利用用正则化Fisher线性判别分析脑电信号诊断自闭症(IJIGSP-V4-N3-6)
基于三维多分辨率模型与Fisher线性判别的人脸识别方法
基于三维多分辨率模型与Fisher线性判别的人脸识别方法谷春亮;尹宝才;孔德慧;胡永利
【期刊名称】《计算机学报》
【年(卷),期】2005(28)1
【摘要】提出了一种不同姿态和光照条件下的人脸识别方法,将三维多分辨率模型与Fisher线性判别结合起来.为了排除光照、姿态对人脸识别的影响,利用重采样技术构造了三维多分辨率模型,更快、更精确地提取人脸特征;同时结合Fisher线性判别,充分利用不同条件下的二维人脸图像信息,更有效地排除光照、姿态的影响.实验表明,三维多分辨率模型与Fisher线性判别相结合能够很好地适应外部条件的变化,提高了人脸识别的速度和效率.
【总页数】8页(P97-104)
【作者】谷春亮;尹宝才;孔德慧;胡永利
【作者单位】北京工业大学多媒体与智能软件技术实验室,北京,100022;北京工业大学多媒体与智能软件技术实验室,北京,100022;北京工业大学多媒体与智能软件技术实验室,北京,100022;北京工业大学多媒体与智能软件技术实验室,北
京,100022
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
【相关文献】
1.基于面部表情GEM和稀疏立方矩阵的三维人脸识别方法 [J], 易唐唐;董朝贤
2.基于深度学习的三维人脸识别方法研究 [J], 吴梦蝶
3.基于残差网络的三维人脸识别方法 [J], 张笑楠;张自友
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脑电信号的非线性动力学分析
脑电信号的非线性动力学分析刘桂珍;于影;李宪芝;闻邦椿【摘要】基于脑电信号的非线性特征,利用LILEY脑电信号动力学模型计算了相关维数和李亚普诺夫指数。
计算结果表明,当改变兴奋性神经元集群的兴奋性输入参数时,该EEG模型具有极限环、倍周期分岔、混沌等复杂的动力学行为,得出混沌存在于EEG模型中的结论。
%Based on the nonlinear characteristics of EEG signal, the correlation dimension and lyapunov index were calculated using LILEY EEG dynamics model.It is indicated that, when the input parameters of neu-ron cluster excitability is changed, the EEG model possesses such complex dynamical behaviors as the limit cy-cle, period-doubled bifurcation and chaos.It can be concluded that the chaos exists in the EEG model.【期刊名称】《佳木斯大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】4页(P581-583,587)【关键词】EEG模型;关联维数;李亚普诺夫指数;混沌【作者】刘桂珍;于影;李宪芝;闻邦椿【作者单位】佳木斯大学机械工程学院,黑龙江佳木斯 154007;佳木斯大学机械工程学院,黑龙江佳木斯 154007;佳木斯大学机械工程学院,黑龙江佳木斯154007;东北大学机械工程与自动化学院,辽宁沈阳 110004【正文语种】中文【中图分类】Q4240 引言脑电图是脑神经细胞电生理活动在大脑皮层的总体反映,它蕴含大量的生理和疾病信息,在临床医学中常作为某些脑疾病的诊断依据和提供辅助治疗的手段.在传统研究方法中,脑电信号被视为一种准平稳信号,通过谱分析、正交变换、逆滤波、神经网络等方法来分析脑电信号[1],虽取得一定的成效,但仍有许多不足.自1985 年Babloyantz[2]首次运用非线性动力学理论研究EEG(electroencephalogram)信号,得出人类在睡眠时EEG 信号处于混沌状态伊始,脑电信号的研究迅速进入到非线性动力学时代.EEG 信号起源于一个高度的非线性系统,基于人体自身生理信息的复杂程度和生命现象的多重耦合[3],利用非线性理论定量描述出脑电信号的复杂动力系统的演变信息,对于揭示生命体征更好的造福人类,具有重要意义.本文基于非线性动力学理论,对LILEY 建立的EEG 的动力学模型进行了相关维数和Lyapunov指数进行了计算,得出脑电信号具有混沌的结论.1 EEG 动力学方程LILEY 等人以人脑生理结构和医学解剖为基础,用非线性微分方程定义了脑神经元集群处于兴奋和抑制两种状态时的数学模型,其微分方程如方程组1[4]所示. 式(1)[5 ~15]中的1 ~2 个方程分别表述的是脑神经元集群处于兴奋型e 和抑制型i 两种状态时的平均膜电位he 和hi 随时间变化的函数关系;第3 ~6 个方程表述的是突触活动与时间的变化关系,其中Ijk(j,k=e,i)表示前者j 对后者k 的神经元作用;S 描述的是对应e,i 两类神经元细胞膜电位在等价平均点时放电率的函数关系;A 和B,a 和b 分别表示对应e,i 两类神经元集群的突触后膜电位峰值的振幅和突触速率常数;τe,τi 是两类神经元集群的细胞膜时间常数;her,hir 和heeq,hieq 分别表示e,i 两类神经元集群的静止和平衡电位;pe e,pie 和pie,pii 代表e,i 两类神经元输入.Nee,Nie 和Nei,Nii 分别表示e,i 两类神经元接受其他两类神经元集群传递信号的总数.式(2)中的q=e,i,是对式(1)中的函数S 量化关系的补充,hq 表示两种神经元集群的平均细胞膜电位he 和hi;qmax=emax,imax,代表两种神经元集群的最大阈值emax 和imax;θq 和sq 分别表示为对应于e,i 最大阈值时的电位值和标准偏差.其中,图1 兴奋型神经元集群平均膜电位he2 基本原理2.1 相关维数相关维数为非整数维数是数值识别混沌运动的一种判据.本文采用Grassberger 和Procaccia 在1983 年提出的针对时间序列计算吸引子维数的方法[10].其目的是求出距离接近重构相空间中的点占其重构空间中的比重.其计算方法如下[11]:(1)对一个离散时间序列{x(t)},先以嵌入维数m 和时间延迟τ 重构,重构后空间中的一个点可表示为(2)计算相关积分C(r).设重构空间中有N个点,r 为两两配对点对之间任意两个向量之间的距离,C(r)是满足|Xi-Xj|<r 的点对数目的概率,其计算公式如下:式(4)中,M 表示在m 维空间中向量点的个数,H 是阶跃函数,|Xi-Xj|表示相空间中任意两个向量点之间的距离.(3)做logr-logC(r)二维曲线.(4)计算相关维数D2.将(3)所做曲中近似线性部分拟合成直线,求该直线的斜率,即为相关维数D2 的估计值.用公式表示即为:图2 兴奋型神经元集群细胞膜电位的相关维数图3 兴奋型输入pee 作参数的EEG 分岔图2.2 Lyapunov 指数混沌运动的另一种判据是Lyapunov 指数为正数.求解最大的Lyapunov 指数的方法如下:(1)在m 维相空间重构中找到n 个向量点,得到的向量集记为(2)计算该向量两点间最近的距离记为d1:(3)取时间步长Δt,建立一个新向量,找出与新向量最近的向量距离d2,定义该时间段内系统的指数增长率λ1,则(4)重复以上的过程,计算出所有的λi 值,取λi 的平均值即为Lyapunov 指数估计值,记为L1,则(5)增加嵌入维数m,重复步骤(2)~(4),当L1 随嵌入维数m 的改变趋于稳定,即为所求Lyapunov 指数.图4 兴奋型输入Pee 作参数时LLE 变化图3 数值仿真对模型(1)作降维处理,得到10 个一阶常微分方程.