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《浙江大学》 2006年
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非线性动力学在脑机接口中的应用

谢明强  
【摘要】:脑机接口(BCI)是目前一个十分热门的研究课题,它是一种不依赖于常规的大脑输出通路(外周神经和肌肉组织)的,脑和机器的接口、交流系统。它有可能为那些有着严重行动缺陷的患者提供一种全新的辅助交流技术,因此在医学界、工程界尤其是康复工程界引起了极大的关注,同时它也是脑电信号处理的一个全新应用。人脑是一个高度复杂的非线性非平稳系统,因此它产生的脑电信号也是非线性非平稳的。基于线性和平稳假设的分析方法尽管取得了一些重要的成果,但无法进行更加深入的研究,而基于非线性动力学的复杂性分析方法和希尔伯特—黄变换(HHT)的时频分析方法为脑电分析提供了新的手段。 运动表象分析是脑机接口的一个分支,它的分析难点在于,对于不同的人或者同一个人在不同时刻的脑电存在较大的差异性。所以不同被试或者同一被试在不同时刻,区分假想动作有意义的频率和时间是不同的。本文针对这一难点,将格子复杂性方法和希尔伯特—黄变换方法应用于基于皮层脑电(ECoG)的运动表象分析,对假想的舌头和左手小指运动进行分类,是一个全新的尝试。并且取得了第三届国际脑机接口竞赛第三名的好成绩,也证明了该方法的有效性。同时将适用于EEG处理的体表拉普拉斯滤波预处理方法应用于皮层脑电预处理,也是本文的另一个创新。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:R318

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 孙建鹏;基于维度复杂性模型的脑电图分析的研究[D];大连交通大学;2012年
【参考文献】
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 洪时中;非线性时间序列分析的最新进展及其在地球科学中的应用前景[J];地球科学进展;1999年06期
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4 何庆华,彭承琳,吴宝明;脑机接口技术研究方法[J];重庆大学学报(自然科学版);2002年12期
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10 徐泾平,吴延军;生物医学信号的广义时频分析[J];生物医学工程学杂志;1996年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 赵治栋;基于舒张期心音信号分析与特征提取的冠心病无损诊断研究[D];浙江大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 卢晓霞;陈胤华;;东阳市50年来的日照时数统计与分析[J];安徽农学通报;2008年15期
2 杜建丽;林振山;张真真;刘会玉;;基于EMD的河北省人口净增量与粮食净增量的相关分析[J];安徽农业科学;2008年15期
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10 杜修力;何立志;侯伟;;基于经验模态分解(EMD)的小波阈值除噪方法[J];北京工业大学学报;2007年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王红霞;田国会;李晓磊;卜范骞;;基于地标信息融合的家庭环境机器人组合导航[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 曹爱增;陈月婷;魏军;李金屏;;一种基于EDAs和聚类分析的杂合进化算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 李鑫;李力争;;基于模板匹配的固态流体流速检测算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 李潮潮;迟凯;付芳萍;车文刚;赵庆江;;基于模糊聚类的证券价格对公共信息的反应强度划分[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 赵庆江;迟凯;付芳萍;李潮潮;车文刚;;基于FCM的模糊时间序列模型及人民币汇率预测[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 刘小峰;秦树人;柏林;;EMD中存在的问题及解决方法探讨[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
7 秦毅;秦树人;毛永芳;;正交经验模态分解及其快速实现[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
8 刘卓夫;廖振鹏;桑恩方;;基于希尔伯特黄变换的滤波器设计[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
9 刘涛;陈浩文;王书宏;黎湘;;基于红外多光谱的空间点目标识别方法研究[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
10 汤广富;马春实;刘欢;付强;;模糊聚类快速实用方法[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王婷;EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 李桃迎;交通领域中的聚类分析方法研究[D];大连海事大学;2010年
