具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

由于目前基于脑电波分析时，一般通过频带能量占比来区分注意力状态：然而，脑电信号是非线性随机信号，不同状态下脑电能量水平较为接近，并且由于频带能量占比的数值一直处于震荡状态，导致基于脑电信号对注意力状态进行区分时容易出现误评估。为此，本申请实施例提供了一种信号处理方法，可以应用于服务器。

下面将结合具体实施方式，对本申请实施例提供的一种信号处理方法进行详细的说明，如图1所示，具体步骤如下：

S101，获取用户当前时刻的脑电信号及前一时刻的第一注意力值。

在本申请实施例中，第一注意力值是预先根据前一时刻的脑电信号与注意力值的对应关系得到的。服务器可以获取当前时刻的脑电信号及前一时刻的第一注意力值。

S102，计算所述脑电信号中第一频带能量与第二频带能量的比值，得到频带能量占比，所述第一频带能量为预设频率范围的频带能量，所述第二频带能量为全频率范围的频带能量。

在本申请实施例中，脑电信号的全频率范围为1～30Hz，预设频率范围可以根据情况自行设置，一般认为频率在12～30Hz范围内时对应的是注意力比较集中的情况。

对脑电信号进行滑窗处理，每一个窗口代表一个时刻，当前窗口对应当前时刻，然后对窗口中的数据基于welch法对其进行功率谱密度估计，进而计算频带的能量。

因此，第二频带能量(1～30Hz频带的能量)为：

其中，N为数据点数，P为对应的功率；

预设频率范围的频带能量(12～30Hz频带的能量)为：

其中，N为数据点数，P为对应的功率。

频带能量占比为：R_corr＝E_freq/E_total，R_corr取值在(0，1)之间。

S103，基于所述频带能量占比对前一时刻的第一注意力值进行转换，得到当前时刻的第二注意力值。

在本申请实施例中，注意力初始值，可以根据完全放松状态时的脑电信号计算的频带能量占比得到，根据第一时刻的频带能量占比对注意力初始值进行转换，得到第一时刻的注意力值，根据第二时刻的频带能量占比对第一时刻的注意力值进行转换，可以得到第二时刻的注意力值，依次基于频带能量占比对前一时刻的第一注意力值进行转换，可以得到当前时刻的第二注意力值。

S104，按照预设注意力值区间与注意力状态的对应关系，确定所述第二注意力值所在的注意力值区间对应的目标注意力状态。

在本申请实施例中，可以预先根据注意力值对注意力状态进行等级划分，即不同的注意力值区间对应不同的注意力状态。示例性的，注意力值为0-100之间，注意力值为0-25之间对应的注意力状态为放松状态，注意力值为25-50之间对应的注意力状态为专注度低状态，注意力值为50-75之间对应的注意力状态为专注度中状态，注意力值为75-100之间对应的注意力状态为专注度高状态。

可以按照预设注意力值区间与注意力状态的对应关系，确定第二注意力值所在的注意力值区间对应的目标注意力状态。

本申请实施例中，通过获取用户当前时刻的脑电信号及前一时刻的第一注意力值；计算所述脑电信号中第一频带能量与第二频带能量的比值，得到频带能量占比，所述第一频带能量为预设频率范围的频带能量，所述第二频带能量为全频率范围的频带能量；基于所述频带能量占比对前一时刻的第一注意力值进行转换，得到当前时刻的第二注意力值；按照预设注意力值区间与注意力状态的对应关系，确定所述第二注意力值所在的注意力值区间对应的目标注意力状态。也即，通过本申请可以利用频带能量占比对前一时刻的第一注意力值进行转换，得到当前时刻的第二注意力值，而不是只看当前时刻的频带能量占比的数值，因此可以减少由于频带能量占比的数值震荡产生的误评估，进而增大注意力值的区分度。

