基于脑电和功能磁共振的3D电视视疲劳评估方法研究

摘要

近年来，全球掀起了享受3D视觉盛宴的狂潮，3D电视已走进消费者的日常生活，观看3D电视引起的视疲劳、头昏、恶心等不良症状也引起了人们的重视。本文利用脑电和功能磁共振成像技术研究了观看3D电视与脑功能区变化之间的关系。主要工作如下：
　　1、分析脑电信号α、β、θ、δ四种特征波能量值及(α+θ)/β、α/β、(α+θ)/(α+β)、θ/β四种比值，结合主观评价结果，建立了基于?波能量和(α+θ)/β、α/β、(α+θ)/(α+β)、θ/β四个比值的评估模型对观看3D电视引起的视疲劳进行客观评价。
　　2、为了优化基于能量特征值的视疲劳评估模型，引入功率谱熵和重心频率，建立了基于功率谱熵和重心频率的视疲劳评估模型，该模型准确率较高。
　　3、通过对实验过程中的脑电数据进行分析，发现了观看3D影视过程中大脑状态由清醒到逐渐疲劳到中度疲劳的过程，前20分钟为清醒阶段，20~45分钟视疲劳逐渐增强，40~45分钟疲劳最严重，达到中度疲劳，部分被试出现重度疲劳。
　　4、基于功能磁共振的3D影像视疲劳检测。通过观看3D/2D影视前后的棋盘格刺激实验对比分析，发现观看3D影像后，大脑的激活区域以及激活体素具有显著性差异，主要表现在BA8、BA17、BA18及B19区域，其中BA8（额叶眼动区，FEF）表现最为突出，这与基于脑电信号对观看3D电视引起的视疲劳得出的区域相一致。
　　上述研究表明，长时间观看3D电视会造成视疲劳，从而带来健康隐患。从观看3D电视过程中脑电监测的结果来看，建议观看3D电视的时间不宜过长，最好不要超过40分钟。本文研究结果可以为建立健康3D标准提供客观依据。

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缩略词

第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的研究内容及章节安排

1.4 本章小结

第二章 脑电和功能磁共振成像技术

2.1 脑电信号的产生机理

2.2 脑电信号的特点

2.3 功能磁共振成像技术

2.4 本章小结

第三章 脑电信号采集及预处理

3.1 实验设计和数据采集

3.2 数据采集

3.3 脑电信号预处理及特征提取

3.4 本章小结

第四章 3D电视视疲劳检测的EEG研究

4.1 基于主观评价的视疲劳分析

4.2 基于脑电信号能量特征值的视疲劳分析

4.3 基于功率谱熵和重心频率的视疲劳分析

4.4 基于脑电信号的3D电视视疲劳时间点检测

4.5 本章小结

第五章 基于功能磁共振的3D影像视疲劳研究

5.1 实验设计和数据采集

5.2 数据预处理

5.3 基于功能磁共振的3D影像视疲劳检测

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 本文工作总结

6.2 展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文