[发明专利]一种基于相位锁定值构建脑功能网络的驾驶疲劳检测方法

摘要

本发明涉及驾驶疲劳检测领域，具体为一种基于相位锁定值构建脑功能网络的驾驶疲劳检测方法，通过分别采集在清醒时间和测试时间内驾驶时的脑电信号，并对其进行去噪处理、分解和重构，然后分别对每两个通道计算在清醒时间内和测试时间序列内的相位锁定值PLV，并根据PLV形成通道在清醒时间内和测试时间序列内的功能连接矩阵，设置连接强度阈值并与功能连接矩阵中每个元素值进行比较，以分别获取清醒时间内和测试时间序列内通道间连接关系并形成受试者清醒时间内和测试时间序列内的脑功能网络，对比分析清醒时间内和测试时间序列内的脑功能网络拓扑结构在三个子频带的差异，以判断测试时间序列内是否处于驾驶疲劳状态，检测的可靠性和准确性较高。

主权项

1.一种基于相位锁定值构建脑功能网络的驾驶疲劳检测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.使用脑电信号采集设备采集受试者分别在清醒时间和测试时间内驾驶时的脑电信号；其中脑电信号采集设备中每个电极的位置作为一个脑功能网络节点，电极个数为节点个数N；S2.对脑电信号进行去噪处理，以提高脑电信号的信噪比；S3.对去噪处理后的脑电信号进行分解和重构，按频率范围重构三个子频带波形，其中θ波频率为4‑8Hz，α波频率为8‑13Hz，β波频率为13‑30Hz；S4.重构后的信号中每个脑功能网络节点作为一个通道；对每两个通道计算在清醒时间内的相位锁定值PLV，以获取清醒时间内每两个通道的耦合关系；将测试时间划分为多个测试时间序列，对每两个通道计算在测试时间序列内的相位锁定值PLV，以获取测试时间序列内每两个通道的耦合关系；相位锁定值PLV表示两个通道间的连接强度，分别利用清醒时间内和测试时间序列内相位锁定值PLV形成通道在清醒时间内和测试时间序列内的功能连接矩阵；PLV的计算使用公式(1)：其中，是两个通道在清醒时间内和测试时间序列内的相位差，每个通道在清醒时间内和测试时间序列内的相位使用希尔伯特变换获取，i∈N为脑功能网络节点，PLV值在[0，1]之间，0为通道间无连接，1为通道间完全连接；S5.设置连接强度阈值并与功能连接矩阵中每个元素值进行比较，以分别获取清醒时间内和测试时间序列内通道间连接关系；元素值大于或等于连接强度阈值的为两个通道间连接，否则为两个通道间无连接；S6.根据通道间连接关系，形成受试者清醒时间内和测试时间序列内的脑功能网络；对比分析清醒时间内和测试时间序列内的脑功能网络拓扑结构在三个子频带的差异，以判断测试时间序列内是否处于驾驶疲劳状态。