28、脑机接口中电极移位对分类准确率的影响研究

脑机接口中电极移位对分类准确率的影响研究

1. 数据生成

在本次研究中，我们使用了Sereega工具包来生成数据。Sereega是一个基于MATLAB的工具箱，用于模拟与事件相关的分段脑电图（EEG）数据。它能够在时域和频域中模拟各种效应，主要用于验证新设计的方法。

我们模拟了对应于标准和目标刺激的两类事件相关电位。选择模拟两种不同源条件下的数据，在这两种条件下，事件相关电位（ERP）的第一个峰值都在位于前扣带回皮质的一个源处产生。在第一种源条件下，第二个峰值在左顶叶皮质的一个源处产生；在第二种源条件下，第二个峰值在运动皮质的一个源处产生。我们在纯信号中添加了来自62个源、强度为20µV的噪声，这些源均匀分布在头部体积内。模拟数据的总体平均ERP和差异曲线如图11.3所示。通过对源位置和方向、噪声水平以及信号幅度进行细微改变，我们模拟了20个不同的参与者。

在SEREEGA中，我们可以选择用于模拟数据记录的头部模型和电极。我们决定使用纽约头部模型，这是一个体积导体头部模型，包含头皮上231个电极的位置。这些电极包含10 - 5系统的一个子集，以及颈部和眼部区域的额外电极。在10 - 5系统中，电极在头皮上大致呈等距网格分布。用d表示枕骨隆凸和鼻根之间的距离，上下左右方向上两个电极之间的距离是d的5%或10%，即0.05d或0.1d，其中“上”表示朝向面部的方向，“下”表示朝向头部后部的方向，“右/左”表示朝向头部右/左侧的方向。左上、右上、左下和右下方向上两个电极之间的距离范围从约0.07d到约0.14d。

我们采用数据替换方法来实现电极移位。根据10 - 5系统，将一个电极的数据替换为其直接相邻电极的数据，以模拟从原始电极位置到相邻位置的空间移动。我们将替换