收藏本站
《天津大学》 2005年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

脑机接口分类算法及实验研究

刘伯强  
【摘要】: 脑机接口是在人脑和计算机或其它电子设备之间建立的一种直接的信息交流和控制通道,是一种不依赖常规大脑输出通道(外周神经和肌肉组织)的全新的信息交流系统,它是电子技术,计算机技术发展的必然产物,其研究包括两个方面:一个是产生并控制可以用于BCI系统检测的思维活动信息的大脑;另一个是BCI系统,它识别思维活动信息,并归纳为具体控制命令,从而表达使用者的意图,实现用思维对外部设备的直接信息交流和控制。它的发展需要多学科知识的交叉和融合,它涉及到神经生物学、心理学、工程学、数学、计算机科学以及临床康复学等众多学科的内容。 BCI不同于传统意义上的脑-机接口。它不依赖常规的大脑输出通路,为大脑开辟了一种全新的与外界进行沟通的途径。BCI的研究为残障人员提供一种新的信息交流和控制手段。BCI研究的科学意义是这种技术能够为思维正常但运动功能残缺的人提供新型的弥补功能,特别是对那些丧失了所有肌肉控制的瘫痪病人,使得他们能够学习思维模式,重新获得对感觉和运动功能的控制。因此,脑机接口技术的研究对促进康复医学的发展具有重要的理论意义和实用价值。 本文采用无创方式下的大脑皮层电极获的数据,建立了实验的软件平台。基于大脑的活动方式,展开对原始信息获得的实验方法、分析理论及处理技术的研究。研究了MRI下的Bold模式的处理算法以决定脑激活区的位置分布。完成了相关任务刺激下的实验及分析。由于噪声的存在,不同事件诱发脑电信号的直接提取难以完成。而采用小波理论算法进行信号的检测和噪声处理具有明显的优势和应用价值。针对不同任务下的个体差异的特性,进行了神经网络学习算法用于分类问题研究,依据研究问题的模板类型完成了事件的识别和分类等相关问题的探讨。完成了相关电位和生理机制有关的实验研究。设计了空间滤波器用于实验数据特征的提取,探讨了支持向量机的原理、方法及算法等分类技术。研究结果显示,多种方法结合的技术可以是提高事件分类精度的一项有效的途径。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:R318

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 李明爱;刘净瑜;郝冬梅;;基于改进CSP算法的运动想象脑电信号识别方法[J];中国生物医学工程学报;2009年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 贾文川;四足机器人脑机协作导航与规划[D];华中科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 焦影影;基于左右手运动想象的分类算法与脑—机接口研究[D];安徽大学;2011年
2 钟吉英;半监督学习算法在脑—计算机接口中的应用研究[D];电子科技大学;2009年
3 肖贵贤;脑机接口信号的模式分类[D];中南民族大学;2009年
4 严娜;视听诱发脑电特征研究[D];山西大学;2012年
5 高培;基于自组织模糊神经网络在脑机接口中的应用及其研究[D];江南大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 徐丁峰,程明,高小榕,高上凯;数字信号处理器在脑-机接口系统中的应用[J];北京生物医学工程;2002年04期
2 谢水清,杨阳,杨仲乐;脑-机接口中基于VxWorks的ARM嵌入式系统[J];中南民族大学学报(自然科学版);2004年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨帮华,颜国正,丁国清,于莲芝;脑机接口关键技术研究[J];北京生物医学工程;2005年04期
2 唐艳;柳建新;龚安栋;;脑-机接口中新的脑电数据分类方法[J];电子科技大学学报;2009年06期
3 余琴;张旭秀;;基于小波变换的脑电信号特征提取及分类[J];大连交通大学学报;2009年01期
4 聂云杰;李念强;;基于FPGA的EEG采集系统设计[J];工业控制计算机;2012年02期
5 石玉祥;;“人机耦合”型H-M系统关键技术——BCI研究[J];机床与液压;2006年12期
6 马登程;;基于嵌入式系统的诱发脑电信号采集仪器设计[J];临沂师范学院学报;2008年03期
7 黄涛,林丽珍,李红霞;脑电信号生物反馈治疗神经症85例报告[J];临床神经电生理学杂志;2001年01期
8 孟飞;高小榕;高上凯;;利用自举法与相干矢量虚部研究脑电信号的连通性[J];清华大学学报(自然科学版);2009年06期
9 孟飞;高小榕;高上凯;;利用自举法与相干矢量虚部研究脑电信号的连通性[J];清华大学学报(自然科学版)网络.预览;2009年06期
