[发明专利]一种基于自动ICA去除EEG信号中核磁伪迹的方法

权利要求书

1.一种基于自动ICA去除EEG信号中核磁伪迹的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1)对含有核磁伪迹的EEG信号进行基础去噪处理，得到去除了大部分核磁伪迹的EEG信号X'(t)；

2)对信号X'(t)进行独立成分分离，并自动识别出其中的核磁伪迹残余成分，其余成分保持不变；具体过程为：将步骤1)得到的信号X'(t)经过ICA算法进行分离得到N个独立成分IS(t)＝[IS₁(t),IS₂(t),…,IS_N(t)]^T＝W*X'(t)，其中W为由ICA算法得到的解混矩阵，定义以核磁基波频率f_b及其各次谐波频率k*f_b为中心频率的区间[k*f_b-ε,k*f_b+ε]为核磁倍频带，其中k＝1,2,3…K，ε为大于零的正数，根据要分析的相关脑电信号的特征确定低频脑电频带为[f_l1,f_l2]，计算每个独立成分在核磁倍频带内的能量A_p和在低频脑电频带内的能量E_p及其比值选择前M个最大的r值所对应的成分标记为核磁伪迹残余成分AS(t)＝[AS₁(t),AS₂(t),…,AS_M(t)]^T，其余成分保持不变；

3)提取步骤2)里核磁伪迹残余成分中的有效低频成分并将其保留；

4)将步骤3)得到的核磁伪迹残余成分中的有效低频成分和步骤2)中保留的其余成分一起经过ICA逆变换重构，得到除噪后的EEG信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于自动ICA去除EEG信号中核磁伪迹的方法，其特征在于：步骤1)中，所述基础去噪处理具体过程为：根据核磁扫描仪的重复时间TR和一次全脑扫描的层数确定核磁基波频率f_b，选择要处理的N个信号通道，将含有核磁伪迹的EEG信号X(t)＝[x₁(t),x₂(t),…,x_N(t)]^T经过AAS处理，得到去除了大部分核磁伪迹的EEG信号X'(t)，其中N表示通道，t表示时间，T表示矩阵的转置。

3.根据权利要求1所述的一种基于自动ICA去除EEG信号中核磁伪迹的方法，其特征在于：所述步骤3)的具体过程为：结合所要分析的EEG信号的特点和小波函数的特点确定用于提取低频EEG信号的小波函数ψ(t)和分解层数n，对M个核磁伪迹残余成分AS(t)分别进行小波分解得到低频近似系数cA_n，其中n为分解层数，并由低频近似系数重构信号得到每个伪迹成分中所包含的低频成分AS'(t)，即保存了核磁伪迹残余成分中的有效低频成分。

4.根据权利要求3所述的一种基于自动ICA去除EEG信号中核磁伪迹的方法，其特征在于：所述步骤4)的具体过程为：将步骤3)中得到的AS'(t)重新放回各自在N个独立成分IS(t)中的位置，得到处理过的独立成分矩阵IS'(t)，将独立成分矩阵IS'(t)经过ICA逆变换，即S(t)＝[S₁(t),S₂(t),…,S_N(t)]＝W^-1*IS'(t)，其中W^-1表示解混矩阵的逆矩阵，即混合矩阵，最终得到去除了核磁伪迹又保留了大部分有用信息的EEG信号S(t)。