[發(fā)明專利]一種基于EMD和DCNN的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)識(shí)別方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011410693.3
• 申請(qǐng)日: 2020-12-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112528820A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃超;張毅;鄭凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶郵智機(jī)器人研究院有限公司
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解EMD和深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)李DCNN的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)識(shí)別方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

S1：腦電信號(hào)采集與劃分；

S2：樣本腦電信號(hào)EMD分解；

S3：腦電信號(hào)數(shù)據(jù)集創(chuàng)建；

S4：DCNN設(shè)計(jì)與訓(xùn)練；

S5：腦電信號(hào)識(shí)別。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于EMD和DCNN的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)識(shí)別方法，其特征在于：所述步驟S1中，腦電信號(hào)采集與劃分為：使用Emotiv腦電儀對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行采集，并使用相等長(zhǎng)度的窗口進(jìn)行劃分，獲取樣本腦電信號(hào)；當(dāng)窗口移動(dòng)長(zhǎng)度步長(zhǎng)小于單個(gè)信號(hào)的樣本長(zhǎng)度時(shí)，樣本之間存在重疊部分，固定長(zhǎng)度的信號(hào)能夠提取出更多的樣本，將長(zhǎng)度為L(zhǎng)的時(shí)域腦電信號(hào)劃分成N_Samples＝(L-N_in)/s個(gè)樣本，其中N_in為樣本長(zhǎng)度，s為切片窗口的移動(dòng)距離。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于EMD和DCNN的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)識(shí)別方法，其特征在于：所述步驟S2中，樣本腦電信號(hào)EMD分解為：對(duì)腦電信號(hào)重疊切片的樣本信號(hào)進(jìn)行EMD分解把非平穩(wěn)信號(hào)X(t)分解為一系列具有不同特征尺度的平穩(wěn)信號(hào)c₁(t)，c₂(t)，...，c_n(t)，具體過(guò)程為：

S21：對(duì)于信號(hào)X(t)，用三次樣條曲線擬合出極大值組成的上包絡(luò)線g(t)和極小值組成的下包絡(luò)線y(t)；

S22：計(jì)算出g(t)和y(t)的平均值：

S23：計(jì)算出X(t)和m(t)的差值：

c(t)＝X(t)-m(t)

若c(t)滿足IMF的定義截止條件，則c(t)即為分離出來(lái)的第一個(gè)IMF；否則，X(t)被c(t)取代，重復(fù)計(jì)算S1～S3，直到滿足IMF的定義；

分離出第一個(gè)IMF后，計(jì)算出剩余信號(hào)r(t)：

r(t)＝X(t)-c(t)

將剩余信號(hào)r(t)作為原始信號(hào)，并重復(fù)S1～S3；EMD過(guò)程結(jié)束后，原始信號(hào)會(huì)被分解成n個(gè)IMF分量和一個(gè)剩余分量r_n(t)，則X(t)表示為：

由于包含運(yùn)動(dòng)想象ERD/ERS信息的特征主要集中前三階IMF，選擇FC5和FC6通道的前三階IMF分量進(jìn)行性分析。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于EMD和DCNN的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)識(shí)別方法，其特征在于：所述步驟S3中，數(shù)據(jù)集創(chuàng)建為：將運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)特征明顯的6個(gè)IMF分量按規(guī)定的順序堆疊成一個(gè)多通道樣本，將所有樣本信號(hào)進(jìn)行上述操作，創(chuàng)建數(shù)據(jù)集，并將數(shù)據(jù)集劃分成訓(xùn)練集和測(cè)試集。