一种基于排列组合熵的神经元动作电位特征提取方法

摘要

本发明涉及一种基于排列组合熵的神经元动作电位特征提取方法。现有的方法信息提取不完成、计算效率低。本发明方法首先通过动作电位采集系统采样动作电位信号；其次在一个时间窗宽记录电位信号形成时间序列X，根据嵌入维数将该时间序列X划分为多个子序列；然后记录每个子序列中元素的标记顺序，统计时间序列X中相同的标记顺序的概率；最后利用信息熵计算方法计算时间序列X的排列组合熵值，并将其归一化；得到神经元动作电位特征。本发明方法在计算过程中的信息量完整且计算速度快。

主权项

一种基于排列组合熵的神经元动作电位特征提取方法，其特征在于该方法包括如下步骤：步骤(1)通过动作电位采集系统，以40KHz采样频率采集得到多个时长为T个采样点的动作电位信号；步骤(2)设定时间窗宽参数n的取值，并记录任一动作电位信号在该时间窗下的各采样点幅值，形成时间序列X，则共可记录(T-n+1)个时间序列；步骤(3)设定嵌入维数参数m的取值，从时间序列X中以连续m个采样点的动作电位幅值数据为一个子序列Xl，则共可从X中提取到(n-m+1)个子序列；步骤(4)将子序列Xl中的元素按照动作电位幅值数据的从小到大顺序依次标记为1，2，...，m，并记录标记顺序；步骤(5)通过步骤4求得所有(n-m+1)个Xl的标记顺序，并进行统计，将相同的标记顺序归为一种排列组合，计算各种排列组合出现的概率；步骤(6)利用信息熵计算方法计算时间序列X的排列组合熵值，并将其归一化；步骤(7)移动时间窗截取动作电位信号下一个时间序列，重复步骤(3)至步骤(6)，得到下一个时间序列的排列组合熵归一化后的值；直到计算出(T-n+1)个时间序列归一化后的熵值，即为神经元动作电位特征。