[发明专利]一种认知负荷与心理压力的测量方法及终端

说明书

本申请公开一种认知负荷与心理压力的测量方法及终端。所述认知负荷与心理压力的测量方法，包括：获取被测量者的人体PPG信号；根据人体PPG信号和认知负荷与心理压力的关联性分析结果，预测被测量者的认知负荷与心理压力水平。所述测量终端包括采集模块和测量模块；采集模块通过与所述测量终端连接的PPG信号采集设备采集PPG信号；测量模块执行上述认知负荷与心理压力的测量方法。本申请采用上述基于人体PPG波形的认知负荷与心理压力测量方法，根据人体特征PPG信号预测认知负荷与心理压力水平，大大提高了测量结果的准确性和实时性。

技术领域

本申请涉及计算机和生理心理学领域，尤其涉及一种认知负荷与心理压力的测量方法及终端。

背景技术

在人机交互过程中，除了传统的交互方式，机器对人体生理心理状态的感知日趋重要。然而，如何通过传感器获取到人体的心理状态信息，尤其是认知负荷与心理压力状态，一直未被有效解决。

PPG(photoplethysmograph，全称血管容积脉搏波描记法)指利用光电手段将血管容积变化反映为电信号。通过PPG获取的血管容积变化波形称为PPG信号。人体毛细血管受人体植物神经控制，而植物神经又会随着人体认知负荷与心理压力水平不同处于不同的状态。因此，血管容积的变化中就包含着人体认知负荷与心理压力水平的信息。然而如何从PPG信号中提取出认知负荷与心理压力水平信息一直是业界的一项难题。

目前已有的手段通常利用皮肤电阻、心电等手段，在皮肤电阻和心电信号中提取出HRV，再根据HRV进行认知负荷与心理压力测量。这种方法步骤较为复杂，本质上是利用了频域的信息，但测量的准确性和实时性都有待提升。

发明内容

本申请提供了一种人体PPG信号的认知负荷与心理压力测量方法，包括如下步骤：

获取被测量者的人体PPG信号；

根据PPG信号和认知负荷与心理压力的关联性分析结果，预测被测量者的认知负荷与心理压力水平。

如上所述的认知负荷与心理压力测量方法，其中，获取被测量者的PPG信号，包括通过接触式采集PPG信号的设备采集被测量者的PPG信号、或通过非接触式采集PPG信号的设备采集被测量者的PPG信号。

如上所述的认知负荷与心理压力测量方法，其中，所述方法还包括对被测量者的PPG信号进行预处理，具体包括滤波、平滑和归一化处理。

如上所述的认知负荷与心理压力测量方法，其中，所述方法还包括获取PPG信号和认知负荷与心理压力的关联性分析结果，具体包括如下子步骤：

获取大量原始PPG信号；

根据大量原始PPG信号，确定PPG信号和认知负荷与心理压力的关联性分析结果。

如上所述的认知负荷与心理压力测量方法，其中，根据大量原始PPG信号，确定PPG信号和认知负荷与心理压力的关联性分析结果，具体包括：获取大量原始PPG信号的波形形态，根据PPG波形形态确定PPG信号和认知负荷与心理压力的关联性分析结果；

或，使用深度学习算法对大量原始PPG信号进行学习训练，得到PPG信号和认知负荷与心理压力的关联性分析结果。

如上所述的认知负荷与心理压力测量方法，其中，根据PPG波形形态确定PPG信号和认知负荷与心理压力的关联性分析结果，具体包括利用统计学方法寻找PPG信号的波形形态和认知负荷与心理压力的拟合关系；或，利用机器学习算法训练出根据PPG波形的形态特征预测出认知负荷和心理压力的模型。

本申请还公开一种测量终端，包括采集模块和测量模块；所述采集模块通过与所述测量终端连接的PPG信号采集设备采集PPG信号；所述测量模块执行上述认知负荷与心理压力的测量方法。