Interprétation des signaux cérébraux pour l’autonomie des handicapés : Système de reconnaissance de mots imaginés

Cerebral signal processing for the autonomy of the handicapped : Imagery recognition system

• Auteur / Autrice : Nassib Abdallah
• Direction : Pierre Chauvet, Bassam Daya
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Traitement du signal et des images
• Date : Soutenance le 20/12/2018
• Etablissement(s) : Angers en cotutelle avec Université Libanaise
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques et sciences et technologies de l'information et de la communication (Rennes)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : LARIS. Laboratoire Angevin de Recherche en Ingénierie des Systèmes (EA7315)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Angevin de Recherche en Ingénierie des Systèmes / LARIS
• Jury : Président / Présidente : Mohammad Hajjar
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mohammad Hajjar, Sylvie Nguyen, Patrick Van Bogaert
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : François Jouen, Sophie Achard

Mots clés

Mots clés contrôlés

Traitement du signal

Aphasie

Systèmes homme-machine

Intelligence artificielle en médecine

Mots clés libres

Interface Cerveau Machine

Electro encéphalographie

Extraction des caractéristiques

Wernicke-Broca

Classification

Reconnaissance de la parole non parlée

Traitement de signal

Intelligence Artificielle

Analyse en composante principale

Décomposition par ondelette

Brain computer interface

Electroencephalography

Classification

Features extraction

Principal component analysis

Wavelet decomposition

Résumé

Les interfaces Cerveau Machine représentent une solution pour rétablir plusieurs fonctions comme le mouvement, la parole, etc. La construction de BCI se compose de quatre phases principales: "Collecte des données", "Prétraitement du signal", "Extraction et sélection de caractéristiques", "Classification". Dans ce rapport nous présentons un nouveau système de reconnaissance de mots imaginées basé sur une technique d’acquisition non invasive (EEG) et portable pour faciliter aux personnes ayant des handicaps spécifiques, leurs communications avec le monde extérieur. Cette thèse inclut un système nommé FEASR pour la construction d’une base de données pertinente et optimisée. Cette base a été testée avec plusieurs méthodes de classification pour obtenir un taux maximal de reconnaissance de 83.4% pour cinq mots imaginés en arabe. De plus, on discute de l’impact des algorithmes d’optimisations (Sélection des capteurs de Wernicke, Analyse en composante principale et sélection de sous bandes résultant de la décomposition en ondelette) sur les pourcentages de reconnaissance en fonction de la taille de notre base de données et de sa réduction.

The Brain Machine interfaces represent a solution to restore several human issues such as movement, speech, etc. The construction of BCI consists of four main phases: "Data Recording", "Signal preprocessing", "Extraction and Selection of Characteristics", and "Classification". In this report we present a new imagery recognition system based on a non-invasive (EEG) and portable acquisition technique to facilitate communication with the outside world for people with specific disabilities.This thesis includes a system called FEASR for the construction of a relevant and optimized database. This database has been tested with several classification methods to obtain a maximum recognition rate of 83.4% for five words imagined in Arabic. In addition, we discuss the impact of optimization algorithms (Wernicke sensor selection, principal component analysis algorithm and the selection of subbands resulting from the discrete wavelet transform decomposition) on recognition percentages according to the size of our database and its reduction.