【摘要】 本发明涉及脑-机接口装置中想象单侧肢体运动的脑电特征的提取方法。CSP空间滤波方法的排除相同任务成分提取不同任务成分的性质决定了它对想象单侧肢体运动脑电特征的分类更有针对性，同时CSP算法与FDA特征提取相结合，降低了输入矢量的维数，提高了分类器的推广性，在一定程度上提高分类准确率。使用Fisher判别分析(FDA)将10维输入向量v1，v2(v1为4维，v2为6维)降为两个1维输入向量f1，f2，再经过支持向量机的分类，不但提高了分类准确率。也避免了由于为数过高带来的维数灾难问题，有利于分类器的推广。 【专利类型】发明授权 【申请人】北京工业大学 【申请人类型】学校 【申请人地址】100022 北京市朝阳区平乐园100号 【申请人地区】中国 【申请人城市】北京市 【申请人区县】朝阳区 【申请号】CN200810056839.1 【申请日】2008-01-25 【申请年份】2008 【公开公告号】CN101219048B 【公开公告日】2010-06-23 【公开公告年份】2010 【授权公告号】CN101219048B 【授权公告日】2010-06-23 【授权公告年份】2010.0 【IPC分类号】A61B5/048; A61B5/0476; A61B5/374 【发明人】李明爱; 刘净瑜; 王蕊; 乔俊飞; 郝冬梅; 于建均; 龚道雄 【主权项内容】1.想象单侧肢体运动的脑电信号的提取方法，想象左右手运动试验次数为m次，任意取其中 次为训练数集，其中左右手试验次数各为 次，剩下的 次为测试数集；采集到的脑电信号再经过脑电放大器放大及A/D转换，由USB口输入计算机中，并以信号电压幅值形式在存储器中存储；其特征在于，所述的m的取值为180～240；该方法是按以下步骤实现的： (1)脑电信号的时域频域滤波 1)设计48阶、12采样点的FIR滤波器对存储器中脑电信号数据进行0-3Hz低频带滤波，设置想象动作发生前Wms时间窗，其中：300＜W＜600，对训练集 次经过频域、时域滤波后的数据取均值设为data1，为共同空间滤波左右手动作空间滤波器的构造做准备； 2)设计48阶、512采样点的FIR滤波器对存储器中的m次试验的脑电信号数据分别进行8-30Hz带通滤波，对每次试验数据都设置想象动作发生后1-2s时间段的时间窗，对每次试验的脑电信号的时间窗内的数据段的所有数据分别取平方值，并设置200ms滑动时间窗，即每次移动一个采样点，得到m次试验的参数时程变化；在m次时程变化后的数据中取训练集部分，即 次，经过频域、时域滤波后，取该 次实验数据算术均值设为data2； (2)对特征矢量v1、v2降维 利用共同空间滤波(CSP)方法对data1数据段提取4维特征矢量v1，对data2数据段提取6维特征矢量v2；其中v1＝[v1a1v1b1v1a2v1b2]T、v2＝[v2a1v2b1v2a2v2b2v2a3v2b3]T，v1，v2由CSP空间滤波器滤波后求得；利用Fisher判别分析对特征矢量v1，v2分别降维至1维矢量f1，f2： 1)对特征f1的Fisher准则为： w1代表了投影方向，sb1为左右手动作类间离散度矩阵，sw1为总类内离散度，当G(w1)取极大值时的w1*，就是将要采用的4维的v1空间到一维f1空间的方向； 设m11为[v1a1v1a2]T所有列向量pi，i∈{1...N}的均值向量，N为所选择的连接大脑的脑电通道的数目，[v1a1 v1a2]T代表了左手模型的特征向量，由CSP算法求解得出； 设m12为[v1b1 v1b2]T所有列向量pj，j∈{1...N}的均值向量，N为所选择的连接大脑的脑电通道的数目，[v1b1 v1b2]T代表了右手模型的特征向量，由CSP算法求解得出； 取 则 由w1*＝sw1-1(m11-m12)即可求得w1*的取值； 由f1＝w1*Tv1即可把4维样本v1投影到1维空间f1； 2)对特征f2的Fisher准则为： w2代表了投影方向，sb2为左右手动作类间离散度矩阵，sw2为总类内离散度； 当G(w2)取极大值时的w2*，也就是将要采用的6维v2空间到一维f2空间的方向； 设m21为[v2a1 v1a2 v2a3]T所有列向量ei，i∈{1...N}的均值向量，N为所选择的连接大脑的脑电通道的数目，[v2a1 v2a2 v2a3]T代表了左手模型的特征向量，由CSP算法求解得出； m22为[v2b1 v2b2 v2b3]T所有列向量ej，j∈{1...N}的均值向量，N为所选择的连接大脑的脑电通道的数目，[v2b1 v2b2 v2b3]T代表了右手模型的特征向量，由CSP算法求解得出； 取 则 由w*2＝sw2-1(m21-m22)即可求得w*2的取值，即6维空间v2到1维空间f2的最好方向； 由f2＝w2*Tv2即可把6维样本v2投影到1维空间f2。 【当前权利人】北京工业大学 【当前专利权人地址】北京市朝阳区平乐园100号 【专利权人类型】公立 【统一社会信用代码】12110000400687411U 【引证次数】2.0 【被引证次数】4 【他引次数】2.0 【被他引次数】4.0 【家族引证次数】2.0 【家族被引证次数】41
