[发明专利]一种多入单出脑电信号采集器

权利要求书

1.一种多入单出脑电信号采集器，其特征在于，包括：预处理模块、合成模块、分解模块；所述预处理模块、合成模块、分解模块依次连接；

所述预处理模块用于进行若干导联的脑电信号的采集，并对所采集的脑电信号进行信号放大和AD转换处理；

所述合成模块用于将预处理后的若干导联的脑电信号进行混合，得到一路单通道混合信号；

所述分解模块采用基于集成经验模态分解EEMD的自适应单通道盲源分离法对所述单通道混合信号进行分解，完成若干导联的脑电信号的还原。

2.根据权利要求1所述的多入单出脑电信号采集器，其特征在于，所述预处理模块包括依次连接的脑电信号采集模块、放大模块、AD转换模块；所述脑电信号采集模块用于采集若干导联的人体大脑皮层的脑电信号；所述放大模块用于进行脑电信号的放大；所述AD转换模块将模拟脑电信号转化为数字脑电信号。

3.根据权利要求1所述的多入单出脑电信号采集器，其特征在于，所述合成模块将若干导联的脑电信号进行线性混合，得到一路单通道混合信号x(t)，如式2所示：

式中，α_i表示第i个脑电信号在单通道混合信号中所占的比例，α_i为常数且为正数；i∈[1,n]，n表示所采集的脑电信号的导联数；S_i(t)表示预处理后的第i导联的脑电信号。

4.根据权利要求1所述的多入单出脑电信号采集器，其特征在于，所述分解模块对若干导联的脑电信号进行还原的具体方法包括：

基于EEMD对单通道混合信号进行分解，得到一组总体平均的本征模函数；

采用主成分分析PCA对总体平均的本征模函数进行降维处理，得到降维后的本征模函数；

基于降维后的本征模函数，通过独立成分分析ICA获取混合矩阵和解混矩阵，基于解混矩阵从降维后的本征模函数中提取源脑电信号，完成若干导联的脑电信号的还原。

5.根据权利要求4所述的多入单出脑电信号采集器，其特征在于，基于EEMD对单通道混合信号进行分解的具体方法包括：

进行噪声初始化，得到独立随机分布的零均值加性高斯白噪声，并将所述零均值加性高斯白噪声添加到单通道混合信号中；

通过EMD对添加噪声后的单通道混合信号x^*(t)进行分解，得到若干个本征模函数；

重复进行噪声添加和信号分解，得到若干组本征模函数；

对若干组本征模函数进行总体平均，得到一组总体平均的本征模函数。

6.根据权利要求4所述的多入单出脑电信号采集器，其特征在于，从降维后的本征模函数Y中提取源脑电信号的具体方法包括：

采用独立成分分析ICA从降维后的本征模函数中计算出混合矩阵A；

基于混合矩阵自适应计算解混矩阵W，W＝A^-1；

将降维后的本征模函数与混合矩阵相乘，实现信号重构，得到分离后的脑电信号，完成源脑电信号的提取。