於鹏 严良文 陈佳乐 余越 曹可乐 黄闪 董旭东

0 引言

精神疲劳是指由脑力劳动繁重、神经系统紧张程度过高而引起的精神疲怠现象，属于人体的一种亚健康状态，往往在长时间从事一项相同的、超负荷的工作后会产生这种状态[1]，同时会造成工作效率下降，严重时会对人的身体造成损伤。所以，对人体进行疲劳状态的评估具有重要意义。

目前关于精神疲劳的评估方法主要源于主观和客观两个方面。主观方面的评定方法主要是采纳问卷调查的形式，这种方法不仅用于评估疲劳，在情绪、精神负荷、心情等多种心理表现的评估上也有所应用，广泛应用于航空疲劳和驾驶疲劳的评定中。因为人体的生理信号在疲劳时的特征表现与非疲劳状态时相比有着较大的改变，所以客观评定法可以通过提取人的生理信号进行分析评判。现在用于疲劳检测的生理信号主要有生化信号、脑电、眼电、心电、肌电、光电容积脉搏波(photoplethysmography, PPG)等[2]。

生化信号涉及到人体的激素水平、体液变化、血糖、血脂等，需要进行有创提取，并做一系列的化学分析，步骤十分繁琐。李明爱等[3]证明了脑电信号可以用于判断疲劳驾驶，是评定人体精神状态的常用手段，但是采集脑电信号的配套设备较为昂贵；眼电信号通过获取一段时间内眼睛状态的变化来反映疲劳状态；心电信号通过分析心率变异率(heart rate variability, HRV)来判断人体疲劳状态；肌电信号能够体现肌肉的功能状态从而反映人体的疲劳状态，但上述4种信号在采集时都需要进行多点采集，会给使用者会带来不便。……