本發(fā)明屬于醫(yī)療數(shù)據(jù)領(lǐng)域，尤其涉及一種腦電波信號(hào)獲取設(shè)備及方法、一種狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

疲勞是指機(jī)體在一定環(huán)境條件下，由于長(zhǎng)時(shí)間或過(guò)度緊張的體力或腦力勞動(dòng)引起的勞動(dòng)效率趨向下降的狀態(tài)。在醫(yī)學(xué)上，按疲勞的性質(zhì)，疲勞可分為生理疲勞和心理疲勞，對(duì)疲勞狀態(tài)的評(píng)價(jià)可通過(guò)主觀和客觀的方法來(lái)進(jìn)行。主觀評(píng)測(cè)的方法主要依據(jù)主觀調(diào)查表、自我記錄表、睡眠習(xí)慣調(diào)查表和斯坦福睡眠尺度表等來(lái)測(cè)評(píng)被試者的疲勞程度?？陀^測(cè)評(píng)的方法主要從醫(yī)學(xué)角度出發(fā)，借醫(yī)用儀器、設(shè)備等輔助工具測(cè)試被試者的人體行為、生理、生化方面的某些指標(biāo)的變化，從而確定其疲勞程度。主觀評(píng)價(jià)方法雖然操作簡(jiǎn)單、直接、費(fèi)用低廉、加之對(duì)任務(wù)完成無(wú)干擾、易被接受等優(yōu)點(diǎn)，是一種被廣為采用的評(píng)價(jià)疲勞的方法，但這種方法很難量化疲勞的等級(jí)和程度，又因每個(gè)人的理解有明顯的差異，其結(jié)果往往不能令人滿(mǎn)意。近年來(lái)，腦電圖、眼電圖、心電圖等檢測(cè)與分析技術(shù)取得了很大的進(jìn)步，而且在腦力疲勞研究中，腦電波現(xiàn)已成為最廣泛的評(píng)價(jià)中樞神經(jīng)系統(tǒng)變化的指標(biāo)之一，然而如何將獲得到的腦電波經(jīng)過(guò)處理形成客觀有效的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)個(gè)體狀態(tài)評(píng)估成為亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種腦電波信號(hào)獲取設(shè)備及方法、一種狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)及方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的獲取腦電波數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度低、獲取方式 不便捷，且基于獲取后的腦電波數(shù)據(jù)的評(píng)估結(jié)果針對(duì)性不強(qiáng)，誤判率過(guò)大的問(wèn)題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，提出了一種腦電波信號(hào)獲取設(shè)備，所述設(shè)備包括：

信號(hào)采集單元，用于通過(guò)傳感器電極組采集腦電波信號(hào)；

處理單元，用于接收所述采集到的腦電波信號(hào)，將所述采集到的腦電波信號(hào)依次進(jìn)行放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換形成腦電波數(shù)據(jù)信號(hào)，并發(fā)送所述腦電波數(shù)據(jù)信號(hào)；

信號(hào)輸出單元，用于接收所述腦電波數(shù)據(jù)信號(hào)，將所述腦電波數(shù)據(jù)信號(hào)依次進(jìn)行數(shù)字濾波、頻移鍵控調(diào)制后形成腦電波數(shù)據(jù)，通過(guò)音頻接口發(fā)送所述腦電波數(shù)據(jù)。

本發(fā)明實(shí)施例又提供了一種狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括腦電波信號(hào)獲取設(shè)備和評(píng)估設(shè)備，其中，所述腦電波信號(hào)獲取設(shè)備包括：

信號(hào)采集單元，用于通過(guò)傳感器電極組采集腦電波信號(hào)；

處理單元，用于接收所述采集到的腦電波信號(hào)，將所述采集到的腦電波信號(hào)依次進(jìn)行放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換形成腦電波數(shù)據(jù)信號(hào)，并發(fā)送所述腦電波數(shù)據(jù)信號(hào)；

