[發明專利]基于運動想象的腦電信號識別方法、系統、介質及設備

有效

• 申請號: 201810073041.1
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108542383B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 蔣昌俊;閆春鋼;丁志軍;張亞英;張瑾
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: A61B5/0476
• 分類號: A61B5/0476
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 王華英

基于運動想象的腦電信號識別方法、系統、介質及設備，包括：從腦電信號傳感器獲取多通道的原始腦電信號；對原始腦電信號濾波并篩除無關信號獲取腦電濾波信號；根據預設分解方法將每一通道中的腦電濾波信號分解為預設數目的信號分量；根據參考導聯計算每一通道中的信號分量獲取分量篩選值，根據分量篩選值篩選信號分量并將篩選的各個通道的信號分量相加得每一通道的重組信號；根據共空間模式提取重組信號中的特征信息；利用線性支持向量機對特征信息得信號樣本進行分類，根據信號樣本的類別識別每一通道中的重組信號的類別信息并發出，本發明篩選出不同個體腦電信號中跟任務相關信號，去除掉任務不相關的信號，提高腦機接口中腦電信號的識別準確。

技術領域

本發明涉及一種腦電信號識別方法，特別是涉及一種基于運動想象的腦電信號識別方法、系統、介質及設備。

背景技術

隨著機器學習、心理學、認知神經科學、信號處理、通信與控制等不同學科的不斷發展和融合，腦機接口(Brain Computer Interface，BCI)技術在過去的40年里得到了飛速發展。腦機接口旨在在大腦和外接設備之間搭建一座橋梁，是一種能夠為人類提供新穎的交流方式的通訊系統。通過腦機接口，人類可以直接用人體的生理信號如腦電信號(Electrocephalogram，EEG)來控制外接設備，因此這種系統可以為殘障人士的生活提供便利。

盡管目前有很多生理信號可以用于腦機接口的控制，如腦電信號、基于血氧信息的功能性近紅外信號(functional Near Infrared Signal，fNIRS)、腦磁圖(Megnetoencephalography,MEG)、功能性磁共振成像信號(functional MagneticResonance Imaging,fMRI)等，但是出于時間分辨率、空間分辨率和設備成本等諸多方面的考慮，腦電信號一直是腦機接口的主要控制信號。而在可用于控制腦機接口的多種腦電信號中，基于運動想象(Motor Imagery，MI)的腦電信號是非常常用的。MI信號的主要神經學基礎是在大腦受到運動想象(即想象自己的肢體運動)任務的刺激時，某些區域的腦電節律會增強，叫做事件相關同步，與此同時，另一些區域的腦電節律會減弱。并且這些節律的變化范圍在8-30Hz。很多研究表明運動想象信號可以產生易于分辨的信號種類，并且成功用于BCI的控制，

現有技術的腦電信號識別方法存在因人腦電信號的差異性導致用統一的信號識別方法信號識別準確度不高的技術問題。

發明內容

鑒于以上現有技術存在因人腦電信號的差異性導致用統一的信號識別方法信號識別準確度不高的技術問題，本發明的目的在于提供一種基于運動想象的腦電信號識別方法，包括：從腦電信號傳感器獲取多通道的原始腦電信號；對原始腦電信號濾波并篩除無關信號獲取腦電濾波信號；根據預設分解方法將每一通道中的腦電濾波信號分解為預設數目的信號分量；根據參考導聯計算每一通道中的信號分量獲取分量篩選值，根據分量篩選值篩選信號分量并將篩選的各個通道的信號分量相加得每一通道的重組信號；根據共空間模式提取重組信號中的特征信息；利用線性支持向量機對特征信息得信號樣本進行分類，根據信號樣本的類別識別每一通道中的重組信號的類別信息并發出。

于本發明的一實施方式中，根據預設分解方法將每一通道中的腦電濾波信號分解為預設數目的信號分量步驟具體包括：接收腦電濾波信號，將腦電濾波信號作為輸入；根據多元經驗模式分解方法將每一通道中的腦電濾波信號分解為分量{IMFⁱ₁,IMFⁱ₂,…,IMFⁱ_j,…,IMFⁱ_n},i＝1,…,N，其中n為單個通道的IMF數目，IMF為固有模態函數分量，i為通道編號。