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基于AdaBoost算法的癫痫脑电信号识别

张涛 陈万忠 李明阳

基于AdaBoost算法的癫痫脑电信号识别

张涛, 陈万忠, 李明阳
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  • AdaBoost算法作为Boosting算法的经典算法之一, 在人脸检测和目标跟踪等领域得到了广泛应用, 但该算法也有一个缺点-退化问题. 为了解决这个问题, 通过对弱分类器进行筛选、引入平滑因子和权值修正函数三个措施对算法进行优化, 并将优化后的算法与小波包分解相结合应用到癫痫脑电信号的识别上. 结果表明, 本文算法对癫痫脑电信号的识别率为96.11%, 对正常脑电信号的识别率为99.51%, 具有较高的识别率, 为癫痫的正确诊断提供了一种可能有效的解决方案.
    • 基金项目: 高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:20100061110029)、吉林省科技发展计划重点项目(批准号:20090350)和吉林大学研究生创新研究计划(批准号:20121107)资助的课题.
    [1]

    Meng Q F, Zhou W D, Chen Y H, Peng Y H 2010 Acta Phys. Sin. 59 123 (in Chinese) [孟庆芳, 周卫东, 陈月辉, 彭玉华 2010 物理学报 59 123]

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    Wang Y, Hou F Z, Dai J F, Liu X F, Li J, Wang J 2014 Acta Phys. Sin. 63 218701 (in Chinese) [王莹, 侯凤贞, 戴加飞, 刘新峰, 李锦, 王俊 2014 物理学报 63 218701]

    [3]

    Cai D M, Zhou W D, Li S F, Wang J W, Jia G J, Liu X W 2011 Acta Biophys. Sin. 27 175 (in Chinese) [蔡冬梅, 周卫东, 李淑芳, 王纪文, 贾桂娟, 刘学伍 2011 生物物理学报 27 175]

    [4]

    Pang C Y, Wang X T, Sun X L 2013 Chin. J. Biomed. Eng. 32 663 (in Chinese) [庞春颖, 王小甜, 孙晓琳 2013 中国生物医学工程学报 32 663]

    [5]

    Zhang Z, Du S H, Chen Z Y, Tian X H, Zhou Y, Zhang Y 2013 J. Biomed. Eng. Res. 32 74 (in Chinese) [张振, 杜守洪, 陈子怡, 田翔华, 周毅, 张洋 2013 生物医学工程研究 32 74]

    [6]

    Tibdewal M N, Manjunatha M, Ray A K, Malokar M 2013 1st IEEE-EMBS Special Topic Conference on Point-of-Care (POCT) Healthcare Technologies (PHT) Bangalore, India, January 16-18, 2013 p72

    [7]

    Sakkalis V, Giannakakis G, Farmaki C, Mousas A, Pediaditis M 2013 35th Annual International Conference of the IEEE EMBS Osaka, Japan, July 3-7, 2013 p6333

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    Fu Z L 2014 Acta Autom. Sin. 40 1075 (in Chinese) [付忠良 2014 自动化学报 40 1075]

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    Fu Z L 2013 J. Comput. Res. Dev. 50 861 (in Chinese) [付忠良 2013 计算机研究与发展 50 861]

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    Schapire R E, Singer Y 1999 11th Annual Conference on Computational Learning Theory Madison, Wisconsin, July 24-26, 1998 p297

    [11]

    Islam M M, Yao X, Murase K 2003 IEEE Trans. Neural Networks 14 820

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    Cao Y, Miao Q G, Liu J C 2013 Acta Autom. Sin. 39 745 (in Chinese) [曹莹, 苗启广, 刘家辰 2013 自动化学报 39 745]

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    Fu Z L 2011 J. Comput. Res. Dev. 48 2326 (in Chinese) [付忠良 2011 计算机研究与发展 48 2326]

    [14]

    Andrzejak R G, Lehnertz K, Rieke C, Mormann F, David P, Elger C E 2001 Phys. Rev. E 64 061907

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    Ji Z 2003 Ph. D. Dissertation (Chongqing: Chongqing University) (in Chinese) [季忠 2003 博士学位论文 (重庆: 重庆大学)]

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    Ge Y Z, Xu M Y, Mi J C 2013 Acta Phys. Sin. 62 104701 (in Chinese) [戈阳祯, 徐敏义, 米建春 2013 物理学报 62 104701]

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    Gao Q, Yi S H, Jiang Z F, ZhaoY X, Xie W K 2012 Chin. Phys. B 21 064701

