[发明专利]一种脑机交互中的脑电信号复原方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种属于生物医学工程领域，涉及脑电信号的处理方法，具体是脑机交互中的微弱头皮脑电信号的复原方法。

背景技术

脑机交互系统的性能很大程度上受到头皮脑电信号质量的影响。由于头皮脑电信号是隔着颅骨、肌肉和头皮等软组织引导出来的大脑皮层电活动，其中颅骨、头皮、血液均将减小脑电波的电位，因此头皮脑电信号具有信号微弱，易受噪声干扰等特点。目前广泛使用的头皮脑电信号复原方法能充分利用信号退化的先验知识来消除噪声，最终取得的复原结果能较好的逼近未被噪声污染的头皮脑电信号。但是这些方法都是把噪声作为脑电数据的一种干扰而加以消除。当噪声增强，脑电信号微弱时，由于方法本身消噪能力的限制，头皮脑电信号的恢复变得非常困难。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种脑机交互中的微弱头皮脑电信号复原方法，以提高后续脑机交互系统的性能以及实用性。

本发明包括以下各步骤：

1、将检测到的头皮脑电信号经放大和A/D转换，得到数字脑电信号序列(0和1非周期序列)，作为双稳态复原系统的输入信号进行处理得到恢复后的信号。

该系统表示为：

dx dt = ax - b x 3 + f ( t ) + ξ ( t ) - - - ( 1 ) ]]>

其中，x为输出的恢复后的信号，a、b为系统参数，t为时间轴坐标，f(t)为输入信号，ξ(t)为输入噪声。设定输入噪声ξ(t)为均值为0的高斯白噪声，其自相关函数满足<ξ(t)ξ(0)>＝2Dδ(t)，D代表噪声强度，δ(t)代表冲激函数。

该系统势函数U(x)表示为：

U ( x ) = - 1 2 a x 2 + 1 4 b x 4 - x ( f ( t ) + ξ ( t ) ) - - - ( 2 ) ]]>