信號(hào)輸出單元，用于接收所述腦電波數(shù)據(jù)信號(hào)，將所述腦電波數(shù)據(jù)信號(hào)依次進(jìn)行數(shù)字濾波、頻移鍵控調(diào)制后形成腦電波數(shù)據(jù)，通過(guò)音頻接口發(fā)送所述腦電波數(shù)據(jù)；

所述評(píng)估設(shè)備包括：

信號(hào)接收單元，用于接收所述腦電波數(shù)據(jù)，所述腦電波數(shù)據(jù)根據(jù)頻段包括：α波、β波、θ波；

傅里葉變換單元，用于將所述腦電波數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換得到對(duì)應(yīng)頻段的頻段能量，所述頻段能量包括：α波頻段能量、β波頻段能量、θ波頻段能量；

情緒和疲勞狀態(tài)特征值計(jì)算單元，用于根據(jù)所述對(duì)應(yīng)頻段的頻段能量，得到個(gè)體的情緒和疲勞狀態(tài)的特征值，所述情緒和疲勞狀態(tài)包括：對(duì)刺激的反應(yīng) 強(qiáng)度、對(duì)事件的喜惡反應(yīng)、疲勞度，其中，所述對(duì)刺激的反應(yīng)強(qiáng)度為β波頻段能量與α波頻段能量的比值，所述對(duì)事件的喜惡反應(yīng)為個(gè)體左右腦的α波頻段能量的差值，所述疲勞度為α波頻段能量與θ波頻段能量之和與β波頻段能量的比值；

情緒和疲勞狀態(tài)量化值計(jì)算單元，具體用于：

在設(shè)定時(shí)間段內(nèi)，獲取情緒和疲勞狀態(tài)的特征值，并在該設(shè)定時(shí)間段內(nèi)對(duì)該情緒和疲勞狀態(tài)的特征值進(jìn)行采樣，并組成序列；

根據(jù)所述序列二計(jì)算出每個(gè)序列對(duì)應(yīng)的曲線長(zhǎng)度；

得到所述每個(gè)序列對(duì)應(yīng)的曲線長(zhǎng)度的均值，進(jìn)而得到曲線的分維值，所述曲線的分維值即為情緒和疲勞狀態(tài)量化值。

本發(fā)明實(shí)施例又一提供了一種腦電波信號(hào)獲取方法，所述方法包括：

通過(guò)傳感器電極組采集腦電波信號(hào)，所述傳感器電極組包括：分別設(shè)置于人體左右耳朵上沿與發(fā)際處之間的、作為輸入通道采集顳葉腦電波的傳感器電極一，分別設(shè)置于人體左右耳廓且靠近耳垂處的、作為參考通道采集顳葉腦電波的傳感器電極二，及分別設(shè)置于人體左右外耳道的反饋電極；

接收所述采集到的腦電波信號(hào)，將所述采集到的腦電波信號(hào)依次進(jìn)行放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換形成腦電波數(shù)據(jù)信號(hào)，并發(fā)送所述腦電波數(shù)據(jù)信號(hào)；

接收所述腦電波數(shù)據(jù)信號(hào)，將所述腦電波數(shù)據(jù)信號(hào)依次進(jìn)行數(shù)字濾波、頻移鍵控調(diào)制后形成腦電波數(shù)據(jù)，通過(guò)音頻接口發(fā)送所述腦電波數(shù)據(jù)。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種狀態(tài)評(píng)估方法，所述方法包括：

通過(guò)傳感器電極組采集腦電波信號(hào)；將所述采集到的腦電波信號(hào)依次進(jìn)行放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換形成腦電波數(shù)據(jù)信號(hào)，并發(fā)送所述腦電波數(shù)據(jù)信號(hào)；將所述腦電波數(shù)據(jù)信號(hào)依次進(jìn)行數(shù)字濾波、頻移鍵控調(diào)制后形成腦電波數(shù)據(jù)，所述腦電波數(shù)據(jù)根據(jù)頻段包括：α波、β波、θ波；

