[發明專利]一種使用單導設備的腦電靜息態身份認證方法及裝置

有效

• 申請號: 201910343082.2
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN110135285B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 童莉;張融愷;曾穎;舒君;閆鑌;石舒豪;楊凱;宋喜玉
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍戰略支援部隊信息工程大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 陳勇

1.一種使用單導設備的腦電靜息態身份認證方法，其特征在于，所述單導設備采用干電極，所述方法包括：

步驟1、獲取待認證目標的原始腦電信號；

步驟2、對所述原始腦電信號進行數據預處理，得到標準腦電信號；所述數據預處理包括去噪處理、數據分段處理和數據基線矯正；

步驟3、對所述標準腦電信號進行信號特征提取，所述信號特征提取包括時域特征提取、頻域特征提取和時頻域特征提取，所述時頻域特征為IMF-2特征；

步驟4、根據信號特征的瑞利商對所述時域特征、頻域特征和IMF-2特征進行特征篩選；所述步驟4具體為：

步驟4.1、計算提取到的時域特征、頻域特征和時頻域特征的瑞利商；

步驟4.2、選擇瑞利商值最大的28種特征作為優選特征；

步驟5、利用設定的集成分類器對篩選后的信號特征進行分類，得到身份認證結果。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述原始腦電信號為180秒靜息態腦電數據。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述去噪處理具體為：

刪除所述180秒靜息態腦電數據的前10秒暫態數據，得到170秒靜息態腦電數據；去除所述170秒靜息態腦電數據中的眼電、肌電偽跡；利用切比雪夫濾波器對去除偽跡后的170秒靜息態腦電數據進行0~60Hz的低通濾波。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述數據分段處理具體為：

將低通濾波后的170秒靜息態腦電數據以2秒作為時間間隔平均分為無重疊的85段腦電數據。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述數據基線矯正具體為：

以數據自身的均值作為基線，對所述85段腦電數據中的每一段腦電數據進行基線矯正。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述頻域特征提取具體為：

對所述標準腦電信號進行1024點的快速傅里葉變換，得到頻域腦電信號；將3~58Hz的頻域腦電信號平均分為28個子頻帶；利用微分熵計算得到28個所述子頻帶的頻帶能量。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述時頻域特征提取具體為：

對所述標準腦電信號進行本征模態分解，得到所述標準腦電信號中的beita節律；選擇所述beita節律中的IMF-2特征作為時頻域特征；對所述時頻域特征進行1024點的快速傅里葉變換，得到時頻域腦電信號；將3~58Hz的時頻域腦電信號平均分為28個子時頻帶；利用微分熵計算得到28個所述子時頻帶的時頻帶能量。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟5具體為：

步驟5.1、利用多個分類器對篩選后的信號特征進行分類，所述分類器包括KNN分類器、LDA分類器、SVM分類器；

步驟5.2、利用投票策略將多個所述分類器的分類結果進行整合，將票數最大的分類結果作為身份認證結果。

9.一種使用單導設備的腦電靜息態身份認證裝置，其特征在于，所述單導設備采用干電極，該裝置包括：

信號獲取單元，用于獲取待認證目標的原始腦電信號；

數據預處理單元，用于對所述原始腦電信號進行數據預處理，得到標準腦電信號；所述數據預處理包括去噪處理、數據分段處理和數據基線矯正；

特征提取單元，用于對所述標準腦電信號進行信號特征提取，所述信號特征提取包括時域特征提取、頻域特征提取和時頻域特征提取，所述時頻域特征為IMF-2特征；

特征篩選單元，用于根據信號特征的瑞利商對所述時域特征、頻域特征和IMF-2特征進行特征篩選；具體用于計算提取到的時域特征、頻域特征和時頻域特征的瑞利商；以及選擇瑞利商值最大的28種特征作為優選特征；

身份認證單元，用于利用設定的集成分類器對篩選后的信號特征進行分類，得到身份認證結果。