本课程专注于利用EEG技术进行脑电信号采集及分析,并结合MATLAB工具对数据进行处理,实现基于信号的情绪分类。适合神经科学、心理学和技术爱好者学习研究。
脑电图(Electroencephalogram,简称EEG)是一种记录大脑电活动的技术,在神经科学、医学及心理学领域广泛应用。本项目侧重于使用MATLAB进行脑电信号处理与分析,并致力于实现情绪分类。
1. **基础概念**:
脑电信号通过在头皮上放置电极来捕捉大脑皮层的微弱电信号,反映了大脑神经元活动,通常以μV(微伏)为单位。信号包含不同频率成分,如δ波(0.5-4Hz)、θ波(4-8Hz)、α波(8-13Hz)、β波(13-30Hz)和γ波(>30Hz),这些与不同的大脑状态及认知过程相关。
2. **MATLAB在EEG分析中的应用**:
MATLAB是一个强大的数学计算和数据分析环境,非常适合处理复杂的数据集如EEG。它提供了Signal Processing Toolbox和EEGLAB等工具箱用于滤波、去噪、特征提取以及可视化等工作。
- **预处理**: 去除肌电(EMG)、眼动(EOG)等干扰信号的噪声,常用方法包括带通滤波及独立成分分析(ICA);
- **时频分析**:通过短时傅立叶变换(STFT)或小波分析来理解不同时间尺度上的频率变化;
- **特征提取**: 计算功率谱密度、自相关函数和峰值频率等参数。
3. **脑电分类**:
在情绪分类任务中,首先定义各种情感状态的标记。分类器基于学习算法如支持向量机(SVM)或随机森林训练于标注的数据集上,并通过交叉验证评估其性能。
4. **MATLABEEG工具箱**:
MATLABEEG可能是一个专为EEG分析设计的MATLAB插件,提供便捷接口用于数据导入、预处理、特征提取及模型训练。它或许包含了特定的情绪分类算法和可视化功能。
5. **情绪分类的应用场景**:
情绪分类在人机交互、心理疾病诊断以及广告效果研究等领域有广泛应用。例如,在虚拟现实体验优化或游戏设计中增强用户体验时,监测用户的情感反应至关重要;同时也能帮助识别抑郁症及焦虑症等心理健康问题的生物标志物。
总结而言,本项目涵盖了从原始EEG数据获取到使用MATLAB构建情绪分类模型的所有环节。通过深入理解这些知识和技术手段,能够有效利用脑电信号揭示大脑的情绪状态,并为相关研究和应用提供强有力的支持。