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    Wang D M, Wang L, Zhang G M 2012 J. Zhejiang Univ. (Eng. Sci.) 46 837 (in Chinese) [王德明, 王莉, 张广明 2012 浙江大学学报 (工学版) 46 837]

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    Wang X C, Shi F, Yu L, Li Y 2013 43 Cases of MATLAB Neural Network Analysis (Beijing: Beihang University Press) p1 (in Chinese) [王小川, 史峰, 郁磊, 李洋 2013 MATLAB神经网络 43 个案例分析 (北京: 北京航空航天出版社) 第1页]

  • [1]

    Meng Q F, Zhou W D, Chen Y H, Peng Y H 2010 Acta Phys. Sin. 59 123 (in Chinese) [孟庆芳, 周卫东, 陈月辉, 彭玉华 2010 物理学报 59 123]

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    [7]

    Sakkalis V, Giannakakis G, Farmaki C, Mousas A, Pediaditis M 2013 35th Annual International Conference of the IEEE EMBS Osaka, Japan, July 3-7, 2013 p6333

    [8]

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    [10]

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    Islam M M, Yao X, Murase K 2003 IEEE Trans. Neural Networks 14 820

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  • [1] 张涛, 陈万忠, 李明阳. 基于频率切片小波变换和支持向量机的癫痫脑电信号自动检测. 物理学报, 2016, 65(3): 038703. doi: 10.7498/aps.65.038703
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    [7] 董泽芹, 侯凤贞, 戴加飞, 刘新峰, 李锦, 王俊. 基于Kendall改进的同步算法癫痫脑网络分析. 物理学报, 2014, 63(20): 208705. doi: 10.7498/aps.63.208705
    [8] 卞春华, 马千里, 王俊. 脑电信号的标度分析及其在睡眠状态区分中的应用. 物理学报, 2010, 59(7): 4480-4484. doi: 10.7498/aps.59.4480
    [9] 边洪瑞, 王江, 邓斌, 魏熙乐, 韩春晓, 车艳秋. 基于复杂度的针刺脑电信号特征提取. 物理学报, 2011, 60(11): 118701. doi: 10.7498/aps.60.118701
    [10] 张梅, 王俊. 基于改进的符号相对熵的脑电信号时间不可逆性研究. 物理学报, 2013, 62(3): 038701. doi: 10.7498/aps.62.038701
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    [12] 王凯明, 钟宁, 周海燕. 基于改进功率谱熵的抑郁症脑电信号活跃性研究. 物理学报, 2014, 63(17): 178701. doi: 10.7498/aps.63.178701
    [13] 王莹, 侯凤贞, 戴加飞, 刘新峰, 李锦, 王俊. 基于自适应模板法的脑电信号转移熵分析. 物理学报, 2015, 64(8): 088701. doi: 10.7498/aps.64.088701
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    [17] 夏军利, 黄显高, 徐健学, 何岱海, 吕泽均. 利用小波多尺度分解算法实现混沌系统的噪声减缩. 物理学报, 1999, 48(10): 1810-1817. doi: 10.7498/aps.48.1810
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    [19] 杨小牛, 李建东, 唐智灵. 调制无线电信号的分形特征研究. 物理学报, 2011, 60(5): 056401. doi: 10.7498/aps.60.056401
    [20] 王文波, 张晓东, 汪祥莉. 脉冲星信号的经验模态分解模态单元比例萎缩消噪算法. 物理学报, 2013, 62(6): 069701. doi: 10.7498/aps.62.069701
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-11-24
  • 修回日期:  2015-01-10
  • 刊出日期:  2015-06-20

基于AdaBoost算法的癫痫脑电信号识别

  • 1. 吉林大学通信工程学院, 长春 130012
    基金项目: 

    高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:20100061110029)、吉林省科技发展计划重点项目(批准号:20090350)和吉林大学研究生创新研究计划(批准号:20121107)资助的课题.

摘要: AdaBoost算法作为Boosting算法的经典算法之一, 在人脸检测和目标跟踪等领域得到了广泛应用, 但该算法也有一个缺点-退化问题. 为了解决这个问题, 通过对弱分类器进行筛选、引入平滑因子和权值修正函数三个措施对算法进行优化, 并将优化后的算法与小波包分解相结合应用到癫痫脑电信号的识别上. 结果表明, 本文算法对癫痫脑电信号的识别率为96.11%, 对正常脑电信号的识别率为99.51%, 具有较高的识别率, 为癫痫的正确诊断提供了一种可能有效的解决方案.

English Abstract

参考文献 (19)

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