[发明专利]基于脑电信号的立体显示视疲劳评价方法、系统、装置

说明书

本发明属于脑神经科学以及信息技术领域，具体涉及了一种基于脑电信号的立体显示视疲劳评价方法、系统、装置，旨在解决利用脑电图对视疲劳进行评估准确性低的问题。本发明方法包括：获取设定时间内的脑电信号作为输入信号；对输入信号进行滤波、去噪处理，获得预处理信号；提取预处理信号的特征向量；通过视疲劳评价模型计算预处理信号的特征向量属于预设的各疲劳等级的概率；以概率值最大的疲劳等级作为输入信号的疲劳等级。本发明使用脑电信号作为评价立体视觉疲劳的指标，其更加客观，更加可靠，并且系统搭建简单，方法简单易学，评价过程连续，评价时间少，具有极高的可操作性。

技术领域

本发明属于脑神经科学以及信息技术领域，具体涉及了一种基于脑电信号的立体显示视疲劳评价方法、系统、装置。

背景技术

当用户长时间观看3D内容时，会出现恶心、呕吐、出汗等视疲劳症状，极大的阻碍了3D技术的普及和发展，因此研究一种能够对用户视疲劳状态进行监控的方法十分必要。

脑电信号(EEG，Electroencephalograph)是脑细胞的节律性电活动在大脑皮层总体反应，可以通过放置在头皮上的电极检测得到。按照不同波段脑电图可以划分为δ(1-4Hz)、θ(4-7Hz)、α(8-13Hz)、β(14-30Hz)和γ(30-40Hz)五种节律波。针对这五种波形同视疲劳之间的关联，国内外学者进行了大量的研究，人们发现随着视疲劳程度的上升，其α波段和θ波段的功率显著增高而γ和δ波段的功率下降。但是，其功率同视疲劳之间的量化关系却始终没有得到阐明，因此也无法利用传统方法结合脑电图对视疲劳程度进行准确的建模。另外，由于当前对脑电信号的处理流程并没有一个标准的方法，有些研究只对脑电图信号进行简单的带通滤波便计算对应的功率属性、有些研究在滤波之外又执行了更为严格的伪迹剔除标准，这种差异导致许多研究结果存在较大差异，因此利用脑电图对视疲劳进行准确评估也无从谈起。这就要求我们在利用脑电图进行视疲劳评估时，不仅要制定合理的实验流程同时也要遵循统一的脑电信号处理规范。

总的来说，现有的技术无法利用脑电图对视疲劳程度进行准确的评估。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即利用脑电图对视疲劳进行评估准确性低的问题，本发明提供了一种基于脑电信号的立体显示视疲劳评价方法，包括：

步骤S10，获取设定时间内的脑电信号作为输入信号；

步骤S20，对所述输入信号进行滤波、去噪处理，获得预处理信号；

步骤S30，提取所述预处理信号的特征向量；

步骤S40，通过视疲劳评价模型计算所述预处理信号的特征向量属于预设的各疲劳等级的概率；

步骤S50，以概率值最大的疲劳等级作为输入信号的疲劳等级。

在一些优选的实施例中，所述视疲劳评价模型，其构建方法为：

步骤B10，获取多组预设条件的脑电信号作为训练数据集；获取训练数据集对应的疲劳等级作为训练数据标签集；

步骤B20，依据所述训练数据集，采用基于脑电信号的立体显示视疲劳评价方法权利要求1步骤S20-步骤S30方法，分别获取对应的各训练数据特征向量；

步骤B30，采用指数加权滑动平均算法对所述各特征向量进行平滑处理，获得训练数据对应的各平滑特征向量；

步骤B40，分别计算所述各平滑特征向量属于预设的疲劳等级的概率，依据各平滑特征向量对应的训练数据标签，通过岭回归的方法建立视疲劳评价模型。

在一些优选的实施例中，步骤S20中“对所述输入信号进行滤波、去噪处理，获得预处理信号”，其方法为：