模型(1)中参数分别取a=0.49ms-1,b=0.592ms-1,A=0.81mV,B =4.85mV,emax=imax=0.5ms-1,heeq =45mV,her =hei =-70mV,hieq=-90mV,Nee=Nei=3034,Nie=Nii=536,pie=pii =0ms-1,se=si=5mV,pei=11.9ms-1,θe=θi=-50mV,τe=9ms,τi =39ms[7].当pee=12.9ms1 时,选取迭代步长0.01,时间长度1000,迭代点数为100000,为减少初值对系统的影响,舍弃前10000 个点.he 是大脑皮层某局部区域兴奋性神经元集群的平均膜电位,它与EEG信号成正比[9].图1 是he 的信号波形.4 结论(1)模型(1)的动力学行为主要是由控制参数pee 和pei 决定的[6,7].(2)图2 表明,对he 信号做关联积分,当嵌入维数m=8 时,求出关联维数D2=1.7,关联维数的非整数,证明脑电信号呈现混沌状态.(3)由数值仿真图3 可见,当改变兴奋性神经元集群兴奋性输入参数pee 值时,EEG 经历了稳定周期→两倍周期→倍周期分岔→混沌→半周期分岔→稳定的变化历程,结合图3 和图4,pee ∈[13.1ms-1,13.6ms-1]附近,出现周期窗. (4)图4 表明,最大Lyapunov 指数LLE 值出现在pee ∈(12.64,14.36)内,且为正数,证明脑电信号呈现混沌状态.以上分析说明,EEG 的非线性特征与输入不同的电信号有关.在一定参数区间内,大脑呈现混沌状态.参考文献:[1]孟欣,欧阳楷.脑电信号的几个非线性动力学分析方法[J].北京生物医学工程,1997,16(3):135-139.[2] Bab loyantz A,Salazar JM,N icolisc Eviclence of Chaotic Dynma Ics of Brain Activity During The Sleep Cycle[J].Physics letters A,1985,111(3):152-156.[3]缪经良.振动与波利用技术的新进展[M].沈阳:东北大学出版社,2000. [4] LILEY D T J,CADUSCH P J,DAFILIS M P.A Spatially Continuous Field Theory of Electrocortical Activity[J].Computation in Neural Systems,2002,13(1):67-113.[5]刘桂珍;刘丽群;于影;闻邦椿.非线性振动理论在脑电信号分析中的应用[J].中国工程机械学报,2012,2.[6]李春胜王宏,赵海滨等.EEG 模型的混沌动力学特性研究[J].系统仿真学报,2010,22(10):2262-2264.[7]王兴元;谭贵霖.Liley 模型的模拟EEG 信号的非线性预测和分析[J].计算物理,2007,(09).[8]王兴元,骆超,谭贵霖.EEG 动力学模型中混沌现象的研[J].生物物理学报,2005,(09).[9]向学勤;庞全;范影乐;薛凌云.EEG 动力学模型中随机共振现象的仿真研究[J].系统仿真学报,2008,(08).[10] KORN H,FAURE P.Is There Chaos in the Brain?II.Experimental Evidence and Related Models[J].Comptes Rendus Biologies(S1631-0691),2003,326(9):787-840.[11] GRASSBERGERP.Characterization of strange.attrators[J].Physial Review Letters,1983,50(5):346-349.[12]黄小娜;张军英.;癫痫脑电信号的非线性分析方法[J].河西学院学报,2010,(04).[13]徐琳,许百华.非线性动力学脑电信号分析方法的研究与应用[J].心理科学,2005,(05).[14]李春胜,王宏,赵海滨,等.脑电混沌维数复杂度连续检测方法的研究[J].中国生物医学工程学报,2009,(12).[15]袁野.癫痫脑电的非线性方法分析[D].长春:吉林大学,2009.。
Fisher综合征临床诊疗分析
Fisher综合征临床诊疗分析1. 引言1.1 Fisher综合征的概述Fisher综合征是一种罕见的自身免疫性疾病,属于吉兰-巴雷综合征(GBS)的一个亚型。
该病于1956年由美国神经学家Fisher首次报道,故得名Fisher综合征。
其主要特点是急性起病,以共济失调、眼外肌麻痹和腱反射消失为临床特征。
该病多发生于青壮年,男性略多于女性,四季均可发病。
1.2 临床诊疗的意义与目的Fisher综合征作为一种严重的神经系统疾病,若不及时诊断和治疗,可能导致患者死亡或遗留严重后遗症。
因此,提高临床医生对Fisher综合征的认识,做到早期诊断、合理治疗,对于降低患者死亡率、改善患者预后具有重要意义。
临床诊疗的目的主要包括:明确诊断、评估病情严重程度、制定合理的治疗方案、预防并发症、改善患者预后。
1.3 文献综述近年来,国内外学者对Fisher综合征进行了大量研究,取得了显著进展。
研究内容主要包括病因与发病机制、临床表现、诊断方法、治疗策略及预后等方面。
这些研究成果为临床医生提供了宝贵的理论依据和诊疗经验,有助于提高Fisher综合征的诊疗水平。
然而,由于Fisher综合征的病因和发病机制尚未完全阐明,仍需进一步深入研究,以期为临床诊疗提供更多依据。
2. Fisher综合征的病因与发病机制2.1 病因分析Fisher综合征是一种罕见的自身免疫性疾病,主要表现为共济失调、眼外肌麻痹以及腱反射消失三联征。
其病因尚不完全明确,但研究表明,Fisher综合征可能与以下因素有关:1.遗传因素:部分患者存在家族聚集现象,提示遗传因素可能在其发病中起一定作用。
研究发现,某些人类白细胞抗原(HLA)基因型与Fisher综合征的发病风险相关。
2.环境因素:某些病毒感染(如巨细胞病毒、EB病毒等)和细菌感染可能与Fisher综合征的发病有关。
此外,某些药物、疫苗接种等也可能诱发该病。
3.免疫异常:Fisher综合征患者体内存在自身免疫反应异常,导致自身抗体攻击神经系统,特别是神经肌肉接头部位。
Bagging RCSP脑电特征提取算法
Bagging RCSP脑电特征提取算法张毅;罗久飞;蔡军;尹春林【期刊名称】《自动化学报》【年(卷),期】2017(043)011【摘要】正则化共空间模式(Regularized common spatial pattern,RCSP)解决了共空间模式(Common spatial pattern,CSP)对噪声敏感的问题,但它在小样本脑电数据集中的表现并不理想,针对上述问题,本文提出了Bagging RCSP (BRCSP)算法,通过Bagging方法重复选取训练数据来构造一个个包,并提取RCSP特征,再利用线性判别分析(Linear discriminantanalysis,LDA)将特征向量映射到低维空间中,最后采用最近邻(Nearest neighborhood classifier,NNC)算法判定分类结果,线下实验证明,相比较聚合正则化共空间模式(RCSP with aggregation,RCSP-A),BRCSP的平均准确率提高了2.92%,且方差更小,鲁棒性更好.最后,在智能轮椅平台上,10位受试者利用BRCSP算法实现左右手运动想象脑电信号控制轮椅完成"8"字形路径的实验,证明了该算法在脑电信号特征提取中的有效性.