[发明专利]基于脑电信号的室内视觉环境满意度分析方法

权利要求书

1.一种基于脑电信号的室内视觉环境满意度分析方法，包括以下步骤：

步骤1：通过纸质问卷方式和网络调查问卷方式对于室内视觉环境图片进行情感刺激图片的筛选；

步骤2：通过受试者观看情感刺激图片，同步采集30个导联的脑电图；

步骤3：采用单因素方差分析法对每一个导联进行显著性分析，即求取每一导联的P值，以筛选出在各个特征空间及频段显著性较强的导联；

步骤4：从步骤3中所获得的P值中筛选出所有小于0.05的数值，根据所筛选出的数值确定其所对应的导联名称、所属频段及特征空间，分别寻找出每张情感刺激图片所诱发的脑电信号在上述导联及其相应的频段与特征空间上的最大值，根据获取的最大值确定所对应的室内视觉环境图片，将图片结合室内设计原理，对青少年室内视觉环境的偏好进行分析。

2.根据权利要求1所述的基于脑电信号的室内视觉环境满意度分析方法，其特征在于，在步骤1中，所述纸质问卷方式为对原始室内视觉环境图片进行初选，优选出具有较好情感刺激效果的室内视觉环境图片；

所述网络调查问卷方法为首先对纸质问卷筛选后的具有较好情感刺激效果的室内视觉环境图片进行网络调查，然后对网络问卷的调查结果采用克朗巴哈的Alpha系数进行可信度分析，根据不同的分析结果筛选最佳刺激图片，并将其标上满意、一般、不满意的标签。

3.根据权利要求2所述的基于脑电信号的室内视觉环境满意度分析方法，其特征在于，所述纸质问卷方式采用1～3分的计分方法，其中1分代表不满意，2分代表一般，3分满意，计算每张图片得分的总和，根据得分由高到低从多张原始室内视觉环境图片中筛选出所需张数的图片作为网络调查问卷的图片样本；

所述网络调查问卷方式为：首先对所述图片样本进行网络调查，然后对图片样本进行1～5分的计分，其中1分代表最差，2分代表较差，3分代表一般，4分代表较好，5分代表很好，接着对网络问卷的调查结果采用克朗巴哈的Alpha系数进行可信度分析，计算每张具有调查结果的图片得分的总和，根据得分由高到低从多张室内视觉环境图片中筛选出所需张数的标有满意、一般、不满意标签的最佳刺激图片。

4.根据权利要求1所述的基于脑电信号的室内视觉环境满意度分析方法，其特征在于，在步骤2中，受试者观看情感刺激图片的方式为：

首先在屏幕上出现一个“开始”字符，1.5秒种后屏幕上随机显示已筛选的情感刺激图片，图片在屏幕上持续出现时间为5.5秒，随后有一个3秒的短暂休息，为受试者的放松时间。

5.根据权利要求1所述的基于脑电信号的室内视觉环境满意度分析方法，其特征在于，步骤3的具体步骤为：

步骤3.1：对原始脑电信号进行去噪处理；

步骤3.2：对去噪后的脑电信号分别进行4-8Hz、8-10Hz、8-12Hz、12-30Hz和30-49.5Hz的带通滤波处理；

步骤3.3：对每个进行去噪和滤波处理后的导联脑电信号提取满意、一般、不满意3种情感状态下的能量、功率谱、功率谱左右脑的不对称性、方差4种特征空间，并计算每个导联信号的P值。

6.根据权利要求5所述的基于脑电信号的室内视觉环境满意度分析方法，其特征在于，步骤3.1的具体步骤为：

采用独立分量分析方法对原始30导脑电信号进行盲源分离，通过观察确定分离后的电极微移噪声、眼动伪迹、工频干扰所在通道，并将上述通道所对应的数据置零后重构观测信号，以实现原始脑电信号的噪声去除；

其中，独立分量分析方法采用基于扩展Infomax线性混合模型，迭代次数设置为20，学习率为0.015。

7.根据权利要求1所述的基于脑电信号的室内视觉环境满意度分析方法，其特征在于，在步骤4中，对室内视觉环境图片的分析特征主要包括空间形式、色彩布置、灯光设计、材质运用。

8.根据权利要求1所述的基于脑电信号的室内视觉环境满意度分析方法，其特征在于，在步骤1中，所述情感刺激图片主要包括日常生活室内场景图片、学习环境室内场景图片、娱乐环境室内场景图片。

9.根据权利要求1至8任一项所述的基于脑电信号的室内视觉环境满意度分析方法，其特征在于，采集受试者脑电图的试验设备主要包括：

刺激源播放模块，用来随机播放筛选出的情感刺激图片；

脑电信号采集模块，包括EEG脑电同步检测器、脑电放大器，用于将EEG脑电同步检测器采集到受试者的原始脑电信号通过脑电放大器进行放大与模数转换；

同步显示模块，用来对脑电信号采集模块进行数据采集的同时，同步显示脑电波形；

分析模块，用来对采集到的脑电信号进行处理及室内视觉环境满意度分析。