[發明專利]一種腦電信號通道間平均相位相干性特征獲取方法

在審

• 申請號: 202110725029.6
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN115530843A
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 馬煜;王雨婷;汪源源
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: A61B5/369
• 分類號: A61B5/369;A61B5/374;G06F17/14;G06K9/62
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 林君如

1.一種腦電信號通道間平均相位相干性特征獲取方法，其特征在于，創建不同通道之間不同頻段的平均相位相干性特征，以該創建內容為基礎，獲取對稱通道間分頻段的平均相位相干性特征及相鄰通道間分頻段的平均相位相干性特征，對獲取的各平均相位相干性特征進行有效通道篩選，獲取最終的有效通道對的分頻段的平均相位相干性特征作為對應腦機接口任務所需輸入的特征。

2.根據權利要求1所述的腦電信號通道間平均相位相干性特征獲取方法，其特征在于，創建不同通道之前不同頻段的平均相位相干性特征的具體內容為：

對于任意腦電信號，通過計算其希爾伯特變換，獲取腦電信號的瞬時相位；基于腦電信號特征波的性質，將原始腦電信號經過帶通濾波器分成五個不同頻帶的子信號，包括delta波頻段、theta波頻段、alpha波頻段、beta波頻段和gamma波頻段；對于任意兩個腦電信號，獲取分頻段后的兩個腦電信號之間的平均相位相干性特征組當采集的腦電通道數為m時，兩兩通道之間共提取數量為的特征組合。

3.根據權利要求2所述的腦電信號通道間平均相位相干性特征獲取方法，其特征在于，分頻段后的兩個腦電信號之間的平均相位相干性特征組的表達式為：

式中，k為每段信號劃分成的子段數，Δt為信號的采樣間隔，a、b分別表示任意兩個腦電通道，為通道a、b之間的瞬時相位差。

4.根據權利要求3所述的腦電信號通道間平均相位相干性特征獲取方法，其特征在于，對稱通道間分頻段的平均相位相干性特征組的計算式為：

式中，a和分別表示左、右腦的對稱位置的通道，為通道a和之間的瞬時相位差；對于位于腦中線上的通道，不計算相關的特征；當腦電總通道數為m，腦中線上的通道數為m1時，左、右腦的對稱位置的通道有(m-m1)/2對，總體的對稱通道間特征數量為3(m-m1)。

5.根據權利要求3所述的腦電信號通道間平均相位相干性特征獲取方法，其特征在于，對任一通道a，假設a^*表示其相鄰的通道，則相鄰通道間分頻段的平均相位相干性特征組的計算式為：

式中，為通道a和a^*之間的瞬時相位差；當腦電通道數為m時，相鄰通道對的數目為4m，總體的相鄰通道間特征數量為24m。

6.根據權利要求3所述的腦電信號通道間平均相位相干性特征獲取方法，其特征在于，對獲取的各平均相位相干性特征進行有效通道篩選的具體內容為：

1)采用reliefF算法，根據所有特征對于腦機接口任務中機器學習性能的重要性進行排序，獲取重要性高的特征的通道對的位置關系，對通道對進行選擇；

2)對于每個頻帶，挑選出對于所有已知樣本均較為重要的通道對，對所有的五個頻帶，除去未被選擇過的通道對以及只在其中一個頻帶上被選擇過的通道對，剩余的通道對作為有效通道對，將這些通道對的分頻段的平均相位相干性特征作為對應腦機接口任務所需輸入的特征。

7.根據權利要求6所述的腦電信號通道間平均相位相干性特征獲取方法，其特征在于，對于每個頻帶，挑選出對于所有已知樣本中重要性排前三十的所有通道對，對這五個頻段所選擇的通道對取交集，同時除去只在單個頻帶中出現過的通道對，將最后剩余的通道對作為有效通道對，將這些通道對的分頻段的平均相位相干性特征作為對應腦機接口任務需要輸入的特征。