基于EEG腦網(wǎng)絡的情感分析與識別.pdf

1、情感是人類生活的一部分，其產生與表達受到人腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)的控制。研究人類情感表達的腦機制與腦功能差異，一方面可以幫助提高智能計算機對人類情感的識別與模擬能力，從而提高人機交互的能力；另一方面，有助于提高人類精神類疾病的自動化診斷與輔助治療等。但是目前情感識別率普遍較低，因此需要尋找新的有效特征或方法以提高情感識別率?，F(xiàn)有的眾多研究已經(jīng)表明，結合了復雜網(wǎng)絡理論的EEG功能腦網(wǎng)絡可以有效感知人腦功能性變化，從而進一步提高情感的識別率。本文使

2、用DEAP數(shù)據(jù)構建4種情感EEG功能腦網(wǎng)絡，提取網(wǎng)絡屬性，分析腦網(wǎng)絡的同步性與差異性；選取局部屬性特征進行情感識別，提高了情感的識別率；引入動態(tài)腦網(wǎng)絡的概念，給出一種基于動態(tài)連接的EEG功能腦網(wǎng)絡情感識別方法，和一種新的基于網(wǎng)絡屬性的、適于動態(tài)腦網(wǎng)絡的非均勻分段與子狀態(tài)劃分的方法。研究表明使用基于動態(tài)連接腦網(wǎng)絡的方法，可以進一步提高情感識別率。
　　本研究主要內容包括：⑴分析不同情感EEG功能腦網(wǎng)絡的同步性與差異性。由于使用不同構

3、建方法可能對研究結果帶來影響，因此使用互信息與相位鎖值兩種不同的同步性測量方法，在DEAP數(shù)據(jù)集上構建不同效價與喚醒度下的基于靜態(tài)連接的EEG功能腦網(wǎng)絡，分析了不同情感刺激下的人腦信息處理的同步性與差異性，研究表明兩種構建方法下得到的結論基本一致，不同效價與喚醒度下人腦功能網(wǎng)絡的全局與局部信息處理能力不同，并且在不同的頻段下腦網(wǎng)絡組間差異不同。⑵對比腦網(wǎng)絡上的不同屬性，進行特征選擇。結合復雜網(wǎng)絡理論，通過提取網(wǎng)絡均值、全局屬性與局部屬性

4、節(jié)點度和中間中心度等特征，分析發(fā)現(xiàn)采用局部屬性，尤其是非單一的節(jié)點度加中間中心度屬性進行組間分類，可以有效提高情感的識別率。⑶給出基于動態(tài)連接的EEG功能腦網(wǎng)絡情感分析與識別的方法。引入動態(tài)腦網(wǎng)絡概念，給出一種基于動態(tài)連接的EEG功能腦網(wǎng)絡情感分析與識別的方法，同時借鑒微狀態(tài)研究方法，提出一種新的基于網(wǎng)絡屬性的子狀態(tài)劃分方法。該方法采用多種全局屬性確定 K值，通過該 K值進行K-means聚類，從而得到能夠有效表征時變性差異的子狀態(tài)。研