基于腦電信號的睡意檢測方法研究.pdf

1、睡意檢測是指能夠通過某種技術手段對被檢測對象是否處于睡意狀態(tài)做出判斷，睡意雖然是正常的生理現(xiàn)象，但是在一些特殊的群體，可能會引起十分嚴重的后果，甚至危及生命。為尋找實時可靠的睡意檢測方法，本文主要進行了以下幾個方面的工作：
　　 (1)研究睡意狀態(tài)腦電信號的特點，并與清醒狀態(tài)進行對比，利用腦電信號中蘊藏的各種時域、頻域、時頻域、非線性動力學信息來尋找合適的檢測方法并論證了分析方法的可行性。
　　 (2)設計合理而有效的實

2、驗方案，主要以在校學生為研究對象，利用美國BIOPACMP150多導生理信號記錄儀及相應模塊采集35位被試者睡意狀態(tài)與清醒狀態(tài)的生理信號。
　　 (3)以MATLAB為主要數(shù)據(jù)分析平臺，配合使用EEGLAB工具箱、Acknowledge軟件對采集的信號進行去工頻干擾、去除基漂、提取四種節(jié)律波等操作，使用Acknowledge軟件和希爾伯特-黃變換(Hilbert-Huangtransform，HHT)方法去除腦電信號中的眼電偽跡

3、。
　　 (4)參考采集到的眼電等生理信號依照國際通行的R&K規(guī)則對原始腦電信號進行分期，將睡意實驗采集到的腦電信號劃分出覺醒期與睡眠1期，截取睡眠1期之前連續(xù)60s共60000點睡意處腦電信號，作為待研究信號；截取清醒狀態(tài)60s腦電信號，作為對照組信號。
　　 (5)在提取C4-P4和T4-T6導聯(lián)腦電四種節(jié)律的基礎上，計算腦電節(jié)律波幅度的平方，并應用Tsallis熵對腦電信號Alpha節(jié)律和Theta節(jié)律進行非線性分

4、析，提出一種基于腦電信號幅度和Tsallis熵的睡意檢測方法。
　　 (6)針對上述方法對Alpha節(jié)律檢測效果不理想的狀況，提出如下改進方法：對其中十位被試者的C4-P4導聯(lián)30000點睡意腦電信號進行HHT分析，利用EMD分解的自適應性分解出Alpha節(jié)律對應的IMF模態(tài)分量IMFα，并計算該分量的Tsallis熵值。
　　 研究結(jié)果表明，睡意的來臨與腦電信號的變化息息相關，C4-P4導聯(lián)Alpha節(jié)律幅度平方的均值