Pz',并结合步骤一中设定的Hurst指数判断阈值HPz和多重分形谱宽度判断阈值W Pz,所述处 理器1调用差值比较模块对此时被测试者说谎与否进行判断:当HPz'>HPz且W Pz'<WPJ寸,判 断为此时被测试者没有说谎;否则,判断为此时被测试者说谎;
[0094]步骤304、说谎与否判断结果输出:所述处理器1将步骤303中作出的说谎与否判断 结果输出。
[0095] 根据本领域公知常识,事件相关电位(ERP,event-related potential)是一种特 殊的脑诱发电位,通过有意地赋予刺激以特殊的心理意义,利用多个或多样的刺激所引起 的脑电位,它反映了认知过程中大脑的神经电生理的变化,也被称为认知电位,也就是指当 人们对某课题进行认知加工时,从头颅表面记录到的脑电位,也称为ERP脑电位,对应的脑 电信号为ERP脑电信号。其中,赋予刺激指的是对被测试者赋予一次刺激。此处,对被测试者 赋予刺激指的是对被测试者进行一次测谎提问。因而,步骤二中所述的对被测试者赋予刺 激指的是引起事件相关电位的刺激,具体是对被测试者进行一次提问。
[0096] 其中,步骤302中所述的多重分形消除趋势波动分析模块为多重分形消除趋势波 动分析法(multifractal detrended fluctuation analysis,MF_DFA)模块。
[0097] 多重分形消除趋势波动分析法(multifractal detrended fluctuation analysis,MF-DFA)是2002年如1^11^肚等[2()]在消除趋势波动分析法(DFA)的基础上提出 的,详见〈〈Multifractal detrended fluctuation analysis of non-stationary time series》,作者Kantelhardt J W,Zschiegner S A,Koscielny_Bunde E,et al.,2002年发 表于Physica A-statistical Mechanics&Its Applications。
[0098] 本实施例中,所述处理器1与报警单元5连接,所述报警单元5由处理器1进行控制。 并且,所述处理器1分别与显示器6和计时电路7连接。
[0099] 同时,所述脑电信号提取装置8与脑电信号采集设备3之间接有脑电信号放大器9, 通过脑电信号放大器9对脑电信号提取装置8所提取的脑电信号进行放大处理。
[0100]本实施例中,所述报警单元5为声光报警装置。如图1所示,所述处理器1、参数设置 单元2、存储器4、脑电信号放大器9、脑电信号采集设备3、报警单元5、显示器6和计时电路7 组成脑电测谎系统。
[0101]本实施例中,步骤302中进行脑电信号特征提取之前,还需对当前分析处理周期内 所采集脑电信号xPz(i)进行预处理;
[0102] 对当前分析处理周期内所采集脑电信号XPz(i)进行预处理时,先对脑电信号XPz (i)进行去除眼电伪迹处理,再对去除眼电伪迹处理后的脑电信号xpz(i)进行滤波处理。
[0103] 本实施例中,步骤304中进行说谎与否判断结果输出时,通过所述报警单元5同步 进行报警提示。
[0104] 本实施例中,步骤一中进行脑电测谎判断阈值设定时,过程如下:
[0105] 步骤101、按照常规的ERP实验方法,对被测试者随机赋予三种刺激,三种刺激分别 为探测刺激、无关刺激和靶刺激;三种刺激的测试次数均为多次,其中无关刺激出现的概率 为70%,探测刺激和靶刺激出现的概率均为15% ;
[0106] 对被测试者赋予任一种刺激时,均按照步骤二中所述的方法进行脑电信号采集;
[0107] 步骤102、将赋予多次探测刺激时脑电信号采集设备3采集的多个脑电信号XPz(i) 进行叠加平均,得到探测刺激下的脑电信号X Pz(i),再按照步骤301至步骤302中所述的方法 计算得出脑电信号Xpz (i)的Hur st指数HPzm和多重分形谱宽度WPzM;
[0108] 同时,将赋予多次无关刺激时脑电信号采集设备3采集的多个脑电信号XPz(i)进行 叠加平均,得到无关刺激下的脑电信号X' Pz(i),再按照步骤301至步骤302中所述的方法计 算得出脑电信号X'pz(i)的Hurst指数H Pzm和多重分形谱宽度WPzm,详见图5和图6;
[0109] 步骤103、
计算得出Hurst指数判 断阈值HPz和多重分形谱宽度判断阈值WPz。
[0110] 步骤102中所述的"叠加平均"指的是"求和后取平均值"。
[0111] 其中,ERP实验方法为事件相关电位实验方法,并且对被测试者随机赋予三种刺 激,按照常规的新异刺激Oddbal 1范式进行刺激。其中,Oddbal 1范式是诱发P300等与刺激概 率有关的ERP成分时常用的经典实验范式。
[0112]研究显示,自传体信息更容易诱发出相对明显的事件相关电位P300波即诱发电位 为P300的脑电信号。此时,ERP实验中分别采用被测试者的家乡和无关城市作为测试信息, 以"你知道XX吗?"的形式出现,刺激序列的编排和出现依据典型的新异刺激Oddball范式, 包括三种刺激信息。其中被试的家乡作为探测刺激,即要求故意隐瞒并否认的项;另选5个 对被试无特殊意义的城市名称作为无关刺激,问题"你知道北京吗? "作为靶刺激,要求被测 试者对无关刺激和靶刺激做诚实回答。