在本申请的又一实施例中，所述S103，可以包括以下步骤：

若所述频带能量占比大于第一阈值，将所述第一注意力值增加第一数值得到所述第二注意力值；

若所述频带能量占比小于第二阈值，将所述第一注意力值减少第二数值得到所述第二注意力值。

在本申请实施例中，若频带能量占比大于第一阈值，可以将第一注意力值增加第一数值得到第二注意力值；若频带能量占比小于第二阈值，可以将第一注意力值减少第二数值得到第二注意力值。

在本申请实施例的又一实施方式中，若频带能量占比大于第三阈值并小于或等于第一阈值时，可以将第一注意力值增加第三数值得到第二注意力值；若频带能量占比大于或等于第二阈值并小于第四阈值，可以将第一注意力值减少第四数值得到第二注意力值。

示例性的，通过采集多个时刻和/或多个受试者，完全放松状态时的脑电信号，计算的频带能量占比的平均值为0.5，将频带能量占比转换为整数得到50，即注意力初始值为50。第一阈值为0.8，第二阈值为0.3，第三阈值为0.6，第四阈值为0.5，第一数值为20，第二数值为30，第三数值为10，第四数值为10。即，当频带能量占比R_corr大于0.8时，注意力值等于前一个时刻注意力值加20；当频带能量占比R_corr大于0.6且小于等于0.8时，注意力值等于前一个时刻的注意力值加10；当频带能量占比R_corr大于0.3且小于等于0.5时，注意力值等于前一个时刻注意力值减10，当频带能量占比R_corr小于0.3时，注意力值等于前一个时刻注意力值减30。

本申请实施例中，若频带能量占比大于第一阈值，可以将第一注意力值增加第一数值得到第二注意力值；若频带能量占比小于第二阈值，可以将第一注意力值减少第二数值得到第二注意力值。也即，通过方案可以利用频带能量占比对前一时刻的第一注意力值进行转换，得到当前时刻的第二注意力值，而不是只看当前时刻的频带能量占比的数值，因此可以减少由于频带能量占比的数值震荡产生的误评估，进而增大注意力值的区分度。

在本申请的又一实施例中，所述S101，可以包括以下步骤：

S201，获取用户当前时刻的原始脑电信号。

S202，滤除所述原始脑电信号中的干扰信号，得到第一信号。

S203，滤除所述第一信号中的眼电伪迹，得到所述脑电信号。

在本申请实施例中，可以根据国际10-20标准电极放置法，采集头皮前额区域的原始脑电信号，原始脑电信号中除了脑电信号，一般还包括高频噪声干扰信号、50Hz工频干扰信号及眼动干扰等，眼动干扰会产生眼电伪迹。服务器获取用户当前时刻的原始脑电信号后，可以滤除原始脑电信号中的干扰信号，得到第一信号；然后滤除第一信号中的眼电伪迹，得到所述脑电信号。

