基于F-score特征选择和支持向量机的P300识别算法

如何从脑电信号中快速准确地识别出P300成分是脑-机接口研究中的一个热点问题.针对P300的识别问题,我们提出了一种将F-score特征选择与支持向量机相结合的判别方法,该方法采用F-score特征选择减少输入特征的维数,以克服支持向量机算法判别速度慢的缺点;然后借助支持向量机算法良好的分类性能实现P300的识别.本文在BCI Competition 2003的P300实验数据集上对该方法进行了验证,结果表明,在5次重复实验中该方法的识别准确率达到了100%,且判别速度与未经特征选择的传统支持向量机算法相比提高了近2倍.     

基于支持向量机的BCI导联选择算法

脑-机接口(BCI)中导联选择的目的是在所有记录脑电信号的导联中,选择出与特定心理任务分类最相关的导联,对于简化BCI系统,提高系统传输速率具有重要影响.本研究提出一种基于支持向量机(SVM)的导联选择算法,所采用的实验数据来自德国组织的第三届国际BCI数据竞赛数据集IVa中两个受试者(al,aw).结果表明,该算法对al数据集导联可从118减少到22,同时系统识别的精度从92%提高到98%;对aw数据集导联可从118减少到35,同时系统识别的精度从89%提高到93%.可简化BCI系统的设计,改善系统性能.     

基于小波变换的听觉脑机接口技术研究

基于听觉的脑机接口系统为视力减退或者无法控制眼球运动的闭锁综合症患者提供了一种新的交流通道,使其可以与外界环境进行简单的交流.为了实现在线二分类听觉脑机接口系统,采用包含两种靶刺激、一种非靶刺激的三音oddball范式作为听觉刺激,通过一维离散小波变换对所得脑电数据进行单次样本特征提取,选取低频的特征向量,并采用支持向量机(SVM)进行目标与非目标的识别.结果表明,利用小波变换可以有效地单次提取特征向量P300,相当于20次靶刺激响应的叠加结果,最终目标识别正确率可高达80％以上,达到与视觉诱发的BCI模式可比的效果,可以用于二分类的脑机接口系统.     

基于P300电位的脑机接口系统中参数优化问题的研究

基于P300电位的脑机接口是脑机接口系统研究中的重要范式之一.本研究探讨双极导联选择、滤波器设计和特征窗长度这三者中,参数选择对分类正确率的影响.使用的数据为6名受试者进行12选择Oddball范式的实验数据,数据分类采用支持向量机.结果表明,通过导联优选,对不同的受试者进行定制,可以有效提高分类正确率.滤波器频带对分类正确率有一定影响,但是滤波器阶次对结果影响不大.随着特征窗长度的增加,分类正确率也会提高,因此使用较长特征窗有助于提高分类正确率.本研究结果推荐的数据处理过程为:通过导联优选为每位受试者定制最优的双极导联;滤波过程使用0.5～16 Hz,阶次为20的FIR滤波器,然后把数据降采样为32 Hz;特征窗提取时可选择刺激后0～600 ms的数据.     

基于连续小波变换和支持向量机的手动想象脑电分类

对左右手运动想象脑电信号进行准确分类是脑-机接口（BCI）研究领域的重要问题。本文利用连续小波变换（CWT）提取脑电信号中相应的手动想象特征信号，并通过支持向量机（SVM）对特征信号进行分类，取得了较好的分类效果，然后经过分析SVM的学习算法，讨论了对于SVM的分类有着关键影响的时间成分，反映出传统的ERD／ERS计算方法可能出现的问题。     

标签均值的自训练半监督支持向量机用于EEG分类

研究半监督学习方法在EEG分类中的应用.结合标签均值和自训练思想提出两种新的半监督支持向量机方法.首先通过未标记样本的预测值估计标签均值,然后对未标记样本的标签进行优化.在此基础上提出了两种半监督支持向量机方法,一种是基于多核学习的标签均值自训练半监督支持向量机(Means4vm_mkl);一种是基于迭代优化的标签均值自训练半监督支持向量机(Means4vm_iter).对BCI Competition Dataset中的3组数据进行仿真实验,讨论分类正确率和运算效率两个指标.结果表明,两种方法均有较高的分类正确率,尤其在BCI Ⅰ数据集中,Means4vm_mkl方法达到了竞赛第一名的水平96％;而且运算效率较高,最快的只需29.5s,为在线BCI系统的设计奠定了基础.     

