浙江工业大学唐智川等：面向脑机接口基于改进的共同空间模式方法的单次运动想象脑电分类

原创唐智川，等信息与电子工程前沿FITEE

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内容介绍

中文摘要：

单次运动想象脑电分类常用于脑机接口系统控制，是人-机之间的沟通桥梁。然而，脑电信号具有低信噪比和个性化差异，会对分类结果产生不利影响。本文提出一种改进的共同空间模式（B-CSP）方法，提取特征并消除负面影响。首先，针对不同被试，采用巴氏距离并基于事件相关去同步（ERD）和事件相关同步（ERS）模式选择每个电极通道的最优频率段；其次，采用B-CSP方法提取最优频率段脑电信号特征，获得可以最大程度区分两类运动想象的特征。采用所提方法对公共数据集和实验数据集提取特征，并结合反向传播神经网络进行单次运动想象脑电分类。将B-CSP方法与两种传统脑电特征提取方法—原始共同空间模式（CSP）和自回归（AR）—比较。采用B-CSP方法在公共数据集的表现（左手/双脚：91.25%±1.77%；左手/右手：84.50%±5.42%）和实验数据集的表现（左手/双脚：90.43%±4.26%）均优于两种传统方法。实验结果表明，本文所提方法能够有效分类运动想象脑电，并能对脑机接口系统开发提供实践和理论基础。

关键词：

脑电图（EEG）；运动想象；改进的共同空间模式（B-CSP）；特征提取；分类

作者：

唐智川，李超，吴剑锋，刘鹏程，程时伟

单位：

浙江工业大学工业设计研究院，中国杭州市，310014；2浙江大学计算机科学与技术学院，中国杭州市，310027；3林肯大学林肯自治系统中心，英国林肯，LN57DH；4浙江工业大学计算机科学与技术学院，中国杭州市，310014

本文引用格式：

Zhi-chuan Tang, Chao Li, Jian-feng Wu, Peng-cheng Liu, Shi-wei Cheng, 2019. Classification of EEG-based single-trial motor imagery tasks using a B-CSP method for BCI. Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering, 20(8):1087-1098.

https://doi.org/10.1631/FITEE.1800083

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Frontiers of Information Technology &Electronic Engineering（简称FITEE，中文名《信息与电子工程前沿（英文）》，ISSN2095-9184，CN 33-1389/TP）是信息电子类综合性英文学术月刊，SCI-E、EI收录，最新影响因子1.033。前身为2010年创办的《浙江大学学报英文版C辑：计算机与电子》，2015年更为现名，现为中国工程院信息与电子工程学部唯一院刊。覆盖计算机、信息与通信、控制、电子、光学等领域。文章类型包括研究论文、综述、个人视点、评述等。现任主编为中国工程院院士潘云鹤、卢锡城，实行国际同行评审制，初次转达意见一般在2~3个月内。文章一经录用将快速在线。

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