Wykorzystanie metody PCA i ICA do analizy sygnału EEG w kontekście usuwania zakłóceń

摘要

W artykule przedstawiono metodę PCA (ang. Principal Component Analysis) oraz ICA (ang. Independent Component Analysis), jako narzędzia pomocne w procesie eliminacji artefaktów z sygnału elektroencefalograficznego. Proces rejestracji sygnału elektroencefalograficznego można zobrazować, jako BSS (ang. Blind Signals Separation). Dzięki temu możliwe jest dokonywanie estymacji nieznanych sygnałów źródłowych oraz ekstrakcji niepożądanych sygnałów zakłócających, w zakresie ich późniejszej eliminacji. W tym celu konieczne jest doskonalenie metod weryfikacji i eliminacji artefaktów z sygnału EEG. W artykule opisano możliwość zastosowania powyższych metod w zakresie sygnału EEG oraz zrealizowane zostało porównanie skuteczności ich działania.%In the paper there are presented the Principal Component Analysis (PCA) and the Independent Component Analysis (ICA) as useful tools for elimination of artefacts in an electroencephalographic signal. The process of registration of the electroencephalographic signal can be described as BSS - Blind Signals Separation. It is possible to estimate unknown source signals and to extract intrusive disturbing signals in terms of their subsequent elimination. It is necessary to improve the methods of verification and elimination of artefacts from an EEG signal. The Brain Computer Interface (BCI) technology is presented briefly in the first part of the paper. EEG signal characteristics and its acquisition with the non-invasive method are described in the second part. Next, there is discussed the possibility of using the PCA and ICA methods in terms of analysis of an EEG signal. Comparison of the effectiveness of these methods is presented as well. A general profile of the EEG signal processing is shown in Fig. 1. An example of use of the infomax algorithm for a real EEG signal is depicted in Fig. 2. Fig. 3 shows an exemplary Event-Related Potential (ERP) of the EEG signal.