基于多类特征融合的脑疲劳检测研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1研究的目的与意义

疲劳是一种在经过长期体力工作或者脑力工作后的一种身体状态，处于疲劳状态的人会产生一种主观不适感，具体表现为全身肌肉酸痛、头晕乏力、警惕性降低、注意力不集中、身体反应力下降等，给正常的工作与生活带来了不便，不仅导致工作效率大幅降低，甚至可能带来极大的危害。

疲劳实际上是一种抽象的概念，学术界至今也没有一个统一的准确定义。疲劳大致上可以分为肉体疲劳和精神疲劳，肉体疲劳主要是由过度的体力劳动引起的，主要表现为肌肉酸痛，浑身无力等，故也经常被称为体力疲劳或者肌肉疲劳，精神疲劳主要是因为长时间高强度的脑力劳动引起的生理机能下降与机制混乱，多表现为主观意识上的疲乏和代谢水平的浮动。本次课题的主要研究对象是精神疲劳，如无特别说明，下文所说疲劳皆为精神疲劳。短期的精神疲劳通常由过大强度或者过长时间的工作活动并且缺乏休息所致，而长期的精神疲劳通常由持续的精祌压力、甚至某些身心疾病、某些刺激神经药物或者酒精等的滥用、不良的睡眠习惯饮食习惯所致，长期处于疲劳状态严重情况下可能导致慢性疲劳症候群以及其他身心疾病。生活中经常会出现各种因疲劳引起的疾病所产生的悲剧，1998年8月14日，中国上海第六粮油食品公司的职工唐英才在工作中猝死，因而引发了中国首例有关过度疲劳致死的诉讼案例。由于现在社会中产生的工作和生活的压力，大多数人或多或少都会处于疲劳状态，也有很多工作人员都存在超长时间或超高工作强度的情况，“过劳死”也走进了人们的视线。

2. 研究的基本内容与方案

脑电信号能更加直接、客观地反映大脑的活动情况，有着更高的时间分辨率，且无法人为控制和伪造，因此本文中采用脑电信号来进行疲劳监测的研究。脑电信号的提取方法主要有电极采集技术和功能核磁共振成像技术，现有脑电信号相关的应用研究大多数基于多通道湿电极，本文也是基于湿电极采集技术，采集脑电信号进行研究，将得到的脑电信号脑电信号经过降噪去伪迹、特征提取、特征过滤、特征降维、特征选择、疲劳估计这几个步骤，得出判断结果。

首先通过实验，在被试完成指定任务的过程中，诱发出被试的疲劳状态，并同时记录被试的脑电信号以及任务完成情况。然后使用快速傅里叶变换，获得原始脑电信号在各个频带上的功率谱密度特征。为了去除特征中与疲劳无关的噪音，拟采用线性动力系统中的相关算法对特征进行平滑降噪，并将所有特征通过主成分分析提取出主要成分，从中去除与疲劳标记值相关性较差的特征。最后将扩展剩余特征为动态特征组，使用隐马尔科夫模型进行分类，得出结果。

3. 研究计划与安排

（1）第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，学习毕业设计研究内容所需理论的基础。确定毕业设计方案，完成开题报告。

（2）第4－5周：熟悉掌握基本理论，完成英文资料的翻译，熟悉开发环境。

（3）第6－9周：利用matlab实现脑疲劳检测的基本流程。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 傅佳伟，石立臣，吕宝粮, 基于eeg的警觉度分析与估计研究综述. 中国生物医学工程学报，2009，28(4)：589-596

[2] ranjith g. epidemiology of chronic fatiguesyndrome. occupational medicine，2005，55(1)：13-19

[3]公安部交通管理局. 中华人民共和国道路交通事故统计年报. 2009，无锡公安部交通管理研究所.