疲劳驾驶识别中的脑电信号特征选择算法和支持向量机模型研究

针对疲劳驾驶识别中脑电特征选择和分类模型,提出采用粗糙集理论的离散化算法对通道和脑电信号特征量进行选择,选用支持向量机作为疲劳驾驶识别模型,并将疲劳误判风险作为支持向量机模型参数进行模型优化。针对5名受试者的实验结果表明,与主分量方法相比,粗糙集离散化算法选取的特征量较少,以0.8为相容度阈值,在208个候选特征中选择的特征数为2～4个,不同被试者选取的特征不同且对建立支持向量机识别模型有影响;疲劳误判风险控制参数可以达到调节支持向量机识别模型误判风险。     

基于熵和支持向量机的病态嗓音识别

为了更好地分析实际短数据带噪的病态嗓音信号,利用近年来提出的样本熵、多尺度熵、模糊熵和分层熵的方法来提取嗓音的熵特征参数,并借鉴分层分解方法,提出分层多尺度熵和分层模糊熵,分别对测试集39例正常嗓音和36例病态嗓音进行支持向量机（SVM）识别。实验结果表明：三层分层熵、分层多尺度熵、分层模糊熵的识别率和稳定性均较分层前有提高。在耗时较短的情况下,提取2 000点病理嗓音数据的6种熵特征都能达到较好且较稳定的识别率。提取2 000点病理嗓音数据的三层分层模糊熵特征,能得到较好且较稳定的SVM识别率97.33%,较分层前的模糊熵特征识别率提高约4.00%。熵分析方法可推进病态嗓音研究向临床的应用,为临床分析诊断实时、短数据的带噪病理嗓音提供一定的参考。     

基于支持向量机的室性早搏检测

心电信号分类是自动心电监护设备的基础。支持向量机 (SVM)在分类和模式识别方面展现出卓越的性能。本研究将支持向量机应用于心电信号室性早搏 (PVC)的检测。根据室性早搏的特点 ,从 ML II导联中提取心率、形态心及小波域能量 3大类共 9个特征。并使用 MIT- BIH的 Arrhythmia数据库的数据 ,根据 AAMI建议要求 ,对采用不同核函数的支持向量机的性能作了比较。     

经验模式分解与代价敏感支持向量机在癫痫脑电信号分类中的应用

提取出脑电信号中微弱征兆信息,可以更好地了解脑电信号的特征,但由于各类外界信号的相互混叠,信号呈现出非线性、非平稳性,因此脑电信号的提取是个难题。为此本研究提出了优于小波分解的经验模式分解(EMD)算法对脑电信号进行分解,提取主要IMF分量的特征值,随后采取代价敏感支持向量机(CSVM)进行分类,并对参数进行寻优。在对癫痫患者脑电信号研究的实验中,分类准确率均达到90%以上,验证了本方法的可行性。     

离散粒子群优化-贝叶斯线性判别分析算法用于视觉事件相关电位P300的分类

P300在头皮上的导联位置并不明确,目前对P300的分类研究中,采用的电极组合各不相同,且不同被试在同一电极组合下得到的分类效果存在一定差异,要使所有分类精度都达到最优比较困难。而采用全导联方式则增加了数据处理量,导致系统实时性要求不能满足。为解决该类问题,提出一种基于离散粒子群优化(DPSO)的算法对P300进行最优电极组合选择,并将其与F-score进行了比较。然后利用贝叶斯线性判别分析(BLDA)对P300进行分类,比较了最优电极组合和其他电极组合下的分类结果,表明了DPSO对脑电最优电极组合选择的有效性,并提出了一组可能普适的P300最优分类电极组合,对提高基于P300的BCI系统实时性有重要意义。     

脑白质疏松症患者事件相关电位P300的研究

目的：探讨脑白质疏松症（LA）患者事件相关电位P300成分的特征及与认知障碍的关系。方法：对94例LA患者（其中轻度LA31例,中度LA33例,重度LA30例）和32例正常对照组进行P300检测和简易精神状况检查量表（MMSE）检查。结果：LA患者较对照组MMSE分值降低（P〈0．01）,P300潜伏期延长（P〈0．01）,P300波幅降低（P〈0．05）。轻、中、重度LA患者组间比较MMSE分值降低有差异,P300潜伏期延长有差异（P〈0．01）,但波幅降低有差异仅见于轻、重度LA患者组之间（P〈0．01）。LA组P300潜伏期与MMSE分值间呈负相关（Pz：r=-0．4083,f=4．58,P〈0．01;Cz：r=0．4177．t=4．64,P〈0．01）,P300波幅与MMSE分值间未发现有相关性（P〉0．05）。结论：P300潜伏期可客观评价LA患者的认知功能。     

精神分裂症P300的临床研究进展

目的探讨事件相关电位P300与精神分裂症的相关性,介绍P300与神经心理测验,CT、MRI、SPECT及LORETA在临床中的应用,为精神分裂症的研究、治疗提供科学依据。方法以最近20年国外有关精神分裂症P300研究的成果为基础,采用文献研究法分析总结了近40余篇有关的研究论文的研究成果。结果精神分裂症P300波幅降低,潜伏期延长,存在的认知障碍与大脑左侧颞叶区相关,CT、MRI、SPECT及LORETA均可显现患者左侧颞叶区与正常人的不同。     