在本申请的又一实施例中，所述S202，可以包括以下步骤：

利用50Hz陷波器滤除所述原始脑电信号中50Hz工频的干扰信号。

在本申请实施例中，可以将原始脑电信号进行50Hz陷波器滤波，以滤除原始脑电信号中50Hz工频干扰信号的干扰。

在本申请的又一实施例中，所述S202，还可以包括以下步骤：

利用巴特沃斯4阶带通滤波器滤除所述原始脑电信号中的高频噪声干扰信号。

在本申请实施例中，可以用4阶0.5～80Hz巴特沃斯带通滤波器对原始脑电信号进行滤波，保留脑电信号主频率信号能量，滤除原始脑电信号中的高频噪声。

在本申请的又一实施例中，所述S203，可以包括以下步骤：

S301，对所述第一信号进行经验模态分解，得到多个模态分量，所述模态分量包括多个分量成分；

S302，针对每个模态分量，根据脑电信号中眼电伪迹的时频特性及模态分量的频率特性，去除与眼电伪迹有关的分量成分；

S303，将剩余的分量成分叠加，得到所述脑电信号。

在本申请实施例中，可以利用经验模态分解(EMD)算法对第一信号进行经验模态分解，得到多个模态分量(IMF)和残余量，其中，模态分量包括多个分量成分。针对每个模态分量，可以根据脑电信号中眼电伪迹的时频特性及模态分量(IMF)的频率特性，去除与眼电伪迹有关的分量(IMFs)成分，最后，将剩余的分量(IMFs)成分叠加，即可得到脑电信号，滤波后的脑电信号具有十分优秀的跟随特性。利用经验模态分解(EMD)算法，不仅能够很好的去除眼电伪迹，而且不影响非眼电区域的脑电信号，可以最大程度的保留眼电区域的脑电信号。

在本申请的又一实施例中，所述方法还可以包括以下步骤：

按照注意力状态与控制指令的对应关系，确定与所述目标注意力状态对应的目标控制指令，所述目标控制指令用于控制预设设备。

在本申请实施例中，可以按照注意力状态与控制指令的对应关系，确定与目标注意力状态对应的目标控制指令，利用目标控制指令控制预设设备。示例性的，目标注意力状态为放松时，电脑处于黑屏状态，目标注意力状态为专注度中或专注度高时，笔记本屏幕打开，目标注意力状态为专注度低时，笔记本锁屏，再次处于黑屏状态。

本申请通过获取用户当前时刻的脑电信号及前一时刻的第一注意力值；计算所述脑电信号中第一频带能量与第二频带能量的比值，得到频带能量占比，所述第一频带能量为预设频率范围的频带能量，所述第二频带能量为全频率范围的频带能量；基于所述频带能量占比对前一时刻的第一注意力值进行转换，得到当前时刻的第二注意力值；按照预设注意力值区间与注意力状态的对应关系，确定所述第二注意力值所在的注意力值区间对应的目标注意力状态。也即，通过本申请可以利用频带能量占比对前一时刻的第一注意力值进行转换，得到当前时刻的第二注意力值，而不是只看当前时刻的频带能量占比的数值，因此可以减少由于频带能量占比的数值震荡产生的误评估，进而增大注意力值的区分度。

基于相同的技术构思，本申请实施例还提供了一种信号处理装置，如图4所示，该装置包括：

获取模块401，用于获取用户当前时刻的脑电信号及前一时刻的第一注意力值；

计算模块402，用于计算所述脑电信号中第一频带能量与第二频带能量的比值，得到频带能量占比，所述第一频带能量为预设频率范围的频带能量，所述第二频带能量为全频率范围的频带能量；