%The regularized common spatial pattern (RCSP) has solved the problem that the common spatial pattern (CSP)is sensitive to noise. However,its performance on small sample of electro encephalon graph(EEG)data set is not ideal. To deal with this problem, a Bagging RCSP (BRCSP) algorithm is proposed, which divides training samples into packets and extracts RCSP features by Bagging to choose training packets. Furthermore, the feature vector is projected into the lower space with linear discriminant analysis(LDA)and a classification algorithm based on nearest neighborhood classifier(NNC)isadopted. Compared to RCSP with aggregation(RCSP-A),the accuracy of BRCSP increases by 2.92 % in average and the variance is smaller and has better robustness. Results of the experiment,in which 10 subjects control an intelligent wheelchair of a fixed"8"glyph trajectory, demonstrate that the BRCSP is effective in the EEG feature extraction.【总页数】7页(P2044-2050)【作者】张毅;罗久飞;蔡军;尹春林【作者单位】重庆邮电大学先进制造工程学院重庆 400065;重庆邮电大学自动化学院重庆 400065;重庆邮电大学自动化学院重庆 400065;重庆邮电大学先进制造工程学院重庆 400065【正文语种】中文【相关文献】1.基于感兴趣脑区LASSO-Granger因果关系的脑电特征提取算法 [J], 佘青山;陈希豪;高发荣;罗志增2.脑-机接口中基于相似关系的MR Ps双滤波特征提取算法 [J], 刘美春3.基于脑电信号的ILDB情感特征提取算法 [J], 时文飞;叶西宁4.基于小波包和共同空间模型的运动想象脑电信号特征提取算法 [J], 高枫; 鲁昊; 高诺5.一种重复二分CSP 4类运动想象脑电信号特征提取算法 [J], 郑戍华;闫琛;王向周因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于改进CSSD的脑电信号特征提取方法
基于改进CSSD的脑电信号特征提取方法李明爱;陆婵婵;杨金福【期刊名称】《北京工业大学学报》【年(卷),期】2013(039)007【摘要】针对脑-机接口系统在训练样本较少的情况下,存在脑电(EEG)信号特征值稳定性低、特征向量区分度差等不足,提出一种脑电特征提取方法,即正则化共空域子空间分解法(R-CSSD).该方法在传统共空域子空间分解(CSSD)算法的基础上引入正则化思想,通过正则化参数将目标实验者的训练数据与其他实验者(称为辅助实验者)的同类型训练数据进行有效结合,以构造正则化空间滤波器,完成对目标实验者运动想象EEG信号的特征提取,并进一步选用K近邻(KNN)算法实现脑电数据的分类.实验结果表明:在小训练样本情况下,R-CSSD方法有效提高了脑电信号特征值的稳定性,在提高分类正确率、降低时间消耗方面具有良好的性能.【总页数】8页(P1021-1028)【作者】李明爱;陆婵婵;杨金福【作者单位】北京工业大学电子信息与控制工程学院,北京 100124;北京工业大学电子信息与控制工程学院,北京 100124;北京工业大学电子信息与控制工程学院,北京 100124【正文语种】中文【中图分类】R318【相关文献】1.基于盲源分离的运动想象脑电信号特征提取方法的研究 [J], 张立国;张玉曼;金梅;于国辉2.基于局部均值分解和多尺度熵的运动想象脑电信号特征提取方法 [J], 邹晓红;张轶勃;孙延贞3.基于HHT和CSSD的多域融合自适应脑电特征提取方法 [J], 李明爱;崔燕;杨金福;郝冬梅4.基于非线性动力学的八类运动想象脑电信号特征提取方法研究 [J], 田敏婷;商玉林;陈珊5.基于改进CSSD的运动想象脑电信号特征提取 [J], 张毅;梅彦玲;罗元因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于Fisher判别稀疏超限学习机的脑电分类方法[发明专利]
专利名称:基于Fisher判别稀疏超限学习机的脑电分类方法专利类型:发明专利
发明人:佘青山,陈康,席旭刚,蒋鹏
申请号:CN201711373996.0
申请日:20171219
公开号:CN108122004A
公开日:
20180605
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明提出一种基于Fisher判别稀疏超限学习机的脑电分类方法。
首先依据Fisher判别准则训练出一个结构化字典,其次根据这个字典获得更有区分性的稀疏系数进行信号重构,得到更有效的特征信号,然后利用超限学习机算法对新的特征信号进行分类,从而提高多运动想象任务分类的准确性。
该方法在脑‑机接口领域具有广阔的应用前景。
申请人:杭州电子科技大学
地址:310018 浙江省杭州市下沙高教园区2号大街
国籍:CN
代理机构:杭州君度专利代理事务所(特殊普通合伙)
代理人:朱月芬
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基于核正则化Fisher判据的故障诊断
Fa l a n s s Ba e n K e n lRe u a i e s e s r m i a u tDi g o i s d o r e g l rz d Fi h r Di c i n nt
[ b ta t i e s r n n ay i F A) s d l u e i n in l yr d cint c n q efrfut ig o i i d sr rc s .Ke n l A s c]F s r c i a t r h Di mi An ls ( D s i awiey s ddme s ai e u t h iu l da n s i u typ o e s o t o e o a sn n re
文献标识码: A
中 图分类号: 27 T 7 P
基 于核 正 则 化 F s e 判 据 的 故 障 诊 断 ih r
于春梅 , 潘 泉 , 程 咏梅 , 张 洪 才
( 西北 T 业 大 学 自动 化 学 院 , 安 7 0 7 ) 两 10 2
摘
要 : i e 判 据 分 析 ( D 是 工业 过 程 故 障 诊 断的 常 用降 维 算 法 , 其 无 法提 取 数 据 中 的 非 线 性 关 系。基 于核 的 F A( DA) 对 F Fs r h F A) 但 D KF 是 DA
1 概 述
F s e 判 据 分 析 ( i e s r n n ay i, DA) i r h F s rDi i a tAn ls F h c mi s 是
一
( n ese at n 数据[ Ten se s E ma ) 进行 了仿 真 。
fisher判别函数
Fisher判别函数,也称为线性判别函数(Linear Discriminant Function),是一种经典的模式识别方法。
它通过将样本投影到一维或低维空间,将不同类别的样本尽可能地区分开来。
一、算法原理:Fisher判别函数基于以下两个假设:1.假设每个类别的样本都服从高斯分布;2.假设不同类别的样本具有相同的协方差矩阵。
Fisher判别函数的目标是找到一个投影方向,使得同一类别的样本在该方向上的投影尽可能紧密,而不同类别的样本在该方向上的投影尽可能分开。
算法步骤如下:(1)计算类内散度矩阵(Within-class Scatter Matrix)Sw,表示每个类别内样本之间的差异。
Sw = Σi=1 to N (Xi - Mi)(Xi - Mi)ᵀ,其中Xi 表示属于类别i 的样本集合,Mi 表示类别i 的样本均值。
(2)计算类间散度矩阵(Between-class Scatter Matrix)Sb,表示不同类别之间样本之间的差异。
