[发明专利]一种去除脑电信号中眼电伪迹的方法

摘要

一种去除脑电信号中眼电伪迹的方法，结合ICA和MEMD这两种方法，MEMD从脑电信号中完全提取出眼电伪迹，并且保留了部分脑电信息，这样去除眼电的时候，避免了部分脑电信息的损失；ICA从脑电信号中分离出来眼电伪迹，通过计算独立分量的四阶累积量判定伪迹，然后去除眼电；本发明的优势用于眼电伪迹的去除，不仅能够自动识别眼电伪迹并将其去除，同时保留了大量脑电信息，为脑电去噪提供了一种新思路；该方法不仅能够有效地去除眼电伪迹，而且保留了大量有用的脑电信息，通过与单独的ICA方法进行对比，结果表明IMEMD方法去噪效果更好，能够进一步提高信号信噪比和减少信号均方误差。

主权项

一种去除脑电信号中眼电伪迹的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、对含眼电伪迹的脑电信号X(t)进行MEMD处理，设含眼电伪迹的脑电信号X(t)＝[x1(t),x2(t),…,xn(t)]T，其中n表示脑电信号的通道个数，t表示时间，T表示矩阵的转置，脑电信号经MEMD分解后产生m个多元本征模式函数MIMF，即其中每个MIMFi(t)均为一组n通道的信号，且各通道的信号都处于同一频段内，同时分解产生的全部MIMFi(t)(i＝1,2,…,m)的频率范围是按照从高到低的顺序排列的；步骤二、计算每个MIMFi(t)的功率谱以及眼电参考信号V(t)的功率谱，选取功率集中频率范围处于参考眼电的功率集中频率范围之内的MIMFi(t)进行重构，具体为：若第j个MIMFj(t)满足功率集中频率范围处于参考眼电的功率频率范围之内的要求，则将第j个MIMFj(t)直到最后一个MIMFm(t)进行重构即其中n表示信号的通道个数，t表示时间，T表示矩阵的转置，U(t)表示已经完全包含了眼电伪迹的信号分量，同时保留剩下的MIMFk(t)(k＝1,2,…,j‑1)用于后续处理；步骤三、对重构的信号U(t)进行ICA处理，按照统计独立的原则找到估计分离矩阵，然后将重构信号分解出n个独立分量即C(t)＝[c1(t),c2(t),…,cn(t)]T＝W*U(t)，其中c1(t),c2(t),…,cn(t)代表n个独立分量，W表示分离矩阵，t表示时间，T表示矩阵的转置，然后计算每个独立分量的四阶累积量，将四阶累积量大于阈值的独立分量判定为眼电伪迹并置零，阈值设定为1.5，其它独立分量保持不变；步骤四、信号的重构，对步骤三处理后的独立分量进行ICA逆变换即H(t)＝[h1(t),h2(t),…,hn(t)]T＝W‑1*C(t)，其中n表示信号的通道个数，t表示时间，T表示矩阵的转置，W‑1为W的逆矩阵，C(t)中含眼电伪迹的独立分量已经置零，通过逆变换得到去除眼电伪迹的脑电信号H(t)，再与步骤二中保留的MIMFk(t)(k＝1,2,…,j‑1)进行MEMD逆变换即其中n表示信号的通道个数，t表示时间，T表示矩阵的转置，最终得到去除眼电伪迹同时保留了大部分信息的脑电信号Y(t)。