[發明專利]一種基于壓縮感知的生物電信號處理電路及方法

有效

• 申請號: 201811249455.1
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109157209B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 虞致國;魏朋博;顧曉峰
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: A61B5/24
• 分類號: A61B5/24;A61B5/388
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良;陳麗麗

1.一種基于壓縮感知的生物電信號處理電路，其特征在于，所述基于壓縮感知的生物電信號處理電路包括：時鐘分頻模塊、主控模塊和數據處理模塊，所述時鐘分頻模塊和所述主控模塊連接，且所述時鐘分頻模塊和所述主控模塊均與所述數據處理模塊連接；

所述時鐘分頻模塊用于對所述數據處理模塊提供采樣頻率和傳輸頻率，所述主控模塊用于設置所述數據處理模塊的壓縮比和采集的生物電信號的類型以及設置與生物電信號的類型相對應的處理模式，所述數據處理模塊用于根據生物電信號的類型選擇相應的處理模塊進行生物電信號處理；

其中所述生物電信號的類型包括神經電信號和非神經電信號；

其中，所述數據處理模塊包括：

數據采集模塊、數據流向模塊、尖峰檢測模塊、壓縮存儲模塊和數據發送模塊，所述數據采集模塊、數據流向模塊、壓縮存儲模塊和數據發送模塊順次連接，所述尖峰檢測模塊與所述數據流向模塊連接，所述數據采集模塊、尖峰檢測模塊、壓縮存儲模塊和數據發送模塊均與所述時鐘分頻模塊連接，所述數據流向模塊、尖峰檢測模塊、壓縮存儲模塊和數據發送模塊均與所述主控模塊連接；

所述數據采集模塊用于根據預設的采樣頻率和生物電信號的類型以對應的采樣頻率采集對應的生物電信號；

所述數據流向模塊根據所述生物電信號的類型選擇對應的處理模式；

所述尖峰檢測模塊用于當所述生物電信號的類型為神經電信號時，對所述生物電信號進行去噪處理得到去噪后的生物電信號，并將所述去噪后的生物電信號反饋至所述數據流向模塊；

所述壓縮存儲模塊用于當所述生物電信號的類型為神經電信號時，對所述去噪后的生物電信號進行壓縮存儲處理得到壓縮生物電信號，以及用于當所述生物電信號的類型為非神經信號時，對所述生物電信號進行壓縮存儲處理得到壓縮生物電信號；

所述數據發送模塊用于將所述壓縮生物電信號發出。

2.根據權利要求1所述的基于壓縮感知的生物電信號處理電路，其特征在于，所述數據處理模塊還包括矩陣生成模塊，所述矩陣生成模塊分別與所述壓縮存儲模塊、所述時鐘分頻模塊和所述主控模塊連接，所述矩陣生成模塊用于提供所述壓縮存儲模塊進行壓縮處理時所需的測量矩陣。

3.根據權利要求2所述的基于壓縮感知的生物電信號處理電路，其特征在于，所述壓縮存儲模塊包括壓縮單元和存儲單元，所述壓縮單元的輸入端與所述數據流向模塊和所述矩陣生成模塊連接，所述壓縮單元的輸出端與所述存儲單元的輸入端連接，所述存儲單元的輸出端與所述數據發送模塊連接，

所述壓縮單元用于根據所述測量矩陣對所述生物電信號進行分組壓縮處理得到多組壓縮生物電信號；

所述存儲單元用于依次將每組所述壓縮生物電信號存儲后發送至所述數據發送模塊。

4.根據權利要求1所述的基于壓縮感知的生物電信號處理電路，其特征在于，所述尖峰檢測模塊包括：

NEO單元、閾值計算單元、閾值檢測單元、第一存儲單元、第二存儲單元和數據對齊單元，所述NEO單元的輸入端與所述數據流向模塊連接，所述閾值計算單元的輸入端和所述閾值檢測單元的輸入端均與所述NEO單元的輸出端連接，所述閾值計算單元的輸出端和所述閾值檢測單元的輸入端連接，所述閾值檢測單元的輸出端分別與第一存儲單元的輸入端和第二存儲單元的輸入端連接，所述數據對齊單元的輸入端分別與所述第一存儲單元的輸出端和第二存儲單元的輸出端連接，所述數據對齊單元的輸出端與所述數據流向模塊連接；

所述NEO單元用于對所述生物電信號進行NEO運算；

所述閾值計算單元用于對所述NEO運算的結果進行閾值計算得到生物電信號的閾值；

所述閾值檢測單元用于對所述生物電信號的閾值進行尖峰檢測，得到尖峰檢測數據；

所述第一存儲單元和所述第二存儲單元均用于存儲所述尖峰檢測數據；

所述數據對齊單元用于對所述尖峰檢測數據進行數據對齊后輸出。

5.根據權利要求1所述的基于壓縮感知的生物電信號處理電路，其特征在于，所述數據采集模塊包括三線SPI接口。

6.根據權利要求1所述的基于壓縮感知的生物電信號處理電路，其特征在于，所述數據發送模塊包括四線SPI接口。