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基于提升小波的神经元锋电位并行检测方法
  • ISSN号:1000-565X
  • 期刊名称:《华南理工大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:TP274[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置] R318[医药卫生—生物医学工程;医药卫生—基础医学]
  • 作者机构:[1]浙江大学生物医学工程与仪器科学学院,浙江杭州310027, [2]浙江大学求是高等研究院,浙江杭州310027
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(61031002); 浙江省自然科学基金资助项目(Y2090707); 浙江大学中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2010QNA5026)
中文摘要:

神经元动作电位(即锋电位)的实时检测是植入式脑-机接口系统的重要组成环节,为了能够从多通道神经微电极阵列记录的神经信号中实时地检测并提取出神经元的锋电位信息,文中提出了基于提升小波的神经元锋电位检测方法.该方法采用提升小波方法去除了神经信号中的漂移和噪声,然后通过阈值法检测出锋电位信号,最后利用现场可编程门阵列(FPGA)的并行性及流水线结构实现了多通道神经元锋电位的实时并行检测.实验结果显示:和基于个人计算机的检测方法相比,在获得同样检测结果的情况下,文中方法的计算性能有很大的提升,且在单片FPGA上可以实现40个神经通道的并行处理;文中方法不仅可以实现锋电位信号的实时并行检测,而且可以大大提高离线数据处理的效率.

英文摘要:

The real-time detection of neuronal action potentials(namely spikes) plays an important role in the implantable brain-computer interface system.In order to implement the real-time detection and extraction of the neuronal spikes from the neural signals recorded by the real-time multi-channel neural microelectrode array,a detection method is proposed based on the lifting wavelet.In this method,the drift and noise of the neural signals are removed by using the lifting wavelet.Then,the neuronal spikes are detected via the threshold setting.Finally,the real-time parallel detection of the multi-channel neuronal spikes is realized by means of the lifting wavelet combining with the parallel and pipelined structures of FPGA.Experimental results show that,as compared with the personal computer-based detection method with the same detection results,the proposed method greatly improves the computational performance and it can achieve the parallel detection of 40 neural channels on a single FPGA chip,and that,the proposed method can not only achieve parallel real-time detection of neuronal spikes but also substantially increase the efficiency of the off-line data processing.

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期刊论文 34 会议论文 42 专利 2 著作 2
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期刊信息
  • 《华南理工大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:国家教育部科技司
  • 主办单位:华南理工大学
  • 主编:李元元
  • 地址:广州市天河区五山路华南理工大学17号楼
  • 邮编:510640
  • 邮箱:journal@scut.edu.cn
  • 电话:
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-565X
  • 国内统一刊号:ISSN:44-1251/T
  • 邮发代号:46-174
  • 获奖情况:
  • 本学报荣获1996年国家教委系统优秀科技期刊二等奖...,1999年荣获全国优秀高校自然科学学报及教育部优秀...,2001年荣获广东省优秀期刊奖和广东省优秀科技期刊...,2004年获全国高校优秀科技期刊二等奖,2006年获首届教育部优秀科技期刊奖,2008年荣获第二届教育部优秀科技期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:22954