基于DIVA模型腦電信號(hào)的時(shí)頻分析.pdf

1、近年來(lái)，隨著電子信息，通信以及計(jì)算機(jī)科學(xué)的快速發(fā)展，腦電信號(hào)的處理所需要的理論和技術(shù)也越來(lái)越完善，因此，對(duì)腦機(jī)接口（Brain Computer Interface，BCI）的研究已經(jīng)開(kāi)始成為熱點(diǎn)。獲取腦電信號(hào)以及對(duì)獲取到的腦電信號(hào)進(jìn)行特征提取后進(jìn)行模式分類(lèi)無(wú)疑是BCI系統(tǒng)研究中重點(diǎn)和難點(diǎn)。腦電信號(hào)是一種時(shí)變信號(hào)，正是這種非平穩(wěn)性攜帶了非常豐富的信息，準(zhǔn)確地對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行時(shí)頻分析能夠提高腦電信號(hào)的處理效率。時(shí)頻分析理論和方法可以對(duì)信號(hào)在

2、時(shí)域和頻域同時(shí)進(jìn)行分析，它是分析非平穩(wěn)信號(hào)的有力工具，近年來(lái)已成為腦電信號(hào)處理等領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)，它為BCI系統(tǒng)提供了一個(gè)新的理論和方法，因此，研究腦電信號(hào)的時(shí)頻分析方法有著重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。本文針對(duì)腦電信號(hào)的時(shí)頻分析方法進(jìn)行了研究，具體研究工作如下：
　　首先，介紹了時(shí)頻分析基礎(chǔ)理論以及幾種常用的時(shí)頻分析方法，經(jīng)典傅里葉變換，短時(shí)傅里葉變換和小波變換。其中經(jīng)典傅里葉變換只適用于平穩(wěn)信號(hào)，而無(wú)法處理非平穩(wěn)信號(hào)；而短時(shí)傅里

3、葉變換僅從時(shí)域或頻域特征上分析腦電信號(hào)，在準(zhǔn)確性和分辨率上不能滿(mǎn)足要求；小波變換只對(duì)信號(hào)的逼近分量進(jìn)行分解而不會(huì)對(duì)細(xì)節(jié)分量做進(jìn)一步分解，因此這會(huì)影響到對(duì)非平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)特征頻帶的劃分從而影響對(duì)信號(hào)特征的精確提取。
　　其次，提出了基于高時(shí)頻分辨率腦電信號(hào)的時(shí)頻分析方法。雖然維格納-威爾分布(Wigner-Ville Distribution, WVD)可以對(duì)非平穩(wěn)信號(hào)進(jìn)行時(shí)頻分析，且分辨率較高，但是由于Wigner-Ville分布屬

4、于二次型時(shí)頻分析方法，在特征提取過(guò)程中會(huì)引進(jìn)交叉干擾項(xiàng)，這將影響到對(duì)信號(hào)特征信息的理解?；诟邥r(shí)頻分辨率腦電信號(hào)的時(shí)頻分析方法以Wigner-Ville分布為基礎(chǔ)，對(duì)Wigner-Ville分布的結(jié)果利用中心仿射濾波法進(jìn)行非線(xiàn)性濾波，有效的消除了Wigner-Ville分布的交叉項(xiàng)干擾，而不影響信號(hào)的分辨率。對(duì)仿真信號(hào)采用傳統(tǒng)的短時(shí)付氏變換、Wigner-Ville分布及HTFRA求時(shí)頻能量分布，結(jié)果顯示：HTFRA較傳統(tǒng)的方法更清晰地