脑电波无线传输方法技术

为了提高脑电波无线采集方案的无线可靠性，为脑电波信号的准确处理提供坚实的基础和可靠的保证，本发明专利技术提供了一种脑电波无线传输方法，包括设置初始脑电波信号传感器阵列和辅助脑电波信号传感器阵列，以及经过从第零时刻T0开始的多个工作周期，确定各脑电波信号传感器的工作状态，并进而在第二时刻T2时设置各个所述可编程放大器的放大倍数等步骤。根据本发明专利技术独创的辅助脑电波信号传感器，结合无线传输单元发送的脑电波信号，能够高速、有效率地处理必须处理的脑电波信号，使待分析的脑电波信号的信噪比提高30％‑40％，使脑电波信号采集可靠性平均提高约40％‑55％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及脑电波信号采集技术，更具体地，涉及一种脑电波无线传输方法。
技术介绍
脑电波信号(EEG)是一种典型的生物电信号，是大脑皮层脑神经细胞电活动的总体反映，其中包含了大量的生理和病理信息，是临床检测的重要生理参数之一，也是认知科学、脑机接口和警觉度等领域研究的重要手段。由于传统脑电波信号采集设备都比较庞大，不便于脑电波信号的适时获取，因此无线远程脑电波信号采集设备的研发具有重要意义。现有的无线数据采集方案尽管不需要使用者熟悉脑电波采集电极设置的位置，但其中的无线信号传输本身存在一些阻碍脑电波信号采集可靠性的因素。例如，CN201410166176.4公开了一种脑电波采集传送方法，包括：采集多导脑电波信号；将所述多导脑电波信号转化为光信号；接收所述光信号并将接收到的所述光信号转化为第一电信号；将所述第一电信号进行数字化处理以得到第二电信号；将所述第二电信号传输至采集主机。尽管其能够在一定程度上解决无线数据传输链路不稳定的问题，但由于光电/电光信号的转换造成了原始信号的失真。另一方面，由于脑电波信号的信噪比非常低，干扰信号比有效数据的幅值更大，使得信号基本被噪声湮没，分离难度很大，涉及到的噪声不仅包括有头部运动、面部肌肉运动造成的干扰，还包括电源波动引发的干扰等等。因此，在脑电波传感器与数据处理端通过无线方式连接的环境下，尽可能大地提高脑电波信号的采集可靠性和脑电波信号的信噪比，是本领域一直致力解决的课题。
技术实现思路
为了提高脑电波无线采集方案的无线可靠性，为脑电波信号的准确处理提供坚实的基础和可靠的保证，本专利技术提供了一种脑电波无线传输方法，包括：(1)利用多个脑电波信号传感器采集脑电波信号；(2)利用可编程放大器对采集到的信号进行第一放大处理，并通过无线传输单元无线地发送到脑电波信号控制器；(3)所述脑电波信号控制器根据不同时刻接收到的信号，通过所述无线传输单元向所述脑电波信号传感器反馈放大倍数，供可编程放大器对采集到的信号进行第二放大处理，并当所述被反馈的放大倍数符合预设条件时给出提示信息。进一步地，所述步骤(2)包括：(21)设置多个可编程放大器，所述各个可编程放大器与所述各个脑电波信号传感器一一对应地连接，以根据各个可编程放大器的放大倍数放大各个脑电波信号传感器输出的信号；(22)设置多个计数器，所述各个计数器与所述可编程放大器一一对应，各个计数器的计数值为固定值且该固定值与其对应的可编程放大器的序号；(23)设置无线传输单元，所述无线传输单元与各个所述可编程放大器的输出端以及各个计数器的输出端相连接；(24)所述无线传输单元将所述可编程放大器输出的信号以及与该可编程放大器相对应的计数器的计数值以第一数组的形式无线地发送给脑电波信号控制器。进一步地，所述步骤(3)包括：(31)经过从第零时刻T0开始的多个工作周期，确定各脑电波信号传感器的工作状态，并进而在第二时刻T2时设置各个所述可编程放大器的放大倍数，其中1个工作周期包括步骤(24)的操作；(32)当在第二时刻T2时设置的各个所述可编程放大器的放大倍数符合预设条件时，发出表示使用者应当改善当前检测脑电波检测环境的提示信息，例如使用者应当稳定情绪、选择更加安静的场所进行脑电波检测等。该步骤(31)进一步包括：(311)在第零时刻T0，假设各可编程放大器的放大倍数为第一放大倍数的集合；(312)在所述第零时刻T0之后，经过多个工作周期，其中1个工作周期包括步骤(24)的操作，当到达第一时刻T1时，脑电波信号控制器存储在第零时刻T0及其后的所述多个工作周期内的初始脑电波信号传感器阵列和辅助脑电波信号传感器阵列中各个脑电波信号传感器的输出经过与其相对应的可编程放大器的放大后的输出值，并根据这些输出值确定各脑电波信号传感器的工作状态，然后根据所述脑电波信号传感器工作状态，设置与各个脑电波信号传感器相对应的可编程放大器的放大倍数为第二放大倍数的集合；(313)在第一时刻T1之后又经历多个工作周期后到达的第二时刻T2，所述脑电波信号控制器根据脑电波信号传感器的工作状态信息，设置各个所述可编程放大器的放大倍数，使之在下一个与T0至T2相等的时间段内不变，然后重复步骤(311)-(313)，直到接收到脑电波信号采集终止信号为止，其中T2>T1。进一步地，所述脑电波信号传感器采用干电极传感器。进一步地，所述干电极传感器采用美国Neurosky公司的ThinkGear AM芯片。进一步地，所述可编程放大器的放大倍数为0-64。进一步地，所述无线传输单元与脑电波信号控制器之间通过蓝牙芯片进行通信。进一步地，所述步骤(24)进一步包括：所述无线传输单元在t时刻将各个所述可编程放大器输出的信号以及与所述各个可编程放大器相对应的计数器的计数值以N个第一数组的形式，并将其中包括非零的所述可编程放大器输出的信号的第一数组无线地发送给脑电波信号控制器。进一步地，所述第一时刻T1与所述第零时刻T0之间间隔2-5个工作周期。进一步地，所述预设条件为在第二时刻T2时设置的所述可编程放大器的放大倍数中，为0的比例超过30％。进一步地，所述脑电波信号传感器工作状态包括工作正常和工作异常两种状态。进一步地，当所述脑电波信号传感器工作状态为工作正常状态时，设置与各个脑电波信号传感器相对应的可编程放大器的放大倍数为第一放大倍数的集合中的一个放大倍数；否则将其设置为0。本专利技术的有益效果包括：(1)根据本专利技术独创的辅助脑电波信号传感器，结合无线传输单元发送的脑电波信号，能够高速、有效率地处理必须处理的脑电波信号，其中根据自主研发的脑电波信号可靠性处理算法，相比直接处理包括噪声信号在内的现有技术的各种算法，能够使待分析的脑电波信号的信噪比提高30％-40％；(2)根据本专利技术的脑电波信号可靠性算法，能够自适应改变减小了蓝牙芯片的功耗，使无线通信方式下的数据传输可靠性得以大幅度提高，根据专利技术人实验(即在现有技术的情况下和在本申请的情况下，分别通过采集规定次数的数据后，分析数据对于分析α脑波和β脑波的可用性后得出可用的数据的总次数这种方式)测得的可靠性平均提高约40％-55％。(3)能够基于使用者信息以及实时采集到的脑电波信号，周期性地鉴别哪些脑电波信号传感器采集到的脑电波信号是有用信号；(4)能够根据脑电波信号的处理结果进行反馈，从而调整发送脑电波信号的脑电波信号传感器的工作状态，使得脑电波信号处理效率得以大幅度增加；(5)能够根据脑电波信号的实时状态，自适应地改变采集脑电波信号的传感器的工作状态，从而使得传输脑电波信号的蓝牙通信芯片的功耗发生动态改变，有利于减小脑电波信号采集所需功耗，从而提高脑电波信号采集时在使用者处的无线传输单元的工作寿命。附图说明图1示出了根据本专利技术的脑电波无线传输方法的流程框图。具体实施方式如图1所示，本专利技术的一种脑电波无线传输方法，包括：(1)利用多个脑电波信号传感器采集脑电波信号；具体而言，该步骤包括：首先，设置初始脑电波信号传感器阵列：将i×j个所述脑电波信号传感器设置成i行×j列(例如，像现有技术中通常使用的、用于覆盖使用者头部的传感器阵列那样)，其中i和j均为大于1的自然数，其中j列脑电波信号传感器表示脑电波信号传感器被设置在沿着使用者头部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脑电波无线传输方法，包括：(1)利用多个脑电波信号传感器采集脑电波信号；(2)利用可编程放大器对采集到的信号进行第一放大处理，并通过无线传输单元无线地发送到脑电波信号控制器；(3)所述脑电波信号控制器根据不同时刻接收到的信号，通过所述无线传输单元向所述脑电波信号传感器反馈放大倍数，供可编程放大器对采集到的信号进行第二放大处理，并当所述被反馈的放大倍数符合预设条件时给出提示信息。

