如何用ICA去除脑电信号中的干扰?
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独立成分分析(ICA)已经成为脑电信号预处理,特别是去除干扰信号过程中一个标准流程。ICA是一种盲源算法,其通过一定的方法把信号分解成相互独立的多个源信号。尽管ICA算法为研究者去除脑电信号中的干扰源提供了便利,但是在具体运用时带有一定的主观性,因此需要一定的经验才能够鉴别出干扰成分。当然,目前也有一些自动化鉴别干扰成分插件,但是这些插件也只能提供一个参考而已,最后还需要自己的判定。这里,笔者总结一些典型噪声成分的特点,希望对各位朋友有所帮助。
EEGlab中植入了最常用的ICA算法,建议采用EEGlab运行ICA。ICA跑完之后,可以画出每个成分的拓扑图、功率谱曲线等,我们可以依据这些信息鉴别出噪声成分,进而把这些成分去掉。
1.眨眼
眨眼引起的干扰最主要特点是:独立成分的拓扑图主要分布于前端眼部电极,如图1所示。此外,该成分的功率谱曲线没有明显的peak。
图1
2.肌电
肌电的典型表现是:独立成分拓扑图主要集中在左侧/右侧颞叶处,如图2所示。此外,从功率谱曲线上可以看到,能量主要在高频,这主要是由于肌电一般是高频信号。
图2
3.通道噪声
通道噪声主要是由于该通道在采集过程中与头皮接触不良引起的,其典型特征是在拓扑图上集中在某一个电极上,如图3所示。
图3
4.心电
心电最明显的特征是该成分的时域信息,可以从该成分的信号中看到明显的心电QRS波,如图4所示。
图4
当然,上述列举的只是ICA能够鉴别出的最常见的噪声,除此之外,ICA还可以鉴别出工频干扰等噪声。
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