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基于脑电图数据分析的情感变化的研究

作　者: 姜斐
导　师: 陈志华
学　校: 大连交通大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 脑电图主成分分析情感主成分荷载主成分贡献率
分类号: TN911.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

脑电信息数据的分析研究是人类对人脑思维研究中一个重要研究方法,通过对人脑脑电波信息的分析研究可以发现许多不为我们所知的结果,也可以解释人类行为的一些现象。主成分分析方法是脑电信息研究中的一种普遍方法,但以其为主要方法深入研究脑电图数据的较少,且大部分是附带性地研究,当然结合具体实验进行分析的更是稀少,这就为本课题提供了非常有利的背景。本课题研究的主要目的是通过检测和分析由声音引起愉快和不愉快的情绪时产生在大脑皮层区域之间的脑电活动变化,从而得出人脑与音乐引发的情感之间的关系,在得出结果的基础上讨论得到结果的意义,并为脑信息研究提供试验基础和理论依据。本文主要运用主成分分析等方法对通过实验获取脑电信号数据进行分析处理,提取出第一主成分、第二主成分并计算出第一主成分、第二主成分贡献率和主成分荷载,然后通过这些对脑电数据进行分析。得到的结论有：前头部的电极欣赏喜欢音乐时第一主成分贡献率低于听噪音状态的,第二主成分贡献率则相反。说明由噪音引发的不愉悦的情绪对θ波的影响有减弱的趋势；使得e波与大脑额区的F3、F4更加密切；e波与音乐有一定的关系,音乐诱发的愉悦情绪使得前头部额区的大脑皮层与e波的关系更加密切。通过对第一主成分荷载分析得出,由音乐诱发的愉悦情绪对大脑前头部脑电信号影响比较强,其对大脑右前头部的影响比左前头部要强。本次研究也证实了当音乐诱发出情感时,会使θ波与人脑右前部区域的脑皮层关系密切；由喜欢的音乐刺激所产生出来的欢快,兴奋的情感能够使右前区域的脑电发生变化。综上所述,在不同音乐背景下,大脑左右前头部会受不同音乐所影响,同时音乐也会对人的感觉、情感、情绪等产生重要的影响。欣赏音乐产生的愉悦情感使大脑皮层区域与随之产生的θ波的关系更加密切,这些产生在大脑前头部区域的θ波有可能起到调节情感和思维综合反应的作用。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-9
第一章绪论  9-14
  1.1 课题的研究背景  9-10
  1.2 课题研究的发展及现状  10-12
  1.3 课题研究的理论与实际意义  12-13
  本章小结  13-14
第二章脑电图基本理论知识  14-23
  2.1 简介脑电信号的产生原理  14-15
  2.2 脑电图的描述  15-17
  2.3 脑电图的分类  17-19
  2.4 正常脑电图  19-20
    2.4.1 成人正常脑电图的判断标准  19
    2.4.2 脑电图产生变动的诸多因素  19-20
  2.5 诱发和自发脑电图  20
    2.5.1 诱发脑电  20
    2.5.2 自发脑电  20
  2.6 伪差  20-22
  本章小结  22-23
第三章记录脑电数据  23-28
  3.1 实验目的  23
  3.2 实验对象  23
  3.3 实验设备与环境  23-24
  3.4 脑电极的安装  24-26
    3.4.1 脑电极的安装位置  25
    3.4.2 脑电极的安装方法  25-26
  3.5 实验过程  26-27
    3.5.1 刺激  26-27
    3.5.2 实验步骤  27
  本章小结  27-28
第四章主成分分析方法的理论  28-35
  4.1 主成分分析法简介  28
  4.2 主成分分析的基本思想  28-30
  4.3 主成分的数学模型  30-31
  4.4 主成分的贡献率  31-32
  4.5 主成分分析的计算  32-34
    4.5.1 主成分分析的计算步骤  32-33
    4.5.2 标准化变量的主成分分析  33-34
  本章小结  34-35
第五章脑电信号数据分析的工具  35-43
  5.1 MATLAB简介  35-38
  5.2 EEG Analysis System Tool系统简介  38-41
  5.3 主成分分析功能的设计与实现  41-42
  本章小结  42-43
第六章脑电信号数据分析  43-48
  6.1 实验数据的主成分分析  43-46
  6.2 基于主成分分析的结果讨论  46-47
  本章小结  47-48
结论  48-50
参考文献  50-52
附录主成分分析子系统部分代码  52-59
攻读硕士学位期间发表的学术论文  59-60
致谢  60-61

基于脑电图数据分析的情感变化的研究

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