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辐射与模拟失重对大鼠脑电信号的影响规律及损伤机制
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作者 丰俊东 田刘欣 +3 位作者 李骞 赵锡达 杨颖清 王维泰 《空间科学学报》 北大核心 2025年第1期162-178,共17页
通过生物电信号评估辐射与失重对脑的影响,并揭示其影响规律与损伤机制,为空间环境风险评估与防护技术研究提供参考.以SD大鼠为对象,设立不同实验组.采集并分析大鼠脑电信号频谱变化,利用神经网络模型识别脑电信号异常.同时检测大鼠脑... 通过生物电信号评估辐射与失重对脑的影响,并揭示其影响规律与损伤机制,为空间环境风险评估与防护技术研究提供参考.以SD大鼠为对象,设立不同实验组.采集并分析大鼠脑电信号频谱变化,利用神经网络模型识别脑电信号异常.同时检测大鼠脑部特定区域的蛋白质表达量变化,以探讨损伤机制.辐射组与失重辐射复合组大鼠脑电信号出现慢波化,复合作用影响显著,神经网络模型能有效识别异常信号.辐射与失重导致大鼠脑部髓鞘受损,相关蛋白表达量出现变化,提示胶质细胞激活.辐射与失重对大鼠脑电信号有明显影响,复合作用效果更为显著,这可能与髓鞘受损及胶质细胞激活有关.本研究为空间环境下的风险评估与防护技术提供了重要参考. 展开更多
关键词 γ-射线 失重 电信号(eeg) 神经网络 蛋白质
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多尺度多粒度解耦蒸馏模糊分类器及其在癫痫脑电信号检测中的应用
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作者 蒋云良 金森洋 +2 位作者 张雄涛 刘凯宁 申情 《计算机科学》 北大核心 2025年第9期37-46,共10页
在癫痫脑电信号检测任务中,深度学习方法具有强大的深度表达能力,但可解释性较差,Takagi-Sugeno-Kang(TSK)模糊分类器虽具备良好的基于模糊规则的可解释性,但其建模能力有限。为了更好地兼顾癫痫检测模型的性能与可解释性,提出了一种多... 在癫痫脑电信号检测任务中,深度学习方法具有强大的深度表达能力,但可解释性较差,Takagi-Sugeno-Kang(TSK)模糊分类器虽具备良好的基于模糊规则的可解释性,但其建模能力有限。为了更好地兼顾癫痫检测模型的性能与可解释性,提出了一种多尺度多粒度解耦蒸馏模糊分类器(MMDD-TSK-FC)。首先,训练不同卷积核大小的一维卷积神经网络作为教师模型,目的是充分提取脑电信号在不同尺度上的特征信息;其次,将教师模型的输出结果软化生成软标签,最小化其与对应不同规则粒度TSK模糊分类器输出软标签之间的Kullback-Leible散度,以实现深度特征表示知识的有效迁移,同时最小化学生模型输出与真实标签的交叉熵损失;最后,通过投票法整合多个TSK模糊分类器的输出结果。同时,借由多粒度的TSK模糊分类器生成的多组由繁至简的IF-THEN规则,为模型检测依据提供可解释表达。在Bonn和新德里HauzKhas癫痫脑电数据集上的实验结果充分验证了MMDD-TSK-FC的优势,其相比经典TSK分类器提升了约5%的准确率,优于其他深度知识蒸馏模型约3%。 展开更多
关键词 TSK模糊分类器 癫痫电信号检测 多尺度 多粒度 知识蒸馏 可解释性
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基于复数协方差卷积神经网络的运动想象脑电信号解码方法 被引量:1
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作者 黄仁慧 张锐锋 +3 位作者 文晓浩 闭金杰 黄守麟 李廷会 《广西师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期43-56,共14页
深度挖掘和利用脑电信号的特征信息,以提高运动想象的分类性能,一直是脑机接口的研究热点。考虑到脑电特征空间具有高维性且与幅值和相位密切相关,如何有效表达和同时利用脑电的幅值和相位信息已经成为一个难题。为此,本研究提出一种基... 深度挖掘和利用脑电信号的特征信息,以提高运动想象的分类性能,一直是脑机接口的研究热点。考虑到脑电特征空间具有高维性且与幅值和相位密切相关,如何有效表达和同时利用脑电的幅值和相位信息已经成为一个难题。为此,本研究提出一种基于复数协方差特征的三维复值卷积神经网络。首先,构建脑电不同频率下的复数协方差矩阵特征,不仅通过复值表示将幅值和相位信息结合在一起,并且保留分类所需的多变量信息,如幅值、相位、空间位置、频率等。其次,设计针对多复数协方差特征的全复数卷积神经网络,实现运动想象任务的高性能分类。在2个公开数据集上的实验结果表明,本研究提出的方法可获得比现有前沿方法至少高出2.49和1.85个百分点的平均准确率。 展开更多