Sb = Σi=1 to C Ni(Mi - M)(Mi - M)ᵀ,其中 C 表示类别总数,Ni 表示类别i 中的样本数量,M 表示所有样本的均值。
(3)计算总散度矩阵(Total Scatter Matrix)St,表示所有样本之间的差异。
St =Σi=1 to N (Xi - M)(Xi - M)ᵀ(4)计算投影方向向量w,使得投影后的样本能够最大程度地分开不同类别。
w= arg max(w) (wᵀSb w) / (wᵀSw w),其中w 表示投影方向向量。
(5)根据选择的投影方向向量w,对样本进行投影。
y = wᵀx,其中y 表示投影后的样本,x 表示原始样本。
(6)通过设置一个阈值或使用其他分类算法(如感知机、支持向量机等),将投影后的样本进行分类。
二、优点和局限性:Fisher判别函数具有以下优点:•考虑了类别内和类别间的差异,能够在低维空间中有效地区分不同类别的样本。
fisher判别法
fisher判别法Fisher判别分析的基本思想:选取适当的投影方向,将样本数据进行投影,使得投影后各样本点尽可能分离开来,即:使得投影后各样本类内离差平方和尽可能小,而使各样本类间的离差平方和尽可能大。
为了克服“维数灾难”,人们将高维数据投影到低维空间上来,并保持必要的特征,这样,一方面数据点变得比较密集一些,另一方面,可以在低维空间上进行研究。
fisher判别法是判别分析的方法之一,它是借助于方差分析的思想,利用已知各总体抽取的样品的p维观察值构造一个或多个线性判别函数y=l′x其中l= (l1,l2…lp)′,x= (x1,x2,…,xp)′,使不同总体之间的离差(记为B)尽可能地大,而同一总体内的离差(记为E)尽可能地小来确定判别系数l=(l1,l2…lp)′。
数学上证明判别系数l恰好是|B-λE|=0的特征根,记为λ1≥λ2≥…≥λr>0。
所对应的特征向量记为l1,l2,…lr,则可写出多个相应的线性判别函数,在有些问题中,仅用一个λ1对应的特征向量l1所构成线性判别函数y1=l′1x不能很好区分各个总体时,可取λ2对应的特征向量l′2建立第二个线性判别函数y2=l′2x,如还不够,依此类推。
有了判别函数,再人为规定一个分类原则(有加权法和不加权法等)就可对新样品x判别所属。
Fisher判别法是根据方差分析的思想建立起来的一种能较好区分各个总体的线性判别法,由Fisher在1936年提出。
该判别方法对总体的分布不做任何要求。
Fisher判别法是一种投影方法,把高维空间的点向低维空间投影。
在原来的坐标系下,可能很难把样品分开,而投影后可能区别明显。
一般说,可以先投影到一维空间(直线)上,如果效果不理想,在投影到另一条直线上(从而构成二维空间),依此类推。
每个投影可以建立一个判别函数。
阿尔茨海默病脑电信号识别技术研究
阿尔茨海默病脑电信号识别技术研究阿尔茨海默病是一种神经系统退行性疾病,具有进展性和不可逆转性。
患者常常表现为认知能力下降、记忆力减退、空间定向能力下降等症状。
这种疾病对患者来说,是极度痛苦的,也会对患者的家庭和社会带来很大的负担。
现代医学研究顺应了信息化的浪潮,利用技术手段对阿尔茨海默病脑电信号进行识别,已成为解决这个问题的手段之一。
识别阿尔茨海默病脑电信号技术,是基于脑电信号的研究,在保证患者脑电活动安全的前提下,将脑电信号进行分析处理,进而对患者的神经状态进行评估。
因为阿尔茨海默病患者的脑电信号会呈现出明显的差异,与健康人的脑电信号存在巨大的区别,所以该技术可以精准地判断出患者是否患病。
该技术的应用正在逐渐被寻找。
最常见的处理方式是运用机器学习算法,将大量的脑电信号数据进行分类、整理和分析,建立基于数据集的模型。
该模型在学习了大量的数据后,能够更加精准地识别阿尔茨海默病脑电信号,减少误判率,进一步提高疾病的诊断精度。
在该技术的研究过程中,需要将脑电信号进行采集、处理、标准化,再把它们输入到机器学习算法中进行分类与分析。
在数据采集方面,需要选择脑电信号的采集器,并保证采集安全和精度。
为了应对数据缺乏的问题,研究者们也试图使用数据合成技术,将数据集的样本数量逐渐扩充,以提高模型的可信度。
阿尔茨海默病脑电信号识别技术的研究在近年来迅速发展,模型的精度也在不断提升。
但在真正将该技术应用到诊断监测过程中还有很多问题需要解决。
比如,如何更好地选择脑电信号的处理方法,如何选定最佳算法模型等等,这些都是需要进一步考虑的问题。
当然,在研究技术的时候,我们也必须注意到这项技术的潜在的风险和不足,以及完成该技术的高成本和复杂性。
该技术的最终实施结果必须是基于系统性和科学性的研究成果。
总而言之,阿尔茨海默病脑电信号识别技术的研究正处于起步阶段,尽管它正在逐步成为诊断该疾病的手段之一,但是在技术的应用和实施时还有很多问题和限制需要解决。
《具有L_q-正则项的稀疏线性判别分析及主成分分析》范文
《具有L_q-正则项的稀疏线性判别分析及主成分分析》篇一一、引言随着数据科学的迅猛发展,如何有效提取并理解大规模数据集中的关键信息已成为关键研究问题。
为此,统计学习和机器学习领域提出了一系列算法,其中包括线性判别分析(LDA)和主成分分析(PCA)。
这两种方法均被广泛应用于降维、分类以及特征提取等任务中。
本文旨在探讨在LDA和PCA中引入L_q-正则项的稀疏性分析,以提升算法的准确性和效率。
二、LDA与PCA的背景及原理线性判别分析(LDA)是一种监督学习方法,旨在找到一个投影方向,使得同类样本投影后的距离尽可能近,而不同类别的样本投影后的距离尽可能远。
主成分分析(PCA)则是一种无监督学习方法,其目标是找到一组正交基向量,通过这组正交基向量可以将原始数据映射到新的空间,以保留数据的最大方差性。
三、L_q-正则项的引入在许多情况下,为了降低模型的复杂度,提高模型的泛化能力,我们需要在优化问题中加入正则项。
L_q-正则项是一种常用的正则项,其可以有效地实现特征的稀疏性。
当q=1时,L_q-正则项即为L_1正则项,它能够产生稀疏解,使得部分系数变为零;当q=2时,则为L_2正则项,其可以防止过拟合。
在LDA和PCA中引入L_q-正则项,可以使得模型在保持原有性能的同时,更加关注于重要的特征,降低对噪声特征的依赖性。
四、具有L_q-正则项的稀疏线性判别分析在具有L_q-正则项的稀疏LDA中,我们通过在LDA的优化问题中加入L_q-正则项来提升模型的泛化能力。
具体而言,我们通过最小化带标签数据的投影方差和类间散度之比的同时,还最小化特征系数的L_q范数。
这样不仅可以使得同类样本的投影距离更近,不同类别的样本投影距离更远,还可以实现特征的稀疏性。
五、具有L_q-正则项的稀疏主成分分析在具有L_q-正则项的稀疏PCA中,我们在PCA的基础上引入了L_q-正则项。
在寻找主成分的过程中,除了要最大化投影后方差的方差之外,还需要最小化主成分系数的L_q范数。
基于样本熵的运动想象脑电信号特征提取与分类方法
基于样本熵的运动想象脑电信号特征提取与分类方法作者:马满振来源:《山东工业技术》2017年第07期摘要:脑-机接口是一种允许人脑与外部接口直接交流的系统,它通过识别不同思维下的脑电信号,并将其转换为控制信号,来实现意念控制。
传统的基于EEG信号频域特性进行特征提取的方法无法达到高分类正确率的要求[1]。
本文提出基于小波变换与样本熵的运动想象脑电信号特征提取方法。
分析了左右手运动想象EEG信号样本熵的动态变化规律及其神经电生理意义。
最后利用Fisher线性判别式进行了左右手运动想象脑电的分类,得到了较好的分类结果,平均最大分类正确率达到了90.3%,证明了该方案具有很大的可行性和实用价值。
关键词:脑机接口;运动想象;小波变换;样本熵DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.2621 引言脑-机接口(Brain-Computer Interface,BCI)是一种允许人脑与外部接口直接交流的一种系统[2]。
BCI通过实时测量与使用者意图相关的大脑活动,并将这个活动转化为相应的控制信号,从而达到对设备实时控制的目的[3]。
