[發明專利]一種腦機融合的神經信號測謊方法

有效

• 申請號: 202110028261.4
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112869754B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 潘綱;王翰文;祁玉;余航;王躍明
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: A61B5/369
• 分類號: A61B5/369;A61B5/374;A61B5/16
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 王琛

本發明公開了一種腦機融合的神經信號測謊方法，其利用多種不同類型的刺激構建快速視覺序列呈現的序列，獲得被試的腦信號后，有效預處理和降維，最后用自編碼器學習分類和提取有效特征，使得本發明能夠有效抵御對抗方法，并且有較好的魯棒性。本發明將快速序列視覺呈現范式應用到了測謊領域，并且通過算法有效提取特征和分類數據，具有較好的抗干擾性和準確率。

技術領域

本發明屬于腦電數據分析技術領域，具體涉及一種腦機融合的神經信號測謊方法。

背景技術

說謊是人類生活中經常發生的事情，但是說謊包含了大量的神經活動，很難被準確識別。現有的測謊儀主要是基于對于外周神經系統的測量，包括心臟的、血管的和皮膚電生理的活動。作為一種直接測量中樞神經信號的方法，腦電測謊可以直接測量被試說謊時大腦的反應，基本的腦電測謊使用的是事件相關電位的方法，被試對于不同類型的刺激的腦信號反應是不同；對于可疑的信息，知情的被試就會有特殊的腦電反應，而不知情的被試就不會產生這些反應。

文獻[Farwell L A,Donchin E.The Truth Will Out:InterrogativePolygraphy(Lie Detection)With Event-Related Brain Potentials[J].Psychophysiology,1991,28(5):531-547]首次提出使用犯罪場景中物品的名稱作為刺激構建測謊范式，該范式被稱為GKT范式，其中包含三種類型的不同刺激：可疑刺激、目標刺激和無關刺激；可疑刺激是犯罪現場中的物件的單詞，可以引起知情被試的腦信號反應；目標刺激需要被試特定反應，可以使被試集中注意力；無關刺激是可疑刺激的對照，是與犯罪現場不相關的單詞；實驗得出，在多次重復的情況下，知情被試對于可疑刺激的反應顯著大于無關刺激。

盡管GKT范式在普通的測謊環境中有比較好的效果，但是文獻[Rosenfeld J P,Soskins M,Bosh G,et al.Simple,effective countermeasures to P300-based testsof detection of concealed information[J].Psychophysiology,2004,41(2):205-219]提出了非常簡單有效的方法來對抗GKT測謊，通過幾種簡單的對抗動作讓測謊的準確率從92％降低到了42％。

為了解決對抗動作的問題，文獻[Howard,Bowman,Abdulmajeed,etal.Breakthroug Percepts-(Sub)liminal Salience Search and EEG DeceptionDetection on the Fringe of Awareness[J].Journal of Vision,2015]提出把快速序列視覺呈現范式應用到了測謊領域，文獻中把被試的姓名與其余不相關的姓名作為刺激的內容，得到了兩種信號的顯著區別。但是，該文獻技術只討論了以被試的姓名作為刺激，這種刺激是被試固有的特征，對于任務相關的信息，包括犯罪現場相關的圖片或詞語，是否能有效還存在一定的疑問。

因此一種可靠的能夠抵抗對抗動作的，能夠用于檢測任務相關刺激的測謊方法是具有十分重要的價值的。

發明內容

鑒于上述，本發明提出了一種腦機融合的神經信號測謊方法，其利用多種不同類型的刺激構建快速視覺序列呈現的序列，獲得被試的腦信號后，有效預處理和降維，最后用自編碼器學習分類和提取有效特征，使得本發明能夠有效抵御對抗方法，并且有較好的魯棒性。

一種腦機融合的神經信號測謊方法，包括如下步驟：

(1)通過對可疑信息和無關信息組合生成RSVP(rapid serial visualpresentation task，快速序列視覺呈現任務)刺激序列，該序列分為三類即由單個可疑圖片、對照圖片、目標圖片分別與多個隨機圖片組合形成的圖片序列；