[发明专利]一种基于集成支持向量机的P300拼写器的训练集扩展方法

摘要

本发明涉及一种基于集成支持向量机的P300拼写器脑机接口系统训练集扩展方法，其特征在于具体包括以下步骤使用基于名人熟悉人脸的P300拼写器脑机接口系统进行EEG脑电数据采集获取训练集样本；对训练集样本进行预处理，过叠加平均不同两组EEG脑电数据的方法进行训练集样本数量的扩展；对叠加平均后的EEG脑电数据进行降采样，将降采样后所有电极的EEG脑电数据按照固定的电极顺序进行排列形成特征向量；采用集成支持向量机算法对特征向量进行分类，得到系统正确输入字符的结果。其是针对集成支持向量机需要使用大量的训练集样本进行训练以确保分类性能的缺陷，提出了通过叠加平均不同两组脑电信号的方法扩展训练集的样本数量的方法。

主权项

一种基于集成支持向量机的P300拼写器脑机接口系统训练集扩展方法，其特征在于具体包括以下步骤：步骤一：使用基于名人熟悉人脸的P300拼写器脑机接口系统进行EEG脑电数据采集获取训练集样本；步骤二：对训练集样本进行预处理，包括眼电伪迹去除、波形分段、基线校正、带通滤波；步骤三：通过叠加平均不同两组EEG脑电数据的方法进行训练集样本数量的扩展；1）假设P300拼写器脑机接口系统界面由M×N的字符矩阵构成（M列N行），设每列或行的一次闪烁为一个trial，所有列和行闪烁一次为一个sequence，即一个sequence包含M+N个trial；对应一个目标字符的输入，进行了Q（Q≥2）轮的sequence，被称为一个run；2）假设和分别表示由第i个和第j个sequence的第m列闪烁诱发产生的两组EEG脑电数据，相同电极通道的EEG脑电数据进行叠加平均为：,,同理，假设和分别表示由第i个和第j个sequence的第n行闪烁诱发产生的两组EEG脑电数据，相同电极通道的EEG脑电数据进行叠加平均为：,,3）从Q个sequence中选取两组，依次对M个列trial对应的和N个行trial对应的按照步骤2）中的公式进行叠加平均，组成一个新的sequence放入训练集中；4）继续从Q个sequence中选取两组，保证至少一组与之前选取的组合不重复；依次对M个列trial对应的和N个行trial对应的按照步骤2）中的公式进行叠加平均，组成一个新的sequence放入训练集中；5）重复步骤4）直到完成种组合，从而训练集中的sequence数将从Q扩展至，EEG脑电信号数据将从(M+N)×Q扩展至(M+N)×；是指从Q个sequence中取出2个sequnece的所有组合的个数；步骤四：对叠加平均后的EEG脑电数据进行降采样，将降采样后所有电极的EEG脑电数据按照固定的电极顺序进行排列形成特征向量；步骤五：采用集成支持向量机算法对特征向量进行分类，得到系统正确输入字符的结果。