专利摘要

本实用新型公开一种脑电波信号的滤波装置，由电极头阵列、混沌信号电路、信号采样保持与预处理模块、DSP信号处理器和数字信号可移动窗口组成。本实用新型解决了由于穿戴式检测传感器在人的运动过程中导致的传感器短时间移位、接触不良导致的脑电波信号突变问题，提高信号的有效性、可靠性和准确性，具有很高的实用价值和创新性。

权利要求

1.脑电波信号的滤波装置，包括滤波装置本体，其特征是，由电极头阵列、混沌信号电路、信号采样保持与预处理模块、DSP信号处理器和数字信号可移动窗口组成；

电极头阵列形成采集滤波装置本体的输入端，并与人脑连接；电极头阵列和混沌信号电路的输出端同时与信号采样保持与预处理模块的输入端连接；信号采样保持与预处理模块的输出端连接DSP信号处理器的输入端；DSP信号处理器的输出端形成滤波装置本体的输出端；

DSP信号处理器的存储输入端连接数字信号可移动窗口的输入端，数字信号可移动窗口的输出端连接DSP信号处理器的存储输出端，DSP信号处理器的控制端连接数字信号可移动窗口的控制端。

2.根据权利要求1所述的脑电波信号的滤波装置，其特征是，数字信号可移动窗口由FIFO芯片阵列、模拟开关阵列和高速存储芯片组成；FIFO芯片阵列的输入端形成数字信号可移动窗口的输入端，FIFO芯片的输出端经由模拟开关阵列连接高速存储芯片的输入端，高速存储芯片的输出端形成数字信号可移动窗口的输出端。

3.根据权利要求2所述的脑电波信号的滤波装置，其特征是，电极头阵列所包含的电极头的数量、FIFO芯片阵列所包含的FIFO芯片数量、以及模拟开关阵列所包含的模拟开关数量相同。

4.根据权利要求1所述的脑电波信号的滤波装置，其特征是，所述混沌信号电路是由电阻R2～R3、滤波电感L2、以及滤波电容C11～C12组成；滤波电容C12和滤波电感L2并联后，其一端经由电阻R3与滤波电容C11的一端连接，其另一端直接与滤波电容C11的另一端连接；电阻R2的两端并接在滤波电容C11的两端；电阻R2、电阻R3和滤波电容C11的相连端形成混沌信号电路的输出端。

说明书

技术领域

本实用新型涉及脑电波处理技术领域，具体涉及一种脑电波信号的滤波装置。

背景技术

脑电波(Electroencephalogram，EEG)是一种使用电生理指标记录大脑活动的方法，是脑神经细胞的电生理活动在大脑皮层或头皮表面的总体反映，频率变动范围在每秒1～30次之间的，其随频率变化可划分为δ(1～3Hz)、θ(4～7Hz)、α(8～13Hz)、β(14～30Hz)等波段，其特征为信号频率低、强度小、波幅范围不稳定。

目前，脑电波信号的采集常常通过在人脑处附贴电极头来实现。然而，在采集脑电波信号的过程中，容易出现测试者身体活动或电极头与皮肤接触不稳固使电极头突然移动的情况，而造成采集到的脑电波信号突变频段，这对后续脑电波信号的研究分析带来很大的干扰。而当前常用的滤波方法，例如维纳滤波、卡尔曼滤波、FIR滤波等滤波方法，对于脑电波这种特殊的信号的滤波效果达不到理想的要求，效率较低，并不适用于处理脑电波信号。

实用新型内容

本实用新型所要解决的是现有滤波方法不适用于处理脑电波这种特殊的信号的问题，提供一种脑电波信号的滤波装置。

为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

脑电波信号的滤波装置，包括滤波装置本体，由电极头阵列、混沌信号电路、信号采样保持与预处理模块、DSP信号处理器和数字信号可移动窗口组成；

电极头阵列形成采集滤波装置本体的输入端，并与人脑连接；电极头阵列和混沌信号电路的输出端同时与信号采样保持与预处理模块的输入端连接；信号采样保持与预处理模块的输出端连接DSP信号处理器的输入端；DSP信号处理器的输出端形成滤波装置本体的输出端；

DSP信号处理器的存储输入端连接数字信号可移动窗口的输入端，数字信号可移动窗口的输出端连接DSP信号处理器的存储输出端，DSP信号处理器的控制端连接数字信号可移动窗口的控制端。

上述方案中，数字信号可移动窗口由FIFO芯片阵列、模拟开关阵列和高速存储芯片组成；FIFO芯片阵列的输入端形成数字信号可移动窗口的输入端，FIFO芯片的输出端经由模拟开关阵列连接高速存储芯片的输入端，高速存储芯片的输出端形成数字信号可移动窗口的输出端。

上述方案中，电极头阵列所包含的电极头的数量、FIFO芯片阵列所包含的FIFO芯片数量、以及模拟开关阵列所包含的模拟开关数量相同。

上述方案中，混沌信号电路是由电阻R2～R3、滤波电感L2、以及滤波电容C11～C12组成；滤波电容C12和滤波电感L2并联后，其一端经由电阻R3与滤波电容C11的一端连接，其另一端直接与滤波电容C11的另一端连接；电阻R2的两端并接在滤波电容C11的两端；电阻R2、电阻R3和滤波电容C11的相连端形成混沌信号电路的输出端。

