[發(fā)明專利]一種基于相位同步的多類別運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)分類方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410185328.5
• 申請(qǐng)日: 2014-05-04
• 公開（公告）號(hào): CN103971124B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孔萬(wàn)增;徐飛鵬;周凌霄;徐思佳;任銀芝;戴國(guó)駿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/62
• 分類號(hào): G06K9/62
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙)33240
• 代理人: 杜軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物特征識(shí)別領(lǐng)域中的腦電信號(hào)分類領(lǐng)域，具體涉及一種基于腦電信號(hào)相位同步獲取相位同步特征相關(guān)系數(shù)并運(yùn)用于共空域模式算法進(jìn)行多類別運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)分類的方法。

背景技術(shù)

對(duì)于神經(jīng)肌肉系統(tǒng)功能嚴(yán)重喪失的患者來說,一種新的與外界交流的手段是急需的。腦機(jī)接口(BCI)正是這樣一種技術(shù),它允許使用者直接通過意念而不是傳統(tǒng)的神經(jīng)肌肉通道來實(shí)現(xiàn)與外界環(huán)境的自主交流。近年來腦機(jī)接口(BCI)研究已經(jīng)逐漸從兩類別的模式識(shí)別發(fā)展為多類別的模式識(shí)別，從而實(shí)現(xiàn)多種意念與外界環(huán)境的自主交流，提升腦機(jī)接口技術(shù)的實(shí)用性。

如何有效地對(duì)多類別腦電信號(hào)進(jìn)行分類，提升分類的正確率和分類的速率是目前運(yùn)動(dòng)想象多類別腦電信號(hào)分類研究中必須面臨并解決的一個(gè)關(guān)鍵問題。而傳統(tǒng)的多類別腦電信號(hào)分類方法如基于“一對(duì)一”共空域模式方法、基于Jacobi算法的近似聯(lián)合對(duì)角化方法等有計(jì)算量較大等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足和改善需要，提供了一種基于相位同步的多類別運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)分類方法，該方法是利用相位鎖定值分別計(jì)算訓(xùn)練樣本和測(cè)試樣本的相位同步特征并根據(jù)兩者的相關(guān)系數(shù)依次將多對(duì)相應(yīng)兩個(gè)類別的腦電信號(hào)運(yùn)用共空域模式算法通過線性判別分析進(jìn)行多次分類來實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案：

1.腦電信號(hào)采集：

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，使用多通道腦電采集設(shè)備采集實(shí)驗(yàn)過程中被試者的腦電信號(hào)，完成被試者信息錄入和腦電信號(hào)采集。

2.數(shù)據(jù)預(yù)處理：

對(duì)原始腦電信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，目的是減少偽跡的干擾，提高信噪比，從而提高特征提取的準(zhǔn)確性。預(yù)處理過程包括帶通濾波。

3.濾波：

創(chuàng)建濾波器，將預(yù)處理后的腦電信號(hào)濾波到計(jì)算利用相位同步特征進(jìn)行分類所需的頻段。

4.相位同步特征相關(guān)系數(shù)計(jì)算：

本發(fā)明采用相位鎖定值(PLV)來表示各次實(shí)驗(yàn)所得腦電信號(hào)每?jī)蓚€(gè)通道之間的相位關(guān)系，具體的PLV計(jì)算公式如下：

PLV＝|<exp(j{Φ_x(t)-Φ_y(t)})>|

其中Φ_x(t)和Φ_y(t)分別為腦電信號(hào)x(t)和y(t)的瞬時(shí)相位。

采用希爾伯特變換來計(jì)算信號(hào)的相位值，信號(hào)x(t)的希爾伯特變換定義如下：

x~(t)=1πP∫-∞+∞x(τ)t-τdτ]]>

公式中的P為柯西主值。由此可以定義x(t)的解析信號(hào)為：