基于黎曼几何与联合改进的错误相关脑电信号识别算法研究

来源 :黄欢 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hafuu
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
脑机接口独立于外周神经和人体肌肉组织之外,为使用者大脑与外界环境的交流提供了一种新的途径。脑机接口设备不仅可以辅助残疾人正常生活,还能够促进军事、生产、教育、家居、交通等领域的发展。错误相关脑电信号是描述用户感知错误后脑电信息的变化的一种脑电信号,它是识别脑机接口设备中被误解命令的关键,这对在临床上使用脑机接口设备具有重大意义,直接关系设备的灵活性与安全性。然而,目前采集到的错误相关脑电信号的质量普遍不高,并且信号存在明显的不稳定性与个体差异性,导致脑电数据训练得到的模型在新对象上的泛化能力较差。此外,脑电信号中过多的采集通道和较少的数据总量也增加了模型过拟合的风险。为了克服这些障碍,我们可以借鉴黎曼流形学习与迁移学习的方法:黎曼几何能够贴合高维数据特征;迁移学习能够降低对目标数据的依赖,同时减少工作量。本文具体的研究工作如下:本文提出一种基于Xdawn以及黎曼流形学习的错误相关脑电信号识别算法。该算法首先利用Xdawn空间滤波器对信号进行处理,然后通过黎曼核函数计算样本协方差矩阵在黎曼均值点处的切空间中对称矩阵,最后将矩阵进行半向量化,从而提取信号的黎曼特征。在黎曼特征添加元特征与泄露特征后,使用集成学习算法与弹性网络来检测错误相关脑电信号。本文在公开数据集上进行实验,并且通过与其他算法进行比较,证明了该黎曼流形分类器的有效性。本文在基于Xdawn与黎曼特征的错误相关脑电信号识别算法的基础提出了联合改进。首先将Xdawn滤波器替换为添加了平均诱发电位的基于黎曼距离的空间滤波器,这样保留了信号的相关性同时减少了数据量。然后分析错误相关脑电信号的频段,设计交叉重叠频段的滤波器组结构,提取多频段特征。最后对提取到的特征进行子空间对齐操作,让源域与目标域的特征分布更一致。将以上三个方面的改进整合为联合算法,并且进行实验。通过对实验结果进行分析,证明了本文提出的改进带来了模型性能的提升;同时为诱发错误相关脑电信号的大脑功能区提供一种新的解释。
其他文献
可折叠设备由于便携且满足用户对大尺寸屏幕的需求而引起广泛关注。近年来,柔性OLED显示器件作为可折叠设备的一种而备受关注。柔性触摸屏盖板作为柔性OLED显示器件的重要组成部分,不仅是人与显示设备直接接触的界面,而且对内部部件起到保护作用。目前市场上用作柔性触摸屏盖板的无色聚酰亚胺(CPI)面临着耐折性差、灵敏度低、硬度低和耐划伤性差的挑战。一方面,CPI盖板多次折叠后易产生褶皱甚至发生断裂现象,而
学位
2021年9月28日,国务院发表《中国的全面小康》白皮书指出,中国的全面小康,是不断满足人民日益增长的多样化多层次多方面需求,不断促进人的全面发展的小康,是全民健身和全民健康持续融合的小康。体育作为助力全民健康目标实现的重要基石,能够全面提高民众的体质和健康水平,为全面建成小康社会、实现中华民族伟大复兴中国梦发挥积极作用。大型体育场馆作为提供体育公共服务,助推体育强国战略实现的重要载体,在这一过程
学位
从社会学与人口学的角度来看,我国已经进入老龄化阶段。作为实现积极老龄化的重要途径,社区老年教育正引起政府和社会大众的普遍关注。老年人作为社区教育的参与主体,其参与质量对于社区老年教育的发展尤为关键,但目前我国老年人在社区教育参与的过程中往往扮演被动、从属的角色,暴露出主体性缺失问题,不仅难以满足老年人个性化的学习需求,学习效果也不尽人意。在此背景下,引入社会工作专业的方法和理念,从社会工作的角度介
