[发明专利]一种脑机交互中的脑电信号复原方法

摘要

本发明涉及脑机交互中的微弱头皮脑电信号的复原方法。现有的技术在当噪声增强、脑电信号微弱时，很难恢复头皮脑电信号。本发明步骤包括：(1)将检测到的头皮脑电信号转换为数字脑电信号序列，作为系统的输入信号进行处理得到恢复后的信号；(2)在输入脑电信号可以从次阈值信号转换为超阈值信号下，获得系统势垒高度对应的所有系统参数；(3)在步骤(2)范围内选择系统参数，使得数字脑电信号序列满足正负波形概率相等的要求；(4)以数字脑电信号序列的均值作为阈值对系统处理结果进行判别。本发明方法更有利于微弱脑电信号的检测和估计，可以通过系统输出信号的变化来实现信号的复原，复原结果更加接近于原信号。

主权项

1、一种脑机交互中的脑电信号复原方法，其特征在于该方法具体步骤包括：(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，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：dxdt=ax-bx3+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；所述的输入噪声ξ(t)为均值是0的高斯白噪声，其自相关函数满足<ξ(t)ξ(0)>＝2Dδ(t)，D表示噪声强度，δ(t)表示冲激函数；该系统势函数U(x)表示为：U(x)=-12ax2+14bx4-x(f(t)+ξ(t))---(2)]]>势垒高度为ΔV=a24b]]>，相应的稳态输出临界值A_c为，在x=±ab]]>处存在两个对称的势阱；(2)通过调整系统参数a、b值来调整系统势垒高度，获得在输入脑电信号从次阈值信号转换为超阈值信号状态下，系统势垒高度对应的所有系统参数a、b值；所述的次阈值信号和超阈值信号为：当输入信号f(t)的幅值x小于稳态输出临界值A_c时，输入信号为次阈值信号；当输入信号f(t)的幅值大于稳态输出临界值A_c时，输入信号为超阈值信号；(3)通过在步骤(2)获得系统参数a、b值的范围内选择系统参数a、b值，使得数字脑电信号序列满足正负波形概率相等的要求；(4)以数字脑电信号序列的均值作为阈值对双稳态复原系统处理结果进行判别，如跃迁后的响应信号大于该阈值，则作为输出信号，并以此作为最终的输出结果。