过度使用互联网对脑电时频特性的影响研究

应用小波变换以及非负矩阵分解的方法研究了过度使用互联网对脑电时频特性的影响.采用经典的oddball刺激实验,分别采集过度使用互联网者与正常受试者在新奇刺激出现时的事件相关电位(Event-relatecl potentials,ERP),并利用小波变换以及事件相关谱扰动提取ERP的gamma节律时频信息,然后对其ANOVA统计计算的F检验结果进行两分量的非负矩阵分解.结果发现,过度使用互联网导致ERP的P300波幅降低(p<0.05),潜伏期延长(p<0.05),另外对于gamma节律的影响主要发生在刺激后300 ms,频率范围在40-50 Hz内,主要集中在大脑的中央顶部.此结果说明过度使用互联网对大脑进行信息的整合和编码造成了影响.     

睡眠剥夺对大脑状态影响的时-频-空分析

结合脑电信号EEG的小波变换和非负矩阵分解,寻求正常睡眠和睡眠剥夺（sleep deprivation,SD）两种条件下,大脑状态在时域、频域和空域的主要差异,探讨其发生机制,并建立综合评价方法．为此,获取两种条件下11名受试者的听觉诱发电位,对脑电gamma频段做小波变换得到时频信息,采用ANOVA统计计算每个时频点的F检验值,对此进行两分量的非负矩阵分解结果表明,SD引起的大脑状态变化主要发生在40Hz左右,刺激后约400ms处的额叶和前额叶位置．基于此,分别从时频复合域、时域和空域的角度来分析具体的变化,发现SD引起gamma振荡减少,活动时间延迟,额叶功能区兴奋性降低,推断SD的作用机制在于降低了神经元的活动和同步化效应．分析表明结合EEG的小波变换和非负矩阵分解,可以建立一条从时、频、空三域全面评价大脑状态主要变化的途径．     

体育运动和体育锻炼领域内ERP的研究

0前言 事件相关电位fERP）也称诱发电位．是人们的大脑在对某一刺激信息进行认知心理加工过程中．在头皮上记录到的脑电位变化。它是以与某种作业有时锁关系的脑电（EEG）信号为基础．将EEG平均叠加得到的脑电活动。ERP的晚成份是与心理因素关系最为密切的一种成份，含5个主要的波：P1、N1、P2、N2、P3，（狭义上ERP是指p300）。     

非负矩阵分解算法在遥感图像融合中的应用

研究了非负矩阵分解(NMF)方法在遥感图像融合中的几种应用.在多光谱图像与全色图像融合的过程中,采用了非负矩阵分解融合算法,非负矩阵分解与主成分结合(N_PCA)的融合算法,非负矩阵分解与提升小波变换结合的融合算法,通过对各融合图像的目视判定及统计参数判定,分析评价这些算法在遥感图像融合中的性能差异.研究实验证明非负矩阵分解算法应用于遥感图像融合处理,具有较好的融合效果,非负矩阵分解算法,非负矩阵分解与主成分结合的融合算法,非负矩阵分解与提升小波变换结合的融合算法在遥感图像融合中的性能优于传统的主成分融合算法(PCA),其中,非负矩阵分解与提升小波变换结合的融合算法的性能最为优异.     

睡眠剥夺对脑认知和脑电复杂性的影响

为研究睡眠对大脑功能的影响，考察了正常睡眠与睡眠剥夺情况下脑认知能力的变化，分析了两种状态下自发脑电和事件相关电位复杂性的差异．通过事件相关电位P300的潜伏期与幅度反映不同状态下的脑认知能力，采用小波熵方法分析其复杂性．实验采用数字脑电图仪记录19导脑电信号，用OB序列诱发视觉事件相关电位．结果发现，睡眠剥夺组的靶刺激反应时间明显增长，而P300幅度显著降低、潜伏期明显增加；小波熵分析结果表明，与正常睡眠组比较，睡眠剥夺组自发脑电的256点小波熵和事件相关电位的32点小波熵均值都显著降低．故得出结论：睡眠剥夺对人的认知和脑电复杂性均产生了负向影响．因此，睡眠对维持大脑的功能具有重要作用．     

