混沌关联维数在人脑状态区分中的应用

作者：谢松云 赵金 吕卓脑电灰建模混沌关联维数

摘要：随着信号处理技术的发展,人们对脑电信号的计算和分析日益深入,以期进一步理解和认知大脑的功能。研究人脑在不同状态下的脑电信息,可以进一步揭示各种状态对于脑活动和脑电的影响。近年来,灰色理论和混沌理论的研究广泛应用于信号处理领域。根据脑电信号自身的特点,提出一种结合灰色建模理论和混沌理论关联维数的人脑状态识别新方法。首先对脑电数据进行灰色建模,然后对所得到的模型参数进行关联维数的计算,从而对人脑的状态进行区分。当取16 000点脑电数据计算关联维数时,传统G-P算法用于计算关联维数的数据点数是本方法的8倍。在计算时间上,传统G-P算法用时145.5 s,而本方法用时9.2 s。结果表明,本方法能够减少计算数据量,进而缩短运算时间。由于不同状态脑电信号的较大特征值非常接近,所以奇异谱与不同状态脑电信号的关联维数相比,关联维数可以更好地区分人脑的状态。

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