关键词 电信号 机接口 幅相信息融合 复数协方差特征 复值卷积神经网络 信息交互
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用于运动想象脑电信号分类的深度学习网络 被引量:1
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作者 胡博 谢俊 +1 位作者 刘俊杰 王虎 《电子测量技术》 北大核心 2025年第1期46-54,共9页
运动想象(MI)脑电信号由于包含较长、连续的特征值以及其本身较强的个体差异性和较低的信噪比,导致其识别较为困难。本研究提出一种结合卷积神经网络(CNN)与Transformer的模型,旨在有效解码和分类运动想象脑电信号。该方法以原始多通道... 运动想象(MI)脑电信号由于包含较长、连续的特征值以及其本身较强的个体差异性和较低的信噪比,导致其识别较为困难。本研究提出一种结合卷积神经网络(CNN)与Transformer的模型,旨在有效解码和分类运动想象脑电信号。该方法以原始多通道运动想象脑电信号作为输入,首先在第1个时间卷积层对信号的时域进行卷积操作,随后在第2个空间卷积层对信号的空域进行卷积操作,从而学习整个一维时间和空间卷积层的局部特征。其次,通过沿时间维度的平均池化层平滑时间特征,并将每个时间点的所有特征通道传递到注意力机制中,以提取局部时间特征中的全局相关性。最后,采用基于全连接层的简单分类器模块对脑电信号进行分类预测。通过在公开的BCI竞赛数据集IV-2a和数据集IV-2b上的实验验证,结果显示该模型可以有效分类MI脑电信号,平均分类准确率可达80.95%和84.79%,相比于EEGNet网络,平均分类准确率分别提升了6.45%和4.31%,有效的提高了运动想象诱发电位信号的脑-机接口性能。 展开更多
关键词 运动想象 注意力机制 电信号 -机接口
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基于脑电信号的船舶驾驶员工作负荷识别研究
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作者 宋雨 牛泽瀚 +5 位作者 刘俊杰 高强 崔建辉 王伟 吉月辉 宋晓琳 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第6期71-77,共7页
船舶驾驶员的工作负荷状态直接影响航行安全与操作效率,高负荷状态下行为可靠性易于降低,进而导致人为操控失误发生。该研究采集了船员在执行日常航行任务(正常航行、船舶会遇、应急事件和靠泊)时的脑电信号(electroencephalogram,EEG)... 船舶驾驶员的工作负荷状态直接影响航行安全与操作效率,高负荷状态下行为可靠性易于降低,进而导致人为操控失误发生。该研究采集了船员在执行日常航行任务(正常航行、船舶会遇、应急事件和靠泊)时的脑电信号(electroencephalogram,EEG),用于识别船员工作负荷。首先,根据多资源占用理论标定工作负荷,将船员的工作负荷分为高和低两种级别;然后,对脑电信号预处理后提取微分熵(differential entropy,DE)和相位锁相值(phase locking value,PLV)两类频域和空间域特征;最后,用多种机器学习分类器分类脑电工作负荷。结果表明,基于PLV特征与支持向量机方法分类器组合取得了最佳分类结果,平均准确率达到88.31%。船员在航行过程中额叶和枕叶的活跃性显著高于其他脑区,船员在执行航行任务时额叶和枕叶位置的电极连接关系较为紧密。 展开更多
关键词 电信号 船舶驾驶员 工作负荷 相位锁相值
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不同种类甜味剂对甜味感知脑电信号的影响
6
作者 于桐 杨帆 +3 位作者 甄少波 刘野 毕爽 杨君建 《食品科学技术学报》 北大核心 2025年第2期86-94,共9页
