毕业设计-脑电信号预处理方法研究-马孝龙

本科毕业设计（论文）脑电信号预处理方法研究马孝龙燕山大学2013年6月本科毕业设计（论文）脑电信号预处理方法研究学院：信息科学与工程学院专业：通信工程学生姓名：马孝龙学号：090104030059指导教师：李段答辩日期：2013-6-24燕山大学毕业设计（论文）任务书学院：信息科学与工程学院系级教学单位：电子与通信工程学号090104030059学生姓名马孝龙专业班级通信2班题目题目名称脑电信号预处理方法研究题目性质1.理工类：工程设计（）；工程技术实验研究型（√）；理论研究型（）；计算机软件型（）；综合型（）2.管理类（）；3.外语类（）；4.艺术类（）题目类型1.毕业设计（√）2.论文（）题目来源科研课题（√）生产实际（）自选题目（）主要内容在头皮脑电信号采集过程中，极易受到各种噪声干扰。由于脑电信号的非线性、非平稳、宽频带特性，这些干扰信号往往与有用信号混叠。如何消除原始脑电数据中的噪声，以更好地获取反映大脑活动和状态的有用信息是进行脑电分析的一个重要前提。本课题要求研究脑电信号的预处理方法，设计一种算法去除包括眼电在内的噪声信号，并仿真实现。基本要求1.熟悉现有的脑电信号预处理方法2.设计去噪算法3.算法编程实现参考资料1VKrishnaveni,RemovalofocularartifactsfromEEGusingadaptivethresholdingofwaveletcoefficients,JournalofNeuralEngineering,2006(3):338-3462Matlab6.x信号处理邹鲲等编著，清华大学出版社2002.53中国期刊网、Elservier文章及其它网上资源周次第1～4周第5～7周第8～11周第12～15周第16～18周应完成的内容收集资料查找参考书熟悉课题内容及研究现状编程语言熟悉算法的确定与细节理解编程调试算法优化实验结果整理及其总结论文书写课题总结答辩指导教师：李段职称：讲师2013年3月4日系级教学单位审批：胡正平2013年3月5日摘要I摘要脑电信号(EEG)是脑神经细胞电生理活动在大脑皮层或头皮表面的总体反映，其中包含了大量的生理和病理信息,并可以用许多特征量来描述其特征信号。通过脑电分析来认识脑的活动是一种有效的无创手段。但是，脑电信号中常常混杂有多种噪声，为了便于阅读和分析脑电信号，必须对脑电信号进行去噪处理。本文针对脑电信号中的眼电伪迹去除的问题，采用了小波阈值法对脑电信号进行去噪处理。以小波阈值降噪为基础，本文采用db5小波对脑电信进行5尺度分解，其次在对应的子带上采用软阈值法，且阈值原则为对数长度阈值法对小波进行阈值去噪，然后对去噪后的信号进行重构，最后比较原始信号和去噪后的信号。实验结果表明，用小波阈值法可以有效去除脑电信号中的眼电干扰。关键词脑电信号;小波变换;去噪AbstractIIAbstractTheElectroencephalograph(EEG)istheelectrophysiologicalactivityofbraincells,itisreflectedintheoverallpalliumorscalpsurface,whichcontainsalargenumberofphysiologicalandpathologicalinformation,andcandescribethecharacteristicsignalwithmanyfeatures.TheEEGanalysistounderstandingbrainactivityisaneffectivenoninvasivemethod.However,EEGisoftenmixedwithavarietyofnoise,inordertofacilitatethereadingandanalysisofEEGsignaldenoising,mustcarryoneeg.AccordingtotheproblemthatremovingtheEEGofocularartifacts,thisarticleusesthewaveletthresholddenoisingmethodtoremovetheeyeelectricalnoise(EOG)interferenceintheEEG.Basedonwaveletthresholddenoising,firstly,thisarticleselectsthedb5waveletscaledecompositionofEEGof5.Secondly,itusessoftthresholdmethodinthecorrespondingsubband.Thenthesoftthresholdandwaveletreconstructionalgorithmfordenoising,andthethresholdprincipleforthefixedthresholdmethodofwaveletthresholddenoising.Thenreconstructthesignalafterdenoising.Finally,comparisonoftheoriginalsignalandthedenoisedsignal.Fromtheresultofexperiments,wecanseethatitisperfectlytoremovetheeyeelectricalnoise(EOG)byusingthewaveletthreshold.KeywordsEEG;Wavelettransform;noiserejectionIII目录摘要.......................................................................................................................IAbstract................................................................................................................II第1章绪论........................................................................................................11.1课题背景...............................................................................................11.2国内外研究现状与成果.......................................................................21.3本文研究内容与结构安排....................................................................4第2章小波变换在信号处理中的应用............................................................52.1小波变换...............................................................................................52.1.1连续小波变换.................................................................................52.1.2离散小波变换.................................................................................72.1.3二进小波变换.................................................................................82.1.4常用小波.........................................................................................92.2小波去噪.............................................................................................122.2.1尺度间相关性的去噪方法...........................................................132.2.2阈值去噪法...................................................................................142.3MATLAB小波在信号去噪中的应用................................................162.3.1信号分解.......................................................................................172.3.2信号重构.......................................................................................182.3.3信号阈值去噪...............................................................................202.4本章小结.............................................................................................21第3章眼电噪声去除方法研究......................................................................233.1脑电信号与眼电干扰简介.................................................................233.2小波阈值去噪原理.............................................................................253.3参数选择............................................................................................263.3.1小波基的选择...............................................................................263.3.2小波分解层数的选择..................................................................273.4实验结果仿真与分析........................................................................27IV3.5本章小结............................................................................................3