【技术特征摘要】
1.一种脑电波无线传输方法，包括：(1)利用多个脑电波信号传感器采集脑电波信号；(2)利用可编程放大器对采集到的信号进行第一放大处理，并通过无线传输单元无线地发送到脑电波信号控制器；(3)所述脑电波信号控制器根据不同时刻接收到的信号，通过所述无线传输单元向所述脑电波信号传感器反馈放大倍数，供可编程放大器对采集到的信号进行第二放大处理，并当所述被反馈的放大倍数符合预设条件时给出提示信息。2.根据权利要求1所述的脑电波无线传输方法，其特征在于，所述步骤(2)包括：(21)设置多个可编程放大器，所述各个可编程放大器与所述各个脑电波信号传感器一一对应地连接，以根据各个可编程放大器的放大倍数放大各个脑电波信号传感器输出的信号；(22)设置多个计数器，所述各个计数器与所述可编程放大器一一对应，各个计数器的计数值为固定值且该固定值与其对应的可编程放大器的序号；(23)设置无线传输单元，使所述无线传输单元与各个所述可编程放大器的输出端以及各个计数器的输出端相连接；(24)所述无线传输单元将所述可编程放大器输出的信号以及与该可编程放大器相对应的计数器的计数值以第一数组的形式无线地发送给脑电波信号控制器。3.根据权利要求1所述的脑电波无线传输方法，其特征在于，所述步骤(3)包括：(31)经过从第零时刻T0开始的多个工作周期，确定各脑电波信号传感器的工作状态，并进而在第二时刻T2时设置各个所述可编程放大器的放大倍数，其中1个工作周期包括步骤(24)的操作；(32)当在第二时刻T2时设置的各个所述可编程放大器的放大倍数符合预设条件时，发出表示使用者应当改善当前检测脑电波检测环境的提示信息。4.根据权利要求3所述的脑电波无线传输方法，其特征在于，该步骤(31)进一步包括：(311)在第零时刻T0，假设各可编程放大器的放大倍数为第一放大倍数的集合；(312)在所述第零时刻T0之后，经过多个工作周...

【专利技术属性】
技术研发人员：周琳，陈林瑞，
申请(专利权)人：四川东鼎里智信息技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51