BCI最终的目标是形成更加自然顺畅的人-机交流方式,这对某些特殊环境中的外部设备操控人员(如坦克操控人员、潜水员、宇航员等)来说,可以增加人员对专用设备的特殊控制技能,同时还可以达到减少人员工作量,提高工作效率和控制精度等效果。
基于左右手运动想象脑电的BCI,其实现最为关键的环节是脑电信号的特征提取。
目前的特征提取方法主要有自回归(AR)模型[4]、功率谱估计[5]、小波变换[6]等。
AR模型和功率谱估计属于频域分析法,无法很好的表征EEG信号的时域信息;小波变换属于时频分析法,虽然可以同时分析信号的时域和频域信息,但不能同时在时域和频域有高的分辨率。
因此,寻找更加有效的左右手运动想象脑电特征对于改善BCI性能是非常有意义的。
本研究提出了将小波与样本熵结合进行EEG信号特征提取,首先利用小波对EEG原始信号进行去噪,然后采用非线性动力学参数“样本熵”作为脑电特征进行分类。
fisher判别式 -回复
fisher判别式-回复【Fisher判别式】一种经典的模式分类方法在机器学习领域,有很多用于模式分类的方法,其中之一就是Fisher判别式。
Fisher判别式是通过线性变换将样本投影到低维空间中,从而实现样本分类的一种方法。
本文将详细介绍Fisher判别式的原理和步骤,并解释该方法在实际应用中的意义。
一、Fisher判别式的原理Fisher判别式的思想是通过找到一个投影方向,使得在该方向上不同类别的样本具有最大的类间距离(即类别间的差异最大),同时最小化类内的方差(即类别内的相似性最小)。
通过这样的投影,我们可以将高维的数据映射到低维的空间中,从而方便进行分类。
具体而言,Fisher判别式考虑了两个指标:类间散度矩阵和类内散度矩阵。
类间散度矩阵衡量的是不同类别之间的差异,而类内散度矩阵则衡量的是同一类别内样本的相似程度。
通过最大化类间散度矩阵与最小化类内散度矩阵的比值,我们可以得到Fisher判别式。
二、Fisher判别式的步骤1. 数据预处理:首先,我们需要收集样本数据,确保该数据集包含了不同的类别。
在收集样本数据后,我们需要对其进行预处理,包括特征选择和数据标准化等操作,以确保数据符合Fisher判别式的前提条件。
2. 计算类内散度矩阵和类间散度矩阵:在第一步的基础上,我们需要计算类内散度矩阵和类间散度矩阵。
类内散度矩阵可以通过计算各类别样本的协方差矩阵并进行加权求和得到,而类间散度矩阵可以通过计算不同类别之间均值差的协方差矩阵得到。
3. 计算投影方向:接下来,我们需要计算投影方向。
这可以通过求解广义特征值问题来实现,其中需要同时考虑类内散度矩阵和类间散度矩阵。
通过求解该特征值问题,我们可以得到投影方向。
4. 数据投影和分类:最后,我们需要将原始数据投影到低维空间中,并进行分类预测。
对于新的样本数据,我们可以使用投影方向将其映射到低维空间,并使用训练得到的分类器对其进行分类。
三、Fisher判别式的应用意义Fisher判别式在实际应用中具有广泛的应用意义。
基于Fisher距离的新型脑机接口分类器
基于Fisher距离的新型脑机接口分类器
张旭秀;陈坚
【期刊名称】《大连交通大学学报》
【年(卷),期】2010(031)001
【摘要】提出基于Fisher距离测度的线性分类器符合统计学习理论框架的观点,结合主分量分析和遗传算法提出一种基于结构风险最小化(Structural Risk Minimization,简称SRM)归纳原则的分类器设计方法.通过对比遗传算法和穷举法的运算量,阐明所提出的特征提取方法在采用Fisher线性分类器分类时的优势.最后采用所提出的基于SRM归纳原则的方法对一组人脑慢皮层电位数据进行了分类仿真实验,并将结果与该组数据竞赛优胜者的结果进行了对比,性能得到了明显提高.【总页数】4页(P104-107)
【作者】张旭秀;陈坚
【作者单位】大连交通大学电气信息学院,辽宁,大连,116028;大连交通大学电气信息学院,辽宁,大连,116028
【正文语种】中文
【中图分类】R318
【相关文献】
1.基于Fisher准则和贝叶斯分类器的藏文WEB文档分类算法 [J], 安见才让
2.基于多尺度小波变换和加权Fisher线性分类器的离线签名认证 [J], 曾晓云
3.最小距离分类器的改进算法--加权最小距离分类器 [J], 任靖;李春平
4.基于边际Fisher准则和迁移学习的小样本集分类器设计算法 [J], 舒醒;于慧敏;郑伟伟;谢奕;胡浩基;唐慧明
5.基于Fisher准则的分类器在皮革正反面分类中的应用 [J], 崔扬;周泽魁
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脑电信号的特征提取与分类
摘要脑-机接口(Brain-Computer Interface,BCI)可以不依赖外周神经与肌肉组织,把大脑与外界设备连接起来,建立起一条全新的、独立的信息传输通道。
以便于直接控制外界设备,为一些障碍患者提供正常的运动能力,提高他们的生活质量。
其中,脑电信号(electroencephalogram,EEG)的提取是脑机接口技术的关键,本文对脑电信号进行研究,具体如下:(1)通过设备完成脑电信号提取时信号中通常含有噪声,含有噪声的信号不能进行直接分析和使用,因此需要对其进行去噪处理,在本文中采用两种方式进行去噪,分别为硬阈值去噪与软阈值去噪。
在进行去噪之前分别进行了两层和三层的分解实验,并对两种结果进行比较最终选择两层小波分解进行处理。
最终对硬阈值和软阈值两种去噪方法进行了实验,对实验所得到的信噪比和均方根误差数据进行比较,选用软阈值去噪方法。
(2)由于EEG信号非线性且平稳性不足等特征,在本文对比了小波变换和模糊熵在对信号进行处理时的优势和劣势,结合两种方法对脑电信号特征进行提取,首先对受试者a的C3通道和C4通道所采集的数据进行小波分解处理,随后根据不同层频带提取对应节律,在完成小波分解之后将数据采用模糊熵方法实现特征提取。
本文的实验结果表明,提取的特征重叠较少,有助于后续进行脑电信号的分类。
(3)就脑电信号的分类而言,在本文中利用当前较为成熟的神经网络以及支持向量机等方法,选择合适的核函数后利用Matlab2019a中的工具箱完成信号的处理和分类,分类结果证明,本文所采用的信号分类方法精确度为61%,达到预期要求,具有良好的分类效果。
关键词:脑电信号;软阈值;小波变换;模糊熵;AbstractBrain-Computer Interface (BCI) can connect the brain with external devices without relying on peripheral nerves and muscle tissue, and establish a new and independent information transmission channel. In order to directly control the external equipment, provide normal exercise capacity for some disabled patients and improve their quality of life. Among them, the extraction of electroencephalogram (EEG) is the key to brain-computer interface technology. This paper studies EEG signals as follows:(1) When the EEG signal is extracted by the device, the signal usually contains noise, and the signal containing noise cannot be directly analyzed and used. Therefore, it needs to be denoised. In this paper, two methods are used for denoising. Hard threshold denoising and soft threshold denoising. Two and three layers of decomposition experiments were performed before denoising, and the two results were compared and finally two layers of wavelet decomposition were selected for processing. Finally, two denoising methods, hard threshold and soft threshold, were tested. The signal-to-noise ratio and root mean square error data obtained by the experiment were compared, and the soft threshold denoising method was selected.