非植入式主流解碼技術(shù)：分解算法

分解算法是非植入式腦機接口系統(tǒng)的主流解碼算法。分解算法廣 泛應(yīng)用于腦機接口系統(tǒng)的去噪與意圖解碼。分解算法通常使用矩陣分 解或提取空間濾波器來增加不同類別意圖的解碼可分離性。大多數(shù)分 解算法都是為特征提取而設(shè)計的，矩陣特征分解后通常需要連接到分 類器。獨立成分分析（ICA）是使用廣泛的分解算法之一。

ICA 一方 面可對不同源信號進(jìn)行特征分析，另一方面還可用于去噪（例如去除 眨眼成分、偽影信號等）。在解碼腦意圖時，不同腦機接口范式的分 解算法存在差異。運動想象范式解碼多采用通用空間模式（CSP）及 衍生算法。CSP 可大化不同分布的方差信號，例如對左右手運動想 象進(jìn)行分類。在 CSP 基礎(chǔ)上逐漸衍生出濾波器組 CSP（FBCSP）、提 議判別濾波器組 CSP（DFBCSP）、臨時約束的稀疏組空間模式（TSGSP） 等。

穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位（SSVEP）解碼多采用典型相關(guān)分析（CCA） 及衍生算法。CCA 算法有效解決了以往非空域分解算法難于處理的 導(dǎo)聯(lián)挑選問題。近十年學(xué)者提出諸多 CCA 改進(jìn)算法，例如濾波器組 CCA（FBCCA）、任務(wù)相關(guān)成分分析（TRCA）、集成 TRCA（eTRCA）、 任務(wù)相關(guān)成分分析算法（mTRCA、TDCA 等）。視覺 P300 電位解碼 算法依托 xDAWN 算法和 DCPM 算法。目前有增強 P300 誘發(fā)電位的xDAWN 算法以及將空間模式提取和模式匹配結(jié)合的 DCPM 算法。

近十年以黎曼幾何為代表的流形算法在腦機接口系統(tǒng)中廣泛應(yīng) 用。黎曼幾何算法通常可以用于對稱正定（SPD）矩陣的空間上應(yīng)用 運算，進(jìn)而提供一個統(tǒng)一的框架來處理不同的腦機接口范式。

例如基 于小均值距離（MDM）和帶有測地線濾波（FgMDM）算法對 MI 任務(wù)進(jìn)行分類。MDM 類似于使用歐式距離而不是黎曼距離的鄰算法。FgMDM 將協(xié)方差投影到切線空間，將線性判別分析（LDA） 應(yīng)用于切線向量，然后將它們投影回帶有選定分量的 SPD 空間。黎曼框架由于具有擴(kuò)展性，因此易于多場景應(yīng)用并與機器學(xué)習(xí)方法結(jié)合