將所述腦電波數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換得到對(duì)應(yīng)頻段的頻段能量，所述頻段能量包括：α波頻段能量、β波頻段能量、θ波頻段能量；

根據(jù)所述對(duì)應(yīng)頻段的頻段能量，得到個(gè)體的情緒和疲勞狀態(tài)的特征值，所述情緒和疲勞狀態(tài)包括：對(duì)刺激的反應(yīng)強(qiáng)度、對(duì)事件的喜惡反應(yīng)、疲勞度，其中，所述對(duì)刺激的反應(yīng)強(qiáng)度為β波頻段能量與α波頻段能量的比值，所述對(duì)事件的喜惡反應(yīng)為個(gè)體左右腦的α波頻段能量的差值，所述疲勞度為α波頻段能量與θ波頻段能量之和與β波頻段能量的比值；

在設(shè)定時(shí)間段內(nèi)，獲取情緒和疲勞狀態(tài)的特征值，并在該設(shè)定時(shí)間段內(nèi)對(duì)該情緒和疲勞狀態(tài)的特征值進(jìn)行采樣，并組成序列；根據(jù)所述序列二計(jì)算出每個(gè)序列對(duì)應(yīng)的曲線長(zhǎng)度；得到所述每個(gè)序列對(duì)應(yīng)的曲線長(zhǎng)度的均值，進(jìn)而得到曲線的分維值，所述曲線的分維值即為情緒和疲勞狀態(tài)量化值。

本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種腦電波信號(hào)獲取設(shè)備及方法，通過(guò)傳感器電極組采集腦電波信號(hào)，將所述腦電波信號(hào)進(jìn)行處理，得到了腦電波數(shù)據(jù)，并通過(guò)音頻接口發(fā)送所述腦電波數(shù)據(jù)，以便根據(jù)該腦電波數(shù)據(jù)評(píng)估待測(cè)個(gè)體的情緒和疲勞狀態(tài)，使用戶(hù)通過(guò)穿戴設(shè)備即可獲取到個(gè)體自身實(shí)時(shí)的腦電波數(shù)據(jù)，操作便捷且容易佩戴。

本發(fā)明實(shí)施例所又提供一種狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)及方法，通過(guò)傳感器電極組采集腦電波信號(hào)，將所述腦電波信號(hào)進(jìn)行處理，得到了腦電波數(shù)據(jù)，并通過(guò)音頻接口發(fā)送所述腦電波數(shù)據(jù)后，進(jìn)一步地對(duì)該腦電波數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，根據(jù)腦電波的頻段，得到對(duì)應(yīng)頻段的頻段能量，進(jìn)而計(jì)算得到待評(píng)估個(gè)體當(dāng)前的情緒和疲勞狀態(tài)的特征值，對(duì)人體的腦電波以量化的形式體現(xiàn)當(dāng)前的情緒狀態(tài)，專(zhuān)注度水平、放松度水平等形式，對(duì)情緒和疲勞狀態(tài)針對(duì)性的評(píng)估，降低誤判率，實(shí)現(xiàn)自我情緒和疲勞狀態(tài)的準(zhǔn)確評(píng)估。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞 動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的腦電波信號(hào)獲取設(shè)備的原理框圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)的原理框圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的腦電波信號(hào)獲取方法的流程圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的狀態(tài)評(píng)估方法的流程圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的狀態(tài)評(píng)估方法中計(jì)算得到對(duì)刺激的反應(yīng)強(qiáng)度的波形圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的狀態(tài)評(píng)估方法中計(jì)算得到對(duì)事件的喜惡反應(yīng)的波形圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

腦電波(Electroencephalogram,EEG)是大腦在活動(dòng)時(shí)，腦皮質(zhì)細(xì)胞群之間形成電位差，從而在大腦皮質(zhì)的細(xì)胞外產(chǎn)生電流。它記錄大腦活動(dòng)時(shí)的電波變化，是腦神經(jīng)細(xì)胞的電生理活動(dòng)在大腦皮層或頭皮表面的總體反映。