(2) Due to the nonlinearity and lack of stationarity of the EEG signal, the advantages and disadvantages of wavelet transform and fuzzy entropy in the processing of signals are compared. Combining the two methods to extract the characteristics of EEG signals, firstly The data collected by the C3 channel and the C4 channel of the tester a is subjected to wavelet decomposition processing, and then the corresponding rhythm is extracted according to different layer bands. After the wavelet decomposition is completed, the data is extracted by the fuzzy entropy method. The experimental results in this paper show that the extracted features are less overlapping, which is helpful for the subsequent classification of EEG signals.(3) In terms of the classification of EEG signals, in this paper, the current matureneural network and support vector machine are used to select the appropriate kernel function and then use the toolbox in Matlab2019a to complete the signal processing and classification. It is proved that the accuracy of the signal classification method used in this paper is 61%, which meets the expected requirements and has a good classification effect.Keywords: electroencephalogram; soft threshold; wavelet transform;fuzzy entropy目录第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2.1 BCI系统的组成 (2)1.2.2 BCI系统的分类 (3)1.3 国内外研究现状及存在问题 (4)第2章脑电信号 (6)2.1 脑电信号概述 (6)2.1.1 脑电信号的产生机理 (6)2.1.2 脑电信号的特点与分类 (6)2.2 脑电信号分析方法 (7)2.2.1 时域分析 (7)2.2.2 频域分析 (7)2.2.3 时频分析 (8)2.2.4 多维统计分析 (8)2.2.5非线性动力学分析 (8)2.3 本章小结 (8)第3章脑电信号的预处理 (9)3.1 常用的脑电信号去噪方法 (9)3.1.1 希尔伯特黄变换 (9)3.1.2 独立分量分析 (10)3.1.3 小波分析 (10)3.2 小波阈值去噪 (10)3.2.1 硬阈值、软阈值和Garrote阈值去噪 (10)3.2.2 小波分解的层数确定 (10)3.2.3 实验结果与分析 (12)3.3 本章小结 (13)第4章脑电信号的特征提取 (1)4.1 基于小波变换和模糊熵的特征提取 (15)4.1.1 小波变换原理 (15)4.1.2 模糊熵理论 (17)4.1.3 基于小波变换和模糊熵的特征提取 (18)4.2 本章小结 (19)第5章脑电信号的分类 (20)5.1 常用分类方法 (20)5.2 支持向量机 (21)5.2.1 线性支持向量机 (21)5.2.2非线性支持向量机 (22)5.3 SVM分类结果 (23)5.4 本章小结 (23)第6章总结和展望 (24)6.1全文总结 (24)6.2未来展望 (25)致谢 (27)参考文献 (28)第1章绪论1.1引言大脑作为神经系统最高级的部分,人们的生理功能、心理活动都离不开大脑,其作为中心枢纽控制着人类的思想、行为、情绪等活动,当接收到外部环境的刺激时,大脑会进行分析处理,再通过神经肌肉通路,与外界进行信息交流。
基于隐马尔可夫模型的脑电信号检测不同脑部疾病(IJIGSP-V11-N10-3)
Detection of Different Brain Diseases from EEG Signals Using Hidden Markov Model
Md. Hasin R. Rabbani, Sheikh Md. Rabiul Islam Department of Electronics & Communication Engineering, Khulna university of
detect the brain diseases from EEG signals by an HMM
probabilistic model. This HMM model is built with a
given initial probability matrix of five different states,
in the various fields of bioinformatics, data mining, pattern recognition, data analysis, wireless networks etc. Some notable works in recent times are protein secondary structure prediction based on a HMM model for data mining [1], offline recognition cursive of Arabic handwritten text without explicit segmentation [2], muscle-computer interface based on HMM state transitions which uses ultrasound sensing [3], action recognition by Gaussian-Mixture HMM (GMM-HMM) model which yields a greater recognition accuracy [4].
