[发明专利]一种基于脑电信号的音乐音调想象区分方法

权利要求书

1.一种基于脑电信号的音乐音调想象区分方法，其特征在于该方法具体是：

步骤(1)、获取脑电信号；

受试者依次进行听觉刺激部分、短暂空白部分、想象音调部分、休息部分和基线校正部分五阶段的视听刺激，并获取对应阶段的脑电信号；

所述的听觉刺激部分要求在t1时间内受试者目光盯着注视点，并听取不同等级音域的钢琴音调；

所述的空白部分要求在t2时间内受试者置于安静环境，并保持目光不动；

所述的想象音调部分要求在t3时间内受试者目光不动，并进行听觉刺激部分听取不同频率音调时的想象；

所述的休息部分要求在t4时间内受试者进行眨眼休息；

所述的基线校正部分要求在t5时间内受试者处于平静无任务状态，即不进行想象和听觉刺激；

步骤(2)、将上述脑电信号预处理，然后将对应音调编号作为标签，构建训练样本；

步骤(3)、深度可分离卷积网络包括第一卷积层、第二卷积层、第三卷积层、Flatten层、标签分类器、域分类器；其中第一卷积层、第二卷积层、第三卷积层依次串联，Flatten层的输入为第三卷积层的输出，标签分类器、域分类器的输入均为Flatten层的输出；

每块卷积层依次由深度可分离卷积层、BN(BatchNormalization)层和最大池化(MaxPooling)层组成，深度可分离卷积层的卷积核大小为3*3，且步长设置为1的无补零模式；

Flatten层用于展平第三卷积层输出的多维数据，将数据展平成一维；

标签分类器依次由第一全连接(Dense)层、Dropout层、第二全连接(Dense)层、第三全连接(Dense)层组成；用于区分想象的脑电类型；

域分类器依次由第四全连接(Dense)层、第五全连接(Dense)层组成；用于迁移学习。

2.如权利要求1所述的一种基于脑电信号的音乐音调想象区分方法，其特征在于：钢琴音域有7个八度，将其分为中低高三个等级，第一至第三个八度定义为低音调，第四至第五个八度定义为中音调，第六至第七个八度定义为高音调。

3.如权利要求1所述的一种基于脑电信号的音乐音调想象区分方法，其特征在于：所述的脑电信号预处理包括降采样、基线校正、去除眼电伪迹、滤波。

4.如权利要求1所述的一种基于脑电信号的音乐音调想象区分方法，其特征在于：域分类器在训练模型反向传播中在梯度值前乘一个负数，使得其往得到差的分类结果的方向进行训练。

5.如权利要求4所述的一种基于脑电信号的音乐音调想象区分方法，其特征在于：标签分类器的激活函数为Softmax，域分类器的激活函数则是选择Leaky ReLU。

6.如权利要求5所述的一种基于脑电信号的音乐音调想象区分方法，其特征在于：标签分类器和域分类器在训练时满足以下公式：

其中δ_f，δ_y，δ_d分别为特征参数，标签参数和域参数，和分别表示第i个样本的标签分类器和域分类器的损失值，θ为域分类器的权值。