过度使用互联网对脑电信号的影响

当前,青少年上网成瘾已经成为一个严重的社会问题,为此,使用样本熵与功率谱分析方法,对9例过度使用互联网与9例较少使用互联网的受试者的脑电复杂度与功率谱进行了对比研究．发现过度使用互联网者在上网后各电极位置的脑电样本熵值较上网前均明显增大（P〈0．05）,而较少使用互联网者在上网后大部分电极位置处的样本熵值均较上网前有所减小,并且在一些电极位置处明显减小（P〈0．05）;而且,相比于上网前,过度使用互联网者在上网后所有电极位置处较慢的δ波成分均明显减少（P〈0．05）,θ波成分无明显变化,较快的α波、β波和γ波成分大都明显增加（P〈0．05）,而较少使用互联网者在上网前后脑电的各个成分大都没有明显的变化．这说明过度使用互联网会对大脑产生一定的影响．     

基于Tsallis熵和近似熵的认知事件相关电位动态复杂度分析

提供了两种分析认知事件相关电位（ERP）复杂度动态变化的估计算法——时变Tsallis熵（ETsEn）和时变近似熵（EApEn），并将其应用于分析Stroop任务中ERP的动态复杂度．实验发现：BTsEn比EApEn能更好地反映不同刺激类型的ERP复杂度差异；EApEn比ETsEn能更准确地体现ERP复杂度随时间变化的规律．额区、中央区和顶区的ERP的ETsEn和EApEn在刺激前、刺激处理过程中、刺激处理后均有显著差异，即在刺激前熵较大且无明显变化，刺激处理过程中熵显著减小，刺激处理完成后熵恢复至刺激前状态，其变化的时序与行为数据基本一致。结果证明了时变的Tsallis熵和近似熵对动态复杂度从不同方面度量的有效性，为客观度量ERP的复杂度提供了新方法．     

正交小波变换的残余相关分析

构造了正交小波变换矩阵，分析了平稳模型和非平稳模型下正交小波变换的残余相关特性．实验结果表明，对于非平稳信号，正交小波变换的去相关性能好于离散余弦变换；而对平稳信号，正交小波变换性能较差，因此，在数据压缩应用中，应使用正交小波变换与其它经典变换相结合的编码方法     

一次性“健身气功·六字诀”锻炼对事件相关电位P300的影响

目的：探讨健身气功六字诀对事件相关电位P300的影响,为六字诀锻炼对认知功能影响的评价提供实验支持。方法：采用上海海神医疗电子仪器厂生产的NDI-200（海神号）神经电检诊仪记录并分析了18名女性受试者分别进行健身气功六字诀和瑜伽完全呼吸锻炼前及锻炼后即刻Pz点的视觉诱发事件相关电位及反应时。结果：与锻炼前相比,锻炼后即刻P300潜伏期显著性缩短（P〈0．05）,而波幅和反应时都无显著性差异。结论：健身气功六字诀对认知功能具有正向影响效应,表现为P300潜伏期显著缩短。     

有氧运动对事件相关电位的影响

目的：通过事件相关电位（P300）探讨一次有氧运动对认知能力的影响。方法：采用NDI-200（海神号）神经电检诊仪用图像刺激0ddball模式对12名在校健康大学生志愿者分别在运动前、运动后即刻、运动后15分钟及运动后30分钟进行测量。结果：运动后即刻潜伏期较运动前明显缩短（P〈0．05）,运动后15到30分钟逐渐变长,运动后30分恢复到运动前水平。结论：适量有氧运动能够暂时提高认知能力。     

