[發明專利]一種用于嗅覺腦電識別的頻段注意力方法

在審

• 申請號: 202210426378.2
• 申請日: 2022-04-22
• 公開（公告）號: CN115005844A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 門洪;夏秀鑫;石巖;鄭文博;李鵬威;英宇翔
• 申請（專利權）人: 東北電力大學
• 主分類號: A61B5/374
• 分類號: A61B5/374;A61B5/381;A61B5/00
• 代理公司: 西安合創非凡知識產權代理事務所(普通合伙) 61248
• 代理人: 高志永

1.一種用于嗅覺腦電識別的頻段注意力方法，其特征在于，包括：

S1、將用于嗅覺腦電誘發的若干種類的樣本靜置于密封的取樣瓶中用于產生刺激氣味，利用腦電信號采集系統分別獲取受試者在多種氣味刺激下所誘發的嗅覺腦電數據；

S2、在利用采集到的腦電數據建立腦電樣本后，依次經低通、帶通濾波方法降噪，采用降采樣減小數據量，然后依據腦電節律對數據進行頻段劃分，利用時間窗實現對樣本的每個頻段的數據按時間進行剪切分段，對剪切前和剪切后不同時段下各頻段的腦電數據進行重構；

S3、基于殘差模塊和卷積塊注意模塊構建帶有頻段注意力機制的模型；

S4、將重構后的不同時段的腦電數據并行輸入到具有頻段注意力機制的模型用于氣味辨識。

2.根據權利要求1所述的用于嗅覺腦電識別的頻段注意力方法，其特征在于，所述步驟S1中，刺激氣味有8種，其氣味在產生時，取液體類樣本各50ml，固體類樣本各25g分別密封于250ml的取樣瓶中，靜置十分鐘，使氣味完全揮發。

3.根據權利要求1所述的用于嗅覺腦電識別的頻段注意力方法，其特征在于，所述步驟S1中，利用采樣頻率為256Hz的腦電信號采集系統,并根據國際10-20系統分別獲取15名受試者21通道的嗅覺腦電數據；在對每位受試者進行實驗時，確保整個內徑為6mm的氣體輸送管內的壓強保持在0.3±0.05Mpa，8種氣味刺激為隨機排序，每種氣味刺激包含20個平行實驗，其中每個平行實驗的刺激持續10秒，兩次平行實驗之間的間隔為5秒；實驗后提取每個平行實驗所獲取腦電數據中的2-9秒。

4.根據權利要求1所述的用于嗅覺腦電識別的頻段注意力方法，其特征在于，所述步驟S2中，在建立腦電樣本時，將所獲取的2400個長度為8秒的腦電數據按2秒的長度進行分段，建立9600個樣本，并對每個樣本依次進行50Hz的低通濾波和49Hz-51Hz的帶通濾波來實現腦電樣本的降噪，采用降采樣將樣本的采樣頻率降為128Hz來減小數據量，然后依據腦電節律將降采樣后的數據劃分為δ、θ、α、β和γ，分別為0-4Hz、4-8Hz、8-13Hz、13-30Hz和30-50Hz，5個頻段。

5.根據權利要求1所述的用于嗅覺腦電識別的頻段注意力方法，其特征在于，所述步驟S2中，在對樣本的每個頻段的數據按時間進行剪切分段時，每個樣本中長度為2s的5個頻段的腦電數據被長度為1s、步長為0.5s的窗口分段，因此樣本被分為3個時段的數據，且每個時段數據中包含5個長度為1s的不同頻段的腦電數據。

6.根據權利要求1所述的用于嗅覺腦電識別的頻段注意力方法，其特征在于，所述步驟S2中，在對剪切前和剪切后不同時段下各頻段的腦電數據進行重構時，所述剪切前的數據時間段為0-2秒，所述剪切后的數據時間段為0-1秒、0.5-1.5秒和1-2秒，剪切前和剪切后的每個時段中包含5個頻段的腦電數據，其中剪切前的數據長度為2秒，且每個頻段的數據形式為21×256，剪切后的數據長度為1秒，且每個頻段的數據形式為21×128，因此一個21通道的腦電樣本可以產生4個數據段，其形式分別為5×21×256、5×21×128、5×21×128、5×21×128，然后將這4個數據段的第三個維度展開到第二個維度，分別轉換成形式為5×84×64、5×42×64、5×42×64、5×42×64的數據。