基于变尺度符号化补偿传递熵的EEG压力情感分析
2021-11-12高云园王翔坤田玉平佘青山
中国生物医学工程学报 2021年4期
高云园 王翔坤 田玉平* 佘青山 董 骅
1(杭州电子科技大学自动化学院,杭州 310018)2(浙江省脑机协同智能重点实验室,杭州 310018)3(中国信息通信研究院安全研究所,北京 100191)
引言
人类的情感复杂且易变,对情感的识别和分析对注意力、决策、知觉、记忆等许多认知活动有积极的影响。认知心理学和神经心理学的研究表明,情感的产生和变化与中枢神经系统功能直接相关[1],这为使用脑电信号(electroencephalography, EEG)对情感分析提供了理论依据。在各种各样的现有情感中,压力对健康的潜在影响尤其值得注意,长时间承受压力可能会严重影响身心健康,从而引起或加剧高血压和冠状动脉疾病等疾病[2]。
通常认为压力和平静具有互补性[3],所以常常将这两种情感放在一起研究。最近的一些研究也表明,使用非线性的方法研究压力和平静状态下EEG的规律性,可以成功区分这两种状态[4]。目前,大多数研究是利用脑区通道的时域或者频域特征,如Nie等[5]利用快速傅里叶变换,通过提取处理后的EEG信号不同频带的对数能量作为特征,进行效价维度的两类情感识别;Arturo等[6]提出多元样本熵和多元排列熵用于特征提取,采用决策树和支持向量机对不同尺度下EEG通道的熵值组合进行判别;Zheng等[7]使用异质迁移学习的方法,从具有时空特性的眼睛的扫视轨迹进行知识迁移,以提升EEG情感模型被试迁移的性能。
大脑神经元之间存在着同步性活动,情感变化时,脑区通道间信息交互就会产生相应变化,使用脑网络,利用通道间的信息交互可以有效提升情感识别的准确率,研究人员已经基于这一点进行了分析。……
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