[发明专利]一种脑电图人工干扰信号的去除方法

权利要求书

1.一种脑电图人工干扰信号的去除方法，首先，将相关的先验知识引入ICA的优化目标函数，采用参考曲线约束的独立成分分析算法，从EEG数据中提取人工干扰信号并将之滤除；然后，通过计算干扰信号与各个通道的相关系数，将干扰信号从各个通道中去除掉。

2.根据权利要求1所述的脑电图人工干扰信号的去除方法，其特征在于：采用如下公式(4)对EEG数据进行预处理，提取人工干扰信号：

其中，行向量的每一个元素都是行向量的均值，并且和行向量的长度相同；行向量是行向量减去自身的均值后的向量；矩阵X经过一个线性变换为矩阵是矩阵的列向量；这些列向量满足矩阵D_w叫做白化矩阵；

基于ICA算法，引入相关的先验知识，提出ICARC算法如下：

其中，y^T由公式(2)计算而来；r表示一条参考曲线；公式(5)中的是向传统ICA算法中引入的先验知识；

由于

所以设

其中，d是一个常量标量；公式(5)修改为

3.根据权利要求2所述的脑电图人工干扰信号的去除方法，其特征在于：对所述ICARC模型进行优化求解，根据KKT条件，得到如公式(9)所示的拉格朗日公式

其中，β是拉格朗日算子；向量的解满足下式

其中，g(·)是函数G(·)的一阶导数；t是信号采样的最大点数；r_j表示向量r的第j个元素；公式(10)的雅克比矩阵求解如下

其中，g′(·)是函数g(·)的一阶导数；

因此，向量的迭代解如公式(12)所示

由于公式(12)的分母是一个标量，因此公式(12)可以写为

其中，选择非线性函数

其中，1≤a₁≤2是一个常数；

通过求解公式(13)获得向量的最优值基于干扰信号y通过公式(15)进行构造；

由于向量y与其它信号之间是独立的，所以传入脑电信号通道中的人工干扰可以通过公式(16)进行滤除：

其中，矩阵X_cle表示去除人工干扰后的脑电信号；表示和y之间的相关系数。