腦電波中按其頻率包括：α波(7-14Hz)、β波(14-30Hz)、θ波(4-7Hz)。腦電信號(hào)蘊(yùn)含著包括思維、情感、精神以及心理等活動(dòng)的豐富內(nèi)容，可以從其電信號(hào)模式和頻率來(lái)加以區(qū)分。如：當(dāng)我們?cè)诨杌栌蛘咛幱谄跁r(shí)，腦電波顯示θ波(4-7Hz)占優(yōu)勢(shì)；當(dāng)我們?cè)谌粘Ｇ逍褷顟B(tài)下，α波(7-14Hz)所占的比例維持在一般的水平；當(dāng)我們?cè)谇逍褷顟B(tài)下閉起雙眼時(shí)，立刻就會(huì)發(fā)現(xiàn)腦電的α波大幅度地增加；在放松、快樂(lè)狀態(tài)下，與α波在整個(gè)腦電分布圖中所占的比例有密切關(guān)系；但是，如果我們閉著眼睛睡著了，意識(shí)模糊了，α波就漸漸消失不見(jiàn)了；當(dāng)我們?cè)谡５那逍褷顟B(tài)下，對(duì)于周遭環(huán)境，包括人、事、物的體驗(yàn)，大都是基于習(xí)慣性的警覺(jué)和反應(yīng)，監(jiān)控并期望著事物都能如我們所 知、所愿地發(fā)生，這時(shí)腦電β波(14-30Hz)出現(xiàn)；在處心積慮而步調(diào)快速的日常生活中，當(dāng)我們心懷緊張、焦慮、激動(dòng)或者注意力不集中時(shí)，β波的電位就顯得更強(qiáng)勁，充分顯示出β波經(jīng)常處于主導(dǎo)地位的狀態(tài)，這當(dāng)然也表示腦部的活動(dòng)趨于活躍、激動(dòng)或亢奮。也是說(shuō)，在腦電波中的α波(7-14Hz)是大腦在低認(rèn)知負(fù)荷時(shí)的主要標(biāo)尺，當(dāng)大腦處于低認(rèn)知負(fù)荷時(shí)，α波所對(duì)應(yīng)的頻段的頻段能量就會(huì)變強(qiáng)；在腦電波中的β波(14-30Hz)是大腦在高認(rèn)知負(fù)荷時(shí)的主要標(biāo)尺，當(dāng)大腦處于高認(rèn)知負(fù)荷時(shí)，β波所對(duì)應(yīng)的頻段的頻段能量就會(huì)變強(qiáng)。

如圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的腦電波信號(hào)獲取設(shè)備的原理框圖，為便于描述，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分，本發(fā)明實(shí)施例提供的腦電波信號(hào)獲取設(shè)備包括：信號(hào)采集單元11、處理單元12、及信號(hào)輸出單元13，其中：

信號(hào)采集單元11，用于通過(guò)傳感器電極組采集腦電波信號(hào)。

在本實(shí)施例中，所述傳感器電極組包括：分別設(shè)置于人體左右耳朵上沿與發(fā)際處之間的、作為輸入通道采集顳葉腦電波的傳感器電極一，分別設(shè)置于人體左右耳廓且靠近耳垂處的、作為參考通道采集顳葉腦電波的傳感器電極二，及分別設(shè)置于人體左右外耳道的反饋電極。

處理單元12，用于接收所述采集到的腦電波信號(hào)，將所述采集到的腦電波信號(hào)依次進(jìn)行放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換形成腦電波數(shù)據(jù)信號(hào)，并發(fā)送所述腦電波數(shù)據(jù)信號(hào)。

在本實(shí)施中，所述處理單元包括放大濾波模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，其中：放大濾波模塊，用于放大輸入電極與參考電極之間的差值，抑制共模噪聲，通過(guò)負(fù)反饋電路得到所述共模噪聲的反相值，并通過(guò)濾波器進(jìn)行濾波；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于對(duì)濾波后的腦電波信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并發(fā)送轉(zhuǎn)換后的腦電波數(shù)據(jù)信號(hào)。

