[发明专利]儿童注意力评估系统及其方法

说明书

本发明公开儿童注意力评估系统及其方法。本发明通过采集儿童的前额脑电并获取原始注意力数据，对其进行处理与分析，建立基于脑电的注意力评价模型，并得到注意力的各项客观指标。本发明提出的注意力评估模型将注意力状态分为六种：放松状态、注意力转移状态、任务状态、专注状态、走神状态、注意力消失状态；并且计算注意力的若干指标：放松状态平均注意力、专注状态平均注意力、最高注意力、注意力强度、注意力的持久性、注意力的稳定性、注意力状态转移效率。本发明将会有效帮助家长了解孩子注意力状况，提升儿童注意力水平，促进孩子学习成绩提高。

技术领域

本发明广泛涉及儿童注意力评估系统及其方法。

背景技术

注意力是一切学习能力的根本，是影响孩子学习成绩提升的最关键因素；注意力是最重要的智力因素，是记忆力、想象力、思维力、观察力的准备状态；是大脑进行感知、学习、思维等认知活动的基本条件。孩子注意力不集中，则会出现一系列后果，例如：听课效率低、成绩下滑、粗心马虎、作业拖拉，长此以往还会越来越缺乏自信、容易依赖他人，甚至还会容易出现烦躁等极端脾气。

注意力对于人的认知活动尤其是对于儿童的认知活动拥有重要的意义，许多学习困难的儿童并不是智力问题而是在注意力环节上出现问题。为此对于注意力有效地检测评估越来越受到人们的重视。

很多家长在了解注意力对孩子学习的重要性之后，希望能够在孩子的平常学习过程中出现注意力不够集中的时候去适时提醒，又能对孩子的注意力进行评估，了解孩子注意力的整体情况，帮助孩子提高注意力，改善学习效率，提高成绩。

注意力检测需要准确性与客观性；最为传统的注意力强弱的判断是通过专家的观察，但是对于那些不是外显的注意力问题和注意力损伤的程度则很难通过观察所得，并且有太多的主观性。想要得到客观的注意力评估可以通过采集脑电，通过脑电分析等方法来得到注意力的评估。此外注意力检测方法最好是将注意力指标量化并且方便使用、成本低。

一般现有的注意力检测方法主要分为基于图像的注意力检测和基于生理电信号即脑电的注意力检测。不管是基于图像的还是基于脑电的还是存在诸多问题的。

专利《一种面部专注度检测系统及方法》中提出传统的基于摄像头的注意力检测系统都是考虑单方面注意力表现形式，例如：单方面基于头部姿态或者单方面基于闭眼时长。由于单方面受到的外界因素干扰影响较大，所以该专利提出了一种基于摄像头的多方面融合检测注意力，其中包括：表情专注度、视线角度、人脸三维坐标、视线涣散程度、闭眼程度、闭眼频率、头部姿态。从多个方面去评估注意力虽然能很有效的降低外界的一些干扰，但是还是存在诸多问题，比如光线和结果是否客观等问题。

专利《用于专注度检测的方法和系统》提出了一种注意力检测方法。该方法从大脑信号中提取时间特征，使用分类器给出时间特征X1；从大脑信号中谱空间特征，使用分类器给出谱空间时间特征X2；使用分数X1与X2结合给出单一分数，用此单一分数判断用户是否处于专注状态。该方法在用X1与X2计算单一分数时，先将X1与X2标准化，在根据权重计算单一分数，最后得出结果只给出了是否注专注这样两个状态，并没有给出注意力的量化。

专利《基于脑机交互的注意力状态即时检测系统及检测方法》提出来一种即时注意力检测方法，用脑电采集设备采集脑电，被试者与计算机较长时间的互动中，提取脑电和事件相关电位ERP，建立一个自适应的个性化可动态更新的神经网络数据融合分析系统，利用受试者对特定目标的反应和事件相关电位ERP中包含的注意信息，对网络的节点参数进行监督修正，实现对患者注意力的个性化即时确定。但是该方法采用的16导脑电采集设备，使用不方便；并且采用事件相关电位的方法，会在测量过程中让用户感到不舒适，推广性不是很好。

已经存在诸多基于脑电的较为准确的注意力检测方法，但是还没有一个基于脑电注意力检测的评估指标和模型来对注意力水平进行客观评价。

发明内容