[发明专利]一种基于脑电波的视频卡顿极限值的估量方法

摘要

一种基于脑电波的视频卡顿极限值的估量方法属于包括沮丧或亢奋在内的用户情绪变化检测领域，其特征在于，首先，提取观看时各合格被试者包括各卡顿时段在内全部脑电波图，标注出各卡顿时段的开始和终止时刻，以此为起点，再标注出大脑皮层处理各卡顿应激信号时间，继之，参照脑电波到达手部肌肉神经元约需0.1秒的脑科学公知常识，估计出大脑皮层发出应激脑电波的可能时段，按照末位α波后的第一个小于50μV的波即第一个β波的原则找到对应的候选卡顿极限值，从各受试者所有卡顿时段中找出卡顿开始、终止时刻起全部卡顿极限候选值，其中两个时间值最大者分别为检测用户情绪变化的卡顿极限值，本发明同时为评价卡顿故障效果提供了参考用的底线参数。

主权项

1.一种基于脑电波的视频卡顿极限值的估量方法，其特征在于，视频卡顿极限值是指从各卡顿时段开始或结束时刻起到大脑皮层中顶叶或枕叶区产生第一个β波这段时间在不同被试者处于同一卡顿时段内时的最大值，所述第一个β波是指在卡顿开始时刻由专注视频时的α波转换到情绪沮丧时刻的β波时产生的第一个β波，或者是指在卡顿结束时刻被试者由平静等待的α波转换到情绪亢奋的β波时产生的第一个β波，所述第一个β波偶尔还包括电磁屏蔽实验室内由仪器产生的电磁干扰或/和当受试者疲劳时由大脑皮层上的中前额区发往眼睛神经元执行眨眼动作的脑电波在大脑皮质中顶叶或/和枕叶区诱发的干扰电位，这种情况不能排除，这时所述的第一个β波往往是mV级的，比正常时产生的μV级的脑电波要大的多，这种第一个β波的测量方法是在一个基于脑电波的视频卡顿极限值测量系统中依次按以下步骤实现的：步骤(1)，构造一个基于脑电波的视频卡顿极限值测量系统，以下简称系统，包括：视频观看客户端电脑、脑电信号采集仪和数字信号处理器DSP：脑电信号采集仪，采用德国BRAIN PRODUCTS公司的actiCAP Xpress Twist产品，其中包括：脑电波EEG电极帽，以下简称电极帽，64通道EEG放大器和脑电信号记录仪，其中：电极帽，包含64个actiCAP主动电极，以国际10‑20标准分布，地电极在FP1和FP2之间，FP1和FP2是位于大脑皮层上的额极叶，64通道EEG放大器，其附设的模拟带通滤波器的截止频率为0.531～70Hz，脑电信号记录仪，采样频率为500Hz，步骤(2)，在所述的电磁屏蔽实验室内依次按以下方法测量所述视频卡顿极限值：步骤(2.1)，数据处理器DSP形成含有不同时长卡顿的合成视频，存储在视频观看客户端电脑中步骤(2.1.1)，向所述数据处理器DSP输入BBC动物纪录片，步骤(2.1.2)，从所述BBC动物纪录片中设定片段个数、设定片段时长的内容不重复的多个片段，步骤(2.1.3)，把全部片段按设定的组数均分，每组内的片段数均相等，再从其中任选一组视频片段为对照组，其余均为测试组，步骤(2.1.4)，对各所述测试组，在视频片段开始播放后的设定时刻，分别随机插入不同时长的卡顿，构成合成的卡顿视频，输出到视频观看客户端电脑，存储；步骤(2.2)，选定设定数量D的合格被试者，当各人的脑电波处于平静状态下在所述视频观看客户端电脑上观看所述合成的卡顿视频，逐个作脑电波采集实验，“合格”是指身体条件合格、大脑皮层和每个电极间的阻抗小于10KΩ以及观看行为符合规范，步骤(2.3)，舍去视频观看专注度不合格的被试者的数据，得到数据合格的被试者的脑电波数据，步骤(2.4)，合格EEG脑电波数据的预处理，把合格EEG数据的参考电位改为TP9和TP10，TP9、TP10位于大脑皮层上的顶颞区，步骤(2.5)，依次按照以下步骤测量每位被试者的卡顿极限值步骤(2.5.1)，在数据处理器DSP中设定：卡顿开始或终止的视觉信号经视网膜传送到人脑的时间t1＝75mS,人处理视觉信号的时间为t2＝200mS，大脑皮层中的负责处理视觉信息的枕叶向控制脸部表情的肌肉或眼睛的神经元发出脑电波所需的时间不大于100mS，即小于控制手臂运动的时间，用t3＝100mS表示，视觉信号从视网膜到出现脑部控制脸部情绪反应的脑电波所需时间为375mS，不大于或等于t1、t2、t3之和，随被试者年龄或健康状况有所差异，步骤(2.5.2)，把被试者的所有片段信号连接在一起构成一位被试者在观看视频过程中完整的脑电波图，步骤(2.5.3)，从所述卡顿的合成视频中调入每一位被试者在观看视频全过程中用N表示的卡顿发生次数、发生时卡顿的起始时刻t_B及结束时刻t_E,用表示第n次卡顿的起始时刻，用表示第n次卡顿的结束时刻，n＝1,2,…,N，对各被试者均相同，步骤(2.5.4)，在步骤(2.5.2)中的每位被试者的完整脑电波图中标注上各次卡顿发生的起始时刻和各次卡顿结束时刻同时以时刻为起点，标注出从时刻起到用于控制脑部最迟产生沮丧情绪的脑电波为止的时刻又以时刻为起点，标注出从时刻起到用于控制脑部最迟产生亢奋情绪的脑电波为止的时刻步骤(2.5.5)，从步骤(2.5.4)中得到：以时刻为起点的产生沮丧情绪的脑电波用t_B,E表示时，脑电波在时间内产生，单位mS，以时刻为起点的产生沮丧情绪的脑电波用t_S,E表示时，脑电波在时间内产生，单位mS，步骤(2.5.6)，在每一位被试者的完整脑电波图中，找出在N个发现卡顿的时段内：在以卡顿开始时刻作为起点时，产生沮丧情绪的脑电波可能发生的区间在以卡顿结束时刻作为起点时，产生亢奋情绪的脑电波可能发生的区间步骤(2.5.7)，在每一位被试者的2N个时段内找出50μV以下且在时间上最早出现的脑电波作为的用出现时刻表示的第一个β波和及各自所对应的时刻，由于每位被试者脑电波出现的时刻和幅度都不相等，对于总数为D的被试者而言，总共获得2N×D个脑电波及其产生的时刻，步骤(2.5.8)，从各位被试者各在N个卡顿时段中得到的总共2N×D个第一个β波的发生时刻中分别挑选一个发生或终止时刻最迟的作为发生或终止时刻的卡顿极限值，表示为或者从而分别得到了一个对应于各被试者从同一个电极上得到的卡顿极限值中最大的一个卡顿极限值，步骤(2.6)，从步骤(2.5.8)的结果中找出所有被试者最大的两个所述的卡顿极限值。