[发明专利]基于脑波能量聚类分析的心理状态判定方法及系统

说明书

本发明公开一种基于脑波能量聚类分析的心理状态判定方法及与之对应的系统；方法包括如下步骤：(10)脑波信号采集：采集不同心理情绪状态脑波信号；(20)信号预处理：对脑波信号预处理；(30)能量数据获取：计算特定心理状态脑波中δ波、θ波、α波和β波的能量；(40)不同心态能量聚类中心计算：通过聚类分析算法，计算不同心理情绪状态下脑波能量聚类中心；(50)当前心态能量计算：采集当前心理情绪状态下的脑波信号并计算脑波能量；(60)当前心态判定：计算当前脑波能量与脑波能量聚类中心的距离，判定当前心理情绪状态。本发明的心理状态判断方法及系统，通过确定脑波与心理状态的定量关系，能准确预测判断心理状态。

技术领域

本发明属于脑电信号测量及心理术装置技术领域，特别是一种基于脑波能量聚类分析的心理状态判定方法及系统。

背景技术

相关研究表明，利用脑电信号(EEG，Electroencephalography)能够直接反映大脑的活动状态,EEG已成为大脑活跃研究中广泛采用的评定中枢神经系统变化的重要依据。

脑电信号可以分解为如表1所示的4个基本节律，即δ波、θ波、α波和β波。

表1脑电信号基本节律

这4个节律的能量会随着大脑活跃度的变化而变化。当α波和β波呈主导优势时，表明人的意识是清醒的，大脑活跃；而当θ波和δ波占主导优势时，则表明了人的意识模糊甚至轻微睡眠的出现。人的心理情绪状态可以积极高兴奋(高兴、骄傲、希望、兴趣)，积极低兴奋(放松、平静、满足)，消极高兴奋(焦虑、愤怒、羞愧)，消极低兴奋(厌倦、无助、沮丧、疲乏--心烦)。当人处于一种特定的心理情绪状态时，人脑的活跃度指数也相对稳定。通过将人脑波信号特征与人的心理情绪状态关联起来，对于人的心理情绪分析判断具有重要作用。

目前，关于脑电信号的研究主要集中在脑波学习和脑波控制领域，很少在通过对人的不同心理状态下的脑波进行聚类分析研究，导致不能准确确定脑波与心理状态的定量关系，难以准确预测判断心理状态。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于脑波能量聚类分析的心理状态判定方法，确定脑波与心理状态的定量关系，准确预测判断心理状态

本发明的另一目的在于提供一种基于脑波能量聚类分析的心理状态判定系统。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种基于脑波能量聚类分析的心理状态判定方法，包括如下步骤：

(10)脑波信号采集：采集人在不同心理情绪状态下的脑波信号；

(20)信号预处理：对采集到的脑波信号进行独立分量分析处理和傅里叶变换，去除明显的漂移数据，以及与脑电信号无关的杂波；

(30)能量数据获取：设置对于不同心理情绪状态下采集脑波次数，计算特定心理状态脑波中δ波、θ波、α波和β波的能量；

(40)不同心态能量聚类中心计算：通过聚类分析算法，计算不同心理情绪状态下采集到的脑波δ波、θ波、α波和β波的能量聚类中心；

(50)当前心态能量计算：采集当前心理情绪状态下的脑波信号并计算该心理情绪状态下脑波中δ波、θ波、α波和β波能量；

(60)当前心态判定：计算当前心理情绪状态下脑波δ波、θ波、α波和β波能量与不同心理情绪状态下脑波δ波、θ波、α波和β波的能量聚类中心的距离，将当前心理情绪状态判定为与其距离最近的聚类中心所属心理情绪状态。

实现本发明另一目的的技术解决方案为：

一种基于脑波能量聚类分析的心理状态判定系统，包括：

脑波信号采集单元1：用于采集人在不同心理情绪状态下的脑波信号；