應(yīng)激狀態(tài)監(jiān)測中基于二進(jìn)制粒子群優(yōu)化和KNN模型的算法研究.pdf

1、東南大學(xué)碩士學(xué)位論文應(yīng)激狀態(tài)監(jiān)測中基于二進(jìn)制粒子群優(yōu)化和KNN模型的算法研究姓名：余芳申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：生物醫(yī)學(xué)工程；學(xué)習(xí)科學(xué)指導(dǎo)教師：劉云2012-05-22東南大學(xué)碩士學(xué)位論文A B S T R A C TS t r e s s i s i n t e r p r e t e d a s a n a d a p t a t i o nt o t h e e n v i r o n m e n t a l s t i m u l

2、 i ，a s s o c i a t i n g w i t hp h y s i c a la n d m e n t a lt e n s i o na n da n e g a t i v ee m o t i o n a lr e s p o n s e ．U n d e rt h el o n g - t e r md r i v i n gc o n d i t i o n s ，d r i v e r so f t e

3、n e n c o u n t e rs u d d e na n d e m e r g e n c y s i t u a t i o n s ，r e s u l t i n gi ns o m ed e g r e eo f s t r e s s a n dd i f f e r e n tp h y s i o l o g i c a l ，p s y c h o l o g i c a ld i s o r d e r ，

4、w h i c h c a nn o to n l ya f f e c t t h ed r i v e r ’S p h y s i c a l a n dm e n t a lh e a l t h ，b u t a l s o i n d u c et r a f f i c a c c i d e n t s ．R e s e a r c ho nd r i v i n gs t r e s sm o n i t o r i

5、n gc a nh e l pd r i v e r st o r e l i e v es t r e s s ，a n dr e d u c et h ei n c i d e n c eo f r o a dt r a f f i ca c c i d e n t sc a u s e db yd r i v e r s ’h i g hs t r e s s l e v e l ，w h i c h i s o f g r e

6、a t s i g n i f i c a n c ef o rm a i n t a i n i n gt h es e c u r i t yo f p e o p l e ’S l i v e s a n d p r o p e r t y ．B i n a r yP a r t i c l e S w a r m O p t i m i z a t i o n ( B P S O ) a l g o r i t h m a n

7、dK - N e a r e s tN e i g h b o r ( K N N )a l g o r i t h ma r ea p p l i e d t o d e t e r m i n ead r i v e r ’S r e l a t i v e s t r e s s l e v e l ．A f t e rs e g m e n t a t i o na n df i l t e r i n g t o w a r

8、d sd a t a i n t h e d r i v i n g s t r e s s p h y s i o l o g i c a l s i g n a l d a t a b a s e a n n o u n c e d b yJ ．A ．H e a l e y , G a l v a n i c S k i n R e s p o n s e ( G S R ) ，R e s p i r a t i o n ( R S

9、 P ) a n de l e c t r o e a r d i o g r a m ( E C G )a r es e l e c t e d ，w i t h at o t a lo f16 9f e a t u r e s e x t r a c t e d ，b e i n gu s e dt oc l a s s i f yt h r e ed r i v i n gs t r e s ss t a t u s ( 1 0

10、ws t r e s s ，m o d e r a t es t r e s sa n d h i g hs t r e s s ) ．B a s e do nt h eo p t i m a lr e c o g n i t i o nr a t ea n dt h em i n i m u m n u m b e ro f f e a t u r e s ，t h eo p t i m a lf e a t u r es u b s

11、 e ti s f i g u r e do u tb yB P S Of e a t u r es e l e c t i o n a l g o r i t h m ，t h e n K N Na l g o r i t h m i s e m p l o y e d f o r c l a s s i f i c a t i o n ．T h e m a i nc o n t r i b u t i o n so f t h i

12、st h e s i sa r ea sf o l l o w s ：( 1 ) B P S Oa l g o r i t h mi si m p r o v e df r o mi n i t i a l i z a t i o nm e t h o d a n d a d a p t i v e p a r a m e t e r s e t t i n g ，w h i c h c a n i m p r o v e t h e

13、r e c o g n i t i o n r a t e ．T h ep e r f o r m a n c e o ft h e i m p r o v e d B P S Oa l g o r i t h m i s t e s t e d b y s t a n d a r d t e s t f u n c t i o n ．( 2 ) B i tc h a n g i n gp r o b a b i l i t yf u

14、n c t i o ni nB P S O a l g o r i t h m i s a n a l y z e da n d a m e n d e d ，t h e n v e r i f i e d b ye x p e r i m e n t ．( 3 ) K N N a l g o r i t h mi s i m p r o v e d a n dt h e m o s te f f e c t i v ef e a t

15、u r e s f o rr e c o g n i z i n gd r i v i n gs t r e s s s t a t u s i s f i g u r e do u t ．T h e e x p e r i m e n t ss h o wt h a t t h e i m p r o v e d a l g o r i t h mi se f f e c t i v ei n i m p r o v i n gt h

16、 er e c o g n i t i o nr a t e ，r e d u c i n g t h en u m b e ro ff e a t u r e ss e l e c t e d ，a n ds h o r t e n i n g r u n n i n g t i m e o ft h e a l g o r i t h m ．( 4 ) A N O V A ，G e n e t i cA l g o r i t h

17、m ( G A ) ，S e q u e n c i a lF o r w a r dS e l e c t i o n ( S F S ) a n dS e q u e n c i a l B a c k w a r dS e l e c t i o n ( S B S ) a l g o r i t h m s a r e u s e df o rf e a t u r e s e l e c t i o n ，a n d c o

18、m p a r e d w i t h t h e i m p r o v e d a d a p t i v e B P S O a l g o r i t h m ，r e s u l t sd e m o n s t r a t et h ei m p r o v e da d a p t i v eB P S O a l g o r i t h m p e r f o r m st h e b e s t ．T h ee x p

19、 e r i m e n t a l r e s u l t s d e m o n s t r a t e t h a t B P S Oa l g o r i t h ma n dK N Na l g o r i t h m i se f f e c t i v e i n d e t e r m i n i n gad r i v e r ’S r e l a t i v e s t r e s s l e v e l ．E m

20、p l o y i n ga l l t h r e ep h y s i o l o g i c a ls i g n a l s ( E C G R S P a n d G S R ) a t t h e s a m et i m e ，t h er e c o g n i t i o nr a t eo f t h ei m p r o v e da d a p t i v eB P S O a l g o r i t h m a

21、 n di m p r o v e d K N N a l g o r i t h m i s 10 0 ％．w i t ht h r e ef e a t u r e sb e i n gs e l e c t e d ．K e y w o r d s ：B i n a r y P a r t i c l e S w a r m O p t i m i z a t i o n A l g o r i t h m ，K - N e a