Combining Algebraic Approach with Extreme Value Theory for Spike DetectionReport as inadecuate




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1 CRESTIC - Centre de Recherche en Sciences et Technologies de l-Information et de la Communication 2 MAP5 - MAP5 - Mathématiques Appliquées à Paris 5 3 NON-A - Non-Asymptotic estimation for online systems Inria Lille - Nord Europe, CRIStAL - Centre de Recherche en Informatique, Signal et Automatique de Lille - UMR 9189 4 COSIM

Abstract : This paper uses the Extreme Value Theory EVT for threshold selection in a previously proposed algebraic spike detection method. The algebraic method characterizes the occurrence of a spike by an irregularity in the neural signal and devises a nonlinear Volterra filter which enhances the presence of such irregularities. These appear as positive high amplitude pulses in the output signal. The pulses are isolated. We then interpret the occurrence of a spike as a rare and extreme event that we model in the framework of EVT. With this model, we derive an explicit expression of the decision threshold corresponding to a given probability of false-alarm. Simulation results show that the empirical probability of false alarm is close to the predicted one by applying the derived theoretical threshold.

Résumé : Cet article utilise la théorie des valeurs extrêmes EVT pour la sélection du seuil dans une méthode algébrique de détection de spike proposée précédemment. La méthode algébrique caractérise l-apparition d-un spike par une irrégularité dans le signal neuronal et détermine un filtre non-linéaire de Volterra qui permet de rehausser la présence de ces irrégularités. Celles-ci apparaissent comme des impulsions de forte amplitude sur le signal de sortie. Les impulsions sont isolées. Nous les interprétons comme des événements rares et extrêmes qui nous modélisons dans le cadre EVT. Avec ce modèle, nous obtenons une expression explicite du seuil de décision correspondant à une probabilité de fausse alarme donnée. Les résultats des simulations montrent que la probabilité de fausse alarme empirique est proche de celle prédite par l-application du seuil théorique ainsi obtenue.





Author: Nehla Debbabi - Marie Kratz - Mamadou Mboup - Sadok El Asmi -

Source: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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