基於多通道獨立成分分析之訊號即時處理系統及方法

專利類型

發明

專利國別 (專利申請國家)

中華民國

專利申請案號

102114145

專利證號

I 525996

專利獲證名稱

基於多通道獨立成分分析之訊號即時處理系統及方法

專利所屬機關 (申請機關)

國立交通大學

獲證日期

2016/03/11

技術說明

本發明利用VLSI硬體設計概念實現了一個多通道即時獨立通道成分分析腦波處理系統，由前端擷取晶片取樣頻率為每秒128次，並採用分時多工的設計概念給予各子系統對於系統共用資源不同的使用權限，以避免發生各子系統之間發生資源搶奪的危障，而最重要的是此系統能夠達成即時性運算使後端應用更為便利。此外將系統中的硬體資源做有效的共用處理，以節省大量的硬體成本。在系統運算過程中，本發明採用浮點數與定點數的混合設計，除了能夠確保資料的高精確度，同時也降低硬體面積。且本發明還包含了後段的自動除雜訊模組(Auto de-artifact module)，利用即時遞迴獨立成份分析處理器分析的計算結果，此模組能夠有效的自動判別雜訊的通道，進一步的消除雜訊，再重新建構乾淨的腦波訊號。如此一來，本發明能夠有效的分離被雜訊干擾的腦波訊號，進一步的消除雜訊重建乾淨的腦波成份。使得腦機介面的應用能夠更有效的處理和實現應用。所提出的多通道即時腦波處理系統晶片是以TSMC90nm MSG Regular-Vt CMOS technology進行製造，面積為1829 x 1821 um2，操作頻率可達50MHz，最後晶片的功率以Nanosim進行模擬功率，在1.0V、工作頻率50MHz下約為8.56mW。 The invention utilizes the VLSI hardware design concepts to achieve an independent component analysis based multi-channels real-time EEG signal processing system. The sample rate is 128 Hz. The invention uses time-multiplexed design conception to give the different reused systems resources permission to each sub-system. The system reuses the shared hardware resources efficiently to narrow down hardware costs. The invention adopts a hybrid design of fixed point and floatig point to ensure the high accuracy during operation processing and also reduce chip area. And the invention contains an auto de-artifact module which utilizes the independent component to determine the channels which has artifact. Furthermore, the module can reduce these noises and reconstruct the EEG signals. The EEG system is implemented using TSMC 90 nm CMOS technology. It occupies a core area of 1829 x 1821 um2 and consumes 8.56 mW at a core supply voltage of 1.0 V and 50 MHz clock operating frequency.

備註

連絡單位 (專責單位/部門名稱)

智慧財產權中心

連絡電話

03-5738251

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