[0113]上述七个刺激随机出现160次,其中无关刺激112次即出现概率为70%,探测刺激 和靶刺激均为24次即出现概率为15%,每个刺激显示1.5s,相邻两个刺激的时间间隔为2s。 被测试者按照实验要求,对随机出现的刺激问题判断后进行回答。每一次赋予刺激过程中, 均按照步骤二中所述的方法进行脑电信号采集。
[0114] 本实施例中,步骤二中所述的tl = 500ms,t2 = 1500ms。
[0115]实际使用时,可根据具体需要,对tl和t2的取值大小进行相应调整。
[0116]其中,步骤二中所述的"在被测试者赋予刺激前的时间段tl内和对被测试者赋予 刺激后的时间段t2内",指的是从赋予刺激前500ms至赋予刺激后1500ms这2000ms时间段内 进行脑电?目号米集。
[0117]本实施例中,步骤二中进彳丁脑电彳目号米集时,米样频率f为1kHz。
[0118]本实施例中,步骤一中所述脑电信号检测装置还包括Fz电极;所述Fz电极为按照 国际标准"10/20"电极安放方法布设在被测试者头部中央点的脑电电极;
[0119]所述脑电信号提取装置的脑电测谎判断阈值还包括所述Fz电极的脑电测谎判断 阈值,所述Fz电极的脑电测谎判断阈值包括Hurst指数判断阈值HFz和多重分形谱宽度判断 阈值 Wfz,其中 Hfz和Wfz均为常数,HFz = 0 · 9035 ~0 · 9985,WFz = 0 · 6972 ~0 · 8377;
[0120] 步骤二中进行脑电信号采集时,对被测试者赋予刺激前的时间段tl内和对被测试 者赋予刺激后的时间段t2内,均采用所述Fz电极对被测试者头部中央点的脑电信号进行实 时提取,并通过脑电信号采集设备3按照预先设定的采样频率f对所述Fz电极提取的脑电信 号同步进行采集且将所采集的脑电信号同步传送至处理器1;
[0121] 所述Fz电极提取的脑电信号记作Fz脑电信号,所述Fz脑电信号为因赋予刺激诱发 的诱发脑电信号且其诱发电位为事件相关电位,所述事件相关电位为P300;
[0122]步骤三中进行脑电信号分析处理,过程如下:
[0123] 步骤301中进行脑电信号接收与同步存储时,所述处理器1还需将所接收到的脑电 信号XFz(i)同步存储至存储器4内;
[0124] 所述脑电信号XFz(i)包括N个采样周期内采集的Fz脑电信号;
[0125] 步骤302中进行脑电信号特征提取时,所述处理器1还需调用多重分形消除趋势波 动分析模块计算得出脑电信号xfz(i)的Hurst指数H Fz'和多重分形谱宽度WFz' ;
[0126] 步骤303中得出的说谎与否判断结果为根据脑电信号XFz(i)判断得出的说谎与否 判断结果;
[0127] 步骤303中完成说谎与否判断后,还需根据步骤302中得出的Hurst指数HFz'和多重 分形谱宽度WFz',并结合步骤一中设定的Hurst指数判断阈值HFz和多重分形谱宽度判断阈 值W Fz,所述处理器1调用差值比较模块对此时被测试者说谎与否进行判断:当HFz'>HFz且 WFz ' <WFz时,判断为此时被测试者没有说谎;否则,判断为此时被测试者说谎;此时,所得出 的说谎与否判断结果为根据脑电信号x Fz(i)判断得出的说谎与否判断结果;
[0128] 步骤304中进行说谎与否判断结果输出之前,还需判断根据脑电信号XPz(i)判断得 出的说谎与否判断结果和根据脑电信号x Fz(i)判断得出的说谎与否判断结果是否一致:当 根据脑电信号xPz(i)判断得出的说谎与否判断结果和根据脑电信号x Fz(i)判断得出的说谎 与否判断结果一致时,进入步骤304;否则,所述处理器1输出本次测谎无效。
[0129] 本实施例中,步骤一中对所述Fz电极的脑电测谎判断阈值进行设定时,过程如下: [0130]步骤A1、按照常规的ERP实验方法,对被测试者随机赋予三种刺激,三种刺激分别 为探测刺激、无关刺激和靶刺激;三种刺激的测试次数均为多次,其中无关刺激出现的概率 为70%,探测刺激和靶刺激出现的概率均为15% ;
[0131]对被测试者赋予任一种刺激时,在被测试者赋予刺激前的时间段tl内和对被测试 者赋予刺激后的时间段t2内,均采用所述Fz电极对被测试者头部中央点的脑电信号进行实 时提取,并通过脑电信号采集设备3按照预先设定的采样频率f对所述Fz电极提取的脑电信 号同步进行采集且将所采集的脑电信号同步传送至处理器1;
[0132] 步骤A2、将赋予多次探测刺激时脑电信号采集设备3采集的多个脑电信号XFz(i)进 行叠加平均,得到探测刺激下的脑电信号X Fz(i),再按照步骤301至步骤302中所述的方法计 算得出脑电信号Xfz (i)的Hur st指数HFzm和多重分形谱宽度WFzM;
[0133] 同时,将赋予多次无关刺激时脑电信号采集设备3采集的多个脑电信号XFz(i)进行 叠加平均,得到无关刺激下的脑电信号X' Fz(i),再按照步骤301至步骤302中所述的方法计 算得出脑电信号X'FZ(i)的Hurst指数H Fzm和多重分形谱宽度WFzm,详见图5和图6;
[0134]
算得出Hurst指数判断 阈值HFz和多重分形谱宽度判断阈值WFz。
[0135]步骤A2中所述的"叠加平均"指的是"求和后取平均值"。<