Fisher判别分析
机器学习笔记-----Fisher 判别式本文申明:本系列文章为本人原创,如有转载请注明文章原地址。
今天我们机器学习老师在说到周志华老师的《机器学习》这本书的时候,p60页讲到了LDA ,但是其中的公式推导省略了很多,现在我来补充一下。
一:LDA 的思想给定两个数据集一个是XX 一个是OO ,然后我们把XXOO 投影到一条直线上,但是啊,这个人是很坏的,人家XXOO 本来想分配到一起,但是你非要让人家两类离得越远越好,相同的呢离得越近越好,美其名:异性只是繁衍,同性才是真爱。
哎,你说这不是泯灭人性么,好吧,我们先不扯蛋了。
说正题:1.1首先我们定义m i ,它表示这个i 类样本d 维空间的均值。
也就是这个分别代表类xx 和oo 。
m i 表示如下。
1i x i m X n δ∈=∑那么我们既然知道了这个,我们是不是也要找一个投影到这条直线上的代表点啊,所以就有了:*11T T i i y i y i m y w X W m n n γγ∈∈===∑∑那么现在我们就可以知道两个分类之间的距离了:**1211||||||()||T m m W m m -=-从上述式子我们可以看出,改变直线的斜率,也就是方向,可以改变两者之间的大小。
刚刚我们说了我们的准则就是让类内之间的距离最小,这是不是有点像我们之前的指示函数,那么如下图公式:*2*2()i i y i s y m γ∈=-∑我们前面已经说过,这是一个二分类问题,现在已经给了一般形式的离散度(我们叫他离散度,其实就是真实值与预测值(这里用平方表示预测值)的平方),那我们是不是要把这个两个离散度相加,然后让这个达到最小?总得离散度为:*2*212all s s s =+为了让类内的距离越小,类间的距离越大,我给出下面的判别式。
你们看,能不能满足。
**211*2*211||||()m m J W s s -=+,现在只要让J(W)达到极大,是不是就可以让我们前面说的两个要求满足?那就让我们来求出J(W)的极大值。
Fisher线性分类
Sw S1 S2
T
•
3.
样本类间离散度矩阵Sb:
Sb (m1 m2 )(m1 m2 )
离散矩阵在形式上与协方差矩阵很相似,但协方 差矩阵是一种期望值,而离散矩阵只是表示有限 个样本在空间分布的离散程度
一维Y空间样本分布的描述量
1. • 2. 各类样本均值
1 mi Ni
•
只要给出待分类的模式特征的数值, 看它在特征平面上落在判别函数的哪一 侧,就可以判别是男还是女了。
统计方法(判别分析)
判别分析—在已知研究对象分成若干类型, 并已取得各种类型的一批已知样品的观测数 据,在此基础上根据某些准则建立判别式, 然后对未知类型的样品进行判别分类。 距离判别法—首先根据已知分类的数据,分 别计算各类的重心,计算新个体到每类的距 离,确定最短的距离(欧氏距离、马氏距离) Fisher判别法—利用已知类别个体的指标构 造判别式(同类差别较小、不同类差别较 大),按照判别式的值判断新个体的类别.
的投影
中心
中心
Fisher准则的基本原理
找到一个最合适的投影轴,使两 类样本在该轴上投影之间的距离尽 可能远,而每一类样本的投影尽可 能紧凑,从而使两类分类效果为最 佳。
Fisher线性判别图例
x2 w
1
Fisher 判别
维空间样本分布的描述量fisherfisher判别判别离散矩阵在形式上与协方差矩阵很相似但协方差矩阵是一种期望值而离散矩阵只是表示有限个样本在空间分布的离散程度一维y空间样本分布的描述量fisherfisher判别判别以上定义描述d维空间样本点到一向量投影的分散情况因此也就是对某向量w的投影在w上的分布
基于 Fisher 字典学习的运动想象脑电分类算法
基于 Fisher 字典学习的运动想象脑电分类算法胥立波;蒋爱民;刘小峰;王勇【期刊名称】《微处理机》【年(卷),期】2015(000)004【摘要】目前,在以运动想象为基础的脑机接口研究中,共空域模式(Common Spatial Pattern, CSP)算法是脑电信号特征提取的主流算法,而如何利用 CSP 特征进行有效的分类则是该领域的研究热点之一。
近年来,基于稀疏表示的分类方法(Sparse Representation based Classification,SRC)备受国内外学者的高度关注,为此提出了一种基于 Fisher 字典学习的脑电分类算法。
该算法结合了稀疏重构误差和编码系数进行分类。
实测数据的处理结果表明,与传统基于 SRC 的分类算法相比,所提出的算法能够取得更为精确的分类结果。
%Now,in the study on motor imagery systems,based on brain -computer interface (BCI), the common spatial pattern (CSP)algorithm is the mainstream algorithm of EEG feature extraction. However,how to use the CSP features to classify effectively is one of the research hotspots in this field. In recent years,the classification method based on sparse representation (SRC)attracts more attention of native scholars and foreign ones.We propose an EEG classification algorithm based on the Fisher diction-ary learning which combines the sparse reconstruction error and coding coefficient to classify the signals. The experimental results show that the proposed method can obtain better accuracy rate compared with the traditional classification method SRC.【总页数】4页(P53-56)【作者】胥立波;蒋爱民;刘小峰;王勇【作者单位】河海大学物联网工程学院,常州213022;河海大学物联网工程学院,常州213022;河海大学物联网工程学院,常州213022;河海大学物联网工程学院,常州 213022【正文语种】中文【中图分类】TP301.6【相关文献】1.一种运动想象脑电分类算法的研究 [J], 刘伯强;张振旺;刘忠国;高均波;于兰兰2.基于张量分解的运动想象脑电分类算法 [J], 刘华生;唐艳;汤井田3.基于概率协作表示的运动想象脑电分类算法 [J], 崔丽霞;杨济民;常洪丽4.基于卷积网络的运动想象脑电自制数据集分类算法研究 [J], 蔡辰玥5.基于特征融合神经网络的运动想象脑电分类算法 [J], 李红利;丁满;张荣华;修春波;马欣因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
“模拟阅读”脑-机接口信号的核Fisher分类
“模拟阅读”脑-机接口信号的核Fisher分类官金安;荆汉娜;李梅【期刊名称】《中南民族大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2013(000)002【摘要】采用“模拟阅读”视觉诱发事件相关脑电位的实验模式进行了脑-机接口实验,记录受试者在靶标和非靶标刺激下的脑电信号并进行了模式分类.首先对原始的脑电信号进行预处理、提取最优特征,然后利用核Fisher准则对采集到的脑电信号进行分类.为了验证这种方法的有效性,同时还对信号进行了感知准则和Fisher准则的分类.对5名受试者测试的结果表明:核Fisher准则分类器的正确率分别为92.98%,88.85%,76.32%,78.33%和95.52%,分别高出Fisher准则、感知准则约20%、10%,表明核Fisher准则对含有非线性可分的脑电信号的分类效果比单纯的线性方法更为优越.%This paper performed the experiment in the mode of “imitating reading” visual evoked event-related potentials for brain-computer interface, recorded subjects’ EEG respectively under the target and non- target stimulation, and then classified the signals into two categories. After raw EEG signals preprocessing and optimal features extracting, a kernel Fisher criterion was used for classification. As comparison, perception criteria and Fisher criteria were also performed in the same data. The results from five subjects showed that the correct classification rates of kernel Fisher were 92. 98%、88. 85%、76. 32%、78. 33%、95. 52%, they are about 20% and 10% higher than Fisher criteria andperception criteria separately, and the kernel Fisher criteria is superior than the simple linear classifier for the nonlinear separable EEG.【总页数】5页(P87-91)【作者】官金安;荆汉娜;李梅【作者单位】中南民族大学生物医学工程学院,认知科学国家民委重点实验室,武汉430074;中南民族大学生物医学工程学院,认知科学国家民委重点实验室,武汉430074;中南民族大学生物医学工程学院,认知科学国家民委重点实验室,武汉430074【正文语种】中文【中图分类】TP312;R318【相关文献】1.基于共同空间模式和支持向量机的脑–机接口信号分类 [J], 蓝晓栋2.基于极限学习机的"模拟阅读"脑-机接口异步化研究 [J], 李洋;谢国栋;官金安3."模拟阅读"脑-机接口N2P3成分的自动提取 [J], 金震;官金安;赵瑞娟;谢国栋4.基于共空间模式和K近邻分类器的脑-机接口信号分类方法 [J], 叶柠;孙宇舸;王旭5.模拟阅读型脑-机接口信号分类研究 [J], 朱学才;李梅;邹思轩因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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King Abd dulaziz Uniቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ versity KAU, , Jeddah, Sau udi Arabia