3 易吉良;基于S变换的电能质量扰动分析[D];湖南大学;2010年
4 李淑慧;基于混沌理论的GPS电离层预测研究[D];中国地质大学(北京);2010年
5 陈韶斌;基于知识推理和视觉机理的遥感图像目标识别方法研究[D];华中科技大学;2010年
6 黄伟国;基于振动信号特征提取与表达的旋转机械状态监测与故障诊断研究[D];中国科学技术大学;2010年
7 孙建;基于外骨骼机器人技术的人体手臂震颤抑制关键技术研究[D];中国科学技术大学;2010年
8 宋清昆;自适应结构优化神经网络控制研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
9 于群;电力系统大停电的自组织临界特性研究[D];中国电力科学研究院;2010年
10 高杰;基于过渡金属的超分子光化学传感器识别生物功能性检测物[D];华东理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郝慧君;CA-MARKOV模型与GIS、RS在土地利用/土地覆盖变化中的应用研究[D];华中农业大学;2010年
2 高昌鑫;Hilbert-Huang变换改进算法及其在齿轮箱故障诊断中的应用研究[D];河南理工大学;2010年
3 万成;动态环境下的元胞遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
4 张亮;基于小波变换与希尔伯特黄变换的心音信号分析[D];山东科技大学;2010年
5 丁雷;白鼠脑电信号远控采集处理系统的设计与研究[D];山东科技大学;2010年
6 李朋勇;基于全矢高阶谱的故障诊断方法及其应用研究[D];郑州大学;2010年
7 宋晓玥;基于TDPCA与SPIHT的高光谱压缩和降维算法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 叶铂;基于统计学方法的水面目标特征提取与识别方法的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 李海燕;基于EMD的直扩通信窄带干扰自适应抑制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 梁怀志;基于嵌入式的车型分类系统的设计与实现[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 江朝晖,刘大路,冯焕清,刘军伟;脑电序列的延迟时间研究[J];电路与系统学报;2005年03期
2 杨瑞请;刘光远;;基于BPSO的四种生理信号的情感状态识别[J];计算机科学;2008年03期
3 江朝晖,刘大路,冯焕清,袁宇;脑电复杂性的一种新特征[J];数据采集与处理;2005年01期
4 童珊,黄华,陈槐卿;非线性动力学在脑电分析中的应用[J];生理科学进展;2005年01期
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6 马妍妍;李寿欣;;个体智力差异的脑电生理学基础——来自EEG和ERP的证据[J];心理科学进展;2007年06期
7 魏琳,沈模卫,张光强,施壮华;EEG波形伪迹去除方法[J];应用心理学;2004年03期
8 赵晶晶;牟书;舒华;王春茂;;基于Morlet小波变换的EEG时频分析[J];中国医学物理学杂志;2006年01期
9 童勤业,孔军,徐京华;脑电复杂性分析的新方法[J];中国生物医学工程学报;1998年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 朱家富;高频脑电信号的非线性动力学参数分析[D];重庆大学;2004年
2 谭贵霖;非线性动力学理论在生物医学中的应用[D];大连理工大学;2006年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10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 盖强,马孝江,张海勇,邹岩崑;一种消除局域波法中边界效应的新方法[J];大连理工大学学报;2002年01期
3 王海滨,陈欣根,董秀珍;心音信号的特征矢量辨识分析[J];第四军医大学学报;1993年03期
4 王国胜,钟义信;支持向量机的若干新进展[J];电子学报;2001年10期
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6 何庆华,彭承琳,吴宝明;脑机接口技术研究方法[J];重庆大学学报(自然科学版);2002年12期
7 沈强,蒋大宗;混沌的数值分析方法及其在生物医学工程中的应用[J];国外医学.生物医学工程分册;1994年06期
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10 郑玲,宋长宏,高小榕,杨福生;采用模糊函数消除维格纳分布的交叉项及其在心音信号分析中的应用[J];航天医学与医学工程;1995年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 董筠;心音的非线性时间序列分析[D];浙江大学;2003年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 党艳军,林家瑞,舒位光;ECG关联维数的导联差异[J];数理医药学杂志;2005年05期
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3 缪经良;由非线性动力学的方法看人体现象的复杂性[J];中国气功科学;1998年01期
4 吕冬梅,黄璐琦,杨洪军,戴汝为;浅谈中医药领域中的非线性特征及应用[J];世界科学技术-中医药现代化;2004年02期
