[发明专利]基于邻居可视长度熵的不同生理状态脑电信号识别方法

权利要求书

1.一种基于邻居可视长度熵的不同生理状态脑电信号识别方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)获取原始的脑电信号数据，将脑电信号数据以直方条的形式等水平线的绘制到坐标轴，将距离数据点t_i最近的三个数据点定义为1级、2级和3级邻居；

2)判断数据点t_i分别与1级、2级和3级邻居的可视关系；

3)分别得到数据点t_i与满足可视条件的邻居之间的可视长度；其中：

数据点t_i与第1级邻居的可视长度是第1级邻居在直方图中直方条的高度；

数据点t_i与第2级邻居的可视长度是，将数据点t_i在直方图中直方条高度的顶点(a)与第1级邻居在直方图中直方条高度的顶点(b)连线的延长线与第2级邻居在直方图中直方条相交，该相交点(d)与第2级邻居在直方图中直方条顶点(c)的距离(cd)为数据点t_i与第2级邻居的可视长度；

数据点t_i与第3级邻居的可视长度是分为两种情况：

(1)第2级邻居的数据点为不可视点时，将数据点t_i在直方图中直方条高度的顶点(a)与第1级邻居在直方图中直方条高度的顶点(b)连线的延长线与第3级邻居在直方图中直方条相交，该相交点(g)与第3级邻居在直方图中直方条顶点(e)的距离(eg)为数据点t_i与第3级邻居的可视长度；

(2)第2级邻居的数据点为可视点时，将数据点t_i在直方图中直方条高度的顶点(a)与第2级邻居在直方图中直方条高度的顶点(c)连线的延长线与第3级邻居在直方图中直方条相交，该相交点(f)与第3级邻居在直方图中直方条顶点(e)的距离(ef)为数据点t_i与第3级邻居的可视长度

4)分别计算1级、2级和3级邻居的可视长度熵，计算公式为：

其中，En^l表示一个脑电信号中所有数据点的1级、2级和3级邻居的可视长度熵，p_k^l(len)表示第l级邻居的可视长度len在第k个区间中出现的概率，l＝1,2,3，N为计算熵值时划分的区间个数，其中，所述的区间是将一个脑电信号中所有第l级邻居的可视长度中最小值与最大值之间的数值划分为若干个区间，第k个区间就是所述的若干个区间中的一个；

5)分别根据1级、2级和3级邻居可视长度熵，画出所有脑电信号的联合分布图；

6)根据1级、2级和3级邻居可视长度熵，用十折交叉验证结合软间隔支持向量机对脑电信号进行分类。

2.根据权利要求1所述的基于邻居可视长度熵的不同生理状态脑电信号识别方法，其特征在于，步骤2)中首先设定1级邻居满足可视条件，2级和3级邻居是根据以下可视条件进行判断：

其中，y_m，y_i，y_j分别为脑电信号在数据点t_m，t_i，t_j时刻的数据值，i＝1,2,...,n，j＝1,2,...,n；数据点t_m为数据点t_i与第2级或第3级数据点t_j之间的数据点，当数据点t_j是第2级数据点时，数据点t_m只取第1级数据点的值进行判断，满足可视条件，数据点t_i与数据点t_j可视，否则不可视，当数据点t_j是第3级数据点时，数据点t_m分别取第1级数据点和第2级数据点的值进行判断，两次都满足可视条件，数据点t_i与数据点t_j可视，否则不可视。

3.根据权利要求1所述的基于邻居可视长度熵的不同生理状态脑电信号识别方法，其特征在于，步骤6)中所述的分类是：

(1)将所有脑电信号的可视长度熵随机分为等长的且无重合的10个子集，取出第u个子集，对剩下的9个子集进行训练，从而得到决策函数，并用决策函数测试第u个子集；

(2)重复第(1)步，直至得到10个子集的决策函数，最终实现一次对所有脑电信号的分类预测；

(3)重复第(1)～(2)步得到10次对所有脑电信号的分类预测，将10次对所有脑电信号的分类预测取平均值作为最终的分类结果。