Επεξεργασία σημάτων προκλητών δυναμικών με χρήση γενετικών αλγορίθμων

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία ασχολείται με την επεξεργασία των σημάτων προκλητών δυναμικών (Π.Δ.) που καταγράφονται κατά τη διάρκεια ενός ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος (ΗΕΓ), ενόσω ο εξεταζόμενος υποβάλεται σε ειδικά ακουστικά τεστ ερωτήσεων. Σκοπός της εργασίας αυτής είναι να δείξει ότι η αποθορυβοποίηση των μετρήσεων με την εξαγωγή του μέσου όρου των ερωτήσεων που χρησιμοποιείται σήμερα δεν είναι απολύτως ακριβής, προτείνοντας μια εναλλακτική επεξεργασία με χρήση των γενετικών αλγορίθμων. Αρχικά παρουσιάζεται μια ανάλυση σε θεωρητικό επίπεδο του κεντρικού νευρικού συστήματος, του ΗΕΓ και των Π.Δ. Ακολουθεί περιγραφή της πειραματικής διαδικασίας καταγραφής του ΗΕΓ, από την οποία προήλθαν τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν στην εργασία αυτή. Στα κεφάλαια που ακολουθούν γίνεται έλεγχος της κατανομής των ερωτήσεων αρχικά μέσω της γνωστής επεξεργασίας με τη μέθοδο του μέσου όρου. Έπειτα εφαρμόζεται το κριτήριο Kolmogorov-Smirnov ελέγχου της κανονικής κατανομής στις ερωτήσεις. Τα αποτελέσματα και των δύο ελέγχων απέδειξαν ότι οι ερωτήσεις δεν προσεγγίζουν την κανονική κατανομή και ως εκ τούτου προτείνεται η στάθμισή τους με τρόπο κατάλληλο έτσι ώστε τελικά να πληρουν τα κριτήρια κανονικότητας. Για το σκοπό αυτό επιστρατεύονται οι γενετικοί αλγόριθμοι μέσω των οποίων υπολογίζονται τα βάρη για κάθε ερώτηση.

This thesis deals with the processing of the evoked related potentials (ERP) recorded during an electroencephalogram (EEG), while the examinee is submitted to specific acoustic question tests. The purpose of this study is to show that the noise reduction of measurements by extracting the average, which is currently used, is not entirely accurate suggesting an alternative process using genetic algorithms. Initially a theoretical analysis of the central nervous system, the EEG and the ERP is presented. Following this, comes a description of the experimental procedure used for the recording of the EEG, from which came the data used in this work. In the next chapters the distribution of questions is checked initially by using the known processing method of the average across the multiple questions. After that the criterion Kolmogorov-Smirnov is applied in order to examine the normality of the distribution of the questions. The results of both tests showed that the questions do not approach the normal distribution and therefore the weighting of each question in an appropriate way so as to eventually meet the criteria of the normal distribution is proposed. In this context the genetic algorithms are used for the calculation of the afore mentioned weights.