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基于HHT和CSSD的多域融合自适应脑电特征提取方法
  • ISSN号:0372-2112
  • 期刊名称:电子学报
  • 时间:2013.12.15
  • 页码:2479-2486
  • 分类:R318[医药卫生—生物医学工程;医药卫生—基础医学]
  • 作者机构:[1] 北京工业大学电子信息与控制工程学院,北京,100124, [2]北京工业大学生命科学与生物工程学院,北京,100124
  • 相关基金:北京市教委项目面上项目(No.KM201110005005);国家自然科学基金(No.61201362);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)
  • 相关项目:动态环境下基于概率图模型的机器人地点识别及实时语义地图构建新方法
中文摘要:

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4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。

英文摘要:

The adaptivity and real-time performance of feature extraction method are crucial in brain-computer interface . Based on Hilbert-Huang transform (HHT ) and common spatial subspace decomposition (CSSD ) algorithm ,a novel feature extrac-tion method ,denoted as HCSSD ,was proposed .Firstly ,the motor imagery electroencephalography (EEG )/ electrocorticography (ECoG ) was preprocessed ,and a relative distance criterion was defined to select the optimal combination of channels .Secondly , Hilbert instantaneous energy spectrum and marginal energy spectrum of EEG/ECoG were calculated to extract time feature and fre-quency feature respectively .Then CSSD was applied to extract spatial feature .Furthermore ,serial feature fusion strategy was adopted to obtain time-frequency-spatial feature .Finally ,learning vector quantization neural network was designed to classify the EEG/ECoG data .The average recognition accuracy was 92% for the left small finger and tongue motor imagery ECoG tasks .Experiment results show that HCSSD can enhance the adaptivity and real-time performance of feature extraction ,with the recognition accuracy im-proved .This method provides a new idea for the application of portable BCI system in rehabilitation field .

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期刊信息
  • 《电子学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国电子学会
  • 主编:郝跃
  • 地址:北京165信箱
  • 邮编:100036
  • 邮箱:new@ejournal.org.cn
  • 电话:010-68279116 68285082
  • 国际标准刊号:ISSN:0372-2112
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2087/TN
  • 邮发代号:2-891
  • 获奖情况:
  • 2000年获国家期刊奖,2000年获国家自然科学基金志项基金支持,中国期刊方阵“双高”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 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,日本日本科学技术振兴机构数据库,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),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:57611