10 向洮;颜培园;刘文臣;;基于嵌入式系统的诱发脑电信号采集仪器设计[J];信息技术与信息化;2010年02期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 苏煜;基于SCF范式的在线P300脑机接口研究[D];浙江大学;2010年
2 刘杨;事件相关电位脑—机接口的最优设计[D];国防科学技术大学;2010年
3 程龙龙;BCICFES重建运动神经系统的信号处理与控制关键技术研究[D];天津大学;2010年
4 叶柠;基于脑电信号的脑—机接口的关键技术与实验研究[D];东北大学;2010年
5 吴边;基于脑电节律特征优化与同步性的运动意愿解析[D];浙江大学;2011年
6 杨帮华;自发脑电脑机接口技术及脑电信号识别方法研究[D];上海交通大学;2007年
7 魏庆国;基于运动想象的脑—机接口分类算法的研究[D];清华大学;2006年
8 刘美春;基于运动想象的脑—机接口系统模式识别算法研究[D];华南理工大学;2009年
9 吴婷;自发脑电脑机接口模式识别关键技术与实验研究[D];上海交通大学;2008年
10 姜涛;基于皮质脑电的脑运动区功能定位原理与算法研究[D];华南理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 谌君黎;脑电信号识别及其在脑机接口中的应用研究[D];沈阳工业大学;2011年
2 李道礼;基于运动想象的脑机接口算法研究[D];华南理工大学;2011年
3 黄思娟;基于小波分析的EEG伪迹去除与特征分析研究[D];华南理工大学;2011年
4 冯春辉;基于脑电节律的模式识别方法研究[D];燕山大学;2011年
5 孙克伟;基于脑电和功能性电刺激的中风康复系统的研究[D];燕山大学;2011年
6 周丽娜;基于脑磁图的脑机接口方法研究[D];燕山大学;2011年
7 姜可梅;检测代替分类的脑机接口研究[D];燕山大学;2011年
8 孙辉;基于视听觉刺激下左右手运动想象的脑机接口研究[D];河北工业大学;2011年
9 姜俊;自适应脑机接口控制系统研究[D];国防科学技术大学;2011年
10 谷艳蕾;基于运动想象和alpha波的脑机接口及虚拟漫游系统[D];浙江大学;2012年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 程明,高上凯,张琳;基于脑电信号的脑—计算机接口[J];北京生物医学工程;2000年02期
2 吴小培,冯焕清,周荷琴,王涛;独立分量分析及其在脑电信号预处理中的应用[J];北京生物医学工程;2001年01期
3 沈广泽;司峻峰;宁新宝;;一种用于脑机接口的模式识别方法[J];北京生物医学工程;2007年06期
4 沈敏;;脑-机接口技术综述[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2007年S1期
5 牟君;沈彤;杨泽松;吕发金;李勇;罗天友;谢鹏;;视觉及听觉刺激诱发语言通路的fMRI初步探讨[J];第三军医大学学报;2006年23期
6 明东;;用于脑机接口的感觉刺激事件相关电位研究进展[J];电子测量与仪器学报;2009年06期
7 万柏坤,朱欣,杨春梅,高扬;ICA去除EEG中眼动伪差和工频干扰方法研究[J];电子学报;2003年10期
8 杨立才,李佰敏,李光林,贾磊;脑-机接口技术综述[J];电子学报;2005年07期
9 吴边;苏煜;张剑慧;李昕;张吉财;陈卫东;郑筱祥;;基于P300电位的新型BCI中文输入虚拟键盘系统[J];电子学报;2009年08期
10 徐宝国;宋爱国;费树岷;;在线脑机接口中脑电信号的特征提取与分类方法[J];电子学报;2011年05期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 刘忠国;刺激间隔对大脑诱发电位影响的研究[D];天津大学;2004年
2 孙海蓉;模糊神经网络的研究及其应用[D];华北电力大学(河北);2006年
3 魏庆国;基于运动想象的脑—机接口分类算法的研究[D];清华大学;2006年
4 周鹏;基于运动想象的脑机接口的研究[D];天津大学;2007年
5 王磊;基于运动想象的脑电信号分类与脑机接口技术研究[D];河北工业大学;2009年
6 刘美春;基于运动想象的脑—机接口系统模式识别算法研究[D];华南理工大学;2009年
7 吴婷;自发脑电脑机接口模式识别关键技术与实验研究[D];上海交通大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 梅蓉蓉;动态模糊神经网络的应用及研究[D];江南大学;2011年
2 姜长元;模糊神经网络模型及其应用研究[D];南京师范大学;2005年