与现有技术相比，本实用新型更好的解决了由于穿戴式检测传感器在人的运动过程中导致的传感器短时间移位、接触不良导致的EEG(脑电波)信号突变问题，提高信号的有效性、可靠性和准确性，具有很高的实用价值和创新性。

附图说明

图1为一种脑电波信号的滤波装置的原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实例，对本实用新型进一步详细说明。

参见图1，一种采集脑电波的采集滤波装置，由电极头阵列、混沌信号电路、信号采样保持与预处理模块、DSP信号处理器、FIFO芯片阵列、模拟开关阵列和高速存储芯片组成。

电极头阵列所包含的电极头的数量、FIFO芯片阵列所包含的FIFO芯片数量、以及模拟开关阵列所包含的模拟开关数量相同。在本实用新型优选实施例中，FIFO芯片阵列所包含的FIFO芯片数量和模拟开关阵列所包含的模拟开关数量均为9个。

混沌信号电路是由电阻R2～R3、滤波电感L2、以及滤波电容C11～C12所构成的蔡氏电路结构。滤波电容C12和滤波电感L2并联后，其一端经由电阻R3与滤波电容C11的一端连接，其另一端直接与滤波电容C11的另一端连接。电阻R2的两端并接在滤波电容C11的两端。电阻R2、电阻R3和滤波电容C11的相连端形成混沌信号电路的输出端。

FIFO芯片阵列、模拟开关阵列和高速存储芯片构成数字信号可移动窗口。在DSP信号处理器的控制下，每一维脑电波信号存储到一个FIFO芯片中，即多维脑电波信号拆分成多路信号分别传入对应个数的FIFO芯片中，DSP信号处理器可根据每个FIFO芯片中的信号序列的熵值，控制模拟开关阵列的通断，由于模拟开关阵列中模拟开关与FIFO芯片阵列的FIFO芯片一一对应，因而通过控制控制模拟开关阵列的通断能够选择有效的数据传送到高速存储芯片内，用于被DSP信号处理器调取。

电极头阵列形成采集滤波装置的输入端，并与人脑连接；电极头阵列和混沌信号电路的输出端同时与信号采样保持与预处理模块的输入端连接，信号采样保持与预处理模块的输出端连接DSP信号处理器的输入端；DSP信号处理器的输出端形成采集滤波装置的输出端。DSP信号处理器的存储输入端连接FIFO芯片的输入端，FIFO芯片的输出端经由模拟开关阵列连接高速存储芯片的输入端，高速存储芯片的输出端连接DSP信号处理器的存储输出端。DSP信号处理器的控制端与模拟开关阵列的控制端连接。

电极头阵列附贴在人脑上，并采集到多维原始脑电波信号。利用混沌信号电路产生随机的混沌信号，并将混沌信号加入到多维原始脑电波信号中，根据随机共振理论可知，微弱的多维原始脑电波信号加入适当的随机信号后，弱信号将得到加强，加强后的多维原始脑电波信号携带着随机的混沌信号被送入信号采样保持与预处理模块。在信号采样保持与预处理模块中，采用带通滤波器对加入的随机信号进行滤除，留下增强后的脑电波信号，增强后的脑电波信号通过高速串行通讯总线被送入DSP信号处理器。DSP信号处理器通过高速串行通讯总线将脑电波信号传入数字信号可移动窗口；数字信号可移动窗口对脑电波信号进行移动处理后传入DSP信号处理器。DSP信号处理器计算信号熵值，并根据计算的信号熵值对脑电波信号进行清洗和滤波后将多维脑电波信号输出。

DSP信号处理器对模拟开关阵列中模拟开关的通断进行实时控制，以让FIFO芯片阵列中对应FIFO芯片内的增强脑电波信号被存入高速存储芯片中。因M×N的二维数组W[M][N]对于数字信号序列来说是先进先出即可移动的，我们称之为数字信号可移动窗口W[M][N]。本发明利用FIFO芯片阵列，创建M×N的二维数组W[M][N]，该数组是一个先进先出(FIFO)结构的缓冲区。二维数组W[M][N]中，W[m][n]是其中的元素。M表示FIFO芯片阵列中FIFO芯片的数量，FIFO芯片阵列的每个FIFO芯片用于存放电极头阵列一个电极头的实时增强脑电波信号，M也表示电极头的总数，m是数组的行序号，代表第m个FIFO芯片，m＝1，2，3...M。N表示FIFO芯片的可移动窗口长度，n是数组的列序号，代表FIFO芯片可移动窗口内增强脑电波信号的采样点序号，n＝1，2，3...N。

需要说明的是，尽管以上本实用新型所述的实施例是说明性的，但这并非是对本实用新型的限制，因此本实用新型并不局限于上述具体实施方式中。在不脱离本实用新型原理的情况下，凡是本领域技术人员在本实用新型的启示下获得的其它实施方式，均视为在本实用新型的保护之内。

脑电波信号的滤波装置专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。