[發明專利]基于非線性網絡信息圖的運動想象腦機接口

在審

• 申請號: 202010559955.6
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111783857A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 董朝軼;馬爽;陳曉艷;朱美佳
• 申請（專利權）人: 內蒙古工業大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06K9/00
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 郭棟梁

本申請公開了一種基于非線性網絡信息圖的運動想象腦機接口，該運動想象腦機接口包括采集模塊，配置用于采集大腦活動產生的多通道腦電信號；特征提取模塊，配置用于構建多通道腦電信號的非線性信息圖，并提取非線性信息圖中的網絡特征；分類模塊，配置用于對網絡特征進行分類。本申請實施例采用多通道運動想象腦電信號進行建模，并且綜合了不同腦區間的非線性因果信息，由此提升了運動想象腦電分類辨識的準確度。

技術領域

本發明一般涉及醫療器械技術領域，具體涉及一種基于非線性網絡信息圖的運動想象腦機接口。

背景技術

BCI(Brain Computer Interface，腦機接口)技術是在人的大腦與外部設備之間建立直接連接通路，用于控制該外部設備的運行。在運動想象腦電信號的特征提取過程中，通常的方法是采用單通道腦電信號數據進行處理。

然而，在實現本發明的過程中，發明人發現根據單通道腦電信號數據所獲得的關于網絡結構的隱含信息不充分，這會造成分類準確率低，進而影響對外部設備的控制。

發明內容

鑒于現有技術中的上述缺陷或不足，期望提供一種基于非線性網絡信息圖的運動想象腦機接口，采用多通道運動想象腦電信號進行建模，并且綜合不同腦區間的非線性因果信息，能夠提升運動想象腦電分類辨識的準確度。

本申請提供一種基于非線性網絡信息圖的運動想象腦機接口，所述運動想象腦機接口包括：

采集模塊，配置用于采集大腦活動產生的多通道腦電信號；

特征提取模塊，配置用于構建所述多通道腦電信號的非線性信息圖，并提取所述非線性信息圖中的網絡特征；

分類模塊，配置用于對所述網絡特征進行分類。

可選地，所述非線性信息圖中各個神經元之間的輸入輸出轉換函數為：

式(1)～(2)中，s_j表示神經元j電位的累加值，q表示層序號，w_ji表示輸入層與隱層之間的權值，n_q表示隱層q神經元的節點數量，x_i表示輸入矢量，θ_j表示閾值，f(·)表示激活函數。

可選地，所述網絡特征包括不同腦電信號之間的連接矩陣和連接強度。

可選地，所述特征提取模塊還配置用于對所述多通道腦電信號進行預處理，以保留所述多通道腦電信號中的有用信息和去除噪聲。

可選地，所述預處理包括濾波和去偽跡。

可選地，所述分類模塊還配置用于根據預設遞歸策略，篩選所述網絡特征。

可選地，所述預設遞歸策略包括每次剔除預定比例的所述網絡特征，或者逐級減小特征數目序列中的任意一種。

可選地，當經過篩選的所述網絡特征的維數大于預設維數時，通過主成分分析進行維數壓縮。

可選地，所述分類模塊為支持向量機。

可選地，所述運動想象腦機接口還包括控制設備模塊，配置用于將經過分類的所述網絡特征轉換為外部設備的控制指令，并輸出。

綜上，本申請實施例提供的基于非線性網絡信息圖的運動想象腦機接口，該運動想象腦機接口包括采集模塊，配置用于采集大腦活動產生的多通道腦電信號；特征提取模塊，配置用于構建多通道腦電信號的非線性信息圖，并提取非線性信息圖中的網絡特征；分類模塊，配置用于對網絡特征進行分類。本申請實施例采用多通道運動想象腦電信號進行建模，并且綜合了不同腦區間的非線性因果信息，由此提升了運動想象腦電分類辨識的準確度。

附圖說明