1.一種智能輔助睡眠中的睡眠狀態(tài)識別方法,其特征在于,包括:
采集用戶在智能輔助睡眠中產(chǎn)生的生物電信號;
根據(jù)預(yù)先訓(xùn)練的分類器模型的信號特征類型,從所述生物電信號中提取相應(yīng)的信號特征數(shù)據(jù);
將所述信號特征數(shù)據(jù)輸入所述分類器模型,識別用戶當(dāng)前的睡眠狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能輔助睡眠中的睡眠狀態(tài)識別方法,其特征在于,所述從所述生物電信號中提取相應(yīng)的信號特征數(shù)據(jù)的步驟包括:
對生物電信號進(jìn)行基線提取,計算所述基線的變化幅度;其中,所述變化幅度為基線最大值減去最小值;
在生物電信號去掉基線后,對所述生物電信號進(jìn)行小波分解,獲得小波系數(shù);根據(jù)小波系數(shù)計算小波系數(shù)的特征參數(shù);包括均值、方差,峭度系數(shù)和/或斜度系數(shù);
在生物電信號去掉基線后,計算生物電信號的LZ復(fù)雜度和樣本熵;
所述將所述信號特征數(shù)據(jù)輸入所述分類器模型,識別用戶當(dāng)前的睡眠狀態(tài)的步驟包括:
將所述基線的變化幅度、小波系數(shù)的特征參數(shù)、LZ復(fù)雜度和樣本熵輸入所述分類器模型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能輔助睡眠中的睡眠狀態(tài)識別方法,其特征在于,所述將所述信號特征數(shù)據(jù)輸入所述分類器模型,識別用戶當(dāng)前的睡眠狀態(tài)的步驟包括:
計算所述腦電信號的樣本熵,將該樣本熵與預(yù)先計算的樣本熵閾值進(jìn)行比較,若所述樣本熵大于所述樣本熵閾值,則判定用戶當(dāng)前處于清醒狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能輔助睡眠中的睡眠狀態(tài)識別方法,其特征在于,所述生物電信號包括為腦電信號;
所述從所述生物電信號中提取相應(yīng)的信號特征數(shù)據(jù)的步驟,還包括:
在小波重構(gòu)中提取所述生物電信號的δ波頻段、θ波頻段、α波頻段和β波頻段的信號;
計算δ波頻段、θ波頻段、α波頻段和β波頻段的能量在總能量中的比例系數(shù);
計算δ波頻段,θ波頻段,α波頻段,β波頻段能量最大的時間長度;
其中,輸入所述分類器模型的數(shù)據(jù)包括:所述變化幅度、特征參數(shù)、LZ復(fù)雜度、血氧飽和度參數(shù)、比例系數(shù)及。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于催眠術(shù)的智能輔助睡眠方法,其特征在于,所述計算δ波頻段、θ波頻段、α波頻段和β波頻段的能量在總能量中的比例系數(shù)的方法包括如下公式:
rδ=∑(yδ)2/ptotal
rθ=∑(yθ)2/ptotal
rα=∑(yα)2/ptotal
rβ=∑(yβ)2/ptotal
其中ptotal=∑(yδ)2+∑(yθ)2+∑(yα)2+∑(yβ)2,yδ,yθ,yα和yβ分別表示重構(gòu)后的δ頻段、θ頻段、α頻段和β頻段的信號,rδ,rθ,rα和rβ分別代表δ頻段、θ頻段、α頻段和β頻段的信號的能量在總能量的比例。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于催眠術(shù)的智能輔助睡眠方法,其特征在于,所述計算δ波頻段,θ波頻段,α波頻段,β波頻段能量最大的時間長度的方法包括如下公式:
式中,cδ,cθ,cα和cβ表示δ頻段、θ頻段、α頻段和β頻段的信號在當(dāng)前幀內(nèi)所占能量比例最大的時間長度,分別表示第i秒內(nèi)δ頻段、θ頻段、α頻段和β頻段的信號的能量在總能量的比例。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的智能輔助睡眠中的睡眠狀態(tài)識別方法,其特征在于,還包括:在訓(xùn)練所述分類器模型時,采用網(wǎng)格測試方法選擇最優(yōu)的懲罰因子C,rbf核的參數(shù)σ的參數(shù)σ,其中,所述懲罰因子C、參數(shù)σ的取值范圍分別是C:2-2~212,σ:2-2~210;
同時調(diào)節(jié)懲罰因子C和參數(shù)σ,將識別率最高的參數(shù)作為最優(yōu)的參數(shù);并在獲得最優(yōu)的參數(shù)后,利用最優(yōu)的參數(shù)在訓(xùn)練數(shù)據(jù)上重新訓(xùn)練分類器,然后在測試數(shù)據(jù)上進(jìn)行測試;
將在測試數(shù)據(jù)上取得最優(yōu)總體識別率的分類器模型作為最佳的分類器模型進(jìn)行使用。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能輔助睡眠中的睡眠狀態(tài)識別方法,其特征在于,所述睡眠狀態(tài)包括:清醒,非眼快動睡眠和眼快動睡眠;其中,非眼快動睡眠入睡期,淺睡期,中等睡眠期和深度睡眠期四個狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能輔助睡眠中的睡眠狀態(tài)識別方法,其特征在于,檢測非眼快動睡眠入睡期,淺睡期,中等睡眠期和深度睡眠期四個狀態(tài)包括如下步驟:
從腦電信號中檢測K綜合波,當(dāng)檢測到K綜合波時,判斷用戶當(dāng)前處于非眼快動睡眠的S2周期;
根據(jù)δ波波形特征從所述腦電波中檢測δ波,統(tǒng)計檢測到δ波的數(shù)量;并根據(jù)δ波的數(shù)量確定用戶的非眼快動睡眠的S3和S4周期。
10.一種智能輔助睡眠中的睡眠狀態(tài)識別系統(tǒng),其特征在于,包括:
采集模塊,用于采集用戶在智能輔助睡眠中產(chǎn)生的生物電信號;
提取模塊,用于根據(jù)預(yù)先訓(xùn)練的分類器模型的信號特征類型,從所述生物電信號中提取相應(yīng)的信號特征數(shù)據(jù);
識別模塊,用于將所述信號特征數(shù)據(jù)輸入所述分類器模型,識別用戶當(dāng)前的睡眠狀態(tài)。