【特征提取】基于Matlab提取腦電波delta、theta、alhpa、beta、gamma
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腦電波是人體發(fā)出的電信號,它可以通過腦電波算法進行分析和研究。腦電波算法可以分為delta、theta、alpha、beta和gamma五種類型,每種類型都有其獨特的特征和應(yīng)用。下面將詳細(xì)介紹這五種腦電波算法的步驟。
首先是delta波算法。Delta波是一種低頻腦電波,頻率范圍在0.5-4Hz之間。Delta波主要出現(xiàn)在深度睡眠和昏迷狀態(tài)下。Delta波算法的步驟如下:
1.采集腦電信號:使用腦電圖采集設(shè)備采集被試者頭部的腦電信號。
2.預(yù)處理數(shù)據(jù):對采集到的腦電信號進行預(yù)處理,包括濾波、去除噪聲等。
3.分析數(shù)據(jù):對預(yù)處理后的腦電信號進行分析,提取出其中的delta波。
4.統(tǒng)計分析:對提取出的delta波進行統(tǒng)計分析,包括平均值、標(biāo)準(zhǔn)差等。
5.結(jié)果解釋:根據(jù)統(tǒng)計分析結(jié)果進行結(jié)果解釋,進一步研究delta波的特征和應(yīng)用。
接下來是theta波算法。Theta波是一種較低頻率的腦電波,頻率范圍在4-8Hz之間。Theta波主要出現(xiàn)在睡眠、放松和冥想狀態(tài)下。Theta波算法的步驟如下:
1.采集腦電信號:使用腦電圖采集設(shè)備采集被試者頭部的腦電信號。
2.預(yù)處理數(shù)據(jù):對采集到的腦電信號進行預(yù)處理,包括濾波、去除噪聲等。
3.分析數(shù)據(jù):對預(yù)處理后的腦電信號進行分析,提取出其中的theta波。
4.統(tǒng)計分析:對提取出的theta波進行統(tǒng)計分析,包括平均值、標(biāo)準(zhǔn)差等。
5.結(jié)果解釋:根據(jù)統(tǒng)計分析結(jié)果進行結(jié)果解釋,進一步研究theta波的特征和應(yīng)用。
其次是alpha波算法。Alpha波是一種較高頻率的腦電波,頻率范圍在8-13Hz之間。Alpha波主要出現(xiàn)在放松、休息和冥想狀態(tài)下。Alpha波算法的步驟如下:
1.采集腦電信號:使用腦電圖采集設(shè)備采集被試者頭部的腦電信號。
2.預(yù)處理數(shù)據(jù):對采集到的腦電信號進行預(yù)處理,包括濾波、去除噪聲等。
3.分析數(shù)據(jù):對預(yù)處理后的腦電信號進行分析,提取出其中的alpha波。
4.統(tǒng)計分析:對提取出的alpha波進行統(tǒng)計分析,包括平均值、標(biāo)準(zhǔn)差等。
5.結(jié)果解釋:根據(jù)統(tǒng)計分析結(jié)果進行結(jié)果解釋,進一步研究alpha波的特征和應(yīng)用。
然后是beta波算法。Beta波是一種高頻率的腦電波,頻率范圍在13-30Hz之間。Beta波主要出現(xiàn)在焦慮和緊張狀態(tài)下。Beta波算法的步驟如下:
1.采集腦電信號:使用腦電圖采集設(shè)備采集被試者頭部的腦電信號。
2.預(yù)處理數(shù)據(jù):對采集到的腦電信號進行預(yù)處理,包括濾波、去除噪聲等。
3.分析數(shù)據(jù):對預(yù)處理后的腦電信號進行分析,提取出其中的beta波。
4.統(tǒng)計分析:對提取出的beta波進行統(tǒng)計分析,包括平均值、標(biāo)準(zhǔn)差等。
5.結(jié)果解釋:根據(jù)統(tǒng)計分析結(jié)果進行結(jié)果解釋,進一步研究beta波的特征和應(yīng)用。
最后是gamma波算法。Gamma波是一種非常高頻率的腦電波,頻率范圍在30-100Hz之間。Gamma波主要出現(xiàn)在大腦活動強度較高的情況下。Gamma波算法的步驟如下:
1.采集腦電信號:使用腦電圖采集設(shè)備采集被試者頭部的腦電信號。
2.預(yù)處理數(shù)據(jù):對采集到的腦電信號進行預(yù)處理,包括濾波、去除噪聲等。
3.分析數(shù)據(jù):對預(yù)處理后的腦電信號進行分析,提取出其中的gamma波。
4.統(tǒng)計分析:對提取出的gamma波進行統(tǒng)計分析,包括平均值、標(biāo)準(zhǔn)差等。
5.結(jié)果解釋:根據(jù)統(tǒng)計分析結(jié)果進行結(jié)果解釋,進一步研究gamma波的特征和應(yīng)用。
綜上所述,腦電波delta、theta、alpha、beta、gamma算法步驟是通過采集腦電信號、預(yù)處理數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、統(tǒng)計分析和結(jié)果解釋等步驟來研究不同頻率的腦電波特征和應(yīng)用。這些算法可以應(yīng)用于腦電信號的研究和分析,為研究人類大腦的功能和行為提供了重要的工具和方法。
?? 部分代碼
function [ pxx,fpow,powerFeatures ] = powerSort( inSignal,fs )
%powerSort ?求功率譜密度以及各個節(jié)律頻帶的信號功率
% ? inSignal ?輸入信號
% ? fs ?采樣頻率
% ? pxx ?功率譜密度
% ? fpow ?頻率向量
% ? powerFeatures ?各節(jié)律頻帶的信號功率組成的數(shù)組
? ?%使用 welch 法來提取功率譜密度
? ?[pxx, fpow] = pwelch(inSignal, [], [], [], fs); ? ?%對去基線去工頻的信號求功率譜密度
? ?%計算各個節(jié)律頻帶的信號平均功率
? ?power_delta = bandpower(pxx, fpow, [0.5, 3], 'psd');
? ?power_theta = bandpower(pxx, fpow, [4, 7], 'psd');
? ?power_alpha = bandpower(pxx, fpow, [8, 13], 'psd');
? ?power_beta = bandpower(pxx, fpow, [14, 30], 'psd');
? ?power_gamma = bandpower(pxx, fpow, [31, 60], 'psd');%從功率譜可以看出50HZ以后就基本沒有幅度了
? ?%各節(jié)律平均功率數(shù)組
? ?powerFeatures=[power_delta,power_theta,power_alpha,power_beta,power_gamma];
end
?? 運行結(jié)果

?? 參考文獻
[1] 董燕,徐瑞娟,史亞麗,et al.激素沖擊治療對嬰兒痙攣癥患兒腦功能網(wǎng)絡(luò)屬性特征路徑長度的影響[J].中華實用診斷與治療雜志, 2022, 36(4):5.
[2] 朱修縉.基于自閉癥兒童腦電信號的音樂調(diào)節(jié)系統(tǒng)[D].濟南大學(xué)[2023-10-21].