核心力量训练对事件相关电位P300影响的实验研究

通过对七周瑞士球核心力量训练前后大脑皮层不同部位（F2、Cz、Pz）P300指标变化的观察评价核心力量训练对脑认知功能的影响．选取体育教育专业健康男大学生24人作为受试对象．核心力量训练组（n=11）采用瑞士球（GoFitSwissBall，75cm）上俯卧撑和瑞士球上仰卧起坐两种方式进行训练；传统力量训练组（n=7）受试者采用地面上俯卧撑和仰卧起坐两种方式进行训练；对照组（n=6）不进行任何相关的专门性训练．力量训练组每周训练3次，每次60min，每个动作持续60S，节拍器控制节奏2s／拍，每种方式做3组，共6组，组间间歇5min，训练周期为7周．采用上海海神医疗电子仪器厂生产的NDI-200（海神号）神经电检诊仪记录并分析受试者在训练前（前测）、训练七周后（后测）安静状态下的视觉事件相关电位P300．采用SPSSl5．0forwindows分别进行了描述性统计和推断性统计．核心力量训练组经过七周的瑞士球核心力量训练后Pz点的P300潜伏期显著性延长（P〈O．05）．传统力量训练组经过七周的传统力量训练后Fz点的P300潜伏期显著缩短（P=0．081）．对照组前后两次测量间P300潜伏期无显著性差异（P〉O．05）．三组中后测与前测相比cz点P300波幅均有极显著性（核心力量训练组，P〈O．01）、显著性（对照组，P〈0．05）或显著（传统力量训练组，P=0．093）增加．传统力量训练组Pz点P300波幅后测较前测显著性增加（P〈0．05）．核心力量训练组cz点、传统力量训练组Pz点、对照组cz点的P300反应时均显著性缩短（P〈0．05）．相对于传统的力量训练而言，核心力量训练中因加入了不稳定因素导致力量训练时注意力分散，从而会降低受试者的认知加工速度和注意力资源投入能力．     

精神分裂症患者攻击行为与事件相关电位P300的相关性研究

目的探讨P300作为精神分裂症患者攻击行为的脑电生理学预测因子的可行性。方法采用病例对照研究方法,收集30对有或无攻击行为的精神分裂症男性患者。对两组患者的人口学资料、简明精神病量表（BPRs）各因子分、修改版外显攻击行为量表（MOAS）总分和各因子分、冲动量表（BIS-11）总分、敌意量表（BDHI）总分和各因子分、P300潜伏期及P300振幅进行比较和分析。结果①两组在婚姻状况、文化程度、职业、精神分裂症首次发病年龄、病期、治疗情况、自杀史、早年不良家庭环境方面的分布差异均无统计学意义（P〉0．05）。②研究组MOAS总分、MOAS自身及对他人攻击因子分、BIS-11总分、BDHI总分、BDHI躯体攻击因子分及易激惹因子分均高于对照组,差异均有统计学意义（P〈0．01）。③研究组中央顶部（Cz）事件相关电位P300振幅比对照组降低,P300潜伏期比对照组延长,差异有统计学意义（P〉0．05）。结论有攻击行为的男性精神分裂症患者比非攻击对照组事件相关电位P300（CZ）潜伏期延长,振幅降低,提示男性精神分裂症攻击个体可能存在更严重的认知功能障碍。     

一种基于事件相关电位的时频表示方法

生物信号的非平稳特性使得经典的时域分析方法和频域分析方法不能更好地描述信号的局部特征,而联合时频表示可以有效地反映信号的瞬时频率特性.事件相关电位(ERP)是指在特定认知任务下获取的脑电信号,它与刺激所引起的皮层电位直接相关,ERP信号的时频分析将有助于从更深层次上解读其中蕴涵的丰富信息.本文在对几种典型时频表示方法的比较基础上,提出了一种基于滤波器组-Hilbert变换的信号时频表示方法,将这几种方法应用到模拟信号的结果表明,该方法可以更好地保留信号时频特征的细节.因此通过将滤波器组-Hilbert变换方法应用到心理学经典Stroop任务的ERP信号分析中,除了可以得到与心理学传统ERP分析一致的结果外,还可以获取比之更为丰富的信息.     

脑损伤后综合征患者脑CT与事件相关电位的研究

探讨脑损伤后综合征患者的事件相关、脑CT和认知功能。应用听觉oddball序列刺激的事件相关电位方法对脑损伤后综合征患者30例（病人组）,健康人30例（对照组）进行比较。病人组较对照组P3潜伏期延长,波幅降低,经统计学处理有显著性差异（P＜0．05）。病人组脑CT检查有病灶者P3潜伏期延长,波幅降低更显著。事件相关电位检测和头频CT对研究损伤后综合征患者的认知功能变化有重要作用。     

