[发明专利]一种基于脑电波的视频卡顿极限值测量方法

说明书

一种基于脑电波的视频卡顿极限值的测量方法属于用户观看视频时情绪变化检测领域，其特征在于，提取观看时各合格被试者每次实验时各次卡顿时段全程脑电波信号；接着进行时频分析，得到各受试者在每个时频点归一化功率矩阵；再按β波频率范围、大脑皮层中顶叶、枕叶部分电极通道范围对脑电波信号取平均值，得到一次卡顿试验中有卡顿或无卡顿时在各时刻功率幅值；在对所有无卡顿信号和有卡顿信号取平均值后最后按时刻对有卡顿的样本和无卡顿的样本进行双边置换检验，若两组样本的均值有显著差异，且p<0.05，则此时刻即脑电波反应起始时刻。各被试者在观看过程中所有卡顿时段内所述起始时刻最大值，即卡顿极限值，适用于对视频服务的评价。

技术领域

本发明涉及认知情绪变化的检测领域，具体而言，涉及一种基于脑电波的视频卡顿极限 值的测量方法，主要针对视频卡顿现象引起的用户负面情绪的检测，利用脑电波监测手段， 在大脑顶叶、枕叶部分对β波段进行分析，并运用统计方法检验特征信号出现显著性差异时 的时间约为350ms，即当单次卡顿时长超过350ms时，用户会产生明显的负面情绪。为基于 脑电波监测用户在观看视频时遇到卡顿现象的情绪反应提供监测方法。

背景技术

据中国宽带发展联盟发布的2017年第二季度《中国互联网在线视频体验评估报告》显 示，我国第二季度互联网在线视频平均卡顿率为0.09％(即平均播放10分钟的视频出现 0.54秒的卡顿)，平均首次播放时延为895ms(即用户点击开始播放后，平均在1秒钟内出 现视频画面)。

视频清晰度、视频初始缓冲和视频卡顿已经成为用户观看视频时最为关心的因素，也是 业内形成共识的视频体验衡量标准。其中，用户对视频清晰度的可接受范围比较大；视频初 始缓冲在用户观看视频过程中的出现频率较低，因而对用户的体验影响有限；而视频卡顿， 则在整个视频播放过程中，尤其是在线视频播放过程中，因为出现频率高和原因复杂，几乎 不可避免而且常见，对用户的体验影响最大，引起用户情绪反应变化也最大。

传统的对用户观看视频体验时的卡顿应用，如Fidel Liberal于2009年网页质量评估 的研究中利用五点量表进行评价和论文[1]提到，主要以通过访谈或问卷形式的主观评价方 式为主。这种方式缺乏使用过程中实时体验的测量，同时主观报告可能涉及多个心理过程， 还会受到社会赞许性和主试效应等因素的影响。

电生理技术可以更加深入了解用户在观看视频体验过程中的认知情绪变化。皮电、心电 和脑电是用户体验研究领域最为典型的三类电生理指标，主要涉及用户体验过程中认知和情 感状态的测量：(1)在皮电相关指标中，皮肤电导水平能有效地反映用户使用产品时的情绪 唤醒度和认知努力程度；(2)在心电相关指标中，心率对用户的情绪体验敏感，而心率变异 性对用户的心理负荷变化敏感；(3)在脑电相关指标中，α波和β波是用户情绪变化和心理 负荷的有效指标。

与皮电和心电相比,脑电的测量为我们了解用户体验过程中的认知情绪变化提供了更 加直接的证据。脑电波(Electroencephalogram，EEG)是一些自发的有节律的神经电活 动，其频率变动范围在每秒1－30次之间，可划分为四个波段，即δ(1－3Hz)、θ(4－7Hz)、α(8－13Hz)和β(14－30Hz)。其中，β波频率为14～30Hz，幅度为100～150μV，当精神 紧张和情绪激动或亢奋时出现此波。这种成分对应着人的负面情绪。同时，顶叶和枕叶产生 的β波功率最大。因此，取β波段和顶叶、枕叶通道的功率进行分析即可确定卡顿引发负面 情绪的起始时刻。

本发明提供了一种基于脑电波的视频卡顿极限值的测量方法，主要针对视频卡顿现象引 起的用户负面情绪的检测，利用脑电波监测手段，在大脑顶叶、枕叶部分对β波段进行分析， 并运用统计方法检验特征信号出现显著性差异时的时间约为350ms，即当单次卡顿时长超过 350ms时，用户会产生明显的负面情绪。为基于脑电波监测用户在观看视频时遇到卡顿现象 的情绪反应提供监测方法。从而，在评价作为视频服务质量评估中的一个卡顿时长问题时， 从宏观的角度提供了一个用户可能接受的极限值。

发明内容