[發明專利]腦電信號的偽差去除方法、裝置及電子設備

有效

• 申請號: 202110344861.1
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113081002B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 閆宇翔;羅杰堅;雷燕琴;趙童
• 申請（專利權）人: 靈犀醫學科技（北京）有限公司
• 主分類號: A61B5/372
• 分類號: A61B5/372
• 代理公司: 北京動力號知識產權代理有限公司 11775
• 代理人: 梁艷;白婉露

1.一種腦電信號的偽差去除方法，其特征在于，包括以下步驟：

采集腦電圖信號，并對所述腦電圖信號進行預處理；

檢測預處理后的腦電圖信號中由肌電活動產生的偽差；

去除腦電圖信號中的偽差，得到腦電圖信號數據集；

將所述腦電圖信號數據集輸入到預先訓練好的對抗自編碼模型，以使所述對抗自編碼模型對所述腦電圖信號進行噪聲質量評估和去噪處理；

其中，所述對抗自編碼模型包括編碼器、重構器和判別器，所述對抗自編碼模型通過以下方式進行訓練：

利用第一損失函數訓練編碼器和重構器；

固定編碼器和重構器的參數，利用第二損失函數訓練判別器；

固定判別器，利用第三損失函數訓練編碼器，直至所述第一損失函數、第二損失函數和第三損失函數符合預設條件，所述對抗自編碼模型訓練成功；

其中，通過下式計算所述第一損失函數：

其中，L_rec表示第一損失函數，x表示編碼器的輸入信號，表示重構器的輸出信號，編碼器的輸入為[N,1,T]，N為batch size，T與編碼器的下采樣次數s滿足以下關系：

T％2^s＝0

其中，T為信號的長度，輸出長度為L的潛在空間向量，T是2^s的整數倍；

重構器R的輸入為[N,L]，輸出重構信號為[N,1,T]，用于將一個潛在空間向量重構為一個信號，輔助編碼器的訓練；

以及，通過下式計算所述第二損失函數：

其中，L_d為第二損失函數，N為batch size，D(z_f)表示z_f經過模型之后的結果，D(z_r)表示z_r經過模型之后的結果，x輸入到編碼器得到z_f，從真實分布p(z)采樣得到樣本z_r，σ為激活函數，公式如下：

其中x_in表示輸入，σ_out表示輸出；

以及，通過下式計算所述第三損失函數：

其中，L_e為第三損失函數，x再次輸入到編碼器得到z_f，σ為激活函數，N為batch size。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，對所述腦電圖信號進行預處理，包括：

去除所述腦電圖信號中的工頻噪聲；

對去噪處理后的所述腦電圖信號進行高通濾波；

對高通濾波后的腦電圖信號進行低通濾波；

對低通濾波后的腦電圖信號進行重采樣。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，檢測預處理后的腦電圖信號中由肌電活動產生的偽差，包括：

計算預處理后的腦電圖信號的線長；

檢測腦電圖信號的線長超過設定的線長閾值的時刻；

獲取時間間隔小于預設時間閾值的相鄰兩個時刻；

確定所述兩個時刻對應的時間段的信號為偽差。

4.根據權利要求1或3所述的方法，其特征在于，去除腦電圖信號中的偽差，得到腦電圖信號數據集，包括：

去除偽差所在時間段的腦電圖信號；

按照預設長度，將去除偽差后的腦電波信號切分為多個短時片段，得到腦電圖信號數據集。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，通過下式計算線長：

其中，x(k)表示經過預處理后的腦電圖信號的波形，k表示時間采樣點，N_ll為在線長計算中用到的窗口寬度，N_ll的取值為0.5～1毫秒，abs()為計算絕對值函數，L_l表示腦電圖信號的線長；

設定的線長閾值通過下式計算：

Threshold_ll＝a·Median_ll

其中，Threshold_ll表示設定的線長閾值，Median_ll表示線長的中值，a表示倍數，a的取值范圍為2～10。