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基于鎖相值和圖論的腦功能網(wǎng)絡(luò)特征提取方法

作者:李明愛; 南琳; 孫炎珺 北京工業(yè)大學(xué)信息學(xué)部; 北京100124; 計(jì)算智能與智能系統(tǒng)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室; 京100124

摘要:目的為了研究大腦運(yùn)動(dòng)想象時(shí)腦功能網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)變化,并區(qū)分運(yùn)動(dòng)想象任務(wù),本文提出一種基于鎖相值和圖論的腦功能網(wǎng)絡(luò)特征提取方法。方法獲取Mu節(jié)律和Beta節(jié)律的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)(motor imagery electroencephalography,MI-EEG),計(jì)算任意兩導(dǎo)相同節(jié)律MI-EEG之間的鎖相值,分別構(gòu)建兩個(gè)節(jié)律的腦功能網(wǎng)絡(luò),并提取6種全局網(wǎng)絡(luò)特征參數(shù),對(duì)其歸一化處理后進(jìn)行串行融合獲得特征向量。最后以支持向量機(jī)作為分類器,采用10折交叉驗(yàn)證法,在BCI Competition III Data Sets IIIa數(shù)據(jù)集上對(duì)兩種運(yùn)動(dòng)想象任務(wù)進(jìn)行分類。結(jié)果相比于其他腦網(wǎng)絡(luò)特征提取方法,本文方法獲得了較高的識(shí)別率,最高識(shí)別率和平均識(shí)別率分別達(dá)到100.00%和83.33%。結(jié)論從腦功能網(wǎng)絡(luò)的角度,通過(guò)構(gòu)建Mu節(jié)律和Beta節(jié)律兩個(gè)運(yùn)動(dòng)節(jié)律MI-EEG的腦功能網(wǎng)絡(luò),提取多個(gè)反映大腦網(wǎng)絡(luò)整體信息的特征,相對(duì)于構(gòu)建單一運(yùn)動(dòng)節(jié)律MI-EEG的腦功能網(wǎng)絡(luò),提取單個(gè)網(wǎng)絡(luò)特征參數(shù),能夠有效改善運(yùn)動(dòng)想象任務(wù)的識(shí)別效果,為MI-EEG信號(hào)的特征提取方法提供了一種新的思路。

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北京生物醫(yī)學(xué)工程雜志

北京生物醫(yī)學(xué)工程雜志, 雙月刊,本刊重視學(xué)術(shù)導(dǎo)向,堅(jiān)持科學(xué)性、學(xué)術(shù)性、先進(jìn)性、創(chuàng)新性,刊載內(nèi)容涉及的欄目:論著、教學(xué)與科研管理、綜述、儀器維修等。于1981年經(jīng)新聞總署批準(zhǔn)的正規(guī)刊物。

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