基于生理電信號(hào)的精神疲勞分級(jí)研究
發(fā)布時(shí)間:2022-12-18 18:19
激烈的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng),過(guò)快的生活節(jié)奏,使得人們的心理壓力不斷增大,疲勞人群越來(lái)越多。精神疲勞造成人們工作或?qū)W習(xí)效率低下,不斷引發(fā)各種生理和心理疾病,嚴(yán)重威脅著人類(lèi)的身心健康。同時(shí),精神疲勞也是交通、生產(chǎn)等事故的重要原因,因此,對(duì)精神疲勞的研究不僅具有重要的醫(yī)學(xué)價(jià)值,而且還有巨大的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 生理電信號(hào)包含大量人體生理信息,能夠有效反映人體生理狀態(tài)變化情況,已成為評(píng)估疲勞狀態(tài)的可靠指標(biāo)。近年來(lái),生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理技術(shù)發(fā)展迅速,數(shù)字信號(hào)處理方法和模式識(shí)別方法的發(fā)展,使得監(jiān)測(cè)評(píng)估精神疲勞狀態(tài)的研究取得了很大進(jìn)步。 為了探尋生理電信號(hào)與精神疲勞的關(guān)系,本研究以連續(xù)兩小時(shí)兩位數(shù)加法作業(yè)作為精神疲勞實(shí)驗(yàn),記錄下包括F3、F4、01等8導(dǎo)腦電、一導(dǎo)皮膚阻抗、一導(dǎo)心電信號(hào)、一導(dǎo)垂直眼電信號(hào)、一導(dǎo)水平眼電信號(hào)和一導(dǎo)肌電信號(hào)信號(hào)共13導(dǎo)生理電信號(hào),同時(shí)記錄了實(shí)驗(yàn)中每半小時(shí)被試者主觀問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果以及心算正確率、反應(yīng)時(shí)間等績(jī)效成績(jī)指標(biāo)。 在本研究中,眼電偽差混入腦電信號(hào)中,嚴(yán)重影響腦電信號(hào)的分析。針對(duì)頻繁出現(xiàn)的眼電偽差,本文提出一種新的眼電偽差去除方法,該方法結(jié)合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的特點(diǎn)和...
【文章頁(yè)數(shù)】:68 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景與意義
1.2 疲勞概念簡(jiǎn)介
1.2.1 疲勞的概念與分類(lèi)
1.2.2 疲勞產(chǎn)生的原因和影響因素
1.2.3 疲勞的表現(xiàn)
1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 精神疲勞研究方法的發(fā)展現(xiàn)狀
1.3.2 精神疲勞中的信號(hào)處理方法
1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 精神疲勞實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)
2.1 信號(hào)的采集
2.1.1 采集裝置的選擇
2.1.2 腦電的導(dǎo)聯(lián)選擇
2.1.3 電極的放置
2.2 精神疲勞實(shí)驗(yàn)
2.2.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象與實(shí)驗(yàn)環(huán)境
2.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.2.3 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和實(shí)驗(yàn)流程
2.2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
2.3 本章小結(jié)
第3章 腦電信號(hào)的預(yù)處理
3.1 腦電信號(hào)的偽差分析
3.1.1 來(lái)自被試者的偽差
3.1.2 腦電圖儀的偽差
3.1.3 來(lái)自外界的偽差
3.1.4 本研究的偽差分析
3.2 希爾伯特-黃變換和經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解
3.2.1 瞬時(shí)頻率和希爾伯特變換(Hilbert Transform,HT)
3.2.2 經(jīng)驗(yàn)?zāi)J椒纸夂拖柌刈V分析
3.2.3 EMD的濾波特性
3.2.4 EMD端點(diǎn)效應(yīng)
3.3 基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的眼電偽差去除
3.4 本章小結(jié)
第4章 數(shù)據(jù)分析和精神疲勞的特征提取
4.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)分析
4.1.1 主觀調(diào)查指標(biāo)
4.1.2 心算績(jī)效指標(biāo)
4.2 生理信號(hào)分析
4.2.1 時(shí)域分析
4.2.2 頻域分析
4.2.3 非線性分析
4.3 精神疲勞分級(jí)與特征提取
4.4 本章小結(jié)
第5章 基于支持向量機(jī)的精神疲勞分類(lèi)
5.1 支持向量機(jī)方法
5.1.1 支持向量分類(lèi)機(jī)
5.1.2 核函數(shù)
5.1.3 多分類(lèi)問(wèn)題
5.2 精神疲勞狀態(tài)分類(lèi)
5.2.1 訓(xùn)練集來(lái)自同一被試者
5.2.2 訓(xùn)練集來(lái)自不同被試者
5.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論
5.3 本章小結(jié)
第6章 全文總結(jié)與展望
6.1 全文工作總結(jié)
6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]汽車(chē)駕駛員疲勞監(jiān)測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 熊運(yùn)霞,苗德華,馬林昌,郭世杰,鄧三鵬. 天津工程師范學(xué)院學(xué)報(bào). 2009(02)
[2]一種基于皮層成像的自動(dòng)眼電偽跡去除方法[J]. 劉鐵軍,田銀,尹剛,堯德中. 中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 2009(01)
[3]基于HHT的腦電信號(hào)眼電偽差自動(dòng)去除方法研究[J]. 汪彥龍,沈民奮,葉中付. 電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào). 2008(06)
[4]基于腦電功率譜特征的腦力疲勞分析[J]. 張崇,鄭崇勛,歐陽(yáng)軼,于曉琳. 航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程. 2008(01)
[5]基于腦電功率譜-連續(xù)隱馬爾科夫鏈的精神疲勞分級(jí)模型[J]. 趙春臨,鄭崇勛,趙敏. 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2007(12)
[6]基于駕駛操作行為的駕駛員疲勞狀態(tài)識(shí)別模型研究[J]. 吳超仲,張暉,毛喆,初秀民,嚴(yán)新平. 中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào). 2007(04)
