[發明專利]基于眼動數據的腦電實驗評估系統及方法

有效

• 申請號: 201710378148.2
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN107256332B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 呂寶糧;鄭偉龍;石振鋒;周暢
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G16H10/40
• 分類號: G16H10/40;G06K9/62
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

1.一種基于眼動數據的腦電實驗評估系統的腦電實驗評估方法，其特征在于，所述的腦電實驗評估系統包括：眼動儀、距離矩陣生成模塊、參與度檢測模塊以及情緒識別模塊，其中：眼動儀與距離矩陣生成模塊相連并傳輸眼動數據信息，距離矩陣生成模塊與參與度檢測模塊相連并傳輸距離信息，參與度檢測模塊與情緒識別模塊相連并傳輸參與度檢測結果信息以及情緒識別結果信息；

所述的眼動數據包括：注視坐標、注視時長、注視起始結束時間、掃視起始坐標、掃視路徑、掃視時長、掃視起始結束時間、掃視角度；

所述的腦電實驗評估方法，通過眼動儀采集對象眼動數據，根據眼動數據中的注視點建立時間-空間模型；然后使用動態時間規整算法快速計算序列之間相似程度并構建距離矩陣，再通過基于密度的聚類算法進行離群點檢測和量化排序，得到對象的參與度；

所述的距離矩陣，通過以下方式得到：

1)順序提取對象觀看刺激素材片段期間的所有注視點，即：{(x₁，y₁，t₁)，(x₂，y₂，t₂)，...，(x_n，y_n，t_n)}，其中：x_i，y_i是第i個注視點坐標，t_i是第i個注視點時長，n為片段注視點個數；

2)將持續時長小于某預定閾值δ的注視點視為無效注視點，從序列中刪除無效注視點，將有效注視點依次展開，即重復坐標t/δ次，其中：t是該注視點的持續時間；

3)將步驟2)中的注視點根據區域對序列編碼；

4)使用動態時間規整算法兩兩比較序列相似度，得到一個具體數值表示兩序列相似程度，越小表示相似度越高；

5)將每兩個序列相似度數值作為距離，構造距離矩陣其中：D_ab＝D_ba，D_ab是第a個序列和第b個序列之間的距離，m為單個刺激素材樣本總數，即對象人數；

所述的離群點檢測和量化排序，具體包括以下步驟：

①基于前一模塊的距離數據，使用基于密度的聚類算法，檢測出離群點和非離群點；

②提取每個序列到聚類結果中非離群點的距離作為特征向量v₁，v₂，...，v_p，其中v_q為第q個特征值，p為特征總數，即非離群點個數；

③針對每一個刺激素材片段，對需要反饋的實驗的樣本根據情緒識別結果精度排序，作為訓練標簽；

④依次選取一個刺激素材片段作為測試集，使用剩余所有刺激素材片段作為訓練集，使用SVM Rank訓練模型，預測測試樣本排序。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征是，所述的離群點檢測，將對象分成了兩類。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征是，所述的量化排序，預測測試樣本排序，量化每個對象的參與程度。