基于小波和卡尔曼平滑的事件相关电位单次提取

本研究提出一种事件相关电位单次提取方法,可有效减少实验次数,并可探索实验之间ERP的变异性。此方法基于小波和卡尔曼平滑,首先利用小波变换考察ERP平均信号的时频特性,根据ERP不同分量出现的时间位置,在不同尺度上选取特定的单次实验ERP小波系数构成观测向量,其为真实ERP小波系数状态向量与噪声之和,然后对观测向量进行卡尔曼平滑,最后对卡尔曼平滑后的小波系数进行小波重构,得到单次提取的ERP信号。仿真实验表明,基于小波和卡尔曼平滑的方法不仅信噪比提高约16～18 dB,优于30次叠加平均、简单小波方法和基于高斯基函数的卡尔曼滤波方法,还可以跟踪ERP的幅度趋势变异性。与基于高斯基函数的卡尔曼滤波方法相比,所提方法降低了计算量。真实脑电ERP提取实验表明本方法较好地从单次记录中提取出了事件相关电位,并可解释ERP因适应和应激引起的趋势变异性。