信號(hào)輸出單元13，用于接收所述腦電波數(shù)據(jù)信號(hào)，將所述腦電波數(shù)據(jù)信號(hào)依次進(jìn)行數(shù)字濾波、頻移鍵控調(diào)制后形成腦電波數(shù)據(jù)，通過(guò)音頻接口發(fā)送所述腦電波數(shù)據(jù)。

如圖2示出了是本發(fā)明實(shí)施例提供的狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)的原理框圖，為便于描述，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分，本發(fā)明實(shí)施例提供的所述系統(tǒng)包括腦電波信號(hào)獲取設(shè)備21和評(píng)估設(shè)備22，其中，所述腦電波信號(hào)獲取設(shè)備21包括：

信號(hào)采集單元211，用于通過(guò)傳感器電極組采集腦電波信號(hào)；

處理單元212，用于接收所述采集到的腦電波信號(hào)，將所述采集到的腦電波信號(hào)依次進(jìn)行放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換形成腦電波數(shù)據(jù)信號(hào)，并發(fā)送所述腦電波數(shù)據(jù)信號(hào)；

信號(hào)輸出單元213，用于接收所述腦電波數(shù)據(jù)信號(hào)，將所述腦電波數(shù)據(jù)信號(hào)依次進(jìn)行數(shù)字濾波、頻移鍵控調(diào)制后形成腦電波數(shù)據(jù)，通過(guò)音頻接口發(fā)送所述腦電波數(shù)據(jù)。

所述評(píng)估設(shè)備22包括：

信號(hào)接收單元221，用于接收所述腦電波數(shù)據(jù)，所述腦電波數(shù)據(jù)根據(jù)頻段包括：α波、β波、θ波；

傅里葉變換單元222，用于將所述腦電波數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換得到對(duì)應(yīng)頻段的頻段能量，所述頻段能量包括：α波頻段能量、β波頻段能量、θ波頻段能量；

情緒和疲勞狀態(tài)特征值計(jì)算單元223，用于根據(jù)所述對(duì)應(yīng)頻段的頻段能量，得到個(gè)體的情緒和疲勞狀態(tài)的特征值，所述情緒和疲勞狀態(tài)包括：對(duì)刺激的反應(yīng)強(qiáng)度、對(duì)事件的喜惡反應(yīng)、疲勞度，其中，所述對(duì)刺激的反應(yīng)強(qiáng)度為β波頻段能量與α波頻段能量的比值，所述對(duì)事件的喜惡反應(yīng)為個(gè)體左右腦的α波頻段能量的差值，所述疲勞度為α波頻段能量與θ波頻段能量之和與β波頻段能量的比值；

情緒和疲勞狀態(tài)量化值計(jì)算單元224，具體用于：

在設(shè)定時(shí)間段內(nèi)，獲取情緒和疲勞狀態(tài)的特征值，并在該設(shè)定時(shí)間段內(nèi)對(duì)該情緒和疲勞狀態(tài)的特征值進(jìn)行采樣，并組成序列；

根據(jù)所述序列二計(jì)算出每個(gè)序列對(duì)應(yīng)的曲線長(zhǎng)度；

得到所述每個(gè)序列對(duì)應(yīng)的曲線長(zhǎng)度的均值，進(jìn)而得到曲線的分維值，所述曲線的分維值即為情緒和疲勞狀態(tài)量化值。

在本實(shí)施例中，進(jìn)一步地，所述評(píng)估設(shè)備22還包括：評(píng)估數(shù)據(jù)播報(bào)單元225及評(píng)估數(shù)據(jù)發(fā)送單元226，其中：

評(píng)估數(shù)據(jù)播報(bào)單元225，用于根據(jù)所述情緒和疲勞狀態(tài)量化值，通過(guò)音頻設(shè)備播報(bào)所述評(píng)估數(shù)據(jù)。

