基于情緒認知的視聽誘發(fā)腦電信號處理與分析.pdf

1、借鑒人類大腦認知和信息處理方式，可以大幅度提高機器對情感信息的理解能力與處理效率，人機情感交互越來越受到研究者的關(guān)注，因此對情緒認知的研究成為了一個熱點。大腦在接收外界來自視覺、聽覺情緒信息后，通過不同腦區(qū)之間的相互協(xié)同作用來完成情緒理解和認知任務(wù)。目前，對于情緒認知的大腦同步性活動機理尚不完全清楚，深入到腦電特征信息挖掘與協(xié)同分析的研究也不充分，從而制約了計算機對情緒的有效識別和正確理解。
　　為探究視聽覺感知愉快、憤怒、悲傷、

2、驚訝、厭惡、恐懼六種情緒時，不同腦區(qū)之間的腦電特征和協(xié)同效應(yīng)，設(shè)計了基于情緒認知的視聽誘發(fā)實驗范式，通過實驗采集腦電信號并提取腦電特征，分別從同步性、耦合性、相干性三個方面研究視聽情緒認知過程中的腦電協(xié)同性，并對視聽覺通道的大腦情緒認知進行了分析。具體完成工作如下：
　　(1)通過六種基本情緒的視聽刺激，利用 E-prime軟件，設(shè)計了視聽情緒認知實驗范式。利用腦電儀在Scan4.5采集軟件平臺上對腦電信號進行同步采集。
　

3、　(2)對采集的腦電信號進行去除眼電偽跡和基線漂移，并基于Matlab軟件去除自發(fā)腦電的影響，獲得情緒認知的視聽誘發(fā)腦電信號，并通過t檢驗進行不同導(dǎo)聯(lián)腦電數(shù)據(jù)的顯著性差異分析。
　　(3)利用小波變換進行腦電特征提取，Hilbert變換獲得腦電特征信號的瞬時相位，采用相位同步指數(shù)分析腦電活動的同步性。通過分析與大腦情緒認知密切相關(guān)的腦電信號α節(jié)律的相位同步指數(shù)，闡明情緒認知的視聽誘發(fā)腦電同步性活動。
　　(4)對誘發(fā)的腦電信

4、號分別采用雙譜以及雙相干譜方法，提取誘發(fā)腦電特征，進行情緒認知的視聽誘發(fā)腦電非線性相位耦合性分析。結(jié)果表明情緒認知活動不僅與腦電θ-γ節(jié)律相位耦合有關(guān)，還與γ節(jié)律耦合性相關(guān)，并且積極情緒認知時，腦電β節(jié)律相位耦合程度增加。
　　(5)使用小波相干方法，對與大腦認知活動相關(guān)的γ節(jié)律腦電信號的相干性進行分析。通過分析不同腦區(qū)之間的相干系數(shù)，闡明大腦不同情緒認知時腦功能區(qū)域之間的相互作用以及連通關(guān)系。
　　本文的研究方法和成果，可