学位
随着城市化的快速推进,当前我国的流动儿童数量呈现日益增长的趋势,他们在学习、生活、人际交往、社会融入等方面面临着多重困难。近年来国家逐渐重视和倡导社区教育,这是一种有别于家庭教育和学校教育的教育方式,它能够充分利用社区内已有的活动场所和教育资源,帮助社区内的居民解决他们的问题,从而实现更好的提升。对于流动儿童而言,社区教育是满足他们多元需求的方式之一。社会工作的服务理念在某种程度上与社区教育是一致
学位
社会工作行业协会即社工的行业组织,其先有社工人员,其群体达到一定数量后,因有共同的利益或是需要共同解决的问题,而促成行业协会的成立。自1991年中国社会工作协会、1994年中国社会工作教育协会成立以来,我国各级社会工作行业协会呈现出蓬勃发展的态势。社会工作行业协会在推动社会工作本土化、专业化、职业化的进程中扮演极其重要的角色。在社会治理体制大背景下,社会工作行业协会的出现是现代社会发展和进步的必然
学位
随着科技发展,日常生活中人们与各类电子系统间的交互会越发频繁,这些交互过程将大量用到身份识别技术,因此该技术的安全性、便捷性成为此领域的关注焦点。现有身份识别技术包括密码验证、指纹识别、人脸识别等方式。密码验证存在被窃取或遗忘风险,指纹识别设备需要与人体接触,人脸识别图像处理资源开销大且对环境光照有一定要求。相对而言,基于电磁波雷达的人体心跳生物特征识别技术,具有不易被盗、无需接触、资源开销小、对
学位
粤东西北地区多为中、低山和丘陵区,地少人多,居民建房多依山削坡而建,据不完全统计,全省削坡建房超过30万处,由此引发的地质灾害防治难度很大,是近年来引发人员伤亡的主要原因。鉴于此,本文依托广东省自然资源厅2020年度国土科研项目“广东省重点山区县(市)人工边坡防治对策研究”,研究削坡建房时人工削坡的坡度、坡高对广东山区不同类型母岩残积土边坡稳定性的影响规律。首先,对广东山区残积土边坡的地质灾害隐患
学位
《个人信息保护法》施行后,个人信息保护的基本法秩序得到确立,此时从行刑衔接的视角检视侵犯公民个人信息罪有其必要性。一方面,刑法不创造新的秩序,而确认现有秩序。刑法作为补充法和最后保障法,其内涵需要民法、行政法的补充、保障和制约。另一方面,应当遵循法秩序统一性原理,促进刑法与行政法的衔接与协调,为公民个人信息构建多层次的法律保护体系。对照侵犯公民个人信息罪的司法解释与《个人信息保护法》的规定,结合实
学位
新时代背景下,公众对美好生活的追求日新月异,出行需求不断增长,私家车保有量持续攀升,导致交通问题日益突出。2010年起,国内城市开始实行小汽车车牌摇号政策。当车牌变成稀缺性的公共资源,社会和城市的经济发展带来的部分福利有可能不能公平地惠及社会大众,因而长期以来对小汽车摇号政策的公平性讨论不绝于耳。仅就政策执行本身的内部公平性来说,在早期阶段,大多数人基于平等主义的思想,认为“所有参与者的中签概率相
学位
近年来,我国非营利组织飞速发展并发挥着重要的社会作用,但是其在成长的过程中出现了一些问题,尤其是资金问题严重影响组织的运作。所以对于非营利组织来说,筹款是一项至关重要的工作,而社会捐赠中的个人捐赠主体,在非营利组织筹款中占据越来越重要的地位,因此对于非营利组织吸引个人捐赠的筹款策略研究便需要引起学者的关注。本研究围绕非营利组织筹款这个主题,探讨非营利组织吸引个人捐赠的筹款策略,以更好地为非营利组织
学位