[发明专利]基于多重分形消除趋势波动分析的脑电测谎方法

说明书

本发明公开了一种基于多重分形消除趋势波动分析的脑电测谎方法，该方法包括以下步骤：一、脑电测谎判断阈值设定：采用与处理器连接的参数设置单元对脑电信号提取装置的脑电测谎判断阈值进行设定；二、脑电信号采集：采用Pz电极对被测试者头部顶点的脑电信号进行实时提取，并通过脑电信号采集设备按照预先设定的采样频率f对Pz电极提取的脑电信号同步进行采集，且将所采集的脑电信号同步传送至处理器；三、脑电信号分析处理，过程如下：脑电信号接收与同步存储、脑电信号特征提取、说谎与否判断和说谎与否判断结果输出。本发明方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好，能简单、快速对说谎状态进行准确检测。

技术领域

本发明属于脑电信号处理技术领域，尤其是涉及一种基于多重分形消除趋势波动分析的脑电测谎方法。

背景技术

测谎技术作为司法审讯的一种辅助手段，对刑事案件事实的侦查和证明发挥着重要的作用，现已得到广泛应用。如何准确有效地识别谎言，对于司法机关工作人员来说就显得尤为重要，研究谎言的检测方法具有重大的现实意义。1912年，美国研制的多导测谎仪主要通过呼吸、脉搏、血压、皮肤电压等生理变化指标来判别谎言，由于上述参数易受主观因素的影响，使得检测结果难以保证准确无误，误报和漏报率高。1989年，Rosenfeld提出事件相关电位(ERP)的测谎改进方法，其原理是利用受试者接受与案情相关的刺激时产生的P300诱发电位的脑电波变化来判定谎情。

事件相关电位(ERP，event-related potential)是一种特殊的脑诱发电位，通过有意地赋予刺激以特殊的心理意义，利用多个或多样的刺激所引起的脑电位，它反映了认知过程中大脑的神经电生理的变化，也被称为认知电位，也就是指当人们对某课题进行认知加工时，从头颅表面记录到的脑电位，也称为ERP脑电位，对应的脑电波信号为ERP脑电波信号。

事件相关电位(ERP)测谎研究中主要涉及的诱发电位是P300和N400，其中P300诱发电位的脑电波信号为250ms～700ms的正向波，N400诱发电位的脑电波信号为潜伏期为200ms～500ms的负向波。P300诱发电位的脑电波信号的典型特征是潜伏期、波幅和波面积。由于P300诱发电位是大脑在“无意识”过程中产生的，不会出现“把无当有”的情况，较科学有效地帮助警方侦破案件。随后，众多研究者对ERP测谎技术提出多种改进，如幅值差(即BAD方法)、线性相关系数(即BCD方法)、频谱估计值(即功率谱估计)、小波系数、脑网络结构等，上述处理方法主要以脑电信号的时域、频域特征参数为评价标准展开研究，如BAD方法和BCD方法这两种经典的信号分析处理方法，都利用单通道的P300诱发电位的脑电波信号幅值信息区分诚实和欺骗性反应。赵敏等提出的多通道幅值和受试者的反应时间相结合的方法以及Dey S提出的小波特征提取同样能有效地反映出欺骗和诚实之间的显著差异，并与BAD方法和BCD方法对比得到了较好的结果。但上述处理方法虽然提高了单次响应下诱发脑电信号的信噪比，并且直观地反映出了诚实和欺骗行为之间的差异，但是没有考虑到脑电信号的非线性和混沌特性，造成部分信息损失。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于多重分形消除趋势波动分析的脑电测谎方法，其方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好，能简单、快速对说谎状态进行准确检测。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于多重分形消除趋势波动分析的脑电测谎方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤一、脑电测谎判断阈值设定：采用与处理器连接的参数设置单元对脑电信号提取装置的脑电测谎判断阈值进行设定；

所述脑电信号检测装置包括Pz电极，所述Pz电极为按照国际标准“10/20”电极安放方法布设在被测试者头部顶点的脑电电极；