在科技飛速發(fā)展的今天,腦機接口技術(shù)正逐漸從實驗室走向現(xiàn)實應用,為人類社會帶來前所未有的變革。本書簡要概述了腦機接口的基礎(chǔ),重點介紹了腦電信號的神經(jīng)科學基礎(chǔ)和采集;腦電信號預處理與去偽跡;腦電信號特征分析;腦電信號特征分類方法等內(nèi)容,旨在為讀者提供腦機接口及腦電信號分析領(lǐng)域的全面知識和實用技術(shù)方法。
本書適宜從事腦機接口領(lǐng)域的技術(shù)人員參考,也可供機器人、人工智能、醫(yī)療康復等相關(guān)專業(yè)人士參考。
陳驥馳,1990年11月生,工學博士,沈陽工業(yè)大學副教授,博士生導師,入選遼寧省英才儲備計劃,沈陽市拔尖人才,致力于人機智能交互,腦機接口,先進駕駛輔助系統(tǒng)研發(fā)等工作。主持國家自然科學基金(面上項目,青年科學基金),中國博士后科學基金面上項目,遼寧省科技計劃技術(shù)攻關(guān)項目,遼寧省自然科學基金項目,遼寧省教育廳高等學;究蒲许椖浚蜿柺锌萍既瞬艑m椀。作為第一或通訊作者在國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域發(fā)表SCI等長文30余篇。授權(quán)發(fā)明專利10余件。研究成果獲遼寧省自然科學學術(shù)成果獎一等獎(1/3),沈陽市自然科學學術(shù)成果獎三等獎(1/3)。擔任國家自然科學基金通信評審專家,遼寧省科技廳計劃項目專家等。
1 腦機接口概述 001
1.1 腦機接口的研究意義 001
1.2 腦機接口系統(tǒng)的基本構(gòu)成 004
1.3 腦機接口的研究現(xiàn)狀和趨勢 009
1.3.1 腦機接口的研究現(xiàn)狀 010
1.3.2 腦機接口的發(fā)展趨勢 017
1.4 本書各章節(jié)內(nèi)容安排 020
參考文獻 020
2 腦電信號的神經(jīng)科學基礎(chǔ)和采集 035
2.1 概述 035
2.2 腦電信號的神經(jīng)科學基礎(chǔ) 035
2.2.1 腦電信號的產(chǎn)生機理 035
2.2.2 腦電采集的位置及信號特點 037
2.2.3 腦電信號的分類 040
2.3 腦電信號的采集 042
2.3.1 腦電信號采集設(shè)備和技術(shù) 042
2.3.2 腦電信號的影響因素 052
2.3.3 常用的腦電信號分析工具箱 054
2.4 本章小結(jié) 067
參考文獻 068
3 腦電信號預處理與去偽跡 072
3.1 腦電信號偽跡種類及其來源 072
3.1.1 生理偽跡 072
3.1.2 非生理偽跡 074
3.2 腦電信號預處理基本過程 076
3.2.1 濾波 076
3.2.2 剔除壞段、壞道 078
3.2.3 基于ICA 的偽跡去除 079
3.2.4 重參考 084
3.2.5 基線校正 084
3.3 腦電信號的其他偽跡去除方法 085
3.3.1 典型關(guān)聯(lián)分析 085
3.3.2 盲源分離 086
3.3.3 小波變換法 087
3.3.4 回歸法 089
3.3.5 經(jīng)驗模態(tài)分解 090
3.4 本章小結(jié) 091
參考文獻 092
4 腦電信號特征分析 095
4.1 腦電信號特征提取 095
4.1.1 時域特征提取法 096
4.1.2 頻域特征提取法 100
4.1.3 時頻域特征提取法 103
4.1.4 空域特征提取法 104
4.1.5 非線性特征提取法 107
4.1.6 黎曼幾何 117
4.2 腦電信號特征降維 123
4.2.1 主成分分析 123
4.2.2 最大相關(guān)最小冗余 125
4.2.3 遺傳算法 126
4.3 其他腦電信號特征分析方法 129
4.4 本章小結(jié) 130
參考文獻 131
5 腦電信號特征分類方法 135
5.1 基于傳統(tǒng)機器學習的分類方法 136
5.1.1 線性判別分析算法 136
5.1.2 K 近鄰算法 139
5.1.3 支持向量機算法 140
5.1.4 樸素貝葉斯算法 145
5.1.5 反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡算法 146
5.1.6 集成學習算法 149
5.2 基于深度學習的分類方法 153
5.2.1 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡 154
5.2.2 循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡 159
5.3 其他腦電信號特征分類方法 161
5.4 本章小結(jié) 161
參考文獻 162