甜味剂作为一种替代糖的食品添加剂,有助于降低食物中的含糖量,在食品工业中得到了广泛应用。食品行业对低热量和天然甜味剂的需求日益增加,为了解甜味剂对人类味觉感知的影响,考察了在不同甜味剂(果糖、蔗糖、葡萄糖、木糖醇、阿斯巴... 甜味剂作为一种替代糖的食品添加剂,有助于降低食物中的含糖量,在食品工业中得到了广泛应用。食品行业对低热量和天然甜味剂的需求日益增加,为了解甜味剂对人类味觉感知的影响,考察了在不同甜味剂(果糖、蔗糖、葡萄糖、木糖醇、阿斯巴甜、安赛蜜、赤藓糖醇、甜菊糖苷、山梨糖醇)刺激下,多个电极位点脑电信号在δ波(1~4 Hz)、θ波(4~8 Hz)、α波(8~12 Hz)、β波(12~30 Hz)的功率变化。结果显示,位于右额叶的位点F4及位于左顶叶的位点P3在δ波下表现出显著增强(P<0.05),位于左中央区的位点C3和位于右后颞叶的位点P8在θ波下表现出显著增强(P<0.05),说明甜味感知在情绪反应和情感调节中发挥着关键作用;虽然各甜味剂频谱信号中α波和β波变化较弱,但同样提示其对愉悦感的影响。糖类甜味剂、糖醇类甜味剂及高倍甜味剂作为最常见的甜味剂种类,能够与舌上受体结合产生味觉感知,继而通过复杂的信号通路传递给大脑,脑电信号在δ波频段中均出现功率变化。不同种类的甜味剂对味觉感知的影响不同,糖类甜味剂在δ波、θ波、α波引发脑电信号变化;糖醇类甜味剂在δ波、θ波有影响;高倍甜味剂对δ波、θ波、α波、β波均具有影响。不同电极位点在不同频段信号下的差异性反映了大脑对甜味刺激的复杂加工机制,研究结果旨在为人体饮食行为和情绪调节提供一定的参考意义。 展开更多
关键词 糖类甜味剂 糖醇类甜味剂 高倍甜味剂 电信号 频谱密度
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基于跨被试和跨会话的脑电信号情感识别方法
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作者 史鹏程 王海龙 柳林 《计算机应用研究》 北大核心 2025年第10期3034-3040,共7页
脑电信号是识别情感状态的重要指标,基于脑电信号进行情感识别是精神类疾病诊断和康复的关键环节。在情感识别领域,目前众多研究重点关注于脑电信号的时空信息,未充分考虑不同个体(跨被试)、不同时间段(跨会话)脑电信号的差异性。领域... 脑电信号是识别情感状态的重要指标,基于脑电信号进行情感识别是精神类疾病诊断和康复的关键环节。在情感识别领域,目前众多研究重点关注于脑电信号的时空信息,未充分考虑不同个体(跨被试)、不同时间段(跨会话)脑电信号的差异性。领域自适应方法是处理该类问题的一种有效手段,在领域自适应方法基础上,提出了多源领域自适应的脑电信号情感识别方法。该方法将多个源域分别转移到目标域,从而避免了多个脑电源域的影响。首先引入基于线性模型的公共特征提取器获得低级域不变性特征;接着引入基于多头自注意力机制的特定领域特征提取器获取特定领域特征;通过特征处理机制,逐步剥离生理差异、情绪波动等域特异性干扰因素;最后引入基于长短期记忆网络的特定领域分类器捕捉输入数据的时序依赖关系,提高模型对复杂特征的表达能力。在SEED和SEED-Ⅳ数据集上进行实验,跨被试的准确率分别为90.02%和91.57%,跨会话的准确率分别为67.09%和69.27%。实验表明,所提方法在跨被试和跨会话情感识别任务中的准确率均优于多个基准模型,充分验证了模型的有效性及泛化性能。 展开更多
关键词 电信号 领域自适应方法 多头自注意力机制 长短期记忆网络 情感识别
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融合多维特征与多元宇宙优化算法的脑电信号处理 被引量:1
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作者 谷学静 杨赵辉 +1 位作者 郭宇承 刘佳 《中国测试》 北大核心 2025年第3期131-138,共8页
针对运动想象脑电信号(MI-EEG)具有非线性、时变复杂、分类识别准确率低等问题,提出一种基于多维特征融合并使用多元宇宙算法优化支持向量机的方法进行脑电信号处理。首先,使用小波包变换(WPT)对预处理后的EEG信号进行时频分解,并选择... 针对运动想象脑电信号(MI-EEG)具有非线性、时变复杂、分类识别准确率低等问题,提出一种基于多维特征融合并使用多元宇宙算法优化支持向量机的方法进行脑电信号处理。首先,使用小波包变换(WPT)对预处理后的EEG信号进行时频分解,并选择与运动想象相关的时频信息;然后,分别通过模糊散布熵(fuzzy dispersion entropy,FDE)和公共空间模式(CSP)对WPT获得的特征集进行处理,得到相应的非线性特征和空域特征,并通过并行特征融合方法将两组特征进行融合;最后,导入基于多元宇宙优化算法(multi verse optimizer,MVO)优化的支持向量机(SVM)分类器中实现最终的分类任务。分别在2003年和2005年国际BCI大赛数据集上进行验证,最终平均分类准确率达到93.57%和88.03%,可知该文方法在分类准确率上得到显著提高。 展开更多
