[发明专利]脑电信号的高可靠性采集方法

摘要

为了提高脑电波无线采集方案的无线可靠性，为脑电波信号的准确处理提供坚实的基础和可靠的保证，本发明提供了一种脑电信号的高可靠性采集方法，包括设置初始脑电信号传感器阵列和辅助脑电信号传感器阵列，以及经过从第零时刻T0开始的多个工作周期，确定各脑电信号传感器的工作状态，并进而在第二时刻T2时设置各个所述可编程放大器的放大倍数等步骤。根据本发明独创的辅助脑电信号传感器，结合无线传输单元发送的脑电信号，能够高速、有效率地处理必须处理的脑电信号，使待分析的脑电信号的信噪比提高30％‑40％，使脑电信号采集可靠性平均提高约40％‑55％。

主权项

1.一种脑电信号的高可靠性采集方法，包括：(1)利用多个脑电信号传感器采集脑电信号，设置初始脑电信号传感器阵列：将I×J个所述初始脑电信号传感器设置成I行×J列，其中I和J均为大于1的自然数，其中j列初始脑电信号传感器表示脑电信号传感器被设置在沿着使用者头部轮廓的前方至后方的方向上的、多个彼此电连接的脑电信号传感器，i行初始脑电信号传感器表示沿着使用者头部轮廓的左方至右方的方向上的、多个彼此没有电连接的脑电信号传感器；设置辅助脑电信号传感器阵列：测量使用者头部轮廓的前方至后方的方向上的、沿着使用者头部的最长距离L_max和最短距离L_min；在第j列上的第i个所述初始脑电信号传感器上，以朝向使用者头顶中心的方向、距离为的位置，i大于等于0小于等于I， j大于等于0小于等于J， 设置辅助脑电信号传感器，其中与所述第j列上的第i个所述初始脑电信号传感器相对应的所述辅助脑电信号传感器也被连接到信号总线上，L_j为第j列在沿着使用者头部轮廓的前方至后方的方向上的长度，“||”表示取绝对值运算，表示取上整数值；(2)设置多个可编程放大器，可编程放大器与脑电信号传感器一一对应地连接，以根据各个可编程放大器的放大倍数放大各个脑电信号传感器输出的信号；(3)设置多个计数器，所述计数器与所述可编程放大器一一对应，各个计数器的计数值为固定值且该固定值是其对应的可编程放大器的序号；(4)设置无线传输单元，所述无线传输单元与各个所述可编程放大器的输出端以及各个计数器的输出端相连接；(5)所述无线传输单元将所述可编程放大器输出的信号以及与该可编程放大器相对应的计数器的计数值以第一数组的形式无线地发送给脑电信号控制器；(6)经过从第零时刻T0开始的多个工作周期，确定各脑电信号传感器的工作状态，并进而在第二时刻T2时设置各个所述可编程放大器的放大倍数；其特征在于，所述步骤(5)包括：所述无线传输单元将各个所述可编程放大器输出的信号以及与所述可编程放大器相对应的计数器的计数值以N个第一数组的形式无线地发送给脑电信号控制器，所述N个第一数组中包括非零的所述可编程放大器输出的信号；所述步骤(6)包括：(61)在第零时刻T0，假设各可编程放大器的放大倍数为第一放大倍数的集合，设序号为第k个脑电信号传感器对应相连的可编程放大器在集合中的第一放大倍数为A_k，k为小于等于I×J的正整数；(62)在所述第零时刻T0之后，经过M个工作周期，其中1个工作周期包括步骤(5)的操作，M＝3，当到达第一时刻T1时，脑电信号控制器存储在第零时刻T0及其后的所述M个工作周期内的初始脑电信号传感器阵列和辅助脑电信号传感器阵列中各个脑电信号传感器的输出经过与其相对应的可编程放大器的放大后的输出值，并根据这些输出值确定各脑电信号传感器的工作状态，然后根据脑电信号传感器工作状态，设置与各个脑电信号传感器相对应的可编程放大器的放大倍数为第二放大倍数的集合，设序号为第k个初始脑电信号传感器对应相连的可编程放大器在集合中的第二放大倍数为A'_k；步骤(62)具体包括：首先，设在第零时刻T0之后到第一时刻T1之前共经历M个工作周期，对于第零时刻T0之后的第T个工作周期，其中T大于1且T<M，所述初始脑电信号传感器阵列中的位于第i行第j列的初始脑电信号传感器的输出电压为所述初始脑电信号传感器阵列中的位于第i行第j列的初始脑电信号传感器对应的辅助脑电信号传感器的输出电压为然后，根据经验公式与之间的关系，确定第i行第j列的初始脑电信号传感器的工作状态；若则认为第i行第j列的初始脑电信号传感器的工作状态为工作正常状态；否则为工作异常状态，将第i行第j列的初始脑电信号传感器相应的可编程放大器的放大倍数设置为A'_k，此后该初始脑电信号传感器的工作状态确定方式为：判断是否成立；(63)在第一时刻T1之后又经历6个工作周期后到达的第二时刻T2，所述脑电信号控制器根据脑电信号传感器的工作状态信息，设置各个所述可编程放大器的放大倍数，以作为下一个与T0至T2相等的时间段内各个可编程放大器的第一放大倍数；(64)重复步骤(61)‑(63)，直到接收到脑电信号采集终止信号为止，其中T2>T1；步骤(64)还包括：在上述设置可编程放大器的放大倍数期间，脑电信号控制器向所述无线传输单元发送这样的第二数组，该第二数组包括多对数据，每对数据均包括以下两部分数据：(1)第一部分数据：脑电信号传感器编号；(2)第二部分数据：与此编号对应的脑电信号传感器相对应的可编程放大器的放大倍数；当所述无线传输单元接收到上述第二数组后，分别对其中的每一对数据进行如下处理：根据其中第一部分数据，设置与该第一部分数据对应的脑电信号传感器相对应的可编程放大器的放大倍数为第二部分数据。