非负矩阵分解下的稀疏基构建

当信号在某个变换域是稀疏的或可压缩的,可以利用与变换矩阵非相干的测量矩阵将变换系数投影为低维向量,同时这种投影保持了重建信号所需的信息。 压缩感知技术以较少的投影数据实现信号的精确或高概率重构。而信号重建能力很大程度上取决于信号的稀疏性,以及采样矩阵和变换矩阵的非相干性。本文提出用非负矩阵分解（NMF）对原始信号进行稀疏变化,构建稀疏变换基矩阵 ,并与离散傅立叶变换（DFT）和离散小波变换构（DWT）建变换矩阵进行对比研究,对相干度,稀疏度进行测量,并采用正交匹配追踪（OMP）进行信号还原能力分析,表明在同等测量次数下NMF还原能力优于DFT和DWT。     

基于小波变换和非负矩阵分解的人脸识别改进方法

针对NMF在识别人脸图像特征时分解速度慢,基空间不适应欧氏距离度量的缺点,提出了一种基于小波变换和非负矩阵基矩阵正交化的人脸识别方法.利用小波变换对人脸图像进行变换,选择LL分量既能抽取到人脸的实质特征又能有效减小数据维数,降低NMF分解的复杂性.同时对NMF的基矩阵实施正交化变换,在得到的正交基上进行投影.实验结果表明,该方法对光照变化、表情变化和部分遮罩不敏感,识别性能明显提高.     

关于完全正矩阵的几点注记

ｎ阶矩阵Ａ称为完全正的，如果Ａ有分解：Ａ＝ＢＢｔ，其中Ｂ为（不必方）元素非负矩阵．Ｂ的最小可能列数称为Ａ的分解指数．本文给出了一个５×５阶双非负矩阵Ａ为完全正的充分条件．     

DWT DCT QR结合的音频盲水印算法

为保护互联网中数字音像制品的合法版权,结合离散小波变换（DWT）、离散余弦变换（DCT）、QR分解以及音频的特性,提出了一种针对音频的盲水印算法。首先对原始音频分段,然后对每个分段进行小波变换求得近似分量,再进行离散余弦变换,对低频部分进行QR分解,在QR分解后得到的上三角矩阵中嵌入水印信息。实验结果表明,该算法具有较好的透明性和鲁棒性,能够承受高斯加噪、重采样、重量化、低通滤波、MP3压缩、裁剪替换等常见音频信号处理攻击。     

再认记忆的事件相关电位多域特征值研究

为了更好地了解再认记忆状态下的事件相关电位(ERP)在时域、频域和空间域的性质,与传统的ERP信号特征提取方法往往都局限于时域特征不同,该研究采用非负张量分解(NTF)技术,提取再认记忆实验中与"Old"和"New"刺激相关的ERP的多域特征值。多域特征值是从多个导联ERP信号的时频转换中提取的,因此可以同时反映ERP在时域、频域和空间域上的性质。研究结果发现,多域特征值可以明显地反映出不同刺激类型下ERP信号的差异,与额区新旧效应相关的FN400在"New"刺激下的多域特征值显著大于"Old"刺激下的,与顶区新旧效应相关的P600在"Old"刺激下的多域特征值显著大于"New"刺激下的,说明多域特征值能很好地用于区分和识别再认记忆中的新旧刺激,这不仅为再认记忆的研究提供了一个新方法,而且为基于ERP的认知功能研究提供了新的思路和途径。     

基于小波熵的网络成瘾脑电复杂性分析

通过考察青少年网络成瘾患者的脑电复杂性参数即小波熵及其脑电信息图,分析网络成瘾患者与正常人的差异,试图揭示网络成瘾对患者大脑产生的影响,并为网络成瘾综合症的诊断提供依据．分别采集9名网络成瘾者（实验组）和9名正常受试者（对照组）在上网前后的自发脑电,然后对其进行小波熵及其脑电信息图分析．结果发现网络成瘾患者上网前的自发脑电的小波熵值明显低于正常组上网前的自发脑电小波熵值（P〈0．05）,但上网40min后,其脑电小波熵值明显升高（P〈0．05）,此时与正常组无显著性差异;而正常组受试者上网前后的脑电小波熵值没有显著性的差异（P〉0．05）．此结果证实了网络成瘾患者在上网前,其脑电复杂性较低,大脑活动水平较低,而通过网络可以唤起其大脑的活动,因此小波熵值可以作为网络成瘾综合症诊断的客观指标之一．