[發明專利]一種面向RSVP腦-機接口的疲勞檢測方法

在審

• 申請號: 201811280307.6
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109480871A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 奕偉波;趙開宇;劉昊;張利劍
• 申請（專利權）人: 北京機械設備研究所
• 主分類號: A61B5/18
• 分類號: A61B5/18;A61B5/0476
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 侯永帥;田英楠

本發明涉及一種面向RSVP腦?機接口的疲勞檢測方法，解決了現有技術中RSVP?BCI作業過程中無法有效掌握用戶在疲勞狀態的問題的問題。一種面向RSVP腦?機接口的疲勞檢測方法，包括以下步驟：以一定頻率的RSVP方式呈現圖像內容，當目標圖像出現時，被試作出行為反應，并記錄其行為學信息，通過評分量表標記被試疲勞狀態；提取被試腦電信號，并對所述腦電信號進行預處理，以功率譜密度作為疲勞特征；對所述疲勞特征進行識別，得到疲勞狀態識別結果。實現了RSVP?BCI作業過程中用戶的疲勞狀態識別，解決了現有技術中RSVP?BCI作業過程中無法有效掌握用戶在疲勞狀態的問題。

技術領域

本發明涉及疲勞檢測技術領域，尤其涉及一種面向RSVP腦-機接口的疲勞檢測方法。

背景技術

速序列視覺呈現(rapid serial visual presentation，RSVP)指在相同的空間位置序列性地高速呈現圖像的過程。基于RSVP的腦-機接口(Brain-computer interface，BCI)，通過檢測圖像序列高速呈現過程中小概率目標刺激誘發的大腦響應，從而識別使用者所關注的目標圖象。RSVP-BCI技術利用人類視覺系統的圖像處理和理解能力，具有比機器視覺更加高效的信息處理能力。并且，相比于人工標記，RSVP-BCI技術具有省時、高效等優勢。RSVP-BCI技術已被逐漸應用于人臉識別、醫學圖像分析等海量圖像/信息處理領域。

基于RSVP-BCI技術的作業系統需要操作人員時刻保持相對較高的專注度，從而保證穩定的工作績效。然而，長時程、高注意力的視覺信息處理極易引發腦力疲勞，引起中樞神經系統對視覺信息處理能力的下降，導致作業人員出現注意力不集中、反應遲緩、警覺水平和工作能力下降的狀況，極大影響工作績效，造成信息的誤判、漏判，甚至操作失誤引發安全隱患。

因此，急需建立一種有效的用戶疲勞狀態監測技術，實時掌握用戶在作業過程中的疲勞狀態變化。當檢測到用戶處于疲勞狀態時，及時實施外部干預，避免用戶過度疲勞，從而降低信息誤判風險。面向RSVP-BCI 的疲勞檢測技術可實現用戶疲勞狀態的有效監測，保證了作業績效的穩定性，為長時程作業過程中的疲勞預警提供了技術支持。

發明內容

鑒于上述的分析，本發明旨在提供一種面向RSVP腦-機接口的疲勞檢測方法，用以解決現有技術中RSVP-BCI作業過程中無法有效掌握用戶在疲勞狀態的問題。

本發明提供一種面向RSVP腦-機接口的疲勞檢測方法，包括以下步驟：

以一定頻率的RSVP方式呈現圖像內容，當目標圖像出現時，被試作出行為反應，并記錄其行為學信息，期間通過評分量表標記被試疲勞狀態；

提取被試者腦電信號，并對所述腦電信號進行預處理，以功率譜密度作為疲勞特征；

對所述疲勞特征進行識別，得到疲勞狀態識別結果。

上述技術方案的有益效果為：通過上述方法實現了RSVP-BCI作業過程中用戶疲勞狀態的識別。

進一步地，提取被試腦電信號具體包括：使用腦電采集系統，以前額為地，電極Cz為參考，在一定的采樣頻率采集腦電初始信號；通過帶通濾波器和陷波器進行帶通濾波和去除工頻干擾，提取得到被試腦電信號。

進一步地，對所述腦電信號進行預處理，具體包括：對所述腦電信號帶通濾波到一定的頻率范圍，得到濾波后的腦電信號，將所述濾波后的腦電信號截取為數據片段。

上述進一步技術方案的有益效果為：通過對腦電信號進行預處理，將腦電信號截取為數據片段，便于對該腦電信號對應的功率譜密度進行分析。

進一步地，將所述濾波后的腦電信號截取為數據片段，具體包括：將所述濾波后的腦電信號截取為多個時長相同并且有一定時長重疊的數據片段。