关键词 电信号 特征融合 模糊散布熵 多元宇宙优化算法
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基于脑电信号的高速电梯乘运性能认知评价方法
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作者 张才 李敏 +3 位作者 方学宠 陈向俊 徐峰 胡炳涛 《机械设计》 北大核心 2025年第S1期213-217,共5页
从用户主观感受的视角,探索高速电梯性能认知评价的新方法,旨在全面反映人机交互过程中用户的实际感受,为电梯性能评价研究提供新思路。结合小波分解和卷积神经网络,提出了一种基于脑电信号的小波分解与卷积神经网络电梯性能认知评价方... 从用户主观感受的视角,探索高速电梯性能认知评价的新方法,旨在全面反映人机交互过程中用户的实际感受,为电梯性能评价研究提供新思路。结合小波分解和卷积神经网络,提出了一种基于脑电信号的小波分解与卷积神经网络电梯性能认知评价方法(wavelet decomposition and convolutional neural network,WD-CNN)。通过采集用户在高速电梯运行过程中的脑电信号,利用小波分解提取信号的多尺度时频特征,并结合卷积神经网络对特征进行深度建模与分类。此外,构建了一个包含12名被试者的脑电信号数据集,涵盖电梯启动、加速、匀速和减速4个典型运行阶段,以验证该方法的有效性。试验结果表明:WD-CNN方法在准确率、精确率、召回率和F1分数等指标上均显著优于现有基线方法,能够更精确地捕捉用户对电梯性能的主观感受。该方法为高速电梯性能的认知评价提供了一个新路径,从复杂非线性脑电信号的建模角度,突破了传统特征工程的局限,为用户主观舒适度的评价研究引入了全新的智能方法。 展开更多
关键词 高速电梯 性能评价 电信号 深度学习
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基于CWGAN⁃ABiLSTM⁃FCN的运动想象脑电信号分类
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作者 吴生彪 程显朋 李花宁 《现代电子技术》 北大核心 2025年第7期57-64,共8页
针对运动想象脑电信号(MI⁃EEG)样本数据分布不平衡、时序特征提取时对长距离的依赖和关注度不均衡、局部特征提取难导致的基于MI⁃EEG的运动意图识别实时性差、精度低的问题,提出一种融合改进的双向长短时记忆神经网络(BiLSTM)和全卷积... 针对运动想象脑电信号(MI⁃EEG)样本数据分布不平衡、时序特征提取时对长距离的依赖和关注度不均衡、局部特征提取难导致的基于MI⁃EEG的运动意图识别实时性差、精度低的问题,提出一种融合改进的双向长短时记忆神经网络(BiLSTM)和全卷积神经网络(FCN)的MI⁃EEG信号分类方法。首先,该方法利用条件生成对抗网络产生虚假的MI⁃EEG信号样本,实现训练样本集的有效扩充,解决了数据集过少且各类别数量不平衡的问题;其次,利用双向自注意力长短时记忆神经网络和全卷积神经网络的各自优势,避免了时序特征提取时对长距离的依赖和关注度不均衡、局部特征提取难以及无法兼顾MI⁃EEG信号的时⁃空域特征的问题;在此基础上,构建融合特征与动作分类标签间的非线性映射关系,从而提高模型的识别精度。最终将此分类模型与其他的MI⁃EEG分类模型在测试数据集进行了对比实验。研究成果表明,该MI⁃EEG识别模型准确度达到了97%,显示出较强的泛化能力。 展开更多
关键词 运动想象 电信号分类 生成对抗网络 长短时记忆网络 全卷积神经网络 注意力机制
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基于脑电信号特征的高铁调度员疲劳状态识别 被引量:2
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作者 张光远 邓龙 +3 位作者 王亚伟 孙自伟 李莎 陈诚 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期235-246,共12页
