专利汇可以提供一种基于组合差异进化的脑电信号特征选择及分类方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于组合差异进化的脑电 信号 特征选择及分类方法,通过利用组合差异进化 算法 在全局搜索能 力 和快速收敛方面的突出表现,迅速找到最佳空间滤波系数和 特征向量 ,克服 现有技术 中需依靠人工确定空间滤波系数和特征向量的工作繁琐且低效的问题,并利用搜索到的最佳空间滤波系数和特征向量训练分类器,对脑 电信号 进行分类,提高脑电信号的识别率。实现了对脑电信号的自动化识别,降低了人工劳动强度,大大提高了脑电信号的处理效率。,下面是一种基于组合差异进化的脑电信号特征选择及分类方法专利的具体信息内容。
1.一种基于组合差异进化的脑电信号特征选择方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:选取脑电信号样本数据Xt×c,并对脑电信号样本数据进行预处理获得训练样本FFT
X为t×c的矩阵,X 为m×c的矩阵,t是每一个电极采集数据个数,m是每个导联在一个T时间段内的特征值个数,c为脑电信号的导联个数;
步骤2:设定染色个体和适应度函数,设置策略知识库、迭代停止条件及染色个体种群,并对染色个体及迭代次数进行参数初始化;
以空间滤波器 和特征选择器 作为染色个体[S,K],S的编码为实数,K采用0和1编码;
步骤3:按照组合差异进化算法对每一个染色个体进行变异、修补及交叉处理,获得新染色个体;
步骤4:以新染色个体的实数编码部分作为空间滤波器 对训练样本 进行空间滤波,获得样本特征向量 V为m×c1的矩阵,c1为空间滤波输出维数;接着利用新染色个体的{0,1}编码部分作为特征选择器 对样本特征向量 构建训练特征向量XV,K为m×c1的矩阵,计算每个新染色个体的Kf,利用适应度函数计算每个新染色个体的适应值;
Kf为特征选择器所选的特征个数与频域特征向量 中特征总个数的比值;
步骤5:判断是否满足迭代停止条件,如果不满足,令迭代次数G=G+1,并转到步骤3;
否则,输出种群中的最优染色个体Rbest的实数部分S作为脑机接口中的空间滤波器,K{0,1}部分作为脑机接口中的特征选择器。
2.根据权利要求1所述的基于组合差异进化的脑电信号特征选择方法,其特征在于,所述步骤1中脑电信号样本数据Xt×c采用设定频率范围内的脑电信号数据;
所述预处理是指对脑电信号样本数据以T时间窗进行分帧处理,并对每帧数据进行FFT变换。
3.根据权利要求2所述的基于组合差异进化的脑电信号特征选择方法,其特征在于,所述染色个体初始化包括:空间滤波器 通过随机函数生成实数,特征选择器 初始化为1,S为c×c1的矩阵。
4.根据权利要求3所述的基于组合差异进化的脑电信号特征选择方法,其特征在于,所述适应度函数为fitness(S,K)=ELDA+λ|Kf|,其中,ELDA为分类误差,通过线性判决分析对脑电信号特征向量XV进行训练获得;Kf为特征选择器所选的特征个数与频域特征向量中特征总个数的比值,λ为调整参数,0.1<λ<0.5;
脑电信号特征向量XV的获取过程为:利用每一个染色个体[S,K]中的空间滤波器对脑电信号X进行空间滤波,然后对空间滤波后的结果进行FFT变换获得频域特征向量最后利用染色个体中的特征选择器 对频域特征向量 进行特征选择,选择后的结果作为脑电信号特征向量XV。
5.根据权利要求4所述的基于组合差异进化的脑电信号特征选择方法,其特征在于,所述迭代停止条件为:迭代次数超过最大迭代代数GMax=1000或连续30次迭代后适应度函数变化率小于0.001。
6.一种基于组合差异进化的脑电信号特征分类方法,其特征在于,采用权利要求1-5任一项所述的基于组合差异进化的脑电信号特征选择方法,选择的空间滤波器及特征选择器形成的最优染色个体Rbest,具体包括以下几个步骤:
步骤A:利用最优染色个体Rbest,按照步骤4所述方法对训练样本 进行空间滤波和特征选择,获得最优训练特征向量XV′,利用SVM分类器对最优训练特征向量XV′进行训练,获得分类器Csvm;
FFT
步骤B:对待测试数据按照步骤1所述方法进行预处理获得待测试样本 Y 为m×c的矩阵,利用获得的最优染色个体Rbest依据步骤4所述方法对待测试样本 进行空间滤波和特征选择,获得待测试特征向量YV′,将待测试特征向量YV′输入步骤A获得的分类器Csvm,输出分类结果。
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