面向稳态视觉诱发电位的脑电特征解码方法及脑机接口技术

本发明专利技术公开了面向稳态视觉诱发电位的脑电特征解码方法，包括：受试者注视频率为f

【技术实现步骤摘要】
面向稳态视觉诱发电位的脑电特征解码方法及脑机接口


[0001]本专利技术实施例涉及脑机接口信号的编码及解码技术，尤其涉及一种面向稳态视觉诱发电位的脑电特征解码方法及脑机接口系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着科研工作者对脑电波(Electroencephalogram，EEG)的深入研究，基于头皮脑电的非侵入式脑机接口(Brain Computer Interface，BCI)得到了突飞猛进的发展。其中，基于视觉诱发电位(Visually Evoked Potential，VEP)的BCI因其较高的信息传输率和解码可靠性受到广泛关注。稳态视觉诱发电位(Steady
‑
State Visual Evoked Potentials，SSVEP)BCI范式更因其具有诱发特征稳定、信噪比高等优点，已成为BCI的主流范式之一。
[0003]现有技术中，以任务相关成分分析(Task
‑
Related Component Analysis，TRCA)算法为代表的SSVEP解码算法需要依赖大量的训练数据才能获得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向稳态视觉诱发电位的脑电特征解码方法，包括：在屏幕上呈现N
f
个频率分别为f1,
…
f
i
,
…
f
n
,,
…
f
Nf
的视觉刺激，采集受试者分别注视这些视觉刺激的原始稳态视觉诱发电位信号作为训练数据，受试者注视频率为f
n
的视觉刺激时所采集的受试者的多脑电通道的原始稳态视觉诱发电位为X
n
，采用N
fb
个滤波器组对所述原始稳态视觉诱发电位X
n
进行预处理，得到N
fb
个特定频段的预处理后稳态视觉诱发电位其中，m＝1,2,
…
,N
fb
；对所述预处理后稳态视觉诱发电位进行滤波，得到所述预处理后稳态视觉诱发电位的有用信号成分和噪声信号成分，所述有用信号成分包括视觉刺激频率f
n
及其谐波的信号成分，所述噪声信号成分包括除有用信号成分以外的其他信号成分；根据所述有用信号成分和所述噪声信号成分得到能够增强信噪比的空间滤波器对所述预处理后稳态视觉诱发电位在试次维度求平均，得到稳态视觉诱发电位模板信号采集受试者的未知稳态视觉诱发电位K，采用所述N
fb
个滤波器组对所述未知稳态视觉诱发电位K进行预处理，得到N
fb
个特定频段的预处理后未知稳态视觉诱发电位K
(m)
，其中，m＝1,2,
…
,N
fb
；通过所述空间滤波器提高所述稳态视觉诱发电位模板信号和所述预处理后未知稳态视觉诱发电位K
(m)
的信噪比，计算N
fb
个特定频段的滤波后的所述稳态视觉诱发电位模板信号和滤波后的所述预处理后未知稳态视觉诱发电位K
(m)
的相关系数对N
fb
个加权求和得到未知稳态视觉诱发电位K与所述原始稳态视觉诱发电位X
n
之间的相关系数ρ
n
；得到未知稳态视觉诱发电位K与频率分别为f1,
…
f
i
,
…
f
n
,,
…
f
Nf
的全部原始稳态视觉诱发电位[X1,
…
X
i
,
…
,X
n
,...,X
Nf
]之间的相关系数[ρ1,
…
ρ
i
,
…
,ρ
n
,
…
,ρ
Nf
]，第i个相关系数ρ
i
最大，则所述未知稳态视觉诱发电位K的视觉刺激频率为f
i
。2.根据权利要求1所述的面向稳态视觉诱发电位的脑电特征解码方法，其特征在于，所述对所述预处理后稳态视觉诱发电位进行滤波，得到所述预处理后稳态视觉诱发电位的有用信号成分和噪声信号成分，包括：采用通带为围绕k
×
f
n
的窄带滤波器对所述预处理后稳态视觉诱发电位进行滤波，得到有用信号成分，其中，k＝m,m+1,
…
,M；M满足M
×
f
n
≤的最大有效频率；采用阻带为围绕k
×
f
n
的窄带滤波器对所述预处理后稳态视觉诱发电位进行滤波，得到噪声信号成分，其中，k＝m,m+1,
…
,M；M满足M
×
f
n
≤的最大有效频率。
3.根据权利要求1所述的面向稳态视觉诱发电位的脑电特征解码方法，其特征在于，所述对所述预处理后稳态视觉诱发电位进行滤波，得到所述预处理后稳态视觉诱发电位的有用信号成分和噪声信号成分，包括：采用通带为围绕k
×
f
n
的窄带滤波器对所述预处理后稳态视觉诱发电位进行滤波，得到有用信号成分，其中，k＝m,m+1,
…
,M；M满足M
×
f
n
≤的最大有效频率；采用通带为围绕k
×
f
n
‑
Δf的窄带滤波器对所述预处理后稳态视觉诱发电位进行滤波，得到第一噪声信号成分，其中，k＝m,m+1,
…
,M；M满足的最大有效频率；采用通带为围绕k
×
f
n
+Δf的窄带滤波器对所述预处理后稳态视觉诱发电位进行滤波，得到第二噪声信号成分，其中，k＝m,m+1,
…
,M；M满足的最大有效频率。4.根据权利要求2所述的面向稳态视觉诱发电位的脑电特征解码方法，其特征在于，所述采用通带为围绕k
×
f
n
的窄带滤波器对所述预处理后稳态视觉诱发电位进行滤波，得到有用信号成分，包括：对所述预处理后稳态视觉诱发电位进行快速傅里叶变换，得到对应的预处理后稳态视觉诱发电位频谱将所述预处理后稳态视觉诱发电位频谱与窄带滤波器相乘，得到有用信号成分的频谱对所述有用信号成分的频谱进行逆快速傅里叶变换，得到有用信号成分相应地，所述采用阻带为围绕k
×
f
n
的窄带滤波器对所述预处理后稳态视觉诱发电位进行滤波，得到噪声信号成分，包括：将所述预处理后稳态视觉诱发电位频谱与窄带滤波器相乘，得到噪声信号成分的频谱对所述噪声信号成分的频谱进行逆快速傅里叶变换，得到噪声信号成分
5.根据权利要求3所述的面向稳态视觉诱发电位的脑电特征解码方法，其特征在于，所述采用通带为围绕k
×
f
n
的窄带滤波器对所述预处理后稳态视觉诱发电位进行滤波，得到有用信号成分，包括：对所述预处理后稳态视觉诱发电位进行快速傅里叶变换，得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯余峰，徐伟，明东，刘爽，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：