abit, fdehlawi (miali, hmalibary, h Ma alhaddad, drtha i, eaalsaggaf, ahadi008@ka a .sa)
I.J. Im mage, Graphic cs and Signal P Processing, 2012, 2 3, 35-41
36
EEG based Autism Diagnosis Using Regularized Fisher Linear Discriminant Analysis
analysis in detecting the autistic children based on EEG signal analysis. Thus, optimum preprocessing -which gives the highest classification accuracy- is studied. The artifacts of the recorded EEG signals were removed by visual inspection. Then, different preprocessing techniques were applied such as Re-referencing, Filtering, Winsorizing, Scaling, Single epoch extraction and Feature vector construction. After preprocessing, FFT was used as features. Dimensionality reduction using decimation factor 2 was applied. Finally, the extracted features were classified using RFLD. This research is considered as part of the main BCI project in the King AbdulAziz University that is funded by (King AbdulAziz City for Science and Technology) KACST, 8-NAN106-3. The layout of the paper is as follows. Section 2 focuses on the literature review, the experiments that were performed and the methods used for data preprocessing, feature extraction are described in section 3. Classification is given in section 4. Results are discussed in section 5.
Index Term ms—
Electro oencephalogra am, R Regularized
Automa ated lin near
sys stem perform mance and be etter predictio ons, but they y req quire a priori information on the syste em and often n nee ed more time and resources s [4]. a increasing g In recent years, there has been an inte erest in apply ying machine e learning me ethods to the e
aut tomated detec ction of autism m EEG signal ls [5, 6]. EEG G sig gnals analysis based on mac chine learning g methods has s three main steps s: preprocessi ing, feature ex xtraction, and d cla assification. is paper is to t utilize the e The major goal of thi Regularized isher’s Fi Line ear Discriminat (RFLD) )
I.J. Image, Graphics an nd Signal Pr rocessing, 20 012, 3, 35-41 1
Published On nline April 20 012 in MECS (http://www.m ( g/) DOI: 10.5815/ijigsp.2012. .03.06
EEG G based d Auti ism Diagnosis Us sing R Regula arized Fish her Lin near D Discrim minant t Anal lysis
Mahmoud I. Kamel , Mohammed M J. J Alhaddad, Hussein M. Malibary, Khalid K Thabit t, Foud Dahlw wi, Ebtehal A. Alsa aggaf, Anas A. A Hadi
diagnosis,
Autism,
Fisher’s
st Fourier Tran nsform. discriminant analysis, Fas
I. INTRODU UCTION Autism is a disorder rather than an n organic dise ease is of autism is s one of the difficult d proble ems and diagnosi facing resear rchers and th hose interested d in the field d of signal proces ssing and med dicine. Theref fore, there is a lot Copyright © 2012 MECS
problems
facing
rese earchers.
To o
reveal
the
ve pattern between b autis stic and nor rmal discriminativ children via electroenceph halogram (EE EG) analysis is a big challeng ge. The featur re extraction is averaged F Fast Fourier Tran nsform (FFT) with the Regulated R Fis sher Linear Discri iminant (RFL LD) classifier. Gaussinaty c condition for the optimali ity of Regula ated Fisher Linea ar Discriminan nt (RFLD) ha as been achie eved by a well-co onditioned app propriate prep processing of f the data, as wel ll as optimal shrinkage te echnique for the Lambda para ameter. Wins sorised Filtere ed Data gave the best result.
Abstract— D Diagnosis of autism is one e of the diffi icult
ng on around the world to oday trying to o of research goin use e neuroscienc ce such as EEG study y to identify y ind dividuals with h autism. Hen nce, a need for f automatic c det tection of EE EG signals h has been soug ght by many y res searchers to diagnose d auti istic people. Furthermore, , the ey report diff ferent findings t discriminat t s regarding to pat tterns between n normal and a autism disorders [1, 2]. Many caus ses of autism m have been proposed, p but t und derstanding of the theory o of causation of o autism and d the e other autism spectrum diso orders is incomplete [3]. In n this s case, the phenomenol logical mode els are most t app propriate to be b applied tha an the mechan nistic models. . Me echanistic models m typic cally involve e physically y inte erpretable pa arameters, allo ow deeper insights into o