Title of article :
An Improved Automatic EEG Signal Segmentation Method based on Generalized Likelihood Ratio
Author/Authors :
Azami, H Department of Electrical Engineering - Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran , Hassanpour, H School of Information Technology and Computer Engineering - Shahrood University, Iran , Anisheh, S. M Department of Computer and Electrical Engineering - Khaje Nasir Toosi University of Technology, Tehran, Iran
Abstract :
It is often needed to label electroencephalogram (EEG) signals by segments of similar characteristics that are particularly meaningful to clinicians and for assessment by neurophysiologists. Within each segment, the signals are considered statistically stationary, usually with similar characteristics such as amplitude and/or frequency. In order to detect the segments boundaries of a signal, we propose an improved method using time-varying autoregressive (TVAR) model, integral, basic generalized likelihood ratio (GLR) and new particle swarm optimization (NPSO) which is a powerful intelligence optimizing. Since autoregressive (AR) model for the GLR method is valid for only stationary signals, the TVAR as a valuable and powerful tool for non-stationary signals is suggested. Moreover, to improve the performance of the basic GLR and increase the speed of that, we propose to use moving steps more than one sample for successive windows in the basic GLR method. By using synthetic and real EEG data, the proposed method is compared with the conventional ones, i.e. the GLR and wavelet GLR (WGLR). The simulation results indicate the absolute advantages of the proposed method.
Farsi abstract :
اين مقاله به بررسي روشي براي بهبود سگمنت كردن سيگنال ها به كمك روش GLR پرداخته است. ابتدا براي بهبود روش GLR از انتگرال گير استفاده شده است. انتگرال گرفتن از سيگنال اصلي در عين سادگي و سرعت سه مزيت براي سگمنت كردن دارد: الف) باعث مي شود اثر فركانس در دامنه نشان داده شود ب) انتگرال ميتواند به عنوان همواركننده سيگنال به كار رود و ج) بر خلاف فيلترهاي مرسوم، اين روش نيازي به تنظيم متغيرها و پارامترهاي اوليه ندارد. همچنين با توجه به اينكه در اطراف مرزهاي به دست آمده از روش GLR و حتي روش بهبود داده شده ي آن يعني WGLR مرزهاي زيادي بصورت نادرست به عنوان مرز اصلي در نظر گرفته ميشود، از طول گامي به اندازه بيش از 1 نمونه استفاده شده است. و در انتها، از الگوريتم پرندگان براي پيدا كردن متغيرهاي مورد استفاده در حركت پنجره هاي متحرك در طول سيگنال استفاده شده است. روش پيشنهادي مي تواند براي سيگنال هاي ساختگي مقدار FP را حدود 9 برابر بهبود دهد. همچنين سرعت روش پيشنهادي به دليل استفاده از گام هاي بيشتر از يك نمونه، داراي سرعتي بسيار بالاتر از روش GLR ساده است.
Keywords :
Adaptive signal segmentation , generalized likelihood ratio , time-varying autoregressive model , new particle swarm optimization , integral
Journal title :
Astroparticle Physics