[发明专利]一种无需硬件连接的脑电事件同步方法

权利要求书

1.一种无需硬件连接的脑电事件同步方法，其特征在于，所述脑电事件同步方法包括以下步骤：

1)得到原始的刺激事件的时间序列X(t)和原始的脑电信号y(t)，t为时间；

2)对原始的脑电信号y(t)进行滤波、去基线漂移和降噪处理，得到脑电的时间序列Y(t)；

3)对脑电的时间序列Y(t)进行降采样处理，得到低采样率的脑电时间序列Y(0)，……，Y(Tf)，其中，T为采样时间，f为采样频率；

4)按照采样时间和采样频率，对原始的刺激事件的时间序列X(t)进行离散赋值，得到离散化的刺激事件时间序列，X(0)，...，X(T′f)，T′为刺激的总时间，T′＜T，并且离散化的刺激事件时间序列的时间周期与原始的刺激事件的时间周期相同；

5)对已知的离散化的刺激事件的时间序列和降采样后的脑电时间序列计算互相关函数R(τ)，数字信号处理领域的互相关函数计算公式为：

其中，τ为时间延迟，n＝0，...，N-1，N为离散化的刺激事件的时间序列和降采样后的脑电时间序列的总长度，通过计算R(τ)能够得到X(n)与Y(n+τ)在不同的时间延迟下的相似性，如果原变量超出原序列的长度进行补零处理；

6)分布在大脑初级视觉皮层的视觉诱发电位对黑白翻转模式响应显著，并且同时具有个体内与个体间的稳定性，因此视觉诱发电位的时间序列与刺激事件的时间序列具有相同的时间周期，并且互相关函数的极大值能够体现视觉诱发电位的时间序列与刺激事件时间序列的相同的时间周期性，也就是视觉诱发电位的时间序列与刺激事件时间序列的最大相关程度，因此，只要在互相关函数的结果中确定极大值的位置，即找到与刺激事件时间序列具有最大相关性的响应序列，也就是视觉诱发电位的时间序列，从而就确定了刺激事件时间序列中的首次刺激所产生的视觉诱发电位在整段脑电时间序列中的位置t′_erp；

7)每个个体的大脑初级视觉皮层的视觉诱发电位距离刺激事件的起始时刻的延迟时间Δt比较稳定，所以在整段脑电数据中确定视觉诱发电位的位置后，即能够反向推算出刺激事件起始的相对位置，设定视觉诱发电位的延迟时间Δt′为固定时间，则根据刺激事件时间序列中首次刺激所产生的视觉诱发电位在整段脑电时间序列中的位置t′_erp，确定首次刺激事件的起始时刻t′_onset如下所示：

t′_onset＝t′_erp-Δt‘；

8)由于既定的刺激事件时间序列的时间间隔已知，并且脑电时间序列中视觉诱发电位的时间间隔与既定刺激事件时间序列的时间间隔一致，根据既定的刺激事件时间序列的时间间隔，结合首次刺激事件的起始时刻，确定后续所有视觉诱发电位的刺激事件起始时刻，从而实现视觉诱发电位的脑电事件同步。

2.如权利要求1所述的脑电事件同步方法，其特征在于，在步骤1)中，刺激事件为周期性的，并且具有多个周期，对大脑的刺激事件的每个周期中包含黑白翻转模式，原始的刺激事件的周期已知，相邻的原始的刺激事件的时间间隔依次为ΔT₁，ΔT₂……，ΔT_M-1，M为原始的刺激事件的周期个数。

3.如权利要求1所述的脑电事件同步方法，其特征在于，在步骤2)中，对原始的脑电信号y(t)进行滤波、去基线漂移和降噪处理，得到脑电的时间序列Y(t)，包括以下步骤：

i.采用带通滤波器对原始的脑电信号y(t)进行滤波，得到滤波后的原始的脑电信号；

ii.以预采集的信号为基准，对后续的滤波后的原始的脑电信号做基线校正处理，防止基线漂移，得到去基线漂移的原始的脑电信号；

iii.对去基线漂移的原始的脑电信号进行去噪声处理，提高信噪比，得到包含视觉诱发电位信息的脑电时间序列Y(t)。

4.如权利要求1所述的脑电事件同步方法，其特征在于，在步骤4)中，由于原始的刺激事件的周期已知，则离散化的刺激事件时间序列的周期已知，相邻的刺激事件的时间间隔依次为ΔT₁，ΔT₂……，ΔT_M-1。