为增强铁路行车的稳定性与安全性,有效识别调度员的疲劳状态对行车组织的影响,基于脑电(EEG)信号特征,提出一种调度员疲劳状态识别方法,根据作业时间段划分调度员的疲劳状态,设计高铁调度模拟试验获取脑电信号数据,通过小波级数展开和... 为增强铁路行车的稳定性与安全性,有效识别调度员的疲劳状态对行车组织的影响,基于脑电(EEG)信号特征,提出一种调度员疲劳状态识别方法,根据作业时间段划分调度员的疲劳状态,设计高铁调度模拟试验获取脑电信号数据,通过小波级数展开和傅里叶变换提取高铁调度被试的3种脑电波频域幅值作为特征值,结合调度员作业特征和脑电信号特征,验证疲劳状态的划分结果,通过Python语言环境搭建ResNet18+SoftMax和MobileNet V2+SoftMax这2种模型,基于深度学习方法,将输入特征转换为三维立体矩形模型,并优化调整权重,获得最优模型,从而判断高铁调度员的疲劳状态。研究结果表明:ResNet18+SoftMax和MobileNet V2+SoftMax神经网络模型对高铁调度试验参与人员的疲劳状态识别准确率分别为92.78%和99.17%;相较于支持向量机(SVM)模型,这2种模型可提升清醒状态和疲劳状态的识别精度,并降低运算时间,其中,MobileNet V2+SoftMax模型的识别准确率和运行速度最优。以MobileNet V2+SoftMax模型原理为内核,可以更快速准确地识别高铁调度员在长时间作业条件下的潜在疲劳风险。 展开更多
关键词 电(eeg)信号 高铁调度员 疲劳状态识别 MobileNet V2网络 ResNet18网络 SoftMax回归
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基于域间Mixup微调策略的跨被试运动想象脑电信号分类算法 被引量:1
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作者 蒋云良 周阳 +2 位作者 张雄涛 苗敏敏 张永 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期909-919,共11页
为了缓解传统微调算法的灾难性遗忘问题,本文提出了一种基于域间Mixup微调策略的跨被试运动想象脑电信号分类算法Mix-Tuning。Mix-Tuning通过预训练、微调的二阶段训练方式,实现跨领域知识迁移。预训练阶段,Mix-Tuning使用源域数据初始... 为了缓解传统微调算法的灾难性遗忘问题,本文提出了一种基于域间Mixup微调策略的跨被试运动想象脑电信号分类算法Mix-Tuning。Mix-Tuning通过预训练、微调的二阶段训练方式,实现跨领域知识迁移。预训练阶段,Mix-Tuning使用源域数据初始化模型参数,挖掘源域数据潜在信息。微调阶段,Mix-Tuning通过域间Mixup,生成域间插值数据微调模型参数。域间Mixup数据增强策略引入源域数据潜在信息,缓解传统微调算法在样本稀疏场景下的灾难性遗忘问题,提高模型的泛化性能。Mix-Tuning被进一步应用于运动想象脑电信号分类任务,实现了跨被试正向知识迁移。Mix-Tuning在BMI数据集的运动想象任务达到了85.50%的平均分类准确率,相较于被试–依赖和被试–独立训练方式的预测准确率58.72%和84.01%,分别提高26.78%和1.49%。本文分析结果可为跨被试运动想象脑电信号分类算法提供参考。 展开更多
关键词 域间Mixup 预训练 微调 电信号 运动想象 跨被试知识迁移 卷积神经网络 正则化
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高阶Takagi-Sugeno-Kang模糊知识蒸馏分类器及其在脑电信号分类中的应用
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作者 蒋云良 印泽宗 +2 位作者 张雄涛 申情 李华 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期1419-1427,共9页
