eeglab中如何绘制2D和3D图

发布时间：2021-12-22 09:21:58 作者：小新
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EEGLAB中如何绘制2D和3D图

EEGLAB是一个用于处理和分析脑电图（EEG）数据的开源MATLAB工具箱。它提供了丰富的功能，包括数据预处理、时频分析、独立成分分析（ICA）以及数据可视化。在EEGLAB中，绘制2D和3D图是展示EEG数据的重要方式之一。本文将详细介绍如何在EEGLAB中绘制2D和3D图。

1. 准备工作

在开始绘制2D和3D图之前，首先需要确保已经加载了EEG数据并进行了必要的预处理。以下是一些基本的准备工作：

加载数据：使用pop_loadset函数加载EEG数据集。
```
EEG = pop_loadset('filename.set', 'filepath');
```

预处理：进行必要的预处理步骤，如滤波、去除伪迹、重参考等。

EEG = pop_eegfiltnew(EEG, 'locutoff', 1, 'hicutoff', 40); % 带通滤波
EEG = pop_reref(EEG, []); % 重参考

选择数据：选择要绘制的数据段或通道。

EEG = pop_select(EEG, 'time', [0 10]); % 选择0到10秒的数据

2. 绘制2D图

在EEGLAB中，2D图通常用于显示EEG信号的时域波形、频谱图、地形图等。以下是几种常见的2D图绘制方法。

2.1 时域波形图

时域波形图是最常见的EEG数据可视化方式之一，用于显示EEG信号随时间的变化。

figure;
plot(EEG.times, EEG.data(1,:)); % 绘制第一个通道的时域波形
xlabel('Time (ms)');
ylabel('Amplitude (\muV)');
title('EEG Time Domain Waveform');

2.2 频谱图

频谱图用于显示EEG信号的频率成分，通常通过傅里叶变换或小波变换得到。

[spectra, freqs] = spectopo(EEG.data(1,:), EEG.pnts, EEG.srate);
figure;
plot(freqs, spectra);
xlabel('Frequency (Hz)');
ylabel('Power (dB)');
title('EEG Power Spectrum');

2.3 地形图

地形图用于显示EEG信号在头皮上的空间分布，通常通过插值方法将多通道数据映射到头皮表面。

figure;
topoplot(EEG.data(:, 100), EEG.chanlocs); % 绘制第100个时间点的地形图
title('EEG Topographic Map');

3. 绘制3D图

3D图在EEGLAB中通常用于显示EEG信号在时间和空间上的变化，或者用于显示独立成分的空间分布。以下是几种常见的3D图绘制方法。

3.1 3D时域波形图

3D时域波形图可以同时显示多个通道的EEG信号随时间的变化。

figure;
plot3(EEG.times, 1:EEG.nbchan, EEG.data');
xlabel('Time (ms)');
ylabel('Channel');
zlabel('Amplitude (\muV)');
title('3D EEG Time Domain Waveform');

3.2 3D地形图

3D地形图可以更直观地显示EEG信号在头皮上的空间分布。

figure;
topoplot(EEG.data(:, 100), EEG.chanlocs, 'style', 'both', 'plotrad', 0.6, 'headrad', 0.6);
title('3D EEG Topographic Map');

3.3 3D独立成分图

独立成分分析（ICA）是EEGLAB中常用的分析方法之一，3D独立成分图可以显示独立成分在头皮上的空间分布。

EEG = pop_runica(EEG, 'icatype', 'runica'); % 运行ICA
figure;
pop_topoplot(EEG, 0, 1:EEG.nbchan, 'Independent Components', 0, 'electrodes', 'on');
title('3D Independent Component Topographic Map');

4. 高级绘图技巧

除了上述基本的2D和3D图绘制方法外，EEGLAB还提供了一些高级绘图技巧，可以进一步美化图形或增加额外的信息。

4.1 添加颜色条

在绘制地形图或频谱图时，添加颜色条可以更直观地显示数据的强度。

figure;
topoplot(EEG.data(:, 100), EEG.chanlocs, 'style', 'both', 'plotrad', 0.6, 'headrad', 0.6);
colorbar;
title('EEG Topographic Map with Colorbar');

4.2 自定义图形样式

可以通过MATLAB的图形属性自定义图形的样式，如线条颜色、线宽、字体大小等。

figure;
plot(EEG.times, EEG.data(1,:), 'LineWidth', 2, 'Color', [0 0.5 0.8]);
xlabel('Time (ms)', 'FontSize', 12);
ylabel('Amplitude (\muV)', 'FontSize', 12);
title('Customized EEG Time Domain Waveform', 'FontSize', 14);

4.3 多子图显示

在同一个图形窗口中显示多个子图，可以方便地比较不同通道或不同时间段的EEG数据。

figure;
subplot(2,1,1);
plot(EEG.times, EEG.data(1,:));
title('Channel 1');
subplot(2,1,2);
plot(EEG.times, EEG.data(2,:));
title('Channel 2');

5. 总结

在EEGLAB中绘制2D和3D图是展示和分析EEG数据的重要手段。通过本文的介绍，读者可以掌握基本的2D和3D图绘制方法，并了解一些高级绘图技巧。无论是时域波形图、频谱图还是地形图，都可以通过EEGLAB轻松实现。希望本文能够帮助读者更好地利用EEGLAB进行EEG数据的可视化分析。