評(píng)估數(shù)據(jù)發(fā)送單元226，用于根據(jù)所述情緒和疲勞狀態(tài)量化值，發(fā)送所述評(píng)估數(shù)據(jù)。

在本實(shí)施例中，所述腦電波信號(hào)獲取設(shè)備21還包括評(píng)估反饋單元214，評(píng)估反饋單元214用于通過(guò)音頻接口接收所述評(píng)估數(shù)據(jù)，將所述評(píng)估數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)，根據(jù)設(shè)定的評(píng)估等級(jí)狀態(tài)與所述腦電波信號(hào)生成設(shè)備的顯示狀態(tài)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，反饋所述評(píng)估數(shù)據(jù)。

如圖3示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的腦電波信號(hào)獲取方法的流程圖，為便于描述，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分，本發(fā)明實(shí)施例提供一種腦電波信號(hào)獲取方法，所述方法包括：

步驟S301中，通過(guò)傳感器電極組采集腦電波信號(hào)，所述傳感器電極組包括：分別設(shè)置于人體左右耳朵上沿與發(fā)際處之間的、作為輸入通道采集顳葉腦電波的傳感器電極一，分別設(shè)置于人體左右耳廓且靠近耳垂處的、作為參考通道采集顳葉腦電波的傳感器電極二，及分別設(shè)置于人體左右外耳道的反饋電極；

步驟S302中，接收所述采集到的腦電波信號(hào)，將所述采集到的腦電波信號(hào)依次進(jìn)行放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換形成腦電波數(shù)據(jù)信號(hào)，并發(fā)送所述腦電波數(shù)據(jù)信號(hào)；

所述將所述采集到的腦電波信號(hào)依次進(jìn)行放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換形成腦電波數(shù)據(jù)信號(hào)的方法，具體為：

放大輸入電極與參考電極之間的差值，抑制共模噪聲，通過(guò)負(fù)反饋電路得 到所述共模噪聲的反相值，并通過(guò)濾波器進(jìn)行濾波；

對(duì)濾波后的腦電波信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并發(fā)送轉(zhuǎn)換后的腦電波數(shù)據(jù)信號(hào)。

步驟S303中，接收所述腦電波數(shù)據(jù)信號(hào)，將所述腦電波數(shù)據(jù)信號(hào)依次進(jìn)行數(shù)字濾波、頻移鍵控調(diào)制后形成腦電波數(shù)據(jù)，通過(guò)音頻接口發(fā)送所述腦電波數(shù)據(jù)。

如圖4示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的狀態(tài)評(píng)估方法的流程圖，為便于描述，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分，本發(fā)明實(shí)施例提供一種狀態(tài)評(píng)估方法，所述方法包括：

步驟S401中，通過(guò)傳感器電極組采集腦電波信號(hào)；將所述采集到的腦電波信號(hào)依次進(jìn)行放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換形成腦電波數(shù)據(jù)信號(hào)，并發(fā)送所述腦電波數(shù)據(jù)信號(hào)；將所述腦電波數(shù)據(jù)信號(hào)依次進(jìn)行數(shù)字濾波、頻移鍵控調(diào)制后形成腦電波數(shù)據(jù)，所述腦電波數(shù)據(jù)根據(jù)頻段包括：α波、β波、θ波；

步驟S402中，將所述腦電波數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換得到對(duì)應(yīng)頻段的頻段能量，所述頻段能量包括：α波頻段能量、β波頻段能量、θ波頻段能量。

在本實(shí)施例中，所述β波根據(jù)頻段進(jìn)一步分為：β₁波，β₂波，β₃波，具體地，所述β₁波的頻段為14-16Hz；所述β₂波的頻段為16.5-20Hz；所述β₃波的頻段為20.5-28Hz。進(jìn)一步地，亦可根據(jù)傅里葉變換得到對(duì)應(yīng)頻段的頻段能量，所述對(duì)應(yīng)頻段的頻段能量包括：β₁波頻段能量，β₂波頻段能量，β₃波頻段能量。

