[发明专利]一种基于脑电信号的音乐反馈抑郁情绪调节系统

权利要求书

1.一种基于脑电信号的音乐反馈抑郁情绪调节系统，其特征在于，包括：脑电信号采集模块、脑电信号数据处理模块、反馈音乐生成模块、反馈训练调节模块、数据存储分析模块；所述脑电信号采集模块用于获取受训者静息态脑电信号；所述脑电信号数据处理模块用于对获取的脑电信号进行预处理，所述反馈音乐生成模块用于对预处理后的脑电信号进行分割、整合，分析脑电信号与音乐信号的映射关系，在构建的反馈音乐类型参考库中进行比对，得出用于音乐反馈训练的反馈音乐类型；所述反馈训练调节模块用于采用与所述反馈音乐类型相适应的反馈音乐对受训者进行反馈训练，实现抑郁情绪的调节；所述数据存储分析模块用于存储和分析受训者情绪调节的过程和结果。

2.根据权利要求1所述的基于脑电信号的音乐反馈抑郁情绪调节系统，其特征在于，所述脑电信号采集模块采用三导联系统，电极位置采用国际上广泛采用的10-20系统电极法，选择的电极分别是：位于前额位置的Fp1、Fp2及Fpz，不受头发的干扰，并使用医用贴式湿电极，从而避免电极接触阻抗的干扰。

3.根据权利要求1所述的基于脑电信号的音乐反馈抑郁情绪调节系统，其特征在于，所述脑电信号数据处理模块包括对采集的脑电信号进行分段处理的步骤：将采集的连续的脑电信号截取为长度适中的脑电信号片段，每段脑电数据重叠前一片段的部分脑电数据。

4.根据权利要求3所述的基于脑电信号的音乐反馈抑郁情绪调节系统，其特征在于，所述脑电信号数据处理模块包括对分段的脑电信号进行去噪滤波的步骤：采用改进的动态AR模型参数和小波分析进行去噪，运用FIR带通滤波器去掉脑电信号中低于0.5Hz和高于50Hz的频段；还包括将脑电信号按照频率进行划分，提取出脑电信号δ，θ，α，β四个频段的波形特征。

5.根据权利要求4所述的基于脑电信号的音乐反馈抑郁情绪调节系统，其特征在于，所述反馈音乐生成模块包括脑电数据分割的步骤：首先将每个频段用相应的字符d、t、a、b表示，其中，d表示δ波段，t表示θ波段，a表示α波段，b表示β波段；计算每个频段波形数据的平均值μ和标准差σ；然后，分别计算每个频段的分割阈值，并从多个分割阈值中选择一个最佳的最优阈值；分割阈值的计算公式是：T＝μ±n·σ；μ表示分频后每个频段波形数据的平均值，σ表示分频后每个频段波形数据的标准差；n表示平均值与标准差的比，用于计算平均值与标准差不同比例下的分割阈值以及选择最优阈值；最后，将脑电信号的波形图用对应的四个频段表示，根据计算后选择出的各个频段的最优阈值，分析出各个频段波形活跃的时间点，得出各个频段对应的脑电信号时序关系。

6.根据权利要求5所述的基于脑电信号的音乐反馈抑郁情绪调节系统，其特征在于，所述反馈音乐生成模块包括脑电片段整合的步骤：根据分割算法得出的各个频段对应的脑电信号时序关系，比较在同一时间点含有哪些频段，将它们所代表的字符添加到时间序列里，将序列里的四个频段对应的字符通过叠加和排列组成一个完整的脑电字符序列。

7.根据权利要求6所述的基于脑电信号的音乐反馈抑郁情绪调节系统，其特征在于，所述反馈音乐生成模块包括构建反馈音乐类型参考库的步骤：首先获取已知的抑郁患者在正性、中性、负性的特定情感音频刺激下的抑郁脑电信号，对获取的脑电信号进行频段划分、脑电数据分割、脑电片段整合，得到整合后的脑电字符序列；根据对应的正性、中性、负性不同情感音频的刺激，对整合后的脑电字符序列分别标记正性、中性、负性情感标签，标记不同情感标签的脑电字符序列在整个脑电信号中存在特定的循环片段，选择一定时间内出现次数最多的脑电字符序列循环片段作为与情感标签对应的反馈音乐类型，得出正性、中性、负性三种反馈音乐类型。

8.根据权利要求7所述的基于脑电信号的音乐反馈抑郁情绪调节系统，其特征在于，所述反馈音乐生成模块包括在构建的反馈音乐类型参考库中比对的步骤：通过比对在构建的反馈音乐参考库中的正性、中性、负性三种反馈音乐类型的脑电字符片段在受训者的脑电信号字符序列中出现的次数，判断出受训者脑电信号的情感标签，生成受训者所需的反馈音乐类型。