第13卷第4期上海电机学院学报Vo1．】3NO．42O1O年JOuRNALOFSHANGHAIDIANJIUNIVERSITY2O10文章编号2095—0020(2010)04—0197—04基于KC的生理性精神疲劳分级的可行性研究张连毅(上海电机学院电子信息学院，上海200240)摘要：研究了不同精神疲劳状态下脑电信号的柯尔莫哥洛夫复杂度(KC)，通过对8例不同精神疲劳状态下脑电信号KC的分析后发现：脑电信号柯尔莫哥洛夫熵的波动范围与精神疲劳的状态有着明显的对应关系；利用KC对生理性精神疲劳进行分级具有一定的可行性。关键词：精神疲劳；脑电信号；柯尔莫哥洛夫复杂度；前额叶皮层；显著性差异中图分类号：R318．04文献标识码：AFeasibilityofMentalFatigueGradeBasedonKolmogorovComplexityZHANGLianyi(SchoolofElectronicsandInformation，ShanghaiDianjiUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：Inthispaper，theKolmogorovcomplexity(KC)ofEEGunderdifferentmentalfa—tiguestatuseswasmeasured．Byanalyzingtherelationshipbetweendifferentmentalfatiguestatu—sesandthecorrespondingKCofEEG，weshowthat1)thevalueofKCisstronglycorrelativewiththementalfatiguestate，andthevalueofmeanKCcorrespondingtoaspecialmentalstatusfluctuateswithinthespecialrange；and2)itmaybepossibletodifferentiatedifferentmentalfa—tiguelevelobjectivelyaccordingtotheKCvalue．Keywords：mentalfatigue；electroencephalogram(EEG)；Kolmogorovcomplexity(KC)；pre—frontalcortex；significantdifference疲劳是一种自我感觉口]。生理性精神疲劳是精神疲劳定义，所维持的某一性能并不一定局限一个包括由精神和体力活动引起的思维活动性能在同一任务中，还可在需要付出精神劳动的不同衰退的专业术语]。Linden等[3]人将精神疲劳定任务中，如在办公室工作而引起的精神疲劳。在义为由于维持某一性能而引起的生理与心理状态有认识要求的任务中，工作一定时间常常导致精的变化，这些变化中有主观方面的，也有客观方面神疲劳，而精神疲劳会影响人们的思维活动。在的，包括继续努力时难度的增加、信息分析能力下现代工业中，尤其是实时监控、车辆驾驶、航空航降趋势的增强，以及心情的变化等。按照上述的天、高风险作业等行业，许多事故的发生都与精神收稿日期：2010—05—26基金项目：国家自然科学基金项目(30670534)作者简介：张连毅(1963一)，男，副教授，博士，专业方向为脑电信号分析，E—mail：zhangly@sdiu．edu．cn198上海电机学院学报2010年第4期疲劳有关。因此，认识精神疲劳的本质及精神疲个子串的界定；劳对人们精神活动的影响，对于预防南精神疲劳(3)计算重构序列的复杂度c()；引发的事故是十分重要的。人的生理性精神疲劳(4)进行归一化。是非常复杂、非常难以客观检测的。近年来，有关为获得不依赖于序列长度的复杂度，需将生理性精神疲劳的研究已取得了一定的进展_4J。c()归一化，用C()来测度时间序列的复杂性变脑电信号复杂度测量是近年来发展起来的一化，C()为反映被测信号复杂程度的归一化度量。种新方法，它可以定量评价直观的信号曲线变化Lempel和Ziv对属于[O，1]的序列进行了研究，发的复杂性，有效地反映大脑在生理、病理和不同药现几乎所有的()都会趋向于某一定值。设序列物作用下的某些变化特征]，便于各种大脑活动P的长度为，字符串中不同种类字符的个数为间的比较和区分。算法复杂度又称柯尔莫哥洛夫a，则c(”)的上限确定为【复杂度(KolmogorovComplexity，KC)是常用的f(n)<-E(1一e)log一(1)信号复杂度计算方法之一，该方法的计算结果与式中，e为由因长度有限的数据串粗粒化而