神经刺激信号确定装置和方法制造方法及图纸

本申请提供一种神经刺激信号确定装置、方法、电子设备和计算机存储介质，装置包括：获取模块，用于获取参考脑电信号和刺激对象的当前时刻脑电信号；第一确定模块，用于根据参考脑电信号、当前时刻脑电信号、预先训练好的深度Koopman模型中的编码器函数确定高维状态空间中的当前时刻脑电信号和高维状态空间中的参考脑电信号；第二确定模块，用于基于优化函数，根据高维状态空间中的当前时刻脑电信号、高维状态空间中的参考脑电信号和预先训练好的深度Koopman模型中的Koopman算子确定神经刺激信号，以减少确定神经刺激信号时的运算量、进而减少确定神经刺激信号的时间。

【技术实现步骤摘要】
神经刺激信号确定装置和方法
本申请涉及信号处理领域，具体而言，涉及一种神经刺激信号确定装置、方法、电子设备和计算机存储介质。
技术介绍
脑部电刺激是指对人体大脑施加神经刺激信号，以达到治疗某些难治性的大脑疾病和改善大脑状态的目的。在进行脑部电刺激时，需要确定人体脑电信号与神经刺激信号之间的关系。为了达到这一目的，需要对人体脑电信号进行建模，进而根据建模情况模拟人体脑电信号在神经刺激信号下的变化情况，从而计算确定神经刺激信号。人体脑电信号的变化过程是一个复杂的网络化非线性动态过程，现有技术在对人体脑电信号进行建模时，通常采用循环神经网络(RNN)或是非线性自回归(NonlinearAuto-Regressive)模型。然而，使用上述模型确定神经刺激信号时，由于上述模型的复杂度高，进而导致在确定神经刺激信号时需要较大的运算量且耗时长。
技术实现思路
本申请实施例的目的在于提供一种神经刺激信号确定装置、方法、电子设备和计算机存储介质，用以解决在确定神经刺激信号时运算量大且耗时长的问题。第一方面，本专利技术提供一种神经刺激信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种神经刺激信号确定装置，其特征在于，包括：/n获取模块，用于获取参考脑电信号和刺激对象的当前时刻脑电信号；/n第一确定模块，用于根据所述参考脑电信号、所述当前时刻脑电信号、预先训练好的深度Koopman模型中的编码器函数确定高维状态空间中的当前时刻脑电信号和高维状态空间中的参考脑电信号；/n第二确定模块，用于基于优化函数，根据所述高维状态空间中的当前时刻脑电信号、所述高维状态空间中的参考脑电信号和预先训练好的深度Koopman模型中的Koopman算子确定神经刺激信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种神经刺激信号确定装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取参考脑电信号和刺激对象的当前时刻脑电信号；
第一确定模块，用于根据所述参考脑电信号、所述当前时刻脑电信号、预先训练好的深度Koopman模型中的编码器函数确定高维状态空间中的当前时刻脑电信号和高维状态空间中的参考脑电信号；
第二确定模块，用于基于优化函数，根据所述高维状态空间中的当前时刻脑电信号、所述高维状态空间中的参考脑电信号和预先训练好的深度Koopman模型中的Koopman算子确定神经刺激信号。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述优化函数为：



s.t.Δuk∈[Δumin,Δumax]
uk∈[umin,umax]



其中，Tp为确定uk数量的控制范围、Fk为高维状态空间中刺激对象的第k时刻的脑电信号、Fref为高维状态空间中的参考脑电信号、QY为用于惩罚偏差的正定矩阵、QT为常数且用于惩罚神经刺激信号的增量、uk为第k时刻的神经刺激信号、Δuk＝uk-uk-1，Δuk为第k时刻的神经刺激信号增量、为Koopman算子、B为所述神经刺激信号uk的控制增益、Δumin为Δuk能取到的最小值、Δumax为Δuk能取到的最大值、umin为uk能取到的最小值、umax为uk能取到的最大值。


3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
模型训练模块，用于获取第一样本脑电信号；
根据所述第一样本脑电信号对预先建立好的深度Koopman模型进行训练，得到所述编码器函数和所述Koopman算子。


4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述模型训练模块还用于根据所述第一样本脑电信号和所述深度Koopman模型中的编码器函数确定高维状态空间中的第一样本脑电信号；
根据所述高维状态空间中的第一样本脑电信号和所述深度Koopman模型中的解码器函数确定第二样本脑电信号；
根据所述第一样本脑电信号和所述第二样本脑电信号确定损失函数；
调整所述编码器函数、所述解码器函数和所述Koopman算子以使所述损失函数满足预设条件。


5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一样本脑电信号包括：第一脑电信号、第二脑电信号，其中，所述第二脑电信号为所述第一脑电信号下一时刻的脑电信号；所述第二样本脑电信号包括：第三脑电信号、第四脑...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘泉影，梁智超，罗子翔，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：广东;44