腦電信號(hào)中的頻譜不對(duì)稱指數(shù)特征與情緒識(shí)別研究.pdf

1、研究者對(duì)情緒識(shí)別的研究時(shí)來(lái)已久，大腦是人體神經(jīng)系統(tǒng)中最高級(jí)部分，當(dāng)受到外界刺激時(shí)，大腦產(chǎn)生的生物電信號(hào)一腦電包含著豐富生理和心理信息，基于腦電的情緒識(shí)別研究逐步引起研究者重視，隨著設(shè)備工藝技術(shù)的進(jìn)步和革新，利用非植入式電極采集腦電信號(hào)更加方便與快捷，腦電信號(hào)的相關(guān)研究蓬勃發(fā)展。相比于傳統(tǒng)的情緒識(shí)別研究方法，基于腦電信號(hào)的情緒識(shí)別研究具有諸多優(yōu)點(diǎn)，如不容易被偽裝和情緒識(shí)別準(zhǔn)確率比較高等。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，基于腦電信號(hào)的相關(guān)研究也為人

2、機(jī)交互奠定了良好的基礎(chǔ)，同時(shí)基于腦電信號(hào)的情緒識(shí)別研究也為心理疾病的相關(guān)研究提供了一種有效的方法。腦電信號(hào)是一種時(shí)序生物電位信號(hào)，其中包含有豐富的時(shí)域特征、頻域特征和時(shí)頻特征，通過(guò)對(duì)相關(guān)特征的研究可以讓我了解情緒的腦機(jī)制，并利用關(guān)鍵特征對(duì)人們的情緒進(jìn)行識(shí)別工作。
　　本文借鑒已有的基于腦電信號(hào)的情緒識(shí)別研究成果，采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)情緒圖片素材刺激被試者誘發(fā)產(chǎn)生正性、中性和負(fù)性三種基本情緒并采集，對(duì)采集到的腦電信號(hào)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)處理。利用獨(dú)

3、立分量分析方法對(duì)原始腦電數(shù)據(jù)預(yù)處理以去除各種噪聲和偽跡，得到純凈的腦電數(shù)據(jù);本實(shí)驗(yàn)室前期研究發(fā)現(xiàn)，以腦電信號(hào)后段正電位的后期特征進(jìn)行情緒識(shí)別時(shí)準(zhǔn)確率較高，依據(jù)后段正電位具有特征性的原則，對(duì)來(lái)自不同腦區(qū)、電極的(1000ms-1500ms)時(shí)間段內(nèi)的腦電信號(hào)選取后段正電位的后期特征段進(jìn)行處理分析，分別計(jì)算不同腦區(qū)分別處于正、中和負(fù)性情緒時(shí)腦電信號(hào)的頻譜不對(duì)稱性指數(shù)(SASI)，比較分析表明，相比于中性情緒，處于負(fù)性情緒時(shí)的SASI明顯偏大

4、;處于正性情緒時(shí)的SASI明顯偏小，尤其是在左顳區(qū)、右顳區(qū)和枕葉區(qū)其特征性更加明顯，表明SASI可作為情緒種類識(shí)別的特征量之一。
　　受此啟發(fā)，本文提出將腦電時(shí)域特征與頻域特征結(jié)合的情緒識(shí)別方法，即后段正電位特征與頻譜不對(duì)稱指數(shù)特征結(jié)合。依據(jù)后段正電位后期特征選取腦電數(shù)據(jù)段，分腦區(qū)提取相應(yīng)腦電數(shù)據(jù)段內(nèi)三種情緒狀態(tài)下的頻譜不對(duì)稱指數(shù)特征，并利用K近鄰算法對(duì)情緒分類結(jié)果進(jìn)行探究。分類結(jié)果表明:左顳區(qū)和右顳區(qū)在三種情緒狀態(tài)下的情緒識(shí)別準(zhǔn)