一种数据增强方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种数据增强方法、装置、电子设备及存储介质。该方法包括：获取脑电帽中电极的电极理想坐标，并对所述电极理想坐标进行预设扰动操作，得到电极偏移坐标；根据所述电极理想坐标、所述电极偏移坐标和预设衰减函数，确定理想衰减矩阵和偏移衰减矩阵；根据所述理想衰减矩阵和偏移衰减矩阵确定误差变换矩阵，并根据所述误差变换矩阵对初始EEG数据进行数据增强。通过运行本发明专利技术实施例所提供的技术方案，可以解决对由于获取方式较少、获取难度较高等原因难以获得大量EEG数据的问题，实现提高EEG数据增强的准确性和效率的效果。实现提高EEG数据增强的准确性和效率的效果。实现提高EEG数据增强的准确性和效率的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种数据增强方法、装置、电子设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及脑机接口技术，尤其涉及一种数据增强方法、装置、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]当今脑机接口领域常用的数据为脑电图(electroencephalogram，EEG)数据。它的特点是无创，方便收集。得益于此，EEG数据目前在癫痫等病理诊断，睡眠监测和运动想象与控制上具有广泛应用，这些应用都需要对EEG数据进行分析和分类，然而由于获取方式较少、获取难度较高等原因难以获得大量EEG数据。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种数据增强方法、装置、电子设备及存储介质，以实现提高EEG数据增强的准确性和效率。
[0004]根据本专利技术的一方面，提供了一种数据增强方法，该方法包括：
[0005]获取脑电帽中电极的电极理想坐标，并对所述电极理想坐标进行预设扰动操作，得到电极偏移坐标；
[0006]根据所述电极理想坐标、所述电极偏移坐标和预设衰减函数，确定理想衰减矩阵和偏移衰减矩阵；
[0007]根据所述理想衰减矩阵和偏移衰减矩阵确定误差变换矩阵，并根据所述误差变换矩阵对初始EEG数据进行数据增强。
[0008]根据本专利技术的另一方面，提供了一种数据增强装置，该装置包括：
[0009]坐标获取模块，用于获取脑电帽中电极的电极理想坐标，并对所述电极理想坐标进行预设扰动操作，得到电极偏移坐标；
[0010]衰减矩阵确定模块，用于根据所述电极理想坐标、所述电极偏移坐标和预设衰减函数，确定理想衰减矩阵和偏移衰减矩阵；
[0011]数据增强模块，用于根据所述理想衰减矩阵和偏移衰减矩阵确定误差变换矩阵，并根据所述误差变换矩阵对初始EEG数据进行数据增强。
[0012]根据本专利技术的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
[0013]至少一个处理器；以及
[0014]与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
[0015]所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本专利技术任一实施例所述的数据增强方法。
[0016]根据本专利技术的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本专利技术任一实施例所述的数据增强方法。
[0017]本专利技术实施例的技术方案，通过获取脑电帽中电极的电极理想坐标，并对电极理想坐标进行预设扰动操作，模拟穿戴脑电帽与人脑匹配时电极位置误差所产生的信号扰动，得到电极偏移坐标，实现模拟真实产生的测量误差，并且根据不同的预设扰动操作，可以后续对应产生多种数据增强模式，丰富数据增强的类型，提高数据增强的可扩展性。根据电极理想坐标、电极偏移坐标和预设衰减函数，确定理想衰减矩阵和偏移衰减矩阵；根据理想衰减矩阵和偏移衰减矩阵确定误差变换矩阵，使得从电极位置偏移推导到误差变换矩阵，其变换具有物理意义，从而提高后续数据增强的准确性和有效性。根据误差变换矩阵对初始EEG数据进行数据增强，在初始EEG数据基础上自动计算得到误差变换后的EEG数据，从而扩充EEG数据的数据量，无需手动进行数据增强，提高数据增强的效率。并且可以通过数据增强后的EEG数据进行模型训练等后续操作，使得训练得到的模型对新增的EEG数据关联的扰动鲁棒，提高模型训练的有效性。
[0018]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本专利技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本专利技术的范围。本专利技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例一提供的一种数据增强方法的流程图；
