基于心电和脑电数据融合的人体精神疲劳检测研究

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1、分类号!￡圣垒!UDC621．8密级公开编号10299s0802060江蒜大擎硕士学位论文基于心电和脑电数据融合的人体精神疲劳检测研究ECGandEEGBasedDetectionofHumanMentalFatigue指导教!J币歪旦里星作者姓名王智渣申请学位级别亟±专业名称一捡i堡9撞苤皇自动丝装量论文提交日期2Q!】生墨县论文答辩日期至Q】]生鱼旦学位授予单位和日期江菱太堂至Q】】生鱼月评阅人学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文

2、。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生处办理。／本学位论文属于不保密叫。学位论文作者签名：王镭洁．2011年莎月16日独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机

3、构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：3-．镏姥3．ofl年6窍％B江苏人学硕士学位论文摘要疲劳是人体的一个复杂的生理状态，主要表现为身心疲惫，注意力和工作效率下降。现今社会有很多场合要求精神饱满，如驾驶员疲劳驾驶、高空作业、飞行员高空工作、外科医生手术等，否则容易出现重大事故造成严重后果，所以对人体进行疲劳检测是必须的。本文首先对国内外人体疲劳检测研究的相关文献进行了查阅综合与调研，学习和研究了脑电信号和心电信号的形成机理和生理特点；在此基础上，提出了基于心电和脑电

4、数据融合的人体精神疲劳检测方法。将小波软硬阈值折中消噪法应用于心电和脑电进行消噪预处理；重点分析和研究了希尔伯特黄变换(HHT)和基于衡量时问序列复杂度的近似熵方法在脑电疲劳特征量提取中的‘应用，同时利用样本熵方法研究了心率变异性信号的非线性特性并对心率变异性信号进行了线性特性分析；引入基于统计学习理论的支持向量机(SVM)方法对所得特征量进行分类识别，最后进行了人体主观认证，验证了本文提出方法的有效性。用Matlab对所采用的方法进行了程序编写和调试，结果表明希尔伯特黄变换(HHT)结合近似熵方法能从脑电信号中有效获取疲劳特征信息；从心率变异性信号中能以另一侧面有效提取人体疲劳特

5、征信息；用支持向量机分析脑电信号和心电信号的特征参数并进行特征融合，能够较好地将疲劳状态与其它人体状态区分，并且结合心电和脑电的疲劳特征可以更有效的对人体疲劳状态进行检测。关键词：脑电信号，心率变异性信号，HHT，近似熵，样本熵，支持向量机基于心电和脑电数据融合的人体精神疲劳榆测ABSTRACTFatigueisastateofawarenessdescribingarangeofafflictions，usuallyassociatedwithphysicaland／ormentalweakness，thoughvaryingfromageneralstateoflethargy

6、toaspecificwork·inducedburningsensationwithinone’Smuscles．Inoureverydaylife，fatiguetestingisquitenecessarysinceitiscrucialtokeepsoberinordertoavoidcatastrophicaccidents．Inthefirstsection，abriefreviewofcurrentresearchonthefatiguetestingforhumanbodywasgiven，andtheformationofEEGandECGaswellasthep

7、hysiologicalcharacteristicsweredescribedindetails．Inthesequel，detectionofmentalfatiguemethodwasproposed．Firstofall，thehardandsoftthresholdsinwaveletswereappliedtotheECGandEEGsignalstoremovethenoises．Next，it，wasfocusedonanalysisoftheappl