转换模块403，用于基于所述频带能量占比对前一时刻的第一注意力值进行转换，得到当前时刻的第二注意力值；

确定模块404，用于按照预设注意力值区间与注意力状态的对应关系，确定所述第二注意力值所在的注意力值区间对应的目标注意力状态。

可选的，所述转换模块包括：

增加单元，用于若所述频带能量占比大于第一阈值，将所述第一注意力值增加第一数值得到所述第二注意力值；

减少单元，用于若所述频带能量占比小于第二阈值，将所述第一注意力值减少第二数值得到所述第二注意力值。

可选的，所述获取模块包括：

获取单元，用于获取用户当前时刻的原始脑电信号；

干扰信号滤除单元，用于滤除所述原始脑电信号中的干扰信号，得到第一信号；

眼电伪迹滤除单元，用于滤除所述第一信号中的眼电伪迹，得到所述脑电信号。

可选的，所述干扰信号滤除单元包括：

第一滤除子单元，用于利用50Hz陷波器滤除所述原始脑电信号中50Hz工频的干扰信号。

可选的，所述干扰信号滤除单元包括：

第二滤除子单元，用于利用巴特沃斯4阶带通滤波器滤除所述原始脑电信号中的高频噪声干扰信号。

可选的，所述眼电伪迹滤除单元包括：

分解子单元，用于对所述第一信号进行经验模态分解，得到多个模态分量，所述模态分量包括多个分量成分；

去除子单元，用于针对每个模态分量，根据脑电信号中眼电伪迹的时频特性及模态分量的频率特性，去除与眼电伪迹有关的分量成分；

叠加子单元，用于将剩余的分量成分叠加，得到所述脑电信号。

可选的，所述装置还包括：

目标控制指令确定模块，用于按照注意力状态与控制指令的对应关系，确定与所述目标注意力状态对应的目标控制指令，所述目标控制指令用于控制预设设备。

本申请通过获取用户当前时刻的脑电信号及前一时刻的第一注意力值；计算所述脑电信号中第一频带能量与第二频带能量的比值，得到频带能量占比，所述第一频带能量为预设频率范围的频带能量，所述第二频带能量为全频率范围的频带能量；基于所述频带能量占比对前一时刻的第一注意力值进行转换，得到当前时刻的第二注意力值；按照预设注意力值区间与注意力状态的对应关系，确定所述第二注意力值所在的注意力值区间对应的目标注意力状态。也即，通过本申请可以利用频带能量占比对前一时刻的第一注意力值进行转换，得到当前时刻的第二注意力值，而不是只看当前时刻的频带能量占比的数值，因此可以减少由于频带能量占比的数值震荡产生的误评估，进而增大注意力值的区分度。

基于相同的技术构思，本发明实施例还提供了一种电子设备，如图5所示，包括处理器501、通信接口502、存储器503和通信总线504，其中，处理器501，通信接口502，存储器503通过通信总线504完成相互间的通信，

存储器503，用于存放计算机程序；

处理器501，用于执行存储器503上所存放的程序时，实现如下步骤：

获取用户当前时刻的脑电信号及前一时刻的第一注意力值；

计算所述脑电信号中第一频带能量与第二频带能量的比值，得到频带能量占比，所述第一频带能量为预设频率范围的频带能量，所述第二频带能量为全频率范围的频带能量；

基于所述频带能量占比对前一时刻的第一注意力值进行转换，得到当前时刻的第二注意力值；

按照预设注意力值区间与注意力状态的对应关系，确定所述第二注意力值所在的注意力值区间对应的目标注意力状态。

可选的，所述基于所述频带能量占比对前一时刻的第一注意力值进行转换，得到当前时刻的第二注意力值，包括：

若所述频带能量占比大于第一阈值，将所述第一注意力值增加第一数值得到所述第二注意力值；

若所述频带能量占比小于第二阈值，将所述第一注意力值减少第二数值得到所述第二注意力值。

可选的，所述获取用户当前时刻的脑电信号，包括：

获取用户当前时刻的原始脑电信号；

滤除所述原始脑电信号中的干扰信号，得到第一信号；

滤除所述第一信号中的眼电伪迹，得到所述脑电信号。

可选的，所述滤除所述原始脑电信号中的干扰信号，包括：

利用50Hz陷波器滤除所述原始脑电信号中50Hz工频的干扰信号。

可选的，所述滤除所述原始脑电信号中的干扰信号，包括：

利用巴特沃斯4阶带通滤波器滤除所述原始脑电信号中的高频噪声干扰信号。

可选的，所述滤除所述第一信号中的眼电伪迹，得到所述脑电信号，包括：

对所述第一信号进行经验模态分解，得到多个模态分量，所述模态分量包括多个分量成分；

针对每个模态分量，根据脑电信号中眼电伪迹的时频特性及模态分量的频率特性，去除与眼电伪迹有关的分量成分；

将剩余的分量成分叠加，得到所述脑电信号。

可选的，所述方法还包括：

按照注意力状态与控制指令的对应关系，确定与所述目标注意力状态对应的目标控制指令，所述目标控制指令用于控制预设设备。

上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。

存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。

上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一信号处理方法的步骤。

在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中任一信号处理方法。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。