[發(fā)明專利]腦電信號與音樂進行匹配的方法及其系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410360309.1
• 申請日: 2014-07-25
• 公開（公告）號: CN104133879B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉冬冬;張博;楊曉文
• 申請（專利權(quán)）人: 金紐合（北京）科技有限公司
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11002
• 代理人: 李相雨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及神經(jīng)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及腦電信號與音樂進行匹配的方法及其系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在自然界中存在著許多蘊含豐富信息的符號序列，例如人們創(chuàng)造的語言，人們所定義的樂音(如音樂)、噪音，或者在自然過程中形成的例如基因序列和神經(jīng)傳導(dǎo)信號等。在這些不同類型的符號序列中，可以通過發(fā)現(xiàn)一些共性元素來實現(xiàn)不同序列間的對應(yīng)。

音樂是最“直接表達人的感情”的藝術(shù)形式之一，對人的情緒、情感的發(fā)展有著重要的影響和促進作用。音樂引起人的情緒反應(yīng)所內(nèi)在的腦機制的研究已成為發(fā)展認知神經(jīng)科學(xué)、教育學(xué)和心理學(xué)等領(lǐng)域的熱點之一。現(xiàn)代研究已經(jīng)證實，音樂可以影響人的腦電波，且不同類型的音樂，對大腦產(chǎn)生的刺激不同，所引起的人腦的興奮模式也不同。因此，如何選擇音樂來緩解人的壓力、放松平復(fù)心情有重要意義。

當前的研究多集中于探討不同類型音樂對大腦所帶來的不同影響。

現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是在無法合理選擇音樂來緩解人的壓力、放松平復(fù)心情。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)無法合理選擇音樂來緩解人的壓力、放松平復(fù)心情。

為此目的，第一方面，本發(fā)明提出一種腦電信號與音樂進行匹配的方法，所述方法包括：

S1.根據(jù)測量的腦電信號，得到所述腦電信號的定標指數(shù)α；

S2.對預(yù)設(shè)音樂庫中的音樂進行分析，得到所述音樂的長程相關(guān)指數(shù)β；

S3.根據(jù)所述定標指數(shù)α與所述長程相關(guān)指數(shù)β，對所述腦電信號與所述音樂進行匹配。

可選的，所述步驟S1包括：

S11.對測量的腦電信號進行數(shù)字化處理，得到腦電信號的離散時間序列{x_i，i＝1,2,...,N}，x_i為第i個腦電信號，N為腦電信號的個數(shù)；

S12.濾去所述離散時間序列{x_i，i＝1,2,...,N}的平均值<x>，得到序列{y_i，i＝1,2,...,N}，所述y_i為：

其中，

S13.對所述序列{y_i，i＝1,2,...,N}進行經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解EMD，得到n個固有模態(tài)函數(shù)IMF和一個剩余量R，其中n為正整數(shù)，n的取值由所述EMD確定；

S14.計算所述n個固有模態(tài)函數(shù)IMF中每一個固有模態(tài)函數(shù)的峰峰值間隔；

S15.將所述峰峰值間隔在第一預(yù)設(shè)范圍s內(nèi)的IMF對應(yīng)的波形合并為一組波形，得到合并波形Pvalue_s(k)，其中10^(m-1)≤s≤10^m，m＝1,2,…,m_max，m_max的大小取決于序列{y_i，i＝1,2,...,N}的長度N，k表示合并波形中的每一個數(shù)據(jù)點，k＝1,2,...,k_max，k_max的大小由第一預(yù)設(shè)范圍s和落在所述第一預(yù)設(shè)范圍s內(nèi)的峰峰值間隔對應(yīng)的波形長度確定；

S16.對每組合并波形進行平均均方根計算，獲得波動函數(shù)F：

其中<s>表示對不同的第一預(yù)設(shè)范圍s求均值，所述F∝s^α，∝表示成比例，其中，α為定標指數(shù)；

S17.根據(jù)所述F∝s^α，得到定標指數(shù)α。

可選的，所述步驟S2包括：

S21.將預(yù)設(shè)音樂庫中的音樂進行數(shù)字化處理，得到數(shù)字化音樂信號序列{U_i，i＝1,2,...,M}，i為所述數(shù)字化音樂信號序列中第i個時間點，M為所述數(shù)字化音樂信號序列的總長度；

S22.以預(yù)設(shè)窗寬對所述數(shù)字化音樂信號序列{U_i，i＝1,2,...,M}進行無重疊的移窗并計算標準差，得到序列{v_j，j＝1,2,…,M/(預(yù)設(shè)窗寬)}，v_j為所述序列{v_j，j＝1,2,…,M/(預(yù)設(shè)窗寬)}的第j個數(shù)據(jù)；

S23.根據(jù)所述序列{v_j，j＝1,2,…,M/(預(yù)設(shè)窗寬)}，得到平均音強序列{(v_j)²，j＝1,2,…,M/(預(yù)設(shè)窗寬)}；