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大规模神经记录的峰电位聚类算法(特邀)
1
作者
徐明亮
李芳媛
+1 位作者
马浩然
何飞
《计算机工程》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期1-34,共34页
峰电位聚类是指在进行细胞外神经记录时,从神经电极记录中检测、聚类并确认出不同峰电位信号,并以一定的可靠度与假定的不同神经元对应。它是对细胞外神经记录进行预处理分析的基本步骤,也是神经科学中神经解码的首要步骤,更是当前高带...
峰电位聚类是指在进行细胞外神经记录时,从神经电极记录中检测、聚类并确认出不同峰电位信号,并以一定的可靠度与假定的不同神经元对应。它是对细胞外神经记录进行预处理分析的基本步骤,也是神经科学中神经解码的首要步骤,更是当前高带宽脑机接口(BCI)的重要研究方向之一。传统峰电位聚类包括峰电位检测、峰电位对齐、特征提取、特征聚类等步骤。当前,随着神经电极数量和密度不断增加,神经记录的规模呈爆炸式增长,这对峰电位聚类算法的效率和精度提出重大挑战。此外,针对现有峰电位聚类算法特征提取和表征能力不强、信噪比低、信息混叠等问题,各种算法增强方案乃至人工智能和大数据峰电位聚类方案应运而生,极大促进了对大脑复杂原理和工作机制的理解。研究首先概述侵入式BCI、神经编解码与峰电位聚类的相关性,接着阐述了各类峰电位聚类算法的原理和一般过程,并探讨了大脑神经信号与具体行为的映射关系与应用,最后展望了未来神经编解码所面临的挑战和发展趋势。
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关键词
峰电位聚类
侵入式脑机接口
神经编解码
机器学习
深度学习
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职称材料
基于HHT和CSSD的多域融合自适应脑电特征提取方法
被引量:
36
2
作者
李明爱
崔燕
+1 位作者
杨金福
郝冬梅
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第12期2479-2486,共8页
为改善运动想象脑电信号特征提取的自适应性和实时性,提出一种基于希尔伯特-黄变换(HHT)与共空域子空间分解算法(CSSD)的特征提取方法(HCSSD).在对脑电信号进行预处理的基础上,定义一种相对距离准则优选脑电极组合;计算脑电的Hilbert瞬...
为改善运动想象脑电信号特征提取的自适应性和实时性,提出一种基于希尔伯特-黄变换(HHT)与共空域子空间分解算法(CSSD)的特征提取方法(HCSSD).在对脑电信号进行预处理的基础上,定义一种相对距离准则优选脑电极组合;计算脑电的Hilbert瞬时能量谱和边际能量谱,以获取脑电的时-频特征,并基于CSSD提取其空域特征,采用串行特征融合策略得到脑电的时-频-空特征;设计学习矢量量化神经网络分类器,实现脑电数据分类.在训练集与测试集间隔一周且减少导联数量的情况下,基于HCSSD对左手小指和舌头的运动想象ECoG脑电数据的平均识别率为92%.实验结果表明:HCSSD在增强特征提取方法的自适应性、改善实时性的同时,提高了脑电信号识别率,为便携式BCI系统在康复领域的应用创造了条件.
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关键词
脑机接口
运动想象
希尔伯特-黄变换
共空域子空间分解
特征融合
自适应
brain-computer
interface
(
bci
)
motor
imagery
(MI)
hilbert-huang
transform
(HHT)
common
spatial
sub-space
decomposition
(CSSD
)
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职称材料
题名
大规模神经记录的峰电位聚类算法(特邀)
1
作者
徐明亮
李芳媛
马浩然
何飞
机构
中国科学技术大学物理学院
中国科学院上海光学精密机械研究所
中国科学院大学
张江实验室
出处
《计算机工程》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期1-34,共34页
文摘
峰电位聚类是指在进行细胞外神经记录时,从神经电极记录中检测、聚类并确认出不同峰电位信号,并以一定的可靠度与假定的不同神经元对应。它是对细胞外神经记录进行预处理分析的基本步骤,也是神经科学中神经解码的首要步骤,更是当前高带宽脑机接口(BCI)的重要研究方向之一。传统峰电位聚类包括峰电位检测、峰电位对齐、特征提取、特征聚类等步骤。当前,随着神经电极数量和密度不断增加,神经记录的规模呈爆炸式增长,这对峰电位聚类算法的效率和精度提出重大挑战。此外,针对现有峰电位聚类算法特征提取和表征能力不强、信噪比低、信息混叠等问题,各种算法增强方案乃至人工智能和大数据峰电位聚类方案应运而生,极大促进了对大脑复杂原理和工作机制的理解。研究首先概述侵入式BCI、神经编解码与峰电位聚类的相关性,接着阐述了各类峰电位聚类算法的原理和一般过程,并探讨了大脑神经信号与具体行为的映射关系与应用,最后展望了未来神经编解码所面临的挑战和发展趋势。
关键词
峰电位聚类
侵入式脑机接口
神经编解码
机器学习
深度学习
Keywords
spike sorting
invasive
brain-computer
interface
(
bci
)
neural encoding and decoding
machine learning
deep learning
分类号
TP39 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
基于HHT和CSSD的多域融合自适应脑电特征提取方法
被引量:
36
2
作者
李明爱
崔燕
杨金福
郝冬梅
机构
北京工业大学电子信息与控制工程学院
北京工业大学生命科学与生物工程学院
出处
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第12期2479-2486,共8页
基金
北京市教委项目面上项目(No.KM201110005005)
国家自然科学基金(No.61201362)
+2 种基金
北京市自然科学基金(No.7132021
No.4112011)
北京工业大学基础研究基金(No.X4002011201101)
文摘
为改善运动想象脑电信号特征提取的自适应性和实时性,提出一种基于希尔伯特-黄变换(HHT)与共空域子空间分解算法(CSSD)的特征提取方法(HCSSD).在对脑电信号进行预处理的基础上,定义一种相对距离准则优选脑电极组合;计算脑电的Hilbert瞬时能量谱和边际能量谱,以获取脑电的时-频特征,并基于CSSD提取其空域特征,采用串行特征融合策略得到脑电的时-频-空特征;设计学习矢量量化神经网络分类器,实现脑电数据分类.在训练集与测试集间隔一周且减少导联数量的情况下,基于HCSSD对左手小指和舌头的运动想象ECoG脑电数据的平均识别率为92%.实验结果表明:HCSSD在增强特征提取方法的自适应性、改善实时性的同时,提高了脑电信号识别率,为便携式BCI系统在康复领域的应用创造了条件.
关键词
脑机接口
运动想象
希尔伯特-黄变换
共空域子空间分解
特征融合
自适应
brain-computer
interface
(
bci
)
motor
imagery
(MI)
hilbert-huang
transform
(HHT)
common
spatial
sub-space
decomposition
(CSSD
)
Keywords
feature fusion
adaptivity
分类号
R318 [医药卫生—生物医学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
大规模神经记录的峰电位聚类算法(特邀)
徐明亮
李芳媛
马浩然
何飞
《计算机工程》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
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职称材料
2
基于HHT和CSSD的多域融合自适应脑电特征提取方法
李明爱
崔燕
杨金福
郝冬梅
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013
36
在线阅读
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职称材料
已选择
0
条
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引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
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