步驟S403中，根據(jù)所述對(duì)應(yīng)頻段的頻段能量，得到個(gè)體的情緒和疲勞狀態(tài)的特征值，所述情緒和疲勞狀態(tài)包括：對(duì)刺激的反應(yīng)強(qiáng)度、對(duì)事件的喜惡反應(yīng)、疲勞度，其中，所述對(duì)刺激的反應(yīng)強(qiáng)度為β波頻段能量與α波頻段能量的比值，所述對(duì)事件的喜惡反應(yīng)為個(gè)體左右腦的α波頻段能量的差值，所述疲勞度為α波頻段能量與θ波頻段能量之和與β波頻段能量的比值。

在本實(shí)施例中，根據(jù)所述對(duì)應(yīng)頻段的頻段能量，得到個(gè)體的情緒和疲勞狀態(tài)的特征值，所述對(duì)刺激的反應(yīng)強(qiáng)度為β波頻段能量與α波頻段能量的比值， 其計(jì)算式為：所述對(duì)事件的喜惡反應(yīng)為個(gè)體左腦的α波頻段能量與右腦的α波頻段能量的差值，其計(jì)算式為：對(duì)事件的喜惡反應(yīng)＝左腦α波頻段能量-右腦α波頻段能量；所述疲勞度為α波頻段能量與θ波頻段能量之和與β波頻段能量的比值，其計(jì)算式為：

通過(guò)上述關(guān)于對(duì)刺激的反應(yīng)強(qiáng)度、對(duì)事件的喜惡反應(yīng)、疲勞度的計(jì)算式，可根據(jù)時(shí)間描繪出對(duì)應(yīng)的對(duì)刺激的反應(yīng)強(qiáng)度、對(duì)事件的喜惡反應(yīng)、疲勞度的波形圖。如圖5示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的狀態(tài)評(píng)估方法中計(jì)算得到對(duì)刺激的反應(yīng)強(qiáng)度的波形圖，其中，假設(shè)待測(cè)個(gè)體X，其對(duì)刺激的反應(yīng)強(qiáng)度(Arousal)的波形圖的中心值為A₀，則在t時(shí)刻，待測(cè)個(gè)體X的對(duì)刺激的反應(yīng)強(qiáng)度的值為A_t；如圖6示出了為本發(fā)明實(shí)施例提供的狀態(tài)評(píng)估方法中計(jì)算得到對(duì)事件的喜惡反應(yīng)的波形圖，其中，假設(shè)待測(cè)個(gè)體X，其對(duì)事件的喜惡反應(yīng)(Valence)的波形圖的中心值為V₀，則在t時(shí)刻，待測(cè)個(gè)體X的對(duì)刺激的反應(yīng)強(qiáng)度的值為V_t。理論上，當(dāng)待測(cè)個(gè)體X的情緒一直為平衡時(shí)，對(duì)刺激的反應(yīng)強(qiáng)度的值：A_t-A₀＝0,對(duì)事件的喜惡反應(yīng)的值：V_t-V₀＝0。此時(shí)，在對(duì)應(yīng)的波形圖中，這種一直保持為平衡情緒的函數(shù)波形會(huì)呈現(xiàn)為平行于X軸的直線，而在實(shí)際的應(yīng)用中，待測(cè)個(gè)體X的情緒會(huì)發(fā)生偏離平衡的狀態(tài)，相應(yīng)地，對(duì)刺激的反應(yīng)強(qiáng)度(Arousal)的波形圖與對(duì)事件的喜惡反應(yīng)(Valence)的波形圖會(huì)呈現(xiàn)為圖5、6中不規(guī)則的曲線。

步驟S404中，在設(shè)定時(shí)間段內(nèi)，獲取情緒和疲勞狀態(tài)的特征值，并在該設(shè)定時(shí)間段內(nèi)對(duì)該情緒和疲勞狀態(tài)的特征值進(jìn)行采樣，并組成序列；根據(jù)所述序列二計(jì)算出每個(gè)序列對(duì)應(yīng)的曲線長(zhǎng)度；得到所述每個(gè)序列對(duì)應(yīng)的曲線長(zhǎng)度的均值，進(jìn)而得到曲線的分維值，所述曲線的分維值即為情緒和疲勞狀態(tài)量化值。

