發(fā)布時(shí)間：2020-05-09 13:14

【摘要】：情緒識(shí)別是運(yùn)用信號(hào)的分析處理方法對(duì)人的不同情緒狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別,在情緒識(shí)別領(lǐng)域中腦電信號(hào)逐漸成為了研究人情緒的最為可靠的生理信號(hào)之一,基于腦電的情緒識(shí)別技術(shù)的研究能夠促進(jìn)人機(jī)交互、產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及醫(yī)療護(hù)理等多個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展,具有十分重要的社會(huì)價(jià)值及應(yīng)用價(jià)值。隨著半導(dǎo)體領(lǐng)域和干電極領(lǐng)域的快速發(fā)展,便攜式腦電采集技術(shù)已經(jīng)發(fā)展地較為成熟,將便攜式腦電采集裝置與情緒識(shí)別技術(shù)相結(jié)合,能夠快速推動(dòng)情緒識(shí)別技術(shù)的推廣化應(yīng)用,具有重要的研究意義。本文依據(jù)攜帶方便操作簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)原則,基于美國(guó)NeuroSky公司研發(fā)的TGAM模塊搭建了便攜式單導(dǎo)腦電采集系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)腦電信號(hào)的采集、顯示和存儲(chǔ)等功能。然后,在單導(dǎo)腦電信號(hào)的預(yù)處理過(guò)程中,提出了一種將經(jīng)驗(yàn)小波變換(EWT)、典型相關(guān)分析(CCA)以及瑞利熵(RE)相結(jié)合的自動(dòng)去眼電偽跡算法,以快速有效去除單通道腦電中的眼電偽跡,從而滿(mǎn)足便攜式單通道腦機(jī)接口的需求。其次,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)利用視頻刺激素材激發(fā)受試者產(chǎn)生正性情緒、中性情緒和負(fù)性情緒等三種不同的情緒,得到不同人在不同情緒下的腦電信號(hào)進(jìn)行情緒識(shí)別研究。再次,對(duì)腦電信號(hào)的小波能量、小波熵以及多尺度熵(MSE)進(jìn)行了分析,提出了一種將離散小波變換(DWT)、MSE和主成分分析(PCA)相結(jié)合的特征提取算法,對(duì)腦電信號(hào)中蘊(yùn)含的情緒相關(guān)信息進(jìn)行表征。之后,研究k近鄰算法(KNN)、徑向基(RBF)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)算法及支持向量機(jī)(SVM)分類(lèi)算法,將特征值放入三種分類(lèi)算法中進(jìn)行分類(lèi),結(jié)果表明相較于KNN與RBF算法,基于蟻群尋優(yōu)的支持向量機(jī)(GA-SVM)分類(lèi)算法的識(shí)別準(zhǔn)確率最高,為75.42%。最后,為了進(jìn)一步驗(yàn)證自采數(shù)據(jù)集和所提算法的效果,本文利用公開(kāi)的情感腦電數(shù)據(jù)庫(kù)DEAP與自采數(shù)據(jù)集做了對(duì)比分析實(shí)驗(yàn)。本文搭建便攜式單導(dǎo)腦電采集系統(tǒng),采集情緒相關(guān)腦電信號(hào),提出了一種適用于單通道腦電的自動(dòng)去眼電偽跡算法和一種融合特征提取算法,建立情緒識(shí)別模型進(jìn)行情緒分類(lèi)研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明設(shè)計(jì)的便攜式單導(dǎo)腦電采集系統(tǒng)能夠較準(zhǔn)確地對(duì)情緒進(jìn)行分類(lèi)識(shí)別,研究成果對(duì)后續(xù)實(shí)際應(yīng)用具有一定的參考價(jià)值。
【圖文】：

了易于使用的耳機(jī)式腦電采集設(shè)備，在患者頭部即可檢測(cè)大腦活動(dòng)，采主要用于預(yù)防癲癇的發(fā)作。圖 2 IMEC 的可穿戴腦電圖設(shè)備公司推出了 MindWave Mobile 腦立方ndroid 等移動(dòng)設(shè)備相連的腦波采集設(shè)戶(hù)的腦電信號(hào)，進(jìn)而確定使用者的

該系統(tǒng)分為腦電采集硬件設(shè)備和信號(hào)采集軟件兩部分。在本章關(guān)知識(shí)進(jìn)行了分析，然后主要對(duì)腦電信號(hào)采集系統(tǒng)的硬件軟件設(shè)計(jì)處理算法的研究以及情緒識(shí)別實(shí)驗(yàn)將在后續(xù)章節(jié)依次展開(kāi)。 相關(guān)知識(shí) 節(jié)律波 信號(hào)作為生物電信號(hào)的一種，反映了最簡(jiǎn)單直接的大腦活動(dòng)，，是一種一般為 10-50μV，最大不超過(guò) 100μV。在臨床應(yīng)用上通常將采集到的傅里葉變換為頻域信號(hào)，并根據(jù)頻帶的不同可以將 EEG 0 .5~4HZ）、Theta波 （4 ~8HZ）、Alpha波 （8 ~13HZ）、Beta波 （1 4~30HZ）0HZ）[21]。一般將比 Alpha 波頻率低的稱(chēng)為慢波；而比 Alpha 波頻率G 信號(hào)典型節(jié)律時(shí)域波形圖如圖 5 所示。
【學(xué)位授予單位】：河南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TN911.7;R318

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本文編號(hào)：2656194