【摘要】：近年來(lái),深度學(xué)習(xí)技術(shù)迅速發(fā)展,其在圖像處理、語(yǔ)音識(shí)別和自然語(yǔ)言處理等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本論文將深度學(xué)習(xí)運(yùn)用到腦電信號(hào)處理中,利用自適應(yīng)遺傳算法優(yōu)化的棧式稀疏自編碼網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行腦電信號(hào)降噪。腦電記錄易受到眼電等偽跡影響。去除眼電偽跡是腦電信號(hào)處理的關(guān)鍵步驟。本論文使用自適應(yīng)遺傳算法優(yōu)化的棧式稀疏自編碼器去除腦電信號(hào)中的眼電偽跡,在模型訓(xùn)練完后可以通過(guò)模型快速且自動(dòng)地去除眼電偽跡。本文工作分為三部分。首先,利用模糊c均值聚類方法對(duì)采集到的腦電信號(hào)進(jìn)行分類,區(qū)分受眼電偽跡強(qiáng)的時(shí)段和受眼電偽跡弱的時(shí)段,劃分模型的訓(xùn)練集和測(cè)試集。接著,對(duì)自編碼網(wǎng)絡(luò)引入稀疏化和堆疊操作構(gòu)成棧式稀疏自編碼網(wǎng)絡(luò),并使用自適應(yīng)遺傳算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)連接參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,獲得合適的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)組合,加快網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的收斂速度。經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的模型在測(cè)試中可以達(dá)到移除眼電偽跡的效果。最后,將所提出的方法與小波變換、獨(dú)立成分分析(ICA)、主成分分析(PCA)和淺層網(wǎng)絡(luò)方法進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文提出的方法在腦電信號(hào)重建和眼電偽跡去除都具有最好表現(xiàn)——對(duì)于含有眼電偽跡的腦電信號(hào)段,該方法能夠有效地去除眼電偽跡,對(duì)于不含眼電偽跡的腦電信號(hào)段,該方法能較好地保留波形的原始細(xì)節(jié),而且在不同腦電測(cè)試者之間該方法具有良好的泛化能力。
【圖文】：

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文邐腦電信號(hào)的采集與預(yù)處理逡逑采用國(guó)際腦電圖學(xué)會(huì)規(guī)定的１０－２０系統(tǒng)電極，圖２－１為本實(shí)驗(yàn)用于采集腦電數(shù)據(jù)逡逑的６４導(dǎo)電極分布圖。數(shù)據(jù)懫樣率為２０４８Ｈｚ。逡逑ｙ＾－川邋．ＡＦＺ逡逑／邋－邋Ｐ３邋．Ｆ１邋．Ｆｒ邋．Ｆ２邋Ｖ逡逑＊ＦＣ５邋＃ＦＣ３邋．ＦＣ１邋＃ＦＣ，邋．ＦＣ２邋．ＰＣ４邋＊ＦＣ＾Ｔ８逡逑十邋？Ｃ５邋－Ｃ３邋＊Ｃ１邋？Ｃ７邋＊Ｃ２邋＊Ｃ４邋＊Ｃ６邋Ｉ邋（Ｔ８逡逑＊ＣＰＳ邋＾邐＜ｆ＞：邋＜Ｐ２邋＾邋－ＣＰ／＾ｐｅ逡逑＼邋－ＰＳ邋－Ｐ３邋＊Ｐ１邐＊Ｐ２邋＊Ｐ４逡逑＊Ｐ0３邐＃Ｐｌ°逡逑？邋Ｉｚ逡逑圖２－１邐６４導(dǎo)電極位置示意圖逡逑在腦電信號(hào)的采集過(guò)程中記錄了眼電信號(hào)，將兩個(gè)額外電極放置在左右太陽(yáng)逡逑穴處記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的雙眼外側(cè)水平眼電，兩個(gè)電極間的差值是水平眼電信號(hào)逡逑（右側(cè)減去左側(cè)）。另外兩個(gè)電極放置在右眼上方和下方記錄右眼上下垂直眼電，逡逑兩個(gè)電極間的差值是垂直眼電信號(hào)（上部減去下部）。逡逑另外，將兩個(gè)額外電極放置在左右乳突上作為參考電極，取它們的平均值作逡逑為腦電信號(hào)的參考信號(hào)。參考電極理論上應(yīng)該放置在大腦相對(duì)零點(diǎn)的電極位置，逡逑即與采集腦電數(shù)據(jù)電極的位置距離無(wú)窮遠(yuǎn)處。但在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，若將參考電極放逡逑置在身體軀干或四肢上

帶和整個(gè)信號(hào)的小波熵。腦電信號(hào)與眼電偽跡在頻域上的能量分布有明顯區(qū)別。逡逑相比于腦電信號(hào)，眼電信號(hào)在各個(gè)頻段能量分布差異較大，眼電信號(hào)在高頻段的逡逑能量明顯小于低頻段。圖３－１為受眼電偽跡干擾弱的腦電信號(hào)和垂直眼電信號(hào)的逡逑５層小波變換分解圖。從中可以看出，，眼電信號(hào)的低頻段幅值明顯高于高頻段幅逡逑值，高低頻能量差異明顯大于腦電信號(hào)片段。本研究選用ｄｂ５母小波，對(duì)信號(hào)片逡逑段進(jìn)行５級(jí)離散小波分解，然后計(jì)算每個(gè)信號(hào)片段的小波熵。通過(guò)計(jì)算，受眼電逡逑偽跡干擾強(qiáng)的腦電信號(hào)的小波熵明顯低于受眼電偽跡干擾弱的腦電信號(hào)，可以作逡逑為一個(gè)聚類的特征值。該特征值不僅不依賴于眼電參考信號(hào)，而且有較好的聚類逡逑效果。逡逑２０邋邐＞邐＇邐＇邐１邐ｎ邐５００邋邐１邐．邐．邐１邐ｉ－ｉ逡逑＜邋０邋：邐邐邐．一＾——邐■—￥邋0邋＝邐逡逑－２０邋邐１邐１邐１邐１邐＾邐－５００邋邐１邐１邐１邐１邐＾逡逑０邐５０邐１００邐１５０邐２００邐２５０邐０邐５０邐１００邐１５０邐２００邐２５０逡逑５邐邐邐＇邐—＇邐１邐－ｚ￣ｎ邋２００邋邐■邐１邐■邐邐邐ｒｊ逡逑ｑ邐——
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：R318;TN911.7

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2670890