睡眠脑电信号处理及睡眠分期算法研究

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1、万方数据中图分类号UDCTN911．72621．39硕士学位论文学校代码!Q§三三密级公珏睡眠脑电信号处理及睡眠分期算法研究SleepEEGSignalProcessingandSleepStageClassification论文答辩日期作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：田胜雄控制科学与工程模式识别信息科学与工程王春生副教授答辩委员会主席坶中南大学二。一四年五月万方数据学位论文原创性声明_1IIIIIIIIIIIIIIIIIllUllllllIIIY2687255本人郑重声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下

2、进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。作者签名：日期：——年一月一日学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版：本人允许本学位论文被查阅和借阅；学校可以将

3、本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其它手段保存和汇编本学位论文。保密论文待解密后适应本声明。作者签名：翩签名碑＼醐：一畦月子日万方数据睡眠脑电信号处理及睡眠分期算法研究摘要：现代生活节奏日益加快，人们受到的压力愈来愈大，越来越多的人遭受睡眠问题的困扰。睡眠分期对睡眠疾病的预防、诊断和治疗有着重要意义。传统人工判别睡眠分期方法存在着繁琐、耗时、主观性强等问题，开展睡眠自动分期算法研究，对于提高睡眠分期的自动化水平和准确性，为医护人员的临床诊断提供重要的辅助决策依据，具有重要临床应用价值。本文紧密围绕

4、睡眠脑电信号处理及睡眠分期算法开展深入研究，采用临床医学睡眠脑电数据，从信号处理的角度，对睡眠脑电信号展开了，一系列的处理。研究睡眠脑电信号的自动分期算法，有效解决在睡眠分期中存在的伪迹干扰、特征提取选择及分类器选择等问题，提高睡眠分期的精度，主要工作如下：首先，在对脑电信号主要干扰来源进行分析的基础上，提出了一种睡眠脑电信号预处理方法。根据睡眠脑电信号的特点，采用巴特沃斯滤波器，对脑电信号进行低通滤波，有效去除高频信号；采用小波软阈值去噪方法对脑电信号进行降噪处理，有效去除白噪声；针对睡眠脑电信号中存在的眼电伪迹，提出基于典型相关

5、分析的伪迹去除方法，实现了眼电伪迹的有效去除。其次，在分析睡眠脑电信号特点的基础上，通过采用时域分析方法、频域分析方法及非线性分析方法对脑电信号进行处理，从中提取出能够反映不同期段脑电信号的特征信息。组合不同域提取的特征描述睡眠过程，并提出基于极限学习机的睡眠分期算法，通过实验仿真，证明所提基于极限学习机的睡眠分期算法的合理性和有效性。最后，为了进一步提高睡眠分期的精度，本文提出了基于极限学习机与专家规则融合的睡眠分期算法，从仿专家判读的角度建立分期规则，并提取出脑电节律波以及在判读中关键的特殊波形，对睡眠进行分期，得到的结果与基于

6、极限学习机分类得到的结果进行信息融合，得到最终的分期结果。通过仿真验证了所提方法的有效性与优越性。关键词：伪迹去除：特征提取；专家规则；睡眠分期；信息融合分类号：TP911．72万方数据万方数据AnalysisforSleepEEGandSleepStagesClassificationAbstract：Ever-acceleratingpaceofmodemlife，moreandmorepeoplesufferfromsleepproblems．Itisgreatsignificancethatsleepstagingforpr

7、eventing，detectingandtreatingsleepproblems．ThispaperfocusesontheresearchforalgorithmofautomaticstagingofsleepEEG，inordertosolvethedisadvantagesinthemethodofsleepstagingoftraditionalmanualdistinguishing，suchastedious，time—consumingandsubjective．Theautomaticsleepstaginga

8、lgorithmpresentedprovidesanimportantbasisfordecisionsupportonclinicaldiagnosis，andhasimportantclinicalvalue．Thispaper