EEG信号处理与分析常用工具包介绍【第2波】
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ERPLAB工具包
ERPLAB工具包是由ERP領域的大牛Steven J Luck團隊研發的專門針對ERP分析的工具包。ERPLAB并不是一個獨立的工具包,而是作為EEGLAB工具包的一個插件。ERPLAB可以進行濾波、重參考、去除噪聲等ERP的預處理,可以計算和繪制平均ERP和差異波,可以繪制幅值地形圖,最為重要的是可以計算(局部)峰潛伏期、(局部)峰幅值、平均幅值、面積幅值等多種ERP參數。此外,ERPLAB還提供了permutation和Mass Univariate統計分析方法。除了功能上的一應俱全,對于編程小白來說最為重要的是,ERPLAB具有GUI界面,只需點擊幾個按鈕和鍵盤即可完成一系列操作。當然,對于有編程經驗的研究者,ERPLAB也提供了現成的代碼和函數供調用。
官方網址:https://erpinfo.org/
圖1
LORETA/sLORETA/eLORETA軟件
LORETA/sLORETA/eLORETA軟件是由瑞士蘇黎世大學醫院的Roberto D. Pascual-Marqui等研究者研發而成,用于EEG、MEG信號的分析。LORETA/sLORETA/eLORETA最主要的功能是進行基于LORETA技術的EEG和MEG信號的溯源分析,以及計算源空間上的功能連接。
官方網址:http://www.uzh.ch/keyinst/loreta.htm
圖2(來源:官網)
SPM工具包
SPM(Statistical Parametric Mapping)工具包是由英國及倫敦大學的Friston等人開發的基于Matlab平臺的開源工具包,功能非常強大。做fMRI研究的朋友可能對SPM更為熟悉,但是,SPM除了能夠處理fMRI數據外,還可以處理多種神經影像數據,包括PET,SPECT, EEG/ MEG。SPM除了包括常規的EEG/MEG預處理和分析功能,主要具有以下3個主要的特點:1)可以利用一般線性模型(general linear model)對計算得到的地形圖、時頻分析、和3D溯源結果進行統計分析,并可以用隨機場理論(randomfield theory)進行多重比較矯正;2)貝葉斯EEG/MEG溯源分析;3)動態因果模型(dynamiccausal modelling,DCM)應用于EEG/MEG的分析。
官方網址:https://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/
圖3
BioSig工具包
BioSig全稱是Biomedical Signal Processing,即生物醫學信號處理,是由德國Berlin Institute of Technology的Carmen Vidaurre等人開發,可以在Matlab和C/C++環境運行。BioSig工具包可以用于處理多種生物醫學信號,包括EEG、ECoG, ECG, EOG, EMG,甚至可以處理呼吸信號。BioSig工具包提供了干擾信號的去除、特征提取、分類、計算功能連接和基于PDC的有效連接等功能。BioSig工具包主要的特色應該是具有腦機接口BCI系統,可以用于BCI的研究。BioSig工具包中的BCI系統包含的功能如圖4所示。
官方網址:http://biosig.sourceforge.net/
圖4
參考文獻:
[1]Javier L C , Luck S J . ERPLAB: an open-sourcetoolbox for the analysis of event-related potentials[J]. Frontiers in HumanNeuroscience, 2014, 8.
[2]Litvak V , Mattout, Jérémie, Kiebel S , et al. EEGand MEG Data Analysis in SPM8[J]. Computational Intelligence and Neuroscience,2011, 2011:1-32.
[3]Vidaurre C , Sander T H , Schl?Gl A . BioSig: TheFree and Open Source Software Library for Biomedical Signal Processing[J].Computational Intelligence and Neuroscience, 2011, 2011:1-12.
總結
工具包雖好,但是我們在應用某些分析技術時,盡量還是要先理解這些分析技術的原理,而不只是“傻瓜式地”點幾個工具包中的按鈕。
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總結
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