差值(BDBR)方法来测试量化矩阵的编码性能,结果表明在相同的视频质量下,该文设计的量化矩阵能进一步降低码率。该方法在编码过程中只需要简单地改变量化矩阵,没有影响编码模型的算法结构,也不会增加编码的复杂度。 展开更多
关键词 高效视频编码标准 视觉感知 调制传递函数 量化矩阵
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视觉激励调制对脑电信号识别的影响研究 被引量:1
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作者 卢美林 樊春玲 毛晓前 《电子测量技术》 北大核心 2023年第23期120-126,共7页
针对不同的视觉激励调制方式导致某些被试分类准确率较低的问题,本文设计了4种频率的4种波形激励诱发范式,并首次提出倒锯齿波激励范式。实验采集了8名被试的脑电信号并通过提取频率能量特征及分类发现不同激励对被试的准确率产生不同... 针对不同的视觉激励调制方式导致某些被试分类准确率较低的问题,本文设计了4种频率的4种波形激励诱发范式,并首次提出倒锯齿波激励范式。实验采集了8名被试的脑电信号并通过提取频率能量特征及分类发现不同激励对被试的准确率产生不同的影响。在此基础上,选择诱发被试最高能量的波形组成定制范式,并与各被试的其余范式进行平均分类准确率对比。结果表明,首次提出的倒锯齿波的激励效果要好于传统激励范式,同时,定制范式相比于单一波形激励的平均准确率提高了3%~12%。因此,倒锯齿波及定制视觉激励范式可以提高SSVEP-BCI系统的性能。 展开更多
关键词 脑机接口 稳态视觉诱发电位 视觉激励调制 定制诱发范式
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基于多个伪随机序列调制的视觉脑机接口研究
10
作者 龚华云 魏庆国 黄引 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第6期88-91,共4页
传统的基于编码调制的视觉脑机接口(BCI)使用一种编码及其移位来调制不同的视觉目标,限制了目标数的增加,因而限制了系统的信息传输率。基于两种不同类型的三个伪随机序列调制实现了一个48个刺激目标的BCI系统。采用两个不同的Golay码... 传统的基于编码调制的视觉脑机接口(BCI)使用一种编码及其移位来调制不同的视觉目标,限制了目标数的增加,因而限制了系统的信息传输率。基于两种不同类型的三个伪随机序列调制实现了一个48个刺激目标的BCI系统。采用两个不同的Golay码和一个近完美序列对目标进行调制,使得每个码的自相关特性和每个码之间的互相关特性都很好,大大提高了刺激目标数。通过模板匹配法对训练数据进行分类识别获得了很高的识别准确率,并和一类支持向量机方法进行了比较。选取了8个受试者进行了实验膜板匹配法的平均识别准确率达到93.49%,证明了这是一种提高刺激目标数的好方法。 展开更多
关键词 编码调制 视觉诱发电位 脑机接口 模板匹配法 一类支持向量机
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