基于脑电的音高感知研究

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1、论文题目学科专业基于脑电的音高感知研究生物医学工程指导教师尧德中教授作者姓名班学号郑小敬200520901020分类号UDC注1密级学位论文基于脑电的音高感知研究（题名和副题名）郑小敬（作者姓名）指导教师姓名尧德中教授电子科技大学成都（职务、职称、学位、单位名称及地址）申请专业学位级别硕士专业名称生物医学工程论文提交日期2008.5论文答辩日期2008.5学位授予单位和日期电子科技大学答辩委员会主席评阅人2008年月日注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。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及取得的

2、研究成果。据我所知，除了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，也不包含为获得电子科技大学或其它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已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学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，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位

3、论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要脑电信号（Electroencephalogram,简称EEG）是人脑电活动的综合表现，包含着丰富的神经信息。在过去的一些年里，音乐已经越来越多的作为研究人类认知和脑机制的工具，而音高感知在识别和分辨声源特别是倾听音乐和语言时起到了关键作用，从而成为许多国内外认知科学家研究人类认知及其脑机制的一个重要的切入点。本文通过设计不同音高水平的音乐感知实验获取脑电数据，并把得到的脑电数据进行了局部的和整体的两种方法的分析：1.通过对播放调式变换音乐所得到的脑电数据进行局部的功率谱能量密度分析，结果发现：脑电

4、θ频段功率谱能量与音乐在五度循环上的变化方向密切相关，前额的脑电θ频段功率谱能量随变化后调式与原调式在五度循环上的心理学距离的增大而增大，且右半球在此频段的功率谱能量大于左半球的；倍频和调式变换时，α1频段的功率谱能量的大小均与音乐的变化方向有关，但两侧大脑在此频段几乎不存在差异；β1频段的功率谱能量显著性差异只出现在调式变换时，主要集中在额叶和两侧颞叶。2.从整体着手利用脑电数据建立大脑神经功能性网络，分析该网络的复杂网络统计特征：度分布、聚类系数、信息熵等参数，发现大脑在听任何音高水平的音乐时都呈现无标度特性和小世界网络特征，并且在听原音乐时，大脑功能性网络的信息熵

5、和聚类系数与听其他音高水平音乐时的相比都是最大的，说明此时大脑中有更多的神经元产生聚类，大脑所获得的信息量最大。本文研究表明，脑电信号的变化的确能够反应大脑对不同音高水平的音乐认知，在不同的音高水平特别是对于变化前后的情况，不同频段的脑电的功率谱能量密度和大脑功能性网络的聚类和信息吸收是明显不同的，均为研究不同音高水平音乐感知的非常有意义的方法，且两方法互相补充。关键词：脑电，音高，调的五度循环，功率谱能量密度分析，大脑功能性神经网络4ABSTRACTABSTRACTElectroencephalogram(EEG)representsthegeneralelectri

6、calactivityofthewholebrain,containingmuchneuralinformation.Musichasbecomeamoreandmoreeffectivetoolforbrainresearchduringthepastfewyears,ofwhichpitchresearchisanfundamentalpartinbrainmechanismexplorationbecauseofitssubstantialroleinbothlanguageandmusicperceptionandrecognition.Inthiswork,w

7、edesignedanexperimentofmusicperceptionfordifferentpitchleveltocollectEEGdata.Then,theacquireddatawereanalyzedbytwomethods(localandnon-local)asfollows:1.EEGdatarecordedwhensubjectswerelisteningtotwokey-transposedmusicandtheoriginalmusicisanalyzedbyPSD(PowerSpectralDensity)