[7]EEG柯?tīng)柲缏宸蜢販y(cè)度用于精神疲勞狀態(tài)的研究[J]. 張連毅,鄭崇勛,李小平,沈開(kāi)泉. 中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 2007(02)
[8]基于腦電近似熵的腦機(jī)能疲勞狀態(tài)分析[J]. 張崇,鄭崇勛,于曉琳,李小平,沈開(kāi)泉. 航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程. 2006(06)
[9]基于腦電α波的非線性參數(shù)人體疲勞狀態(tài)判定[J]. 王黎,于濤,聞邦椿. 東北大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(12)
[10]Hilbert-Huang變換及其在去噪方面的應(yīng)用[J]. 王春,彭東林. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2004(S2)
本文編號(hào):3722533
【文章頁(yè)數(shù)】:68 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景與意義
1.2 疲勞概念簡(jiǎn)介
1.2.1 疲勞的概念與分類(lèi)
1.2.2 疲勞產(chǎn)生的原因和影響因素
1.2.3 疲勞的表現(xiàn)
1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 精神疲勞研究方法的發(fā)展現(xiàn)狀
1.3.2 精神疲勞中的信號(hào)處理方法
1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 精神疲勞實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)
2.1 信號(hào)的采集
2.1.1 采集裝置的選擇
2.1.2 腦電的導(dǎo)聯(lián)選擇
2.1.3 電極的放置
2.2 精神疲勞實(shí)驗(yàn)
2.2.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象與實(shí)驗(yàn)環(huán)境
2.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.2.3 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和實(shí)驗(yàn)流程
2.2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
2.3 本章小結(jié)
第3章 腦電信號(hào)的預(yù)處理
3.1 腦電信號(hào)的偽差分析
3.1.1 來(lái)自被試者的偽差
3.1.2 腦電圖儀的偽差
3.1.3 來(lái)自外界的偽差
3.1.4 本研究的偽差分析
3.2 希爾伯特-黃變換和經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解
3.2.1 瞬時(shí)頻率和希爾伯特變換(Hilbert Transform,HT)
3.2.2 經(jīng)驗(yàn)?zāi)J椒纸夂拖柌刈V分析
3.2.3 EMD的濾波特性
3.2.4 EMD端點(diǎn)效應(yīng)
3.3 基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的眼電偽差去除
3.4 本章小結(jié)
第4章 數(shù)據(jù)分析和精神疲勞的特征提取
4.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)分析
4.1.1 主觀調(diào)查指標(biāo)
4.1.2 心算績(jī)效指標(biāo)
4.2 生理信號(hào)分析
4.2.1 時(shí)域分析
4.2.2 頻域分析
4.2.3 非線性分析
4.3 精神疲勞分級(jí)與特征提取
4.4 本章小結(jié)
第5章 基于支持向量機(jī)的精神疲勞分類(lèi)
5.1 支持向量機(jī)方法
5.1.1 支持向量分類(lèi)機(jī)
5.1.2 核函數(shù)
5.1.3 多分類(lèi)問(wèn)題
5.2 精神疲勞狀態(tài)分類(lèi)
5.2.1 訓(xùn)練集來(lái)自同一被試者
5.2.2 訓(xùn)練集來(lái)自不同被試者
5.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論
5.3 本章小結(jié)
第6章 全文總結(jié)與展望
6.1 全文工作總結(jié)
6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]汽車(chē)駕駛員疲勞監(jiān)測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 熊運(yùn)霞,苗德華,馬林昌,郭世杰,鄧三鵬. 天津工程師范學(xué)院學(xué)報(bào). 2009(02)
[2]一種基于皮層成像的自動(dòng)眼電偽跡去除方法[J]. 劉鐵軍,田銀,尹剛,堯德中. 中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 2009(01)
[3]基于HHT的腦電信號(hào)眼電偽差自動(dòng)去除方法研究[J]. 汪彥龍,沈民奮,葉中付. 電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào). 2008(06)
[4]基于腦電功率譜特征的腦力疲勞分析[J]. 張崇,鄭崇勛,歐陽(yáng)軼,于曉琳. 航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程. 2008(01)
[5]基于腦電功率譜-連續(xù)隱馬爾科夫鏈的精神疲勞分級(jí)模型[J]. 趙春臨,鄭崇勛,趙敏. 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2007(12)
[6]基于駕駛操作行為的駕駛員疲勞狀態(tài)識(shí)別模型研究[J]. 吳超仲,張暉,毛喆,初秀民,嚴(yán)新平. 中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào). 2007(04)
[7]EEG柯?tīng)柲缏宸蜢販y(cè)度用于精神疲勞狀態(tài)的研究[J]. 張連毅,鄭崇勛,李小平,沈開(kāi)泉. 中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 2007(02)
[8]基于腦電近似熵的腦機(jī)能疲勞狀態(tài)分析[J]. 張崇,鄭崇勛,于曉琳,李小平,沈開(kāi)泉. 航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程. 2006(06)
[9]基于腦電α波的非線性參數(shù)人體疲勞狀態(tài)判定[J]. 王黎,于濤,聞邦椿. 東北大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(12)
[10]Hilbert-Huang變換及其在去噪方面的應(yīng)用[J]. 王春,彭東林. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2004(S2)
本文編號(hào):3722533
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