[发明专利]一种基于视觉诱发脑电信号的材料颜色设计模型构建方法

权利要求书

1.一种基于视觉诱发脑电信号的材料颜色设计模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、实验范式设计及数据采集，根据oddball实验设计色差实验范式诱发被试者的脑电信号，并采集被试者的脑电信号；

S2、脑电信号的噪声及伪迹去除，利用快速独立分量分析及“聚类法”和“矢量角法”相结合的方法去除脑电信号的脑电高斯噪声及伪影；

S3、脑电信号基线校正及相干均值叠加，利用标准刺激的脑电信号进行基线校准，并对靶刺激的脑电信号进行叠加平均处理；

S4、诱发脑电信号的ERP分析，对处理后的脑电信号的P300及N200进行分析，比较不同颜色刺激对大脑不同区域的影响并绘制脑电地形图，构建基于视觉诱发脑电信号的材料颜色设计模型。

2.根据权利要求1所述的一种基于视觉诱发脑电信号的材料颜色设计模型构建方法，其特征在于，所述步骤S1的具体过程为：

S1.1、根据oddball实验设计色差脑电实验，并按照色差将刺激图片分为大色差组和小色差组；

S1.2、随机呈现刺激图片，并采集被试者注视不同刺激图片时的脑电信号。

3.根据权利要求2所述的一种基于视觉诱发脑电信号的材料颜色设计模型构建方法，其特征在于，所述步骤S1.1中的大色差组中图片的色差值为10，小色差组中图片的色差值为5，每组刺激图片中均包括背景灰、红色、绿色、蓝色以及灰色五种刺激图片。

4.根据权利要求2所述的一种基于视觉诱发脑电信号的材料颜色设计模型构建方法，其特征在于，所述步骤S1.2中刺激图片呈现时，标准刺激的呈现次数占70%，各种靶刺激图片的呈现次数的占比相同，其中背景灰为标准刺激，其他四种颜色为靶刺激。

5.根据权利要求4所述的一种基于视觉诱发脑电信号的材料颜色设计模型构建方法，其特征在于，所述每个刺激图片的呈现时间为500ms，各刺激图片呈现的间隔时间为1000ms。

6.根据权利要求1所述的一种基于视觉诱发脑电信号的材料颜色设计模型构建方法，其特征在于，所述步骤S2的具体过程为：

S2.1、用快速独立分量分析算法对采集到的脑电信号X进行独立成分分析，得到独立成分S和解混矩阵W；

S2.2、根据各独立成分的峰度系数K，去除各独立成分的超高斯噪声；

S2.3、采用聚类法和矢量角法相结合的方法去除脑电信号正负两个方向上的伪迹信号；

S2.4、将独立成分中超高斯噪声信号和伪迹信号对应的部分置零，得到处理后的独立成分S’；

S2.5、根据X’=W^-1S’还原脑电信号，得到去除脑电伪影的脑电信号X’。

7.根据权利要求6所述的一种基于视觉诱发脑电信号的材料颜色设计模型构建方法，其特征在于，所述快速独立分量分析算法分析采集到的脑电信号X的具体步骤为：

S2.1.1、对脑电信号进行中心化处理，并对中心化处理后的脑电信号进行白化处理，以得到处理后的脑电信号；

S2.1.2、随机初始化一个解混矩阵，将处理后的脑电信号乘以解混矩阵得到一个估计的脑电信号；

S2.1.3、选择一个非线性函数作为快速独立分量分析算法的激活函数，用激活函数对估计的脑电信号进行处理，得到一个非高斯分布的信号；

S2.1.4、对非高斯分布信号的各独立分量的独立性进行度量，根据独立性度量的结果调整解混矩阵；

S2.1.5、重复步骤S2.1.2~S2.1.4，直到达到收敛条件，停止迭代，得到脑电信号X的独立成分S和解混矩阵W。

8.根据权利要求7所述的一种基于视觉诱发脑电信号的材料颜色设计模型构建方法，其特征在于，所述步骤S2.1.1中对中心化处理后的脑电信号进行白化处理包括步骤：

a)将中心化处理后的脑电信号转化到新的坐标系，使每个维度的方差相等，以消除各维度间的相关性；

b)再将脑电信号进行缩放，使得每个维度的标准差为1，以消除不同维度间的比例因素。