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设计（论文）选题：P300成分的单次提取算法研究 | ||||||||||||||||||||||||||
指导教师姓名 | 职 称 | 讲师 | 类 别 | 毕业设计 | ||||||||||||||||||||||
学 生 姓 名 | 学 号 | 设计（论文）类型 | 应用型 | |||||||||||||||||||||||
年 级 | 专 业 | 电子信息工程 | 是否隶属科研项目 | 否 | ||||||||||||||||||||||
1、设计（论文）的主要任务及目标 主要任务：事件相关电位(ERP)，是外加一种特定的刺激，作用于感觉系统或脑的某一部位，在及与刺激的同时，在脑区引起的电位变化。可从头皮记录到一组波，主要有N1、P2、N2、P300（P3），统称事件相关电位（ERP）。将其中的P300成分单次提取出来即为主要的任务。 目标：构建出完整的ERP的P300成分提取平台，并在反复试验中完成对其的算法研究，并最终应用到认知功能损害的有关疾病中。 | ||||||||||||||||||||||||||
2、设计（论文）的主要内容 P300成分：研究发现P300是认知功能中最主要成份，即在刺激后300ms时从头顶部记录到的一个阳性电位。 ERP是一种特殊的诱发电位，属于近场电位，它和惯用的诱发电位不同：（1）被试者需处于清醒状态。（2）至少2种以上刺激序列，而不是单一刺激。（3）ERP的构成分外源性成份N1、P2波和内源性成份N2、P3波。（4）内源性成份不受刺激的物理特性影响，而外源性成份易受刺激物理特性影响。 内源性成份和认知功能密切相关，被认为是“展示”、“窥视”心理活动的一个窗口，是大脑对外来信息加工处理时特有的电位，又称“认知”电位 （Cognitive potential），由于P300电位在ERP中具有特殊意义，受到了学者们广泛注意，大量的临床研究亦发现并证实，在认知功能损害的有关疾病中，P300潜伏期和波幅亦发生相应改变，为有认知功能损害疾病的诊断和评估预后提供了一个重要客观的辅助手段。 卡尔曼滤波器：是一种由卡尔曼（Kalman）提出的用于时变线性系统的递归滤波器。这个系统可用包含正交状态变量的微分方程模型来描述，这种滤波器是将过去的测量估计误差合并到新的测量误差中来估计将来的误差。 贝叶斯定理：由英国数学家贝叶斯 ( Thomas Bayes 1702-1761 ) 发展，用来描述两个条件概率之间的关系，比如 P(A|B) 和 P(B|A)。按照乘法法则，可以立刻导出：P(A∩B) = P(A)*P(B|A)=P(B)*P(A|B)。如上公式也可变形为：P(B|A) = P(A|B)*P(B) / P(A)。 单次提取动态估计：一种新的人长潜伏期体感诱发电位提取方法，包括独立分量分析，小波变换，二阶盲辨识，中值滤波。 研究对象：ERP中的P300成分；研究问题：如何将其单次提取出来；研究方法：运用卡尔曼滤波器和递归贝叶斯估计将其单次提取出来。 | ||||||||||||||||||||||||||
3、设计（论文）的基本要求 (1) 独立提出设计方案； (2) 分析毕业设计过程中遇到的各种问题，并提出解决问题的方法； (3) 根据进度安排完成毕业设计任务； (4) 认真撰写毕业论文； (5) 信源噪音多，特征提取困难的情况下不会因噪声过大而导致信源数目大于观测的数目，问题可解或能得到理想的结果。准确同相同步波形地提取出P300成分，并在不同的试验条件下加以比较。 | ||||||||||||||||||||||||||
4、主要参考文献 （1）S.D. Georgiadis,P.O. Ranta-aho,M.P. Tarvainen and P.A. Karjalainen,"Single-trial dynamical estimation of event-related potentials: a Kalman filter-based approach," IEEE TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL ENGINEERING,VOL.52,NO.8,AUGUST 2005. （2）宁永成,侯代文.递推的贝叶斯估计方法.四川兵工学报,2013.10. （3）胡春海,信思旭,刘永红.单导联脑电信号P300少试次提取算法研究.高技术通讯, 2016,26(4):367-373. （4）王晶，胡剑锋，闫亮亮.脑电信号单次提取研究进展.计算机与现代化，2009年第1期，总第161期. | ||||||||||||||||||||||||||
5、进度安排
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