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《小波變換的腦電圖信號應用分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、小波變換的腦電圖信號應用分析張風平(平煤神馬醫(yī)療集團總醫(yī)院健康體檢科河南平頂山467099)【摘要】對現(xiàn)代心理學而言，分析腦電圖(EEG)信號是判定大腦認知活動的主要方式之一。但能反映大腦活動的EEG信號會受到噪聲影響，為了應對此問題，可對小波變換進行調(diào)整，選擇自動濾波器，利用其具備的優(yōu)越濾波功能，結(jié)合小波變化的優(yōu)點，實現(xiàn)噪聲的清除。對腦電圖信號的辨別而言，這種調(diào)整可以判定更多波形的特點，可見此方法的應用效果優(yōu)于以往的辨別方法。【關鍵詞】小波變換；腦電圖信號；波形【中圖分類號】R445【文獻標識碼】A
2、【文章編號】1007-8231(2016)03-0054-02大腦是自然界最神秘的器官，目前人們無法徹底揭開大腦的全部秘密，但是可以借助EGG信號的辨別與分析判定大腦活動機理，此方式在醫(yī)學、心理學等領域得到廣泛應用。在以往的信號辨別中，通常使用譜分析、非線性動力學等方法，在應用時要求EEG信號處于平穩(wěn)狀態(tài)，但此信號屬于非平穩(wěn)信號，此種矛盾讓連續(xù)動態(tài)分析受到負面影響。在時頻分析等方法在此領域應用后，也在信號辨別等方面存在缺陷。小波分析在信號分析領域的應用，在神經(jīng)生物科學和計算機信息技術結(jié)合之后，此種方法
3、開始在EEG信號處理中引起重視。1.腦電圖信號解析在收集EEG信號進行觀察之后，從現(xiàn)象層面進行解析可以發(fā)現(xiàn)，信號表現(xiàn)出不規(guī)則狀態(tài)。實際上，此種情況是各種頻率的正弦波組合在一起造成的，比如快波、慢波等。正因EEG是正弦波組合重疊而成，因此，對其信號的解讀一般從頻率、位相等方面入手，隨后和導聯(lián)的EEG所處位置放置在一起進行分析。在對信號進行分析后，分析其是否存在反?，F(xiàn)象，可判定人腦是否發(fā)生疾病。此檢查方法能判定癲癇、腦膿腫等疾病，陽性率達到較高水平，也在腦外傷、器質(zhì)性精祌疾病等疾病檢查中發(fā)揮一定作用。但此
4、類檢查能發(fā)揮最大作用的領域主要是癲癇，因為，在癲癇發(fā)病吋病人腦部會出現(xiàn)癲癇放電現(xiàn)象。1.小波變換的腦電圖信號分析2.1特點根據(jù)既定的計算公式，尺度因子變大后，能對更大吋間尺度上的區(qū)間進行觀察，頻率的分辨率達到較高水平;反之，則能對小段吋間內(nèi)的信號變化進行觀察，對吋間變化的分辨率較高。因此，對尺度因子進行干預，就能提升對吋間和頻率的分辨能力［1】。此外，連續(xù)小波變換還具備時移性、能量守恒性等特征。2.2算法其思想主要從伸縮、平移等方面獲得靈感，首先確定1個小波函數(shù)，并與對應的信號起始點對準。確定此時刻信
5、號和函數(shù)之間的逼近程度，在吋間軸上對函數(shù)進行1單位的移動，然后重復上述計算步驟，要對信號長度實現(xiàn)徹底覆蓋。將函數(shù)持續(xù)進行1單位的伸縮，然后重復以上步驟，在全部尺度上重復以上全部操作。在處理完上述事項后，就會得到在各吋間尺度上的信號評估系數(shù)，可對初始信號在函數(shù)上的投影尺寸進行反映［2】。此種計算方式適用于多通道的繁雜信號的解析，信號提取能力較強，避免噪音干擾，對癲癇等疾病的臨床檢查奮積極意義。2.小波變換在腦電圖信號處理中的應用3.1EEG信號分析概述在此領域中，國產(chǎn)的檢測儀器花費資金較少，但在使用吋存
6、在問題。在對信號進行處理吋過于簡略，無法應對很多情況的異常問題。在分析EEG信號吋，醫(yī)生通常都是依靠主觀判斷，沒奮科學的信號分析依據(jù)，診斷結(jié)果的可靠性難以得到保障。但進口的檢查設備依舊存在弊端，也需要利用先進技術提升其檢查能力。因此，要依據(jù)S前最新的發(fā)展形勢，增加新的檢查功能，將噪聲順利清除，讓信號能得到自動提?。?】。3.2基于小波變換的眼電噪聲去除算法應用為讓研宄更加具體、直觀，此次研究選擇眼電信號作為研究對象。利用自適應濾波器與小波變換進行融合，避免對EEG信號進行分析吋遇到的噪音干擾。自適應濾
7、波器在對信號進行追蹤時表現(xiàn)出良好效果，可消除眼電噪聲，同吋不對原有的EEG信息造成破壞。對此濾波器進行改進，獲得噪聲抵消器。眼電信號屬于局部特征類型的信號，符合小波處理要求。具體而言，可利用各種尺度的離散小波變換，對收集的腦電初始信號進行處理，得到相應系數(shù)，然后參照最小風險值原則，利用軟閥值法，對獲得的系數(shù)進行閥值調(diào)整。對系數(shù)進行信號重構(gòu)，得到具奮對比價值的眼電信號。噪聲抵消器的對比輸入端對經(jīng)過重構(gòu)處理的信號進行選定，初始輸入端對收集的腦電信號實施處理，在運算完畢后，系統(tǒng)發(fā)送經(jīng)過去噪處理的腦電信號。此
8、種處理方式利用小波變換，得到自適應噪聲抵消器的輔助，經(jīng)過小波閥值解析后，利用抵消器自動調(diào)節(jié)和追蹤的功能，解決以往去除噪聲時存在的問題。1.實驗結(jié)果分析與對比為驗證噪音去除方法是否有效，創(chuàng)建眼電信號和干浄的腦電信號，在經(jīng)過吋域混疊處理后，對受到干擾的腦電信號進行模擬，對比使用此方法消除噪?yún)鸬男Ч?，判定對初始信號的保留效果。對眼電信號和腦電信號進行模擬，讓小波變化分別與抵消器（方法1）、ICA算法（方法2）結(jié)合，通過實驗對比兩種方式去除噪聲的效果。對實驗結(jié)果
