基于EEG腦網(wǎng)絡(luò)的情感分析與識(shí)別.pdf

1、情感是人類(lèi)生活的一部分，其產(chǎn)生與表達(dá)受到人腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)的控制。研究人類(lèi)情感表達(dá)的腦機(jī)制與腦功能差異，一方面可以幫助提高智能計(jì)算機(jī)對(duì)人類(lèi)情感的識(shí)別與模擬能力，從而提高人機(jī)交互的能力；另一方面，有助于提高人類(lèi)精神類(lèi)疾病的自動(dòng)化診斷與輔助治療等。但是目前情感識(shí)別率普遍較低，因此需要尋找新的有效特征或方法以提高情感識(shí)別率。現(xiàn)有的眾多研究已經(jīng)表明，結(jié)合了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的EEG功能腦網(wǎng)絡(luò)可以有效感知人腦功能性變化，從而進(jìn)一步提高情感的識(shí)別率。本文使

2、用DEAP數(shù)據(jù)構(gòu)建4種情感EEG功能腦網(wǎng)絡(luò)，提取網(wǎng)絡(luò)屬性，分析腦網(wǎng)絡(luò)的同步性與差異性；選取局部屬性特征進(jìn)行情感識(shí)別，提高了情感的識(shí)別率；引入動(dòng)態(tài)腦網(wǎng)絡(luò)的概念，給出一種基于動(dòng)態(tài)連接的EEG功能腦網(wǎng)絡(luò)情感識(shí)別方法，和一種新的基于網(wǎng)絡(luò)屬性的、適于動(dòng)態(tài)腦網(wǎng)絡(luò)的非均勻分段與子狀態(tài)劃分的方法。研究表明使用基于動(dòng)態(tài)連接腦網(wǎng)絡(luò)的方法，可以進(jìn)一步提高情感識(shí)別率。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴分析不同情感EEG功能腦網(wǎng)絡(luò)的同步性與差異性。由于使用不同構(gòu)

3、建方法可能對(duì)研究結(jié)果帶來(lái)影響，因此使用互信息與相位鎖值兩種不同的同步性測(cè)量方法，在DEAP數(shù)據(jù)集上構(gòu)建不同效價(jià)與喚醒度下的基于靜態(tài)連接的EEG功能腦網(wǎng)絡(luò)，分析了不同情感刺激下的人腦信息處理的同步性與差異性，研究表明兩種構(gòu)建方法下得到的結(jié)論基本一致，不同效價(jià)與喚醒度下人腦功能網(wǎng)絡(luò)的全局與局部信息處理能力不同，并且在不同的頻段下腦網(wǎng)絡(luò)組間差異不同。⑵對(duì)比腦網(wǎng)絡(luò)上的不同屬性，進(jìn)行特征選擇。結(jié)合復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論，通過(guò)提取網(wǎng)絡(luò)均值、全局屬性與局部屬性

4、節(jié)點(diǎn)度和中間中心度等特征，分析發(fā)現(xiàn)采用局部屬性，尤其是非單一的節(jié)點(diǎn)度加中間中心度屬性進(jìn)行組間分類(lèi)，可以有效提高情感的識(shí)別率。⑶給出基于動(dòng)態(tài)連接的EEG功能腦網(wǎng)絡(luò)情感分析與識(shí)別的方法。引入動(dòng)態(tài)腦網(wǎng)絡(luò)概念，給出一種基于動(dòng)態(tài)連接的EEG功能腦網(wǎng)絡(luò)情感分析與識(shí)別的方法，同時(shí)借鑒微狀態(tài)研究方法，提出一種新的基于網(wǎng)絡(luò)屬性的子狀態(tài)劃分方法。該方法采用多種全局屬性確定 K值，通過(guò)該 K值進(jìn)行K-means聚類(lèi)，從而得到能夠有效表征時(shí)變性差異的子狀態(tài)。研