基于滤波器组典型相关分析的SSVEP信号分类方法

基于稳态视觉诱发电位(SSVEP)的脑机接口系统存在鲁棒性不足和短时分类准确率较低的问题,本文提出了一种基于滤波器组典型相关分析的SSVEP信号分类方法(FBCCA-SVM)。通过结合性能较为优秀的滤波器组典型相关分析(FBCCA)和鲁棒性强的支持向量机(SVM)的优点,使用SVM分类器替代FBCCA中的MAX分类器对FBCCA提取到的特征分类,在较短时间的刺激下在多目标分类中达到了较高的准确率和信息传输速率(ITR)。通过对8名受试者的实验结果表明,2 s的刺激时间下平均准确率为93.91%,信息传输速率为78.63 bit/min,与典型相关分析方法相比,平均准确率和信息传输速率分别提高了14.32%和25 bit/min;与滤波器组典型相关分析方法相比,分别提高了6.36%和9.66 bit/min;相比于主流识别算法,该方法性能得到明显提高,同时增强了目标分类的鲁棒性,为后续脑机接口系统的实际应用提供了实验基础。

基于空间滤波器组典型相关分析的SSVEP信号处理

稳态视觉诱发电位(Steady-State Visual Evoked Potential,SSVEP)作为一种特征较为明显的脑电信号,有着训练迅速、数据集要求少、分类准确率高等优点,近年来广受关注。SSVEP信号采集的过程中会受到环境、设备、人工操作等因素的影响,因此模型对不同信噪比信号的稳定性显得尤为重要。本文提出一种空间滤波器组典型相关分析模型,在原始信号、人工合成信号、平均特征信号三者之间提取四种空间滤波器用于后续分类,并将该模型与另外四种模型在不同信噪比情况下进行对比分析。六组低信噪比数据集为采集数据、六组高信噪比数据集为清华数据集,实验证明该模型在使用高低信噪比数据时均有优秀的分类性能,最高可达99.24%,且对不同数据长度有较高鲁棒性,同时信息传递速率(Information Translate Rate,ITR)最高可达105.1bits/min。

基于分析-综合滤波器组的雷达多模干扰高效实现方法研究

针对传统的数字射频储存架构的雷达干扰系统监视带宽有限、干扰样式单一以及硬件资源使用量大等缺点,提出了一种基于分析-综合滤波器组的雷达多模干扰高效实现方法。因此,介绍分析-综合滤波器组的原理及其工程实现结构,分析该干扰技术的干扰信号产生机理和干扰效果。仿真与测试结果表明,该方法接收频率覆盖范围宽,能够保证信号恢复精度与较小的资源使用量,且易于实现雷达多种模式干扰与对指定信号的保护屏蔽功能。

基于滤波器组的数字射频存储系统

提出一种应用于储频式雷达干扰机的数字射频存储(DRFM)系统设计方法.分析了综合滤波器组理论及DRFM系统的一般实现方法,利用分析综合滤波器组对信号的分解、重构能力,设计了基于分析综合滤波器组的DRFM系统.该DRFM系统保持了数字信道化接收具有的频率覆盖范围宽、动态范围大等优点,并解决了数字信道化接收时宽带跨信道信号的恢复问题.以该数字射频存储系统为核心的某储频式雷达干扰机已通过了外场测试,进一步证明了该系统的正确性.

基于PSD特征的FBCCA脑电信号识别方法

当前基于稳态视觉诱发电位(steady-state visual evoked potential,SSVEP)的脑机接口(brain-computer interfaces,BCIs)使用的都是单一识别算法,针对不同时间长度的识别准确率较低。提出了一种基于滤波器组的典型相关分析(filter bank canonical correlation analysis,FBCCA)与功率谱密度(power spectral density,PSD)分析相结合的SSVEP识别算法,可以提高SSVEP识别的普适性与准确率。该方法使用FBCCA寻找高相似度的参考频率信号,再通过多组PSD分析来锁定最终的响应频率,完成频率识别。该方法无需经过训练就能得到较高的识别准确率。实验结果表明:在刺激时长为1 s时,该方法能达到86.61%的准确率,比PSD分析方法提升了5.44%,比典型相关性分析方法(canonical correlation analysis,CCA)提升了10.38%的准确率,比FBCCA提升了8.86%的准确率。

一种改进的双通道滤波回声抵消算法——过采样无延迟子带方法

在强相关大动态范围语音作用下,回声抵消器直接更新上千阶自适应滤波器系数,计算量大、收敛速度慢。采用子带分析与合成的方法能够减少计算量和提高算法的收敛性能,但子带的分析与合成也给线路中引入了信号延迟。提出了一种改进的双通道滤波回声抵消算法,将子带自适应滤波器映射到全频带滤波器,减少了信号的延迟;同时采用双通道滤波器,使系统工作在较小残余回声功率下。仿真结果表明,改进算法在单边会话情况下收敛快,具有较好的回声抵消效果。

