脑电信号处理与特征提取——5.频谱分析和时频分析（张治国）

目录

五、频谱分析和时频分析

5.1 频谱估计

5.1.1 基本概念

5.1.2 频谱估计方法：周期图

5.1.3 频谱估计方法：Welch法

5.1.4 频谱估计方法的比较

5.1.5 频谱特征提取 

5.2 时频分析

5.2.1 短时傅里叶变换

5.2.2 连续小波变换

5.3 事件相关同步化/去同步化

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五、频谱分析和时频分析

静息态脑电：没有刺激的情况下。任务态脑电：有刺激、任务。

频谱分析：不包含时间信息。时频分析：时间+频率 联合的方式。

5.1 频谱估计

5.1.1 基本概念

时间序列信号：例如在某通道连续记录的脑电信号，可以在时间域中表征为信号幅度（或其他量值）相对于时间的变化，也可以在频率域中表征为信号功率（或其他量值）沿频率变化的分布。

频率：描述振荡波形在单位时间内周期活动的基本参数。单位是赫兹（HZ），即每秒一个周期。

频谱：时序信号的功率、幅度或相位等在频率域沿频率的分布曲线。

频谱估计：将时域信号变换到频域频谱的估计方法，目的是观察对应周期的频率峰值以检测信号周期性。

选取采样率时候一定要选择最感兴趣的频率的两倍。

5.1.2 频谱估计方法：周期图

因为超低频是没有意义的，但是会削弱其他的波，如右上角图。所以加个log，然后变成下面的图。

5.1.3 频谱估计方法：Welch法

加窗的目的是：强调中间的信号，忽略掉两边的信号。

加窗后，再将每一段的周期图平均相加。

可以看出周期图的方差很大；Welch法波形很突出，能够得到一个比较平滑的功率谱。 

5.1.4 频谱估计方法的比较

5.1.5 频谱特征提取 

频谱量化

5.2 时频分析

 

5.2.1 短时傅里叶变换

5.2.2 连续小波变换

5.3 事件相关同步化/去同步化