[0020]图2为本专利技术实施例二提供的一种数据增强方法的流程图；
[0021]图3为本专利技术实施例三提供的一种数据增强装置的结构示意图；
[0022]图4为用来实施本专利技术实施例的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0023]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0024]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“目标”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0025]实施例一
[0026]图1为本专利技术实施例一提供的一种数据增强方法的流程图，本实施例可适用于对EEG数据进行数据增强的情况，该方法可以由本专利技术实施例所提供的数据增强装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式实现。参见图1，本实施例提供的数据增强方法，包括：
[0027]步骤110、获取脑电帽中电极的电极理想坐标，并对电极理想坐标进行预设扰动操作，得到电极偏移坐标。
[0028]其中，电极理想坐标可以为脑电帽中全部或部分电极处于理想位置时的坐标，其中理想位置可以按照预设标准确定，根据不同预设标准确定的理想位置可能不同；电极理想坐标可以表示为地理坐标，例如为经纬度坐标。电极理想坐标的获取方式可以为自定义也可以从现有软件中直接导出，本实施例对此不进行限制。
[0029]预设扰动操作为扰动电极理想坐标，使得电极理想坐标发生有序或无序变化的操作，例如将部分或全部电极理想坐标中的纬度按照预设方向进行转动等。将经过预设扰动操作后得到的坐标作为电极偏移坐标。
[0030]步骤120、根据电极理想坐标、电极偏移坐标和预设衰减函数，确定理想衰减矩阵和偏移衰减矩阵。
[0031]其中，预设衰减函数表示信号以理想中心向外衰减的比例，可以为高斯核函数，本实施例对此不进行限制。
[0032]根据电极理想坐标、电极偏移坐标和预设衰减函数，确定理想衰减矩阵和偏移衰减矩阵，可以为根据电极理想坐标和预设衰减函数，确定理想衰减矩阵，根据电极偏移坐标和预设衰减函数，确定偏移衰减矩阵。例如根据电极理想坐标确定相应的目标矩阵，将目标矩阵代入衰减函数后得到理想衰减矩阵；根据电极偏移坐标确定相应的偏移矩阵，将偏移矩阵代入衰减函数后得到偏移衰减矩阵。
[0033]步骤130、根据理想衰减矩阵和偏移衰减矩阵确定误差变换矩阵，并根据误差变换矩阵对初始EEG数据进行数据增强。
[0034]根据理想衰减矩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数据增强方法，其特征在于，包括：获取脑电帽中电极的电极理想坐标，并对所述电极理想坐标进行预设扰动操作，得到电极偏移坐标；根据所述电极理想坐标、所述电极偏移坐标和预设衰减函数，确定理想衰减矩阵和偏移衰减矩阵；根据所述理想衰减矩阵和偏移衰减矩阵确定误差变换矩阵，并根据所述误差变换矩阵对初始EEG数据进行数据增强。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设扰动操作，包括：整体旋转操作、整体拉伸操作和无序拉伸操作中的至少一种。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述电极理想坐标、所述电极偏移坐标和预设衰减函数，确定理想衰减矩阵和偏移衰减矩阵，包括：根据各所述电极理想坐标确定理想邻接矩阵；根据所述电极理想坐标和所述电极偏移坐标确定偏移邻接矩阵；根据所述理想邻接矩阵、所述偏移邻接矩阵和所述预设衰减函数，确定所述理想衰减矩阵和所述偏移衰减矩阵。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述理想邻接矩阵、所述偏移邻接矩阵和所述预设衰减函数，确定理想衰减矩阵和偏移衰减矩阵，包括：将理想邻接矩阵根据球面距离公式展开，且将所述球面距离公式中的标量元素更改为所述理想邻接矩阵中的矩阵元素；根据展开后的所述理想邻接矩阵和所述预设衰减函数确定所述理想衰减矩阵；将偏移邻接矩阵根据所述球面距离公式展开，且将所述球面距离公式中的标量元素更改为所述偏移邻接矩阵中的矩阵元素；根据展开后的所述偏移邻接矩阵和所述预设衰减函数确定所述偏移衰减矩阵。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的方法，其特征在于，所述预设衰减函数满足预设特性；其中，所述预设特性包括：信号中心无衰...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃诚轩，杨瑞，黄梦婕，
申请(专利权)人：西交利物浦大学，
类型：发明
国别省市：