精神分裂症事件相关电位P300与心理症状的相关性研究

目的探讨精神分裂症患者的事件相关电位P300与其心理症状之间的相关性。方法对51例精神分裂症患者(研究组)和29例正常人(对照组)进行脑诱发电位仪听觉Oddball范式检测,记录靶P300波的潜伏期与波幅;运用心理疾病预测量表(MDPS)进行心理症状评定。结果 1研究组靶P300潜伏期、波幅较对照组延长、降低(P0.05);2与对照组相比,除家族及既往史、成长经历因子外,研究组的MDPS预测总分及心理症状各因子分均有明显差异性(P0.01);3研究组靶P300潜伏期与MDPS预测总分及心理症状各因子分(精神病性、抑郁、躁狂、神经症以及人格偏移)呈明显的正相关(r=0.443～0.593,P0.001),而P300波幅与其没有相关性(P0.05)。结论事件相关电位P300可辅助评价精神分裂症患者心理症状的严重程度。P300与MDPS有明显的相关性。     

以探究性眼动分析与P300电位诊断精神分裂症

精神分裂症是临床上最常见的一种精神疾病,其诊断仍以临床症状描述为主。本文应用探究性眼动分析(Ex-ploratory Eye Movement,EEM)与P300电位测定对此进行了研究。对象和方法1.1对象43例患者来自2004年10月-2005年4月在我院精神科门诊或住院的病人,均为首次发病,其中男26例,女17例,年龄29.4±7.6岁(范围18~45岁),病程1.3±0.9年(范围0.25~2.5年),其中偏执型17例,未分化型14例,单纯型8例,紧张型4例。入组标准:①符合CCMD-Ⅲ(中国精神疾病分类方案与诊断标准第三版);②未系统使用过抗精神病药物(指未服用或间断服用抗精神病药物的患者);…     

阴性、阳性精神分裂症患者听觉P300和抽象思维的比较研究

目的：比较阴性、阳性精神分裂症Ｐ３００、抽象思维能力的差异；探讨Ｐ３００能否从客观上反映抽象思维能力的水平。方法：２２例阴性、２７例阳性初发未服药的精神分裂症患者和１７例正常对照组，进行Ｐ３００、第四例外和Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ卡片分类测验。阴性、阳性组各１０例接受氯氮平治疗四周后，进行治疗前后的比较。结果：阴性组在Ｆｚ，Ｃｚ，Ｐｚ，Ｔ７，Ｔ８五个点的Ｐ３００波幅显著低于对照组，潜伏期明显长于正常对照组，阳性组在Ｃｚ，Ｐｚ点的Ｐ３００波幅低于正常对照组（Ｐ〈０．０５），Ｐ３００的波幅与潜伏期两组患者之间有显著差异（Ｐ〈０．０５）；治疗前后阴性组的Ｐ３００无明显变化（Ｐ〉０．０５），而阳性组变化显著（Ｐ〈０．０５）；阴性、阳性组患者第四例外、ＷＣＳＴ成绩明显低于正常对照组（Ｐ〈０．０５）。相关分析发现抽象思维能力的测     

非痴呆性血管性认知损害患者P300的临床研究

目的：观察不同病变部位非痴呆性血管性认知损害（vascular cognitive impairment of non-dementia,VCIND）患者的P300,研究其神经心理学损害特征及可能的病理生理机制,同时探讨P300对早期血管性认知损害（VCI）的诊断价值.方法：对20例皮质下缺血性VCIND患者、20例皮质缺血性VCIND患者及15例正常对照（NC）进行P300检测.结果：与NC组比较,皮质下缺血性VCIND组患者P300潜伏期延长[（366.85±26.43）ms vs（288.33±28.97）ms,P〈0.05],波幅降低[（9.46±1.47）μV vs （13.51±1.30）μV,P〈0.05] 与皮质缺血性VCIND组比较,皮质下缺血性VCIND组患者P300潜伏期延长[（366.85±26.43）ms vs（344.55±23.07）ms,P〈0.05],波幅比较差异无显著意义（P〉0.05）.结论：皮质下缺血性VClND组患者P300异常更为突出,与其神经心理学特征有关 P300潜伏期可能作为早期VCI的诊断参考指标之一.     

家兔佐剂性关节炎致疼痛前后听觉P300的变化

目的：探讨家兔佐剂性关节炎致疼痛前后听觉事件相关电位P300成分的变化。方法：分别记录日本大耳白兔注射弗氏佐剂前,注射弗氏佐剂后第7天、第21天用吗啡止痛前后的听觉P300和痛阈。结果：家兔注射佐剂后第7天和第21天痛阈下降,听觉P300潜伏期均较正常时明显延长;运用吗啡止痛治疗后,痛阈上升,潜伏期明显缩短。注射佐剂后第7天P300波幅较正常时明显降低;运用吗啡止痛治疗后,波幅明显增高。注射佐剂后第21天波幅较第7天明显增高。结论：佐剂性关节炎兔的听觉P300与疼痛程度密切相关。     

事件相关电位P300和人格的相关研究

目的 :探讨事件相关电位P30 0与气质性格量表 (theTemperatureandCharacterInventory,TCI )人格维度的关系。方法 :采用oddball作业和Cloninger的气质性格量表 (TCI)对 2 0名被试进行测量。结果 :P30 0的振幅与TCI的持续性、损害回避人格维度呈负相关 ,P30 0潜伏时与TCI的新奇性探求人格维度呈负相关。结论 :健康被试的人格维度与事件相关电位P30 0特征有一定相关