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专利号: 2019102958130
申请人: 江西科技学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种基于脑电信号的驾驶员性别检测方法,其特征在于,所述方法包括:按照预设的采样频率多次连续采集驾驶员前额脑电信号,以获得样本集;

对所述样本集中的脑电信号的功率谱特征进行多层聚类,进行性别特征提取,并建立性别计算模型;

在线采集驾驶员的脑电信号,将采集到的脑电信号导入所述性别计算模型中,以确定驾驶员的性别,并将性别检测结果及对应的脑电信号上传至云端。

2.根据权利要求1所述的基于脑电信号的驾驶员性别检测方法,其特征在于,所述对所述样本集中的脑电信号的功率谱特征进行多层聚类,进行性别特征提取的步骤包括:第一步,设定功率谱变换参数,具体包括:

选择功率谱计算方法;

利用选定的功率谱方法对样本集进行计算;

计算男性和女性样本功率谱之间的距离;

对选定的距离按照从大到小进行排序,然后选取距离较大的点;

利用这些点作为特征,通过分类器计算男性和女性的分类效果;

保存功率谱计算参数,作为特征模型的一部分。

第二步,根据第一步计算的特征点,划分区间;

第三步,进行多次聚类,计算特征,具体包括:

对第二步得到的区间,计算区间内部频率谱值的标准差,以该标准差为特征,对男性和女性进行分类计算,计算分类结果,然后以全排列的方式合并相邻区间。

第四步,建立性别计算模型。

3.根据权利要求2所述的基于脑电信号的驾驶员性别检测方法,其特征在于,所述第一步,设定功率谱变换参数,具体包括:采用pburg方法对样本集进行计算;

计算男性和女性样本功率谱之间的Fisher距离;

对选定的距离按照从大到小进行排序,然后选取距离较大的点,选择点的依据距离下降梯度方法,假设对于三个点x1,x2,x3,梯度Tx计算方法是 当T>1时候,选择x2作为分割点,x2前面的点作为选中,x2后面的为放弃;

利用这些点作为特征,通过分类器计算男性和女性的分类效果,若分类计算正确的样本数为x1,分类错误的样本数为x2,那么分类效果Cx=x1/x2;以网格搜索的方法对参数按照一定的下降梯度进行计算,选择Cx值最大的参数作为功率谱计算参数;

保存该功率谱计算参数,作为特征模型的一部分。

4.根据权利要求3所述的基于脑电信号的驾驶员性别检测方法,其特征在于,所述第二步,根据第一步计算的特征点,划分区间,具体包括:根据第一步计算的特征点,划分区间,若第一步计算的特征点为(x1,x2,x3,x4...xn);

且在功率谱中,这个特征点所在位置为(y1,y2,y3,...,yn),那么这个区间就以{(x0 xy1)(xy1 xy2)(xy2 xy3)....(xyn-1 xyn)}作为第一层聚类结果。

5.根据权利要求4所述的基于脑电信号的驾驶员性别检测方法,其特征在于,所述第三步,进行多次聚类,计算特征,具体包括:对第二步得到的区间,计算区间内部频率谱值的标准差,以该标准差为特征,对男性和女性进行分类计算,计算分类结果,然后以全排列的方式合并相邻区间,全排列的方法是,首先两两合并,第一个和第二个合并,计算一次结果,第二个和第三个合并计算一个结果,依次计算,然后三三合并,一直到全部合并为一个区间,选择计算准确率大于95%的最小区间数,作为最终聚类结果。

6.根据权利要求1所述的基于脑电信号的驾驶员性别检测方法,其特征在于,所述方法还包括:获取驾驶员所驾驶车辆的信息,将所述车辆的信息上传至云端,并建立其与性别检测结果及对应的脑电信号的映射关系,所述车辆的信息至少包括车辆品牌、型号和颜色。

7.一种基于脑电信号的驾驶员性别检测系统,其特征在于,所述系统包括:样本获取模块,用于按照预设的采样频率多次连续采集驾驶员前额脑电信号,以获得样本集;

模型建立模块,用于对所述样本集中的脑电信号的功率谱特征进行多层聚类,进行性别特征提取,并建立性别计算模型;

检测上传模块,用于在线采集驾驶员的脑电信号,将采集到的脑电信号导入所述性别计算模型中,以确定驾驶员的性别,并将性别检测结果及对应的脑电信号上传至云端。

8.根据权利要求7所述的基于脑电信号的驾驶员性别检测系统,其特征在于,所述模型建立模块包括设定单元、划分单元、聚类单元和建立单元:所述设定单元用于设定功率谱变换参数,具体用于:

选择功率谱计算方法;

利用选定的功率谱方法对样本集进行计算;

计算男性和女性样本功率谱之间的距离;

对选定的距离按照从大到小进行排序,然后选取距离较大的点;

利用这些点作为特征,通过分类器计算男性和女性的分类效果;

保存功率谱计算参数,作为特征模型的一部分。

所述划分单元用于根据第一步计算的特征点,划分区间;

所述聚类单元用于进行多次聚类,计算特征,具体用于:对第二步得到的区间,计算区间内部频率谱值的标准差,以该标准差为特征,对男性和女性进行分类计算,计算分类结果,然后以全排列的方式合并相邻区间。

所述建立单元用于建立性别计算模型。

9.根据权利要求8所述的基于脑电信号的驾驶员性别检测系统,其特征在于,所述设定单元具体用于:采用pburg方法对样本集进行计算;

计算男性和女性样本功率谱之间的Fisher距离;

对选定的距离按照从大到小进行排序,然后选取距离较大的点,选择点的依据距离下降梯度方法,假设对于三个点x1,x2,x3,梯度Tx计算方法是 当T>1时候,选择x2作为分割点,x2前面的点作为选中,x2后面的为放弃;

利用这些点作为特征,通过分类器计算男性和女性的分类效果,若分类计算正确的样本数为x1,分类错误的样本数为x2,那么分类效果Cx=x1/x2;以网格搜索的方法对参数按照一定的下降梯度进行计算,选择Cx值最大的参数作为功率谱计算参数;

保存该功率谱计算参数,作为特征模型的一部分。

10.根据权利要求9所述的基于脑电信号的驾驶员性别检测系统,其特征在于,所述划分单元具体用于:根据第一步计算的特征点,划分区间,若第一步计算的特征点为(x1,x2,x3,x4...xn);

且在功率谱中,这个特征点所在位置为(y1,y2,y3,...,yn),那么这个区间就以{(x0 xy1)(xy1 xy2)(xy2 xy3)....(xyn-1 xyn)}作为第一层聚类结果。