[发明专利]一种利用脑电信号进行小型办公室打卡考勤的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物医学工程领域，主要是用于小型办公室内工作考勤，通过利用脑电信号的方法避免传统的考勤中的代考勤等弊端的出现。

背景技术

在现代化管理模式下的办公室，公平、公正是维持办公室和谐办公，推进工作效率的一个基石。为了监督和促进员工的工作积极性，很多办公室都采用“考勤”的方法，通过考勤指标来衡量员工的积极性，无疑是一种有效的手段，现在流行的考勤手段有传统意义上的签到，也有一些基于生理特征的例如指纹等等，这些方法的考勤结果虽然对员工出勤有一定的借鉴意义，但是因为这种考勤很容易造假，代考勤，因此会影响员工的公平性，影响办公室内的员工友好气氛。

随着对脑电波的研究深入，很多研究团队开始研究脑电波的身份识别领域，因为脑电波是人对外界刺激或者主动思考产生的一种生物信号，因此很难伪造，能否用脑电波进行身份识别，现在相关研究还存在一定的争议，但是，稳定的脑电波信号特征难以伪造，是众多研究团队的共识，目前利用脑电波进行身份识别的研究团队，正在致力于找到一个稳定的能反应受试者本人的某些特征。

在大范围内，寻找受试者本人特征，是因为脑电信号是一个弱电信号，特征很容易受到干扰，在没有一个参照物下，进行受试者的特异性特征确实比较困难。

发明内容

本发明主要是通过利用小范围内的成员照片，按照一定的顺序组成刺激源，诱发带有个体特征的脑电信号，然后对搜集到的脑电信号进行预处理和特征提取，然后对每个成员设计专属BP神经网络分类器，最终高效准确的实现公平的打卡考勤方法。

为达上述目的，本发明采用的技术方案是，利用脑电信号的小型办公室打卡考勤方法，主要包括以下步骤：

1、人员照片采集：对每个成员采集2存免冠的相同背景和表情的上身照片1张；

2、刺激程序设计：实验目标成员照片放在第一位置，首发出现，然后随机摆放其他成员相片为背景，在刺激电脑上依次显示给实验目标成员观看，最佳参数设计为每次照片展现1000毫秒，之后照片消失，保持电脑黑屏200毫秒，一个完整的实验照片显示两轮，总共耗时2*n*(1000+200)毫秒，其中n是办公室内员工人数；

3、数据采集参数：考勤成员用便携式脑电采集设备，用右侧乳突做参考电极，采集前额区双导脑电信号，采样频率256Hz，50Hz陷波；

4、对采集到的脑电信号进行滤波，因为有用的脑电信号集中在频率为1-50Hz之内，对脑电信号进行滤波能很好的消除噪音和眼电的干扰，本方法使用卡尔曼滤波，进行1-50Hz滤波；

5、对采集到的脑电信号进行离线特征提取，主要步骤包括：

1)把滤波后的脑电信号进行分段，把脑电信号，按照不同的事件(即成员看不同照片所产生的脑电信号)进行分段，然后把每个成员看自己相片的脑电信号片段给组合起来，每个片段长1200ms，去掉末尾几个空白点，每个脑电信号片段为300个时间点，这样就得到对于每个成员的滤波后的原始特征矩阵Ca＝m*300*2，其中m是脑电信号片段数，2是两个导联，也就是样本数；

2)对Ca的每个时间点求Fisher距离，根据Fisher距离判断是否作为初步的特征时间点，时间点上的距离矩阵F，其中F的计算方法为：

F=(μ1-μ2)2σ12+σ22]]>

μ和σ分别为均值和方差。设定特征选择点λ＝(max(F)-min(F))/2，选择F中大于λ的时间点为特征点，以此对每个受试者组建相应的m*kx特征矩阵，其中kx表示特征数；

3)对于m*kx的特征矩阵中的kx和样本数m进行筛选，选择内聚力较高的样本和特征点作为该员工的有效样本特征矩阵；

把m个样本的kx矩阵分别对每列向量，也就是时间点向量求他们的对角阵T，T可以通过公式