叠加锋电位的分类方法研究

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1、分类号：TP391520．6099密级：天津理工大学研究生学位论文叠加锋电位的分类方法研究(申请硕士学位)研究方向：智能计算作者姓名：罗静指导教师：戴敏教授2014年1月ThesisSubmittedtoTianjinUniversityofTechnologyfor恤Ⅲa吼er％mgr∞I恻嘲ResearchonClassificationMethodforOverlappedSpikesByJingLuoSupervisorMinDaiJanuary2014独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和

2、取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得墨盗墨苎盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：男静签字日期：≯仰年3月v日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解墨盗墨兰盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权墨盗垄墨盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编，以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机

3、构送交论文的复本和电子文件。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：锣贽导师签铂聊签字日期：伽妒年3月y日签字日期：沙，辫多月p日摘要人体神经系统支撑着体内各个器官之间的功能及联系。神经元发放的锋电位是神经系统间传递和发布信息的媒介。目前常采用多电极胞外记录的方式对锋电位信号进行采集，从采集的信号中将锋电位信号检测、提取出来，并对不同形态特征的锋电位信号进行各自归类，这一系列的过程就称为锋电位分类。受当前采集技术的限制，当多个神经元细胞在相隔很短时间同时放电时，检测到的会是多个锋单位信号的叠加波形。叠加锋电位的

4、波形形态会因为叠加时刻和叠加波形的不同而不同，这增加了锋电位分类的难度。因此，研究叠加锋电位的分类，是提高锋电位分类准确性的关键，对神经元集群编码的研究具有重要意义。本文通过对叠加锋电位的产生原理及波形特点进行研究，重点分析了叠加锋电位分类的难点问题，研究适合于叠加锋电位识别的特征表示方法和分类策略。为解决锋电位波形由于叠加而造成的波形信息丢失问题，本文通过对相空间重构算法进行研究，将其应用到叠加锋电位分类中，提出了基于相空间重构的锋电位分类策略。通过对锋电位进行相空间重构，丰富了其波形信息，可以从多角度对叠加锋电位样本进行分析

5、。本文的方法，在Waveclus数据集上进行了大量实验，实验结果表明，基于相空间重构的锋电位分类策略对叠加锋电位分类具有良好的效果，准确率有了一定程度的提升。针对基于相空间重构的分类策略中数据维度大及抗噪声能力差的问题，本文对其进行了改进，在相空间中引入了基于窗1：3斜率表示法和二阶差分表示法相结合的特征表示方法。结合之后的特征优化方法，不仅可以降低锋电位样本的维度，还可以将锋电位波形的变化趋势突出，有利于提高锋电位分类的准确性。通过对不同噪声水平和不同叠加程度的锋电位数据进行实验，结果表明，与单独用相空间重构算法及窗口斜率表示

6、法相比，结合之后的特征表示方法不仅在一定程度上降低了数据的维度，而且对噪声干扰严重的锋电位数据能够保持较高的分类准确率。关键词：锋电位分类叠加锋电位相空间重构窗1：3斜率表示法二阶差分表示法AbstractThenervoussystemofthehumansupportsthefunctionandcommunicationbetweenthevariousorgansofthebodyThespikeproducedbytheNeuronsisthemediatotransferanddisseminationinforma

7、tionbetweenthenervoussystems．Inthepresent,thendetectthespikeandclassifythemaccordingthedifferenttypesofthespikewaveform，thisprocesscalledspikesporting．Becausethelimitationofthecollectiontechnology,thespikedetectedwillbetheoverlappedspikes．Thespikewaveformswillbediffe

8、rentbecauseofthedifferentspikeorthedifferenttimetheyoverlapped,whichwillincreasethedifficultyofthespikesorting．Sostudyingtheoverlap