[發明專利]一種基于BCI裝置腦電波采集分析的情緒展示設備

在審

• 申請號: 201510424279.0
• 申請日: 2015-07-17
• 公開（公告）號: CN105054928A
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發明（設計）人: 張洪振
• 申請（專利權）人: 張洪振
• 主分類號: A61B5/0476
• 分類號: A61B5/0476;G06F19/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種基于BCI裝置腦電波采集分析的情緒展示設備，其特征在于：包括順次連接組成BCI裝置的前端腦電波信號采集設備、腦電波信號預處理模塊、腦電波信號特征提取模塊、腦電波信號模式識別模塊、數模轉換接口電路模塊，還包括與數模轉換接口電路模塊的輸出端相連接的彩色燈帶，其中，

所述前端腦電波信號采集設備采集被測者的腦電波信號；

所述腦電波信號預處理模塊對采集到的腦電波信號進行數字濾波，去除無關的噪聲信號；

所述腦電波信號特征提取模塊對去噪后的噪聲信號進行小波包分解，獲取腦電波信號的特征向量；

所述腦電波信號模式識別模塊使用特征向量對支持向量機分類器進行訓練，訓練后的支持向量機分類器對被測者的腦電波信號進行識別；

所述數模轉換接口電路模塊將經過識別的不同類型情緒對應的腦電波信號轉換成相應的控制信號發送至彩色燈帶。

2.如權利要求1所述的一種基于BCI裝置腦電波采集分析的情緒展示設備，其特征在于：所述腦電波信號特征提取模塊中，使用Db2小波函數對去噪后的信號進行4層小波包分解，獲取腦電信號的特征向量。

3.如權利要求1所述的一種基于BCI裝置腦電波采集分析的情緒展示設備，其特征在于：所述前端腦電波信號采集設備為帶有電極的128通道Neuralynx腦電記錄分析掃描帽。

4.如權利要求2所述的一種基于BCI裝置腦電波采集分析的情緒展示設備，其特征在于：所述腦電波信號特征提取模塊和所述腦電波信號特征提取模塊中，將大腦皮層中產生的9-13Hz的電信號定義為節律，采用小波包4層分解，將信號正交地分解到32個獨立頻帶，使得節律的正弦信號劃歸到相應的第二頻帶里，取得第二層的分解系數和能量作為特征向量。

5.如權利要求1所述的一種基于BCI裝置腦電波采集分析的情緒展示設備，其特征在于：所述前端腦電波信號采集設備采集被測者的腦電波信號，具體步驟包括，

步驟一、利用功能性磁共振成像技術，得到腦電波信號對應的fMIR數據，對所述fMIR數據進行分析及歸一化處理，再將處理后的圖像與高分辨率的結構圖像進行配準，并歸一到MNI的空間，然后利用三維高斯函數對經過上述處理的數據做空間平滑處理；

步驟二、去除經過步驟一處理的各個腦電波信號數據之間的相關性，利用ICA方法對腦電波信號數據進行處理，得出最優變換矩陣；

由最優變換矩陣進而恢復信號源矩陣，從腦電波信號數據中分離出有效的成分，每個有效的成分對應一個偶極子成；

步驟三、結合頭部模型及其傳導系數，對每一個提取的有效的成分求解最優的偶極子配置，使得由上述偶極子產生的頭皮電場分布與測量到的頭皮電場分布在均方意義下最小，將fMIR數據中的激活點位置作為尋找偶極子位置的種子點，在fMIR數據限定源的可能空間中求解全局最優解，最優解經過融合處理作為結果輸出。