1.一种基于多通道脑电信号复杂网络转换的听觉空间注意解码方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:利用脑电仪器采集听觉注意脑电数据,并提取数据中的多通道脑电时间序列;
利用可见图复杂网络构建方法,将各通道脑电时间序列转换成可见图;
利用基于邻接矩阵的相似度计算方法,获取各通道脑电时间序列对应可见图的网络拓扑结构相似度;
根据可见图的网络拓扑结构相似度计算结果,生成多通道脑电信号的网络图特征表示;
将多通道脑电时间序列的网络图特征表示作为机器学习模型的输入,实现基于多通道脑电信号网络图的听觉空间注意解码;
所述利用可见图复杂网络构建方法,将各通道脑电时间序列转换成可见图,具体包括:输入长度为n的单通道脑电时间序列si,S={s1,s2,s3...sn},si表示脑电时间序列中第i个点数据;
根据脑电数据的时间索引i,直接定义可见图G节点集合V,V记为{i|i=1,2,...n};
根据任意时间索引i和j(j>i)对应的脑电时间序列数据值,判断可见图G节点间是否满足可见关系以确定可见图的连边,具体为:若时间索引i和j相邻,则可见图G节点i和j存在连边;
对于任意时间索引k,脑电时间序列数据值满足关系 i<k<j
(i≤1,j≤n),j>i+1,则可见图G节点i和j存在连边;
根据可见图G的连边计算结果,实现单通道脑电时间序列的可见图转换,G=(V,E);所述利用基于邻接矩阵的相似度计算方法,获取不同可见图的网络拓扑结构相似度,具体包括:用adj_M_1和adj_M_2分别表示任意两个可见图的邻接矩阵,adj_M_1和adj_M_2由元素
0或1组成的N*N二维矩阵,当矩阵元素为1时则表示对应的节点对之间存在一条连边;
对邻接矩阵adj_M_1和adj_M_2,矩阵行索引a从1到N、矩阵列索引b从1到N进行循环遍历,判断邻接矩阵的各元素adj_M_1(a,b)和adj_M_2(a,b)是否均为1;
遍历完所有的矩阵行a和矩阵列b,统计邻接矩阵adj_M_1和adj_M_2在相同位置元素均为1的个数,记为SD,SD即表示两个可见图网络拓扑结构的相似性。
2.根据权利要求1所述的基于多通道脑电信号复杂网络转换的听觉空间注意解码方法,其特征在于,利用邻近法或序数转移网络方法替代所述可见图复杂网络构建方法将多通道脑电时间序列转换成可见图。
3.根据权利要求1所述的基于多通道脑电信号复杂网络转换的听觉空间注意解码方法,其特征在于,所述根据可见图的网络拓扑结构相似度计算结果,生成多通道脑电信号的网络图特征表示,具体包括:对于C通道脑电信号,利用可见图复杂网络构建方法转换成C个可见图;
利用可见图的网络拓扑结构相似度计算方法,得到任意两个可见图的网络拓扑结构的相似度SD(e,v),通道索引e、v取值范围从1到C,SD(e,v)表示脑电通道e和通道v的可见图网络拓扑结构相似度;
将所有SD(e,v)组成相似度矩阵,即实现C通道脑电信号的网络图SD特征表示。
4.根据权利要求1所述的基于多通道脑电信号复杂网络转换的听觉空间注意解码方法,其特征在于,所述机器学习模型为线性分类器、K近邻、朴素贝叶斯模型、支持向量机、决策树、集成模型、随机森林模型、神经网络模型和卷积神经网络模型中的任意一个。
5.一种基于多通道脑电信号复杂网络转换的听觉空间注意解码装置,其特征在于,所述装置包括:可见图获取模块,用于利用脑电仪器采集听觉注意脑电数据,并提取数据中的多通道脑电时间序列,利用可见图复杂网络构建方法,将各通道脑电时间序列转换成可见图;
相似度获取模块,用于利用基于邻接矩阵的相似度计算方法,获取各通道脑电时间序列对应可见图的网络拓扑结构相似度;
特征表示获取模块,用于根据可见图的网络拓扑结构相似度计算结果,生成多通道脑电信号的网络图特征表示;
听觉空间注意解码模块,用于将多通道脑电时间序列的网络图特征表示作为机器学习模型的输入,实现基于多通道脑电信号网络图的听觉空间注意解码;
所述利用可见图复杂网络构建方法,将各通道脑电时间序列转换成可见图,具体包括:输入长度为n的单通道脑电时间序列si,S={s1,s2,s3...sn},si表示脑电时间序列中第i个点数据;
根据脑电数据的时间索引i,直接定义可见图G节点集合V,V记为{i|i=1,2,...n};
根据任意时间索引i和j(j>i)对应的脑电时间序列数据值,判断可见图G节点间是否满足可见关系以确定可见图的连边,具体为:若时间索引i和j相邻,则可见图G节点i和j存在连边;
对于任意时间索引k,脑电时间序列数据值满足关系 i<k<j
(i≤1,j≤n),j>i+1,则可见图G节点i和j存在连边;
根据可见图G的连边计算结果,实现单通道脑电时间序列的可见图转换,G=(V,E);所述利用基于邻接矩阵的相似度计算方法,获取不同可见图的网络拓扑结构相似度,具体包括:用adj_M_1和adj_M_2分别表示任意两个可见图的邻接矩阵,adj_M_1和adj_M_2由元素
0或1组成的N*N二维矩阵,当矩阵元素为1时则表示对应的节点对之间存在一条连边;
对邻接矩阵adj_M_1和adj_M_2,矩阵行索引a从1到N、矩阵列索引b从1到N进行循环遍历,判断邻接矩阵的各元素adj_M_1(a,b)和adj_M_2(a,b)是否均为1;
遍历完所有的矩阵行a和矩阵列b,统计邻接矩阵adj_M_1和adj_M_2在相同位置元素均为1的个数,记为SD,SD即表示两个可见图网络拓扑结构的相似性。
6.一种基于多通道脑电信号复杂网络转换的听觉空间注意解码装置,其特征在于,所述装置包括:脑电信号采集模块、脑电信号集制作模块和处理器,所述脑电信号采集模块用于脑电数据采集,所述脑电信号集制作模块将所述脑电信号采集模块采集的脑电数据进行滤波预处理后进行分割切片,制作生成脑电信号样本并传至处理器,所述处理器调用存储的程序指令以使装置执行权利要求1至4中任一项所述的方法步骤。
7.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4中任一项所述的方法步骤。