[發明專利]一種遠程醫療系統中基于味覺誘發腦電信號的身份識別方法

有效

• 申請號: 202011343316.2
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112511313B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: 黃海平;韓高榕;丁楚楚;楊健;吳憂;李琦;戴華;程偉
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04L9/32
• 分類號: H04L9/32;A61B5/00;G06F18/10;A61B5/369;H04L9/06;H04L9/08;H04L9/40;G06F18/213
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 張玉紅

1.一種遠程醫療系統中基于味覺誘發腦電信號的身份識別方法，其特征在于：所述身份識別方法包括如下步驟：

步驟1，首先進行用戶注冊階段；醫療機構采集用戶在味覺刺激后的腦電數據和心電數據，獲得初始腦電數據集；

步驟2，對初始腦電數據集進行預處理；從腦電實際觀測信號中去除噪聲信號，獲得去噪的腦電信號，通過信號片段截取、低通濾波和EEGLAB中FastICA組件對數據進行處理，獲得預處理數據集D；

步驟3，利用逐點雙列相關系數法和關系系數選出用戶對應的最優電極通道、有效時間段和相應的每個通道上的最優特征，提取出腦電信號特征值進行編碼，利用用戶心電信號生成64位的DES加密算法密鑰，并對腦電信號特征值序列加密保存；

步驟3中，采用逐點雙列相關系數法選出用戶排名前四的4個最優電極通道和有效時間段，然后選取一部分志愿者作為冒充者，按照用戶提取腦電信號的步驟提取出他們的初始腦電數據存放在內部電腦中，形成一個冒充者腦電數據庫；對于用戶腦電信號特征的選擇，一共選取三個備選特征：絕對均值、均方根和波長；

對于每一個最優電極通道，相應地取用戶的三個備選特征值和N個冒充者在這一電極通道的相應三個備選特征值；設P₁表示絕對均值維，P₂表示均方根維，P₃表示波長維，X_y(P_i)(i＝1,2,3)表示用戶在此維上的特征值，同理X_m(P_i)(i＝1,2,3)(m＝1,2,…,N)表示第m個冒充者在此維上的特征值；提出關系系數H(X_y(P_i),X_m(P_i))，表示兩個樣本間差異程度的度量值，即

θ∈(0,1)

其中θ表示分辨系數，決定關系系數的分布狀況，取0.5；

min(|X_y(P_i)-X_m(P_i)|)表示在P_i(i＝1,2,3)維上用戶和所有冒充者之間最小的特征值差值；max(|X_y(P_i)-X_m(P_i)|)表示在P_i(i＝1,2,3)維上用戶和所有冒充者之間最大的特征值差值；表示在P_i(i＝1,2,3)維上對用戶和所有冒充者的特征值差值求和；

步驟4，進行用戶認證階段；醫療機構通過獲得用戶在家利用味覺刺激產生的腦電信號，對其進行預處理和特征提取，獲得相應的用戶認證時的腦電信號特征，并對其進行編碼；

步驟5，醫療機構對此前用戶注冊時的腦電信號特征序列進行解密，通過對比用戶認證時的腦電信號特征序列，若兩者差值在規定閾值內，則認證通過。

2.根據權利要求1所述的一種遠程醫療系統中基于味覺誘發腦電信號的身份識別方法，其特征在于：步驟1中的味覺刺激源，選擇電脈沖刺激人舌和自主品嘗的方式來分別形成用戶注冊時刺激源和用戶認證時刺激源。

3.根據權利要求2所述的一種遠程醫療系統中基于味覺誘發腦電信號的身份識別方法，其特征在于：用戶注冊時刺激源為，將兩個互不接觸的金屬電極固定在非金屬材質吸管中，將電脈沖發生裝置接線端連接兩個電極，接通頻率600Hz電壓4V的方波電脈沖，電流將通過含在嘴里的吸管刺激受試者舌頭使之產生強烈的酸味感受。

4.根據權利要求2所述的一種遠程醫療系統中基于味覺誘發腦電信號的身份識別方法，其特征在于：用戶認證時刺激源為，用戶每次認證時自主品嘗0.4％檸檬酸溶液，將此作為用戶認證時刺激源。

5.根據權利要求1所述的一種遠程醫療系統中基于味覺誘發腦電信號的身份識別方法，其特征在于：步驟2中對腦電數據預處理具體包括：將信號片段的起始點改為刺激后的300ms，同時后端點調整為1000ms，信號片段總長度為700ms；設置一個頻帶為60Hz的濾波器，頻率高于60Hz的信號不能通過；通過EEGLAB中FastICA組件對數據進行處理，去除眼動和肌電的噪聲成分。