發(fā)布時間：2018-04-11 14:32

  本文選題：EEG + STPS�。� 參考：《陜西科技大學》2017年碩士論文

【摘要】：睡眠作為精神和體力恢復的重要生理過程,對提升記憶力、免疫力、情感和認知能力具有重要作用。然而,隨著現(xiàn)代化生活節(jié)奏的加快,社會壓力的增大,越來越多的人遭受失眠的折磨,使得體力和精神難以得到恢復。目前失眠療法主要包括:藥物療法、食物療法、心理療法、行為認知療法及新興物理療法,其中,以具有長期安全、有效、且無副作用特點的聲音療法、磁刺激療法、微電流刺激療法等新興物理療法的發(fā)展前景最好,而聲音療法以其非接觸治療、低成本和易操作的特點更是受到廣泛關注。本課題在研究人體睡眠過程的基礎上,提出了一種基于睡眠分期辨識的聲音催眠方法,并借助腦電信號(Electroencephalography,EEG)實現(xiàn)睡眠分期辨識,最終,研制出一款基于EEG辨識的聲音睡眠儀,該睡眠儀由睡眠分期系統(tǒng)和催眠系統(tǒng)兩部分組成。研制該睡眠儀的主要工作包括:(1)睡眠儀催眠方案確定。通過研究人體睡眠過程,了解了睡眠機理和各睡眠狀態(tài)的特點,通過分析和對比各種辨識人體睡眠狀態(tài)的物理量,確定了基于EEG信號分析的睡眠狀態(tài)辨識方法,通過研究催眠原理——人體共振學原理,提出采用不同催眠聲音對各睡眠狀態(tài)進行睡眠引導的催眠方案。(2)睡眠分期算法的研究。睡眠分期算法包括EEG信號的預處理、睡眠EEG的特征提取和睡眠狀態(tài)辨識三個步驟,本課題通過對EEG信號進行Butterworth濾波、短時功率譜估計(Short Time Power Spectrum,STPS)時頻譜估計和徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(Radial Basis Function Neural Network,RBFNN)模糊融合器等算法的處理,辨識出人體睡眠狀態(tài)。(3)催眠聲音的確定及其生成算法研究。根據(jù)聲音催眠的原理,初步確定多組催眠聲音,最終確定清醒狀態(tài)播放白噪聲聲音進行催眠,引導睡眠順利過渡到淺睡狀態(tài);淺睡狀態(tài)播放粉紅噪聲聲音進行催眠,引導睡眠順利過渡到深睡狀態(tài)。本課題研究了催眠聲音信號的生成算法,采用改進的混合同余法生成白噪聲,并在建立粉紅噪聲自回歸滑動平均混合模型(Auto Regression Integrated with Moving Averages Model,ARMA模型)基礎上,使用該模型對白噪聲進行濾波獲得粉紅噪聲。(4)聲音睡眠儀的系統(tǒng)實現(xiàn)。該工作包括研制由Emotiv EPOC和個人計算機(Personal Computer,PC)組成的睡眠分期系統(tǒng)和由以數(shù)字信號處理器(Digital Signal Processor,DSP)為核心的主控模塊、音頻處理模塊、播放模塊及人機交互模塊組成的催眠系統(tǒng)。睡眠分期與催眠兩個系統(tǒng)之間通過藍牙實現(xiàn)連接。睡眠分期系統(tǒng)中,采用Emotiv EPOC實現(xiàn)EEG信號的采集,采用PC機實現(xiàn)睡眠分期算法及系統(tǒng)顯示界面設計;催眠系統(tǒng)中,采用DSP完成催眠聲音生成算法及通信方式的實現(xiàn),音頻處理模塊完成音頻數(shù)據(jù)的存儲和解碼,播放模塊完成催眠音樂的播放,人機交互模塊完成顯示和系統(tǒng)復位。通過上述工作,研制出一款基于腦電信號辨識的聲音睡眠儀,該設備通過EEG信號,實現(xiàn)對睡眠狀態(tài)辨識,并且針對不同的睡眠狀態(tài)可以采用不同的催眠聲音進行睡眠引導。實驗表明:這樣一款具有睡眠狀態(tài)反饋和階段性催眠特性的聲音睡眠儀不僅可以實現(xiàn)快速催眠,又可以避免催眠的盲目性,為睡眠醫(yī)學的快速發(fā)展提供理論與實用價值。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：陜西科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TH77;TN911.7

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