基于情緒認(rèn)知的視聽(tīng)誘發(fā)腦電信號(hào)處理與分析.pdf

1、借鑒人類(lèi)大腦認(rèn)知和信息處理方式，可以大幅度提高機(jī)器對(duì)情感信息的理解能力與處理效率，人機(jī)情感交互越來(lái)越受到研究者的關(guān)注，因此對(duì)情緒認(rèn)知的研究成為了一個(gè)熱點(diǎn)。大腦在接收外界來(lái)自視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)情緒信息后，通過(guò)不同腦區(qū)之間的相互協(xié)同作用來(lái)完成情緒理解和認(rèn)知任務(wù)。目前，對(duì)于情緒認(rèn)知的大腦同步性活動(dòng)機(jī)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(jì)算機(jī)對(duì)情緒的有效識(shí)別和正確理解。
　　為探究視聽(tīng)覺(jué)感知愉快、憤怒、悲傷、

2、驚訝、厭惡、恐懼六種情緒時(shí)，不同腦區(qū)之間的腦電特征和協(xié)同效應(yīng)，設(shè)計(jì)了基于情緒認(rèn)知的視聽(tīng)誘發(fā)實(shí)驗(yàn)范式，通過(guò)實(shí)驗(yàn)采集腦電信號(hào)并提取腦電特征，分別從同步性、耦合性、相干性三個(gè)方面研究視聽(tīng)情緒認(rèn)知過(guò)程中的腦電協(xié)同性，并對(duì)視聽(tīng)覺(jué)通道的大腦情緒認(rèn)知進(jìn)行了分析。具體完成工作如下：
　　(1)通過(guò)六種基本情緒的視聽(tīng)刺激，利用 E-prime軟件，設(shè)計(jì)了視聽(tīng)情緒認(rèn)知實(shí)驗(yàn)范式。利用腦電儀在Scan4.5采集軟件平臺(tái)上對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行同步采集。
　

3、　(2)對(duì)采集的腦電信號(hào)進(jìn)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(rèn)知的視聽(tīng)誘發(fā)腦電信號(hào)，并通過(guò)t檢驗(yàn)進(jìn)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(jìn)行腦電特征提取，Hilbert變換獲得腦電特征信號(hào)的瞬時(shí)相位，采用相位同步指數(shù)分析腦電活動(dòng)的同步性。通過(guò)分析與大腦情緒認(rèn)知密切相關(guān)的腦電信號(hào)α節(jié)律的相位同步指數(shù)，闡明情緒認(rèn)知的視聽(tīng)誘發(fā)腦電同步性活動(dòng)。
　　(4)對(duì)誘發(fā)的腦電信

4、號(hào)分別采用雙譜以及雙相干譜方法，提取誘發(fā)腦電特征，進(jìn)行情緒認(rèn)知的視聽(tīng)誘發(fā)腦電非線性相位耦合性分析。結(jié)果表明情緒認(rèn)知活動(dòng)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(rèn)知時(shí)，腦電β節(jié)律相位耦合程度增加。
　　(5)使用小波相干方法，對(duì)與大腦認(rèn)知活動(dòng)相關(guān)的γ節(jié)律腦電信號(hào)的相干性進(jìn)行分析。通過(guò)分析不同腦區(qū)之間的相干系數(shù)，闡明大腦不同情緒認(rèn)知時(shí)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