進(jìn)一步地，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)的變化度的考量，進(jìn)一步地分別計(jì)算個(gè)體對(duì)刺激的反應(yīng)強(qiáng)度、對(duì)事件的喜惡反應(yīng)、疲勞度的波形曲線的分維值，通過(guò)分維度得到 個(gè)體情緒的變化度，避免了得到個(gè)體的情緒和疲勞狀態(tài)的特征值的線性結(jié)果的不準(zhǔn)確性。

在步驟S404中，所述計(jì)算分維度具體為：在設(shè)定時(shí)間段內(nèi)，獲取個(gè)體的一情緒和疲勞狀態(tài)的特征值，并在該設(shè)定時(shí)間段內(nèi)對(duì)該情緒和疲勞狀態(tài)的特征值進(jìn)行采樣，并組成序列一，所述序列一記為：X(1),X(2)，X(3)……X(n)；

對(duì)所述序列一引入尺度k，形成序列二，所述序列二記為：$X\left(m\right),$$X(m+k),X(m+2k)...X(m+[\frac{n-m}{k}\left]k\right),$其中，m＝(1，2，3......k)；

根據(jù)所述序列二計(jì)算出每個(gè)序列對(duì)應(yīng)的曲線長(zhǎng)度，所述曲線長(zhǎng)度計(jì)算式為：$L_m\left(k\right)=\frac{1}{k}\left({\mathrm{\Σ}}_{i=1}^{\left[\frac{n-m}{k}\right]}(X(m+\mathrm{ik})-X(m+(i-1)k))\right)\left(\frac{n-1}{\left[\frac{n-m}{k}\right]k}\right),$其中，為歸一化因子；

得到所述每個(gè)序列對(duì)應(yīng)的曲線長(zhǎng)度的均值，所述均值(L(k))為：當(dāng)滿(mǎn)足L(k)∝k^-D時(shí)，則得到曲線的分維值，所述分維值為：$D\frac{\log L\left(k\right)}{\log \left(\frac{1}{k}\right)}.$

例如在對(duì)刺激的反應(yīng)強(qiáng)度(Arousal)的波形圖中，在該趨勢(shì)曲線中取n個(gè)采樣點(diǎn)組成序列：X(1),X(2)，X(3)……X(n)；

引入一個(gè)新的尺度k，構(gòu)造出新的序列

$X\left(m\right),X(m+k),X(m+2k)......X(m+[\frac{n-m}{k}\left]k\right),$其中，m＝(1，2，3......k)；

若取k值為4時(shí)，就有：

X(1),X(5)，X(9)……X(97)；

X(2),X(6)，X(10)……X(98)；

……

X(4),X(8)，X(12)……X(100)

可計(jì)算出每個(gè)序列所代表的曲線長(zhǎng)度，計(jì)算式為：

$L_m\left(k\right)=\frac{1}{k}\left({\mathrm{\Σ}}_{i=1}^{\left[\frac{n-m}{k}\right]}(X(m+\mathrm{ik})-X(m+(i-1)k))\right)\left(\frac{n-1}{\left[\frac{n-m}{k}\right]k}\right),$其中，為歸一化因子；

所述L(k)為L(zhǎng)_m(k)的均值，當(dāng)滿(mǎn)足L(k)∝k^-D時(shí)，則得到曲線的分維值，所述分維值為：

上述計(jì)算式中得到的分維值D，可分別計(jì)算出個(gè)體對(duì)刺激的反應(yīng)強(qiáng)度、對(duì)事件的喜惡反應(yīng)、疲勞度的波形曲線的量化值，從而進(jìn)一步地評(píng)估出個(gè)體的情緒與疲勞度。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。