在脑电信号(electro encephalo gram,EEG)的分类检测任务中,低阶TSK(Takagi-Sugeno-Kang)模糊分类器的学习速度较快,但性能表现不理想,高阶TSK模糊分类器虽然具有较强的性能优势,但极其复杂的模糊规则后件严重影响模型的运行速度。为此... 在脑电信号(electro encephalo gram,EEG)的分类检测任务中,低阶TSK(Takagi-Sugeno-Kang)模糊分类器的学习速度较快,但性能表现不理想,高阶TSK模糊分类器虽然具有较强的性能优势,但极其复杂的模糊规则后件严重影响模型的运行速度。为此,提出一种基于负欧氏概率和高阶模糊隐藏知识迁移的新型TSK模糊蒸馏分类器(solved TSK-least learning machine-knowledge distillation classifier,STSK-LLM-KD)。首先,利用所提出的基于知识蒸馏的最小学习机(LLM-KD)对教师模型的后件参数进行快速求解并得到相应的负欧氏概率用于生成软标签;然后,通过计算软标签之间的Kullback-Leible散度提取教师模型的高阶模糊隐藏知识并迁移至低阶学生模型中,使模型性能优于高阶TSK模糊分类器的同时保持更快的训练速度。在运动想象脑电数据集和新德里HauzKhas癫痫脑电数据集上的实验结果充分验证了STSK-LLM-KD的优势,STSK-LLM-KD相较于其他模糊分类器表现更加优异,与深度知识蒸馏模型相比,STSK-LLM-KD能够更好地提升学生模型的性能。 展开更多
关键词 TSK模糊分类器 知识蒸馏 高阶模糊隐藏知识 电信号 最小学习机 癫痫 运动想象 模糊系统
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基于CNN-NLSTM的脑电信号注意力状态分类方法
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作者 沈振乾 李文强 +2 位作者 任甜甜 王瑶 赵慧娟 《中文信息学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期38-49,共12页
通过脑电信号进行注意力状态检测,对扩大脑-机接口技术的应用范围具有重要意义。为了提高注意力状态的分类准确率,该文提出一种基于CNN-NLSTM的脑电信号分类模型。首先采用Welch方法获得脑电信号的功率谱密度特征并将其表示为二维灰度... 通过脑电信号进行注意力状态检测,对扩大脑-机接口技术的应用范围具有重要意义。为了提高注意力状态的分类准确率,该文提出一种基于CNN-NLSTM的脑电信号分类模型。首先采用Welch方法获得脑电信号的功率谱密度特征并将其表示为二维灰度图像。然后使用卷积神经网络从灰度图像中学习表征注意力状态的特征,并将相关特征输入到嵌套长短时记忆神经网络依次获得所有时间步骤的注意力特征。最后将两个网络依次连接来构建深度学习框架进行注意力状态分类。实验结果表明,该文所提出的模型通过进行多次5-折交叉验证评估后得到89.26%的平均分类准确率和90.40%的最大分类准确率,与其他模型相比具有更好的分类效果和稳定性。 展开更多
关键词 注意力状态 电信号 卷积神经网络 嵌套长短时记忆神经网络 功率谱密度
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脑电信号多特征融合与卷积神经网络算法研究 被引量:5
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作者 宋世林 张学军 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2024年第8期148-155,共8页
针对脑电信号(electroencephalogram,EEG)运动想象中单一特征无法多维表征信号中的信息导致的分类准确率不高的问题,提出一种基于样本熵和共空间模式特征融合的特征提取算法。算法先对原始脑电信号进行小波包分解,从中选择包含μ和β节... 针对脑电信号(electroencephalogram,EEG)运动想象中单一特征无法多维表征信号中的信息导致的分类准确率不高的问题,提出一种基于样本熵和共空间模式特征融合的特征提取算法。算法先对原始脑电信号进行小波包分解,从中选择包含μ和β节律的分量进行重构,然后分别提取重构信号的样本熵和CSP(common spatial pattern,CSP)特征,将两者融合组成新的特征向量,使用所设计的一维卷积神经网络对其进行识别获得分类结果。所提方法在2003年BCI Dataset III中获得了91.66%的分类准确率,在2008年BCI Dataset A中获得了85.29%的平均分类准确率。与近年来文献中提出的多特征融合算法相比,准确率提高了7.96个百分点。 展开更多
关键词 电信号 运动想象 小波包重构 样本熵 共空间模式 卷积神经网络
