基于腦電信號的睡意檢測方法研究.pdf

1、睡意檢測是指能夠通過某種技術(shù)手段對被檢測對象是否處于睡意狀態(tài)做出判斷，睡意雖然是正常的生理現(xiàn)象，但是在一些特殊的群體，可能會引起十分嚴(yán)重的后果，甚至危及生命。為尋找實(shí)時可靠的睡意檢測方法，本文主要進(jìn)行了以下幾個方面的工作：
　　 (1)研究睡意狀態(tài)腦電信號的特點(diǎn)，并與清醒狀態(tài)進(jìn)行對比，利用腦電信號中蘊(yùn)藏的各種時域、頻域、時頻域、非線性動力學(xué)信息來尋找合適的檢測方法并論證了分析方法的可行性。
　　 (2)設(shè)計(jì)合理而有效的實(shí)

2、驗(yàn)方案，主要以在校學(xué)生為研究對象，利用美國BIOPACMP150多導(dǎo)生理信號記錄儀及相應(yīng)模塊采集35位被試者睡意狀態(tài)與清醒狀態(tài)的生理信號。
　　 (3)以MATLAB為主要數(shù)據(jù)分析平臺，配合使用EEGLAB工具箱、Acknowledge軟件對采集的信號進(jìn)行去工頻干擾、去除基漂、提取四種節(jié)律波等操作，使用Acknowledge軟件和希爾伯特-黃變換(Hilbert-Huangtransform，HHT)方法去除腦電信號中的眼電偽跡

3、。
　　 (4)參考采集到的眼電等生理信號依照國際通行的R&K規(guī)則對原始腦電信號進(jìn)行分期，將睡意實(shí)驗(yàn)采集到的腦電信號劃分出覺醒期與睡眠1期，截取睡眠1期之前連續(xù)60s共60000點(diǎn)睡意處腦電信號，作為待研究信號；截取清醒狀態(tài)60s腦電信號，作為對照組信號。
　　 (5)在提取C4-P4和T4-T6導(dǎo)聯(lián)腦電四種節(jié)律的基礎(chǔ)上，計(jì)算腦電節(jié)律波幅度的平方，并應(yīng)用Tsallis熵對腦電信號Alpha節(jié)律和Theta節(jié)律進(jìn)行非線性分

4、析，提出一種基于腦電信號幅度和Tsallis熵的睡意檢測方法。
　　 (6)針對上述方法對Alpha節(jié)律檢測效果不理想的狀況，提出如下改進(jìn)方法：對其中十位被試者的C4-P4導(dǎo)聯(lián)30000點(diǎn)睡意腦電信號進(jìn)行HHT分析，利用EMD分解的自適應(yīng)性分解出Alpha節(jié)律對應(yīng)的IMF模態(tài)分量IMFα，并計(jì)算該分量的Tsallis熵值。
　　 研究結(jié)果表明，睡意的來臨與腦電信號的變化息息相關(guān)，C4-P4導(dǎo)聯(lián)Alpha節(jié)律幅度平方的均值