3 李金亮;脑—机接口中P300识别算法的研究[D];山东大学;2007年
4 马秀会;模糊神经网络研究综述[D];吉林大学;2008年
5 崔勇;听觉P300电位及其法医学应用价值的研究[D];中国医科大学;2008年
6 谷少东;基于运动想象的脑机接口的研究与设计[D];浙江大学;2008年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 叶竞;石锐;何庆华;;基于HHT和改进CSP算法的运动想象BCI系统[J];重庆理工大学学报(自然科学);2012年05期
2 刘冲;赵海滨;李春胜;王宏;;基于CSP与SVM算法的运动想象脑电信号分类[J];东北大学学报(自然科学版);2010年08期
3 刘成;何可人;周天彤;邹凌;;左右手运动想象脑电模式识别研究[J];常州大学学报(自然科学版);2013年01期
4 吴志福;;基于脑机接口技术的病房呼叫系统研究[J];石家庄职业技术学院学报;2010年06期
5 龚磊;刘蓉;;一种基于WRCE-CSP的运动想象电位识别方法[J];数字通信;2012年03期
6 高花;;基于能量聚类分析法的运动想象脑电信号快速识别[J];青岛大学学报(自然科学版);2012年03期
7 苏少军;方慧娟;王根;;基于多参数公共空间频率模式算法的脑电特征提取[J];微型机与应用;2011年18期
8 施锦河;沈继忠;王攀;;四类运动想象脑电信号特征提取与分类算法[J];浙江大学学报(工学版);2012年02期
9 王金甲;贾敏;;标签均值的自训练半监督支持向量机用于EEG分类[J];中国生物医学工程学报;2011年05期
10 梁静坤;徐桂芝;李明钊;于洪利;;基于听觉感知任务下的脑电驾驶实验研究[J];中国生物医学工程学报;2012年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 谢宏;谷晓媚;夏斌;;基于不同特征提取算法的运动想象分类[A];全国第21届计算机技术与应用学术会议(CACIS·2010)暨全国第2届安全关键技术与应用学术会议论文集[C];2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 李芳;脑机接口中脑电信号特征提取及分类算法研究[D];大连理工大学;2010年
2 王攀;基于小波变换和多域融合的脑电信号特征提取[D];浙江大学;2011年
3 涂建成;脑电信号控制智能轮椅的研究[D];杭州电子科技大学;2011年
4 刘辉;基于视觉诱发的P300脑电信号处理算法研究[D];广东工业大学;2011年
5 焦影影;基于左右手运动想象的分类算法与脑—机接口研究[D];安徽大学;2011年
6 梁爽;基于3D视觉刺激器的BCI系统的设计与实现[D];重庆大学;2011年
7 贾敏;脑机接口中半监督分类方法研究[D];燕山大学;2012年
8 刘友友;基于多类运动感知脑电的异步脑—机接口的研究[D];山东大学;2010年
9 万斌;基于运动想象的脑—机接口频带优化及分类算法研究[D];南昌大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 程明,高上凯,张琳;基于脑电信号的脑—计算机接口[J];北京生物医学工程;2000年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 肖贵贤;陈亚光;官金安;肖丹丹;;基于小波变换和BP神经网络的视觉诱发电位识别[J];中国医疗器械信息;2008年12期
2 肖贵贤;陈亚光;官金安;肖丹丹;;基于小波变换和BP神经网络的视觉诱发电位识别[J];现代科学仪器;2008年06期
3 徐宝国;宋爱国;王爱民;;基于小波包能量的脑电信号特征提取方法[J];东南大学学报(自然科学版);2010年06期
4 张维平;张寅;张莎萨;赵岚;杨波;;小波分析与神经网络在心脑血管疾病脉象信号分析识别中的应用[J];生物医学工程学进展;2008年02期
5 王旋;郝海平;王广基;;化学计量学在中药复方整体研究中的应用研究进展[J];中国天然药物;2009年03期
6 肖丹丹;官金安;肖贵贤;;一种基于DSP的脑机接口硬件系统设计[J];现代科学仪器;2009年02期
7 沈广泽;司峻峰;宁新宝;;一种用于脑机接口的模式识别方法[J];北京生物医学工程;2007年06期
8 肖丹;王平;;能量熵在运动想象脑电信号分类中的应用[J];江西蓝天学院学报;2008年03期
9 张爱华;张新闻;;基于BP神经网络的左右手击键动作的意识任务识别[J];中国医学工程;2007年03期
10 尹晶海;胡剑锋;;基于视觉诱发电位脑机接口浏览器的设计与应用[J];中国组织工程研究与临床康复;2009年35期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;天津大学“模式识别与智能系统”学科简介[A];天津市自动化学会第十四届学术年会论文集[C];2005年