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基于脑电信号空域特征的紧急制动行为识别 被引量:2
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作者 袁月婷 闫光辉 +1 位作者 常文文 张玉婵 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期84-91,共8页
基于脑电信号对紧急制动行为的分类识别和预测,是开发以人为中心的智能辅助驾驶系统的关键问题。为实现对驾驶过程中紧急制动和正常驾驶行为的分类识别,提出了基于PLV的特征表示方法来构建功能性脑网络,结合对网络特征参数的统计分析,... 基于脑电信号对紧急制动行为的分类识别和预测,是开发以人为中心的智能辅助驾驶系统的关键问题。为实现对驾驶过程中紧急制动和正常驾驶行为的分类识别,提出了基于PLV的特征表示方法来构建功能性脑网络,结合对网络特征参数的统计分析,确定显著性差异的特征参数,以及通过对数欧式距离提取脑电信号空域特征,并结合机器学习算法完成对紧急制动和正常驾驶行为的分类识别。实验结果表明,针对17名被试的紧急制动和正常驾驶的分类准确率均高于84%,最高准确率达到95.7%;对功能性脑网络的分析结果表明,在两种驾驶行为过程中,脑区间的交互都涉及全脑区,且在紧急制动过程中,脑区间的交互主要出现在额-中央-颞叶区,这与紧急制动下大脑更专注于判断决策相符。研究结果对理解驾驶过程中,尤其是紧急制动过程中驾驶员对应脑区间的依赖关系,以及开发智能辅助驾驶系统在驾驶过程中提前识别紧急制动意图具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 驾驶行为 紧急制动 电信号 功能网络 对数欧式距离
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改进FBCSP和CNN的运动想象脑电信号分类 被引量:1
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作者 马金旭 陶庆 +2 位作者 刘景轩 赵暮超 胡学政 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第27期11726-11732,共7页
为提高运动想象脑机接口识别准确率,结合共空间模式(common spatial pattern,CSP)和卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)方法,提出一种改进滤波器组共空间模式(filter bank common spatial pattern,FBCSP)和CNN的算法,用于... 为提高运动想象脑机接口识别准确率,结合共空间模式(common spatial pattern,CSP)和卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)方法,提出一种改进滤波器组共空间模式(filter bank common spatial pattern,FBCSP)和CNN的算法,用于多分类运动想象脑电信号识别任务。信号预处理后,使用包含重叠频带的FBCSP计算空间投影矩阵,数据经过投影得到更有区分度的特征序列。然后将特征序列以二维排列方式输入搭建的CNN模型中进行分类。所提出方法在脑机接口竞赛数据集2a和Ⅲa上验证,并和其他文献方法对比。结果表明,本文方法一定程度上提高了运动想象脑电信号的分类准确率,为运动想象研究提供了一个有效办法。 展开更多
关键词 运动想象 电信号 机接口 共空间模式 卷积神经网络
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多项正则化约束的伪标签传播优化脑电信号聚类 被引量:1
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作者 代成龙 李光辉 +2 位作者 李栋 申佳华 皮德常 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期156-171,共16页