5 冯前进;刘润兰;;天体生物学:“天人相应”信号的非线性动力学成像[J];山西中医学院学报;2009年03期
6 余浚龙 ,阎书凤;非线性动力学在临床医学上的应用——混沌理论、分形和复杂性(译文)[J];广州医药;2004年06期
7 党艳军,林家瑞,舒位光;诱发电位的关联维数研究[J];中南民族大学学报(自然科学版);2005年03期
8 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
9 童勤业,祝辰,郑璐旦;心脏细胞的非线性动力学分析[J];中国生物医学工程学报;1992年01期
10 沈强;蒋大宗;;非线性动力学现代理论在生物医学工程中的应用[J];国外医学(生物医学工程分册);1996年02期
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1 孙琪;徐鉴;;浅谈非线性动力学的发展史[A];第三届全国力学史与方法论学术研讨会论文集[C];2007年
2 张小军;李晓阳;张松;;脉搏波在动脉内传播的非线性动力学模型[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
3 于广滨;温建民;李瑰贤;曹雪;;求解齿轮系统动力学微分方程的GEAR法[A];2007'中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集(二)[C];2007年
4 蒋景英;吴芝芳;郑旭媛;张纬;;基于混沌理论的心率变异性的研究[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年
5 孙俊峰;王新龙;;基于非线性动力学的子空间语音增强[A];2004年全国物理声学会议论文集[C];2004年
6 杨靖波;;含间隙轴向运动悬臂梁非线性动力学的研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
7 赵国景;;分叉与混沌—非线性动力学的发展与应用[A];第四届全国结构工程学术会议论文集(上)[C];1995年
8 陈丽华;张伟;范金红;;压电层合板的非线性振动与控制[A];第八届全国动力学与控制学术会议论文集[C];2008年
9 陈予恕;田家玉;金崇武;;大型火电机组及设备非线性动力字应用技术研究[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
10 王养璞;金其淑;;非Debye弛豫的非线性动力学研究[A];内耗与超声衰减——第四次全国固体内耗与超声衰减学术会议论文集[C];1994年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 孙燕燕;洪波:脑机接口传递思维[N];北京科技报;2010年
2 环科;意念移物-脑机接口技术演绎科技神话[N];福建科技报;2008年
3 本报记者 马文方;脑机接口:互联网遥远的疆界[N];中国计算机报;2010年
4 本报记者 罗朝淑;脑机接口:唤起神经康复的新希望[N];科技日报;2011年
5 实习生 陈明立;脑机接口,开启“心灵感应”时代[N];科技日报;2010年
6 猛犸;可见的大脑“意念控制”[N];电脑报;2009年
7 徐娜;神奇发带为大脑做体检[N];大众科技报;2010年
8 记者 陈建强 通讯员 孙卫军;大型旋转机械非线性动力学研究成果丰硕[N];光明日报;2003年
9 本报记者 刘垠;会员日里讲述别样精彩人生[N];大众科技报;2009年
10 张学晋 杨文;老教授4000余册图书赠家乡[N];山西日报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 毛大伟;分尺度复杂性及希尔伯特-黄变换在脑电分析中的应用[D];浙江大学;2005年
2 何庆华;基于视觉诱发电位的脑机接口实验研究[D];重庆大学;2003年
3 龙锦益;脑信号分析的算法研究与多模态脑机接口[D];华南理工大学;2012年
4 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
5 王韬;内燃机配气系统的非线性动力学研究[D];天津大学;2004年
6 朱晓源;EEG脑机接口的连续预测方法研究[D];中国科学技术大学;2007年
7 苏煜;基于SCF范式的在线P300脑机接口研究[D];浙江大学;2010年
8 赵丽;基于脑电信号的脑-机接口技术研究[D];天津大学;2004年
9 王鹏;脑机接口中植入式无线遥控遥测技术的研究[D];浙江大学;2012年
10 孙保苍;轴承—转子系统非线性动力学若干问题研究[D];南京航空航天大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 谢明强;非线性动力学在脑机接口中的应用[D];浙江大学;2006年
2 王立刚;机床切削颤振的非线性振动研究[D];天津大学;2004年
3 钱鋆;水声信号的非线性动力学检测[D];东南大学;2006年
4 刘铸永;基于小波分析数值求解几类非线性动力学问题[D];湖南大学;2004年
5 童珊;视觉信息处理过程中脑电信号的非线性动力学研究[D];四川大学;2005年
6 王书旺;一种基于耦合映象格子模型的非线性信号处理方法[D];汕头大学;2005年
7 李晓利;基于小波神经网络的化工安全评价研究[D];太原理工大学;2007年
8 王坤飞;船舶横摇运动中的混沌及其鲁棒控制[D];大连海事大学;2009年
9 焦兵;沪市股指的非线性动力学特征研究[D];兰州大学;2009年
10 梁从兴;扁柱面网壳的非线性动力学行为[D];兰州理工大学;2005年
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