2 耿丽清;赵丽;元鹏贤;李宏伟;;基于双层稳态视觉诱发电位的脑机接口技术研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
3 白应甫;孙茵;;地震相模式识别[A];1992年中国地球物理学会第八届学术年会论文集[C];1992年
4 谢波;冯地清;;Hopfield神经网络在核爆炸方式识别中的应用[A];第7届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集(三)[C];1994年
5 黄雪梅;唐治德;;BP网络研究及其在肺癌诊断系统中的应用[A];电工理论与新技术2004年学术研讨会论文集[C];2004年
6 张会林;简献忠;;光电混合目标识别系统中振幅补偿匹配滤波器设计[A];2005年中国光学学会全息与光学信息处理专业委员会年会暨建会20周年纪念会[C];2005年
7 刘武;;谈谈中学化学实验设计能力培养方法[A];国家教师科研基金十一五阶段性成果集(贵州卷)[C];2010年
8 黃匯華;李公正;吳至明;黃乾怡;;锡铜镍环保焊料电子组装制程分析[A];2010年海峡两岸环境与能源研讨会摘要集[C];2010年
9 熊政纲;左龙;;超声影像实验设计[A];第六届全国高等学校物理实验教学研讨会论文集(下册)[C];2010年
10 李永明;史忠科;;用模糊子集度确定模糊似然函数的二种方法[A];1998年中国智能自动化学术会议论文集(上册)[C];1998年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者  陈建强;“党和国家需要我做什么,我就做什么”[N];光明日报;2006年
2 记者 王玲;三角集团与天津大学签订合作协议[N];威海日报;2011年
3 记者 解小如 通讯员 李丹;天津大学山东省合作共建绿色能源基地[N];中国化工报;2006年
4 本报记者 陈建强通讯员 王青;天津大学:在实践中培养创新意识[N];光明日报;2007年
5 耿建萍;我省高层管理人员天津大学项目管理学位班开学[N];山西经济日报;2007年
6 汪伟;百年名校助推新区发展[N];天津日报;2007年
7 姜明;天津大学生“高学历”再攀“高能力”[N];工人日报;2004年
8 李播;我省将与天津大学合作[N];黑龙江日报;2004年
9 记者  陈建强 通讯员  孟兆熙;天津大学“泥土”送别“树叶”[N];光明日报;2006年
10 李佳;天津大学建筑节能中心成立[N];中华建筑报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘伯强;脑机接口分类算法及实验研究[D];天津大学;2005年
2 吴婷;自发脑电脑机接口模式识别关键技术与实验研究[D];上海交通大学;2008年
3 赵丽;基于脑电信号的脑-机接口技术研究[D];天津大学;2004年
4 刘云鹏;电力变压器局部放电的电气定位及诊断[D];华北电力大学(河北);2005年
5 游峰;智能车辆自动换道与自动超车控制方法的研究[D];吉林大学;2005年
6 鲁绯;腐乳发酵机理、品质改进和模式识别研究[D];中国农业大学;2005年
7 程昌秀;3S技术在县级土地利用变更调查中的应用研究[D];中国农业大学;2001年
8 吴德文;遥感与地面观测数据的找矿信息提取和处理技术及应用[D];中国地质大学(北京);2006年
9 任东;基于支持向量机的植物病害识别研究[D];吉林大学;2007年
10 朱臻宇;模型传递对仪器间采样差异的评估和消除[D];第二军医大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郝巧红;高压变电站数显仪表的识别[D];天津大学;2007年
2 魏国忠;基于小波与分形理论的局部放电类型识别[D];天津大学;2006年
3 徐江;基于实时脑机接口的无线遥控车系统[D];重庆大学;2010年
4 王岩;模式识别技术在炼铁工艺优化中的应用研究[D];河北工业大学;2002年
5 李继飞;神经网络模式识别技术在自动售货机中的应用研究[D];湖南大学;2004年
6 李鸿壹;基于支持向量机的人脸检测[D];大连理工大学;2006年
7 刘兆科;多态统计模式识别模型及应用研究[D];重庆大学;2007年
8 姜斌;基于神经网络的脉象特征的研究[D];东北林业大学;2007年
9 胡莹;联机手写数学公式识别系统的研究与实现[D];广州大学;2007年
10 张冬梅;高中物理演示实验的设计方法研究与实践[D];山东师范大学;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026