作为一种非侵入式分析载体,脑电信号目前被广泛应用于脑-机接口、医疗辅助诊断及康复领域,但这些应用通常依赖需要完整标签的有监督分析技术,如分类.随着无标签脑电信号的与日俱增,现有的有监督方法不能有效解决无标签脑电信号分析问题... 作为一种非侵入式分析载体,脑电信号目前被广泛应用于脑-机接口、医疗辅助诊断及康复领域,但这些应用通常依赖需要完整标签的有监督分析技术,如分类.随着无标签脑电信号的与日俱增,现有的有监督方法不能有效解决无标签脑电信号分析问题,也在一定程度上限制了无标签脑电信号这类新型数据的应用拓展.为了解决无标签脑电信号的无监督分析问题,提出了一种基于多项正则化约束的伪标签传播优化聚类模型.该模型通过同时优化学习伪标签传播矩阵、脑电信号相似度邻接矩阵、标签分类器的方式实现聚类.将提出的脑电信号聚类模型转化为一个多目标优化问题,并提出了一种基于梯度下降策略的聚类算法EEGapc(electroencephalogram clustering with pseudo label propagation).该算法不仅充分考虑了脑电信号之间的相关性及脑电信号间的信息传递,还能快速收敛到局部最优.在14个真实脑电信号数据集上的实验结果表明,提出的EEGapc脑电信号聚类算法比现有的8种聚类算法性能更好,且在平均NMI(normalized mutual information),ARI(adjusted rand index),F-score,kappa这4个指标上,EEGapc与现有的8种聚类算法相比,分别至少提升了86.88%,58.01%,6.29%,61.17%. 展开更多
关键词 电信号聚类 伪标签传播 邻接矩阵优化 伪标签分类器 多目标优化
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一种基于脑电信号的疲劳驾驶检测方法 被引量:3
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作者 王家曜 张震 +1 位作者 宋光乐 马亮亮 《控制工程》 CSCD 北大核心 2024年第6期1091-1098,共8页
脑电信号一直被誉为疲劳检测的“金标准”,基于脑电信号的功率谱特征和微分熵特征,构建了基于Conformer和门控Transformer网络(gated Transformer network,GTN)的脑电信号分类器。引入深度可分离卷积,实现了基于脑电信号的疲劳检测方法... 脑电信号一直被誉为疲劳检测的“金标准”,基于脑电信号的功率谱特征和微分熵特征,构建了基于Conformer和门控Transformer网络(gated Transformer network,GTN)的脑电信号分类器。引入深度可分离卷积,实现了基于脑电信号的疲劳检测方法。该方法使用SEED-VIG数据集进行验证,同时引入了其他主流时序分类模型作为对比。采用所提方法对疲劳状态进行分类时,准确率最高可达97.5%。通过混淆矩阵分析,证明了该方法识别各状态时都有很高的准确率。实验结果表明,微分熵特征在各分类器上的训练效果更好,相比其他模型,所提出的基于Conformer和GTN的分类器在4种特征处理数据集上的平均准确率达到96.2%,具有明显优势。 展开更多
关键词 疲劳检测 电信号 深度学习 功率谱特征 微分熵特征
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基于微状态的抑郁症静息态脑电信号分析 被引量:1
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作者 陈学莹 齐晓英 +1 位作者 史周晰 独盟盟 《高技术通讯》 CAS 北大核心 2024年第4期379-385,共7页
抑郁症(MDD)患者存在认知功能障碍,但其瞬时神经异常活动尚未研究清楚,对此采用脑电(EEG)微状态方法对抑郁症患者的脑电数据进行研究。比较22名抑郁症患者和25名正常人的128导闭眼脑电数据微状态特征,进行差异性分析并探索与量表得分之... 抑郁症(MDD)患者存在认知功能障碍,但其瞬时神经异常活动尚未研究清楚,对此采用脑电(EEG)微状态方法对抑郁症患者的脑电数据进行研究。比较22名抑郁症患者和25名正常人的128导闭眼脑电数据微状态特征,进行差异性分析并探索与量表得分之间的相关性。结果发现,相对于健康对照组,抑郁症患者微状态C的出现次数和涵盖比更高,且与其他微状态之间的转换概率较高,而其微状态D的平均持续时间较低,且与微状态B之间的转换次数减少。此外,微状态C和微状态D与抑郁量表和焦虑量表均呈显著相关性,表明基于脑电微状态方法可以捕捉到抑郁症患者异常大脑动态特性,为抑郁症临床早期诊治提供客观参考。 展开更多
关键词 抑郁症(MDD) 静息态电(eeg) 电信号处理 微状态 聚类
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