情緒在人們的思考和行為方式中發(fā)揮著重要的作用,情緒識別的目標是使系統(tǒng)能夠識別人的情緒,從而改善用戶的情緒狀態(tài)和生活質(zhì)量。由于腦電信號（Electroencephalogram,EEG）與情緒的聯(lián)系最為密切,相較于其他生理信號具有實時差異性,因此成為了研究情緒的首選方法。此外,可穿戴式腦電設(shè)備解決了傳統(tǒng)大型腦電設(shè)備價格昂貴、操作過程繁瑣等問題,可被用于日常生活中采集腦電信號。本文評估了一款可穿戴式腦電設(shè)備的性能,并使用該設(shè)備研究了基于腦電信號的情緒識別,再同APP應用開發(fā)結(jié)合起來構(gòu)建成一個完整的系統(tǒng)。具體的研究工作如下:1、將可穿戴式腦電設(shè)備Mindeep與大型的研究級腦電設(shè)備NeuroScan進行了四個方面的對比,分別是舒適度、佩戴時間、信號相關(guān)性以及Berger effect現(xiàn)象。結(jié)果表明,Mindeep相較于NeuroScan更為舒適,且便于佩戴。同時,Mindeep信號與NeuroScan信號具有極高的相關(guān)性,以及兩個信號都表現(xiàn)出了Berger effect的特性。此外,在腦電信號預處理中,本文采用了一種新型的去眼電算法,將傳統(tǒng)的小波濾波算法中的硬閾值優(yōu)化為自適應閾值,結(jié)果表明該... 

【文章來源】：東南大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：105 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

4通道的腦電設(shè)備EMOTIVEPOC+

第一章緒論3不符合日常生活中的真實場景，因此達不到日常監(jiān)測的要求，只能作為一項專業(yè)的診斷工具。如今，由于可穿戴式設(shè)備的便攜性、易用性以及價格相較于大型腦電設(shè)備更易被接受，許多新型的無線腦電設(shè)備正在進入市場，應用于娛樂、教育、電子醫(yī)療等領(lǐng)域[12]。它們大多使用干電極，采集4-16個通道的信號，采用無線傳輸方式，佩戴容易，操作簡單，并結(jié)合配套的軟件或APP給出一些基礎(chǔ)指標，方便用戶查看分析結(jié)果，這極大地推動了腦電研究與個性化醫(yī)療的發(fā)展。本文正是基于一款可穿戴式設(shè)備采集到的腦電信號進行后續(xù)的情緒識別工作。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1可穿戴式腦電設(shè)備目前，國內(nèi)外很多公司都推出了自主研發(fā)的可穿戴式腦電設(shè)備，其中有些已經(jīng)被廣為使用，比如Emotiv公司開發(fā)的EPOC+[15]，如圖1-1所示。它采用鹽水電極，支持14個通道的腦電信號采集，附有9軸運動傳感器以監(jiān)測頭部運動，并提供了手機端和電腦端各個平臺的操作軟件。該設(shè)備可識別3種大腦狀態(tài)，13種大腦意識，以及面部表情，并提供原始數(shù)據(jù)以便研究人員進行后續(xù)分析，現(xiàn)已成為腦電研究領(lǐng)域的一款專業(yè)級設(shè)備，多次獲得相關(guān)獎項。此外，該公司還推出了另一款腦電設(shè)備EmotivInsight，如圖1-2所示。它與EPOC+相比價格便宜，采用干電極，支持5個通道的腦電信號采集，操作簡單，更適合家庭或個人日常使用。圖1-114通道的腦電設(shè)備EMOTIVEPOC+圖1-25通道的腦電設(shè)備EMOTIVInsightMindWave[16]是NeuroSky公司開發(fā)的一款可穿戴式腦電設(shè)備，也被研究者們所熟知。如圖1-3所示，它只采集前額單個通道的腦電信號，用于監(jiān)控注意力水平，

東南大學碩士學位論文4用戶可以在計算機上查看腦電信號和注意力范圍。這款設(shè)備還配備了10多個不同的軟件程序，從娛樂到教育，滿足了用戶全方位的需求。MindWave售價低廉，在對信號質(zhì)量沒有很高要求的情況下，不管用于日常使用還是后續(xù)開發(fā)都不失為一個選擇，但其不足之處是只有一個電極。Muse[17]是InteraXon公司推出的一款心理活動追蹤設(shè)備，有助于減輕壓力，解決思維問題。如圖1-4所示，它使用7個電極置于枕葉，一旦戴好，就自動開始記錄大腦活動，然后將其轉(zhuǎn)化為可操作的數(shù)據(jù)發(fā)送至PC端或移動端。該設(shè)備通過幫助用戶進行冥想，使其鎮(zhèn)定并提高注意力水平，從而更好的理解和管理情緒。Neuroon[18]是INTELICLINIC公司開發(fā)的一款可穿戴式的睡眠面罩，可幫助用戶從單相睡眠轉(zhuǎn)換為多相睡眠。如圖1-5所示，該設(shè)備結(jié)合了醫(yī)療級的傳感器和軟件，采用四個電極，可采集腦電信號、眼電信號、加速度以及溫度。所有數(shù)據(jù)都可以在iOS或Android設(shè)備上進行可視化，這樣消費者就可以跟蹤他們的生物節(jié)律，有助于解決睡眠問題。圖1-3單通道腦電設(shè)備MindWave圖1-47通道腦電設(shè)備Muse圖1-5睡眠面罩Neuroon以上介紹了市面上常見的五款可穿戴式腦電設(shè)備，其中除了EmotivEPOC+為專業(yè)級，其余都為消費級。它們都是通過采集前額以及耳后的腦電信號，來檢測用戶的情緒狀態(tài)、注意力水平或睡眠情況。這些設(shè)備用低于傳統(tǒng)大型腦電設(shè)備的信號質(zhì)量，換來了較高的便攜性和易用性，用于日常采集腦電信號是可行的。然而，專業(yè)的研究人員將它們用于科研或者醫(yī)療目標時，采集到的信號質(zhì)量是否能達到要求的標準，仍然有待評估。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于Android平臺的應用開發(fā)研究[J]. 宋小倩,周東升.  軟件導刊. 2011(02)
[2]額葉EEG偏側(cè)化:情緒調(diào)節(jié)能力的指標[J]. 張晶,周仁來.  心理科學進展. 2010(11)
[3]基于UDP協(xié)議的Socket網(wǎng)絡(luò)編程[J]. 周麗娟.  電腦知識與技術(shù). 2008(34)
[4]Android的架構(gòu)與應用開發(fā)研究[J]. 姚昱旻,劉衛(wèi)國.  計算機系統(tǒng)應用. 2008(11)
[5]漢語情感詞系統(tǒng)的初步編制及評定[J]. 王一牛,周立明,羅躍嘉.  中國心理衛(wèi)生雜志. 2008(08)
[6]UDP協(xié)議與TCP協(xié)議的對比分析與可靠性改進[J]. 趙飛,葉震.  計算機技術(shù)與發(fā)展. 2006(09)
[7]中國情緒圖片系統(tǒng)的編制——在46名中國大學生中的試用[J]. 白露,馬慧,黃宇霞,羅躍嘉.  中國心理衛(wèi)生雜志. 2005(11)



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