应用于脑机接口系统的动态稀疏矩阵压缩算法

来源：计算机测量与控制杂志2024年第5期北京时间：

作者：高原雨,尤昌华,李朋,姚镭

单位：上海大学微电子学院 上海

摘要：在脑机接口系统中，高通道数神经信号采集是一个核心功能模块。在高通道数神经信号采集中，因其原始数据量巨大，直接传输和处理产生的原始数据会消耗极大的功耗并增加硬件设计上的难度。为解决这个问题，一个有效的方法是在数据传输和处理前对原始数据进行压缩。神经元动作电位信号具有不应期性的特点，文中利用此特点，将多通道神经信号的数字标记输出在一定时间范围内定义为一个稀疏矩阵，并对此稀疏矩阵进行特征提取，根据其特征动态地采用优化算法进行数据压缩。文中的算法在使用FPGA作为中控硬件的32通道神经采集硬件系统上通过实时验证，实验证明文中提出的动态稀疏矩阵压缩算法可实现83.4%的数据压缩率。

关键词：神经信号采集;多通道;稀疏矩阵;数据压缩算法;FPGA

基金资助：国家重点研发计划资助(2021YFB3200600)