群信号信道化技术实现方法的仿真与分析

针对群信号中有用子信道信号检测和解调难度较大的问题,通过分析均匀数字滤波器组分析器的基本型,提出了将多相结构和奇偶分路应用于群信号信道化技术的方法。仿真结果表明,这两种方法都有效降低了算法复杂度,而奇偶分路法进一步提高了算法的运行效率,目前已通过硬件实现。

利用多抽样率滤波实现DHT的实值离散Gabor变换

基于多抽样率滤波原理,设计了分析和综合滤波器组,分别用于实现(基于DHT核函数的)离散Gabor展开与变换,提出了新的实值离散Gabor展开与变换快速并行算法。在并行算法中,由于总计算复杂性分摊于多个结构一致并能够利用快速一维离散快速Hartley变换(N点1-DDHT)的并行通道,因此并行算法的计算时间取决于单个并行通道的计算复杂性。而每一并行通道的计算复杂性非常小,所以分析和综合滤波器组的处理速度是相当快的。将所提出的算法与当前最快的并行算法进行了比较,结果表明基于多抽样率滤波实现的实值离散Gabor展开与变换快速并行算法对实时信号处理十分有利。

一种单载波宽带信号非线性均衡技术

针对单载波宽带信号均衡难以收敛的问题,研究了一种基于子带分解与重构的宽带非线性均衡技术。综合利用复数子带滤波器组与判决反馈均衡器理论,给出了两种具有模式切换功能的宽带非线性均衡结构,基于最小均方算法推导了它们的均衡权值迭代更新公式,分析比较了两种结构在不同均衡模式下的收敛特点。仿真证明基于子带技术的宽带非线性均衡能适用于群时延较严重的信道,且比传统全频带均衡具有更好的收敛效果和更低的计算复杂度。

一种基于GPU的宽带数字信号多路下变频器的高效实现

随着无线电的广泛使用,而频段资源相对狭窄,对于频段上信号的管理要求越来越高,为确保频段的合理管控,提出了针对宽带数字信号的多路下变频器结构,用来实现对信号的高效检测,以检测出不合法的用户。在GPU(Graphic Procession Unit)强大的多核并行计算平台上,采用高效的均匀DFT(Discrete Fourier Transform)分析滤波器组的多相结构对其进行了实现。该实现利用计算机显卡,在Windows平台下全部采用软件算法,无需额外的硬件辅助,对带宽2 MHz的宽带信号,能并行实时输出1 000路窄带信号。

基于稳态视觉诱发电位的脑电信号分类算法比较

基于稳态视觉诱发电位(steady state visual evoked potential,SSVEP)的脑-机接口(brain computer interface,BCI)系统具有分类准确率高、用户不用长时间训练等优点而广受关注。如何高效地对SSVEP信号频率识别而实现更好的分类效果是SSVEP-BCI的核心问题。采用滤波器组典型相关分析(filter bank canonical correlation analysis,FBCCA)与任务相关成分分析(task-related component analysis,TRCA)对SSVEP信号分类比较研究,探讨了两种方法在数据长度、子带数以及通道数对SSVEP信号分类效果的影响。35位被试者的数据表明:在数据长度小、时间短的情况下,TRCA具有更高的分类准确率,且子带数设置为5时,分类准确率达到最大。通道数越多分类准确率越高,但是通道个数较少时,TRCA分类效果明显优于FBCCA。研究为SSVEP脑电数据有效性分析以及提高基于SSVEP的脑电信号分类准确率提供了新的思路。

MODEL AND PERFORMANCE ANALYSIS OF FMT SYSTEM AND ORTHOGONAL FILTERBANKS

An orthogonal multi-carrier modulation-Filtered Multi-Tone (FMT) modulation, is evaluated in this paper. The objective of this paper is to model the FMT system with polyphase fil- terbank network, design its synthesis/analysis orthogonal filterbanks and analyze their performance. Oversampled and critically sampled cases of FMT system are discussed in detail. Perfect Reconstruc- tion (PR) properties of M parallel orthogonal subchannels in the case of critically sampled is derived from filterbank polyphase decomposition. Diverse types of prototype filters which include Infinite Impulse Response (IIR) and Finite Impulse Response (FIR) are designed and analyzed. Performance analysis of orthogonal filterbanks which are implemented by these prototype filters are proposed and compared respectively. Simulation results of FMT orthogonal filterbanks are presented. In the end, the application prospect of FMT is discussed.