1.基于心电信号和光电容积脉搏波的面孔吸引力识别方法,其特征在于,具体步骤为:
1)数据采集:采集若干被试者观看每张人像照片所产生面孔吸引力等级yn,以及被试者的心电信号V1和光电容积脉搏波V2;
2)数据预处理:将步骤1)中采集的心电信号V1和光电容积脉搏波V2进行去噪处理得到不包含干扰信号的心电信号V1'和光电容积脉搏波V2',根据照片出现的时间点以△T为时间间隔对V1'和V2'分段,得到心电信号段Epochs1和光电容积脉搏波信号段Epochs2;
3)特征提取:分别提取步骤2)中心电信号段Epochs1和光电容积脉搏波信号段Epochs2的时域、频域以及非线性特征,分别构建心电信号特征数据集F1和光电容积脉搏波特征数据集F2;
4)异常值剔除:使用中位数绝对偏差MAD方法剔除步骤3)中特征数据集F1和F2中的异常数据,得到不含异常特征数据的心电信号特征数据集F1'和光电容积脉搏波特征数据集F2';
5)选择特征子集:使用序列浮动前向选择SFFS算法分别从步骤4)中心电信号特征集F1'、光电容积脉搏波信号特征集F2'以及F1'与F2'串联后的特征集F3'中选择出一个最优的特征子集ZF1、ZF2和ZF3;
6)构建模型:采用分类算法AdaBoost分别对步骤5)中的特征子集ZF1、ZF2和ZF3进行建模,得到面孔吸引力分类识别结果;再采用自定义算法判定被试者接受刺激时产生面孔吸引力等级。
2.如权利要求1所述的基于心电信号和光电容积脉搏波的面孔吸引力识别方法,其特征在于,步骤2)中数据预处理的具体步骤为:
2‑1)采用小波阈值去噪方法分别对步骤1)中采集的心电信号V1和光电容积脉搏波V2进行去噪处理,得到不包含干扰信号的心电信号V1'和光电容积脉搏波V2';
2‑2)将与刺激材料具有锁时关系的标签mi作为原点,向后截取△T时间段的信号段,将连续的心电信号V1'和光电容积脉搏波V2'切割为具有相同时间规格的心电信号段Epochs1和光电容积脉搏波信号段Epochs2。
3.如权利要求1所述的基于心电信号和光电容积脉搏波的面孔吸引力识别方法,其特征在于,步骤3)中特征提取的具体步骤为:
3‑1)提取时域特征:对心电信号段Epochs1使用峰值检测算法定位R波峰,获得RR间隔,计算RR间隔的统计特征量,包括:均值、标准差、方差、均方根和四分位数偏差;
对光电容积脉搏波信号段Epochs2使用峰值检测算法定位P波峰,获得NN间隔,计算NN间隔的统计特征量,包括:连续差的均方根、标准差、逐次差分的标准差、最大NN间隔和最小NN间隔的差值;
3‑2)提取频域特征:使用傅里叶变换将心电信号段Epochs1和光电容积脉搏波信号段Epochs2变换到频域,再通过不同频率范围分别提取心电信号段Epochs1和光电容积脉搏波信号段Epochs2的频域特征,包括:低频、高频、低频与高频之比、NN间隔以及RR间隔的总能量、归一化低频功率、归一化高频功率;
3‑3)提取非线性特征:分别提取心电信号段和光电容积脉搏波信号段的庞加莱图特征SD1、SD2、SD1/SD2、L‑Z复杂度、心脏交感神经指数CSI、心脏迷走神经的指数CVI;
3‑4)根据提取的时域特征、频域特征、非线性特征,分别构建心电信号特征数据集F1和光电容积脉搏波特征数据集F2。
4.如权利要求1所述的基于心电信号和光电容积脉搏波的面孔吸引力识别方法,其特征在于,步骤4)中使用中位数绝对偏差MAD分别剔除特征数据集F1和F2中的异常数据的具体方法为:
分别计算特征数据集F1和F2中的绝对偏差值的中位数MAD:MAD=mediani(abs(xi‑medianj(xj))) (1)式(1)中,xj代表n个样本值,mediani代表序列的中值,abs(xi‑medianj(xj))为每个观察点与中位数的绝对偏差值;
利用得到的绝对偏差值的中位数剔除异常值:利用式(2)分别剔除特征数据集F1和F2中的异常值。
5.如权利要求1所述的基于心电信号和光电容积脉搏波的面孔吸引力识别方法,其特征在于,步骤5)中选择特征子集的具体步骤为:+
5‑1)从空集F=φ开始,使用序列前向选择SFS方法从{F‑FK}中选择最重要的特征f 与+
FK构成新的特征子集FK+1,FK+1=FK+f ,其中FK={fi:1≤i≤K}是从原始特征集F中选择K个特征所组成的特征子集;
‑ ‑ ‑
5‑2)从FK+1中找到最重要的特征f ,若J(FK+1‑f)<J(FK),则返回步骤5‑1),若f是FK+1中‑ ‑
最重要的特征且J(FK+1‑f)>J(FK),则将f从FK+1中删除,构成一个新的特征子集FK′,FK′=‑
FK+1‑f,其中J(.)为最优特征子集评价函数;
5‑3)设置k=k‑1,若k等于预期的特征个数,则停止。否则,设置Fk=Fk′,J(FK)=J(FK′)返回步骤5‑1)。
6.如权利要求1所述的基于心电信号和光电容积脉搏波的面孔吸引力识别方法,其特征在于,步骤6)中的构建模型的具体步骤为:分别将特征子集ZF1、ZF2和ZF3数据xi及其对应的面孔吸引力等级yi作为分类算法AdaBoost的输入构建模型,分别获得面孔吸引力等级模型F1(x)、F2(x)、F3(x),建模过程为:n
输入的训练集样本为D={(x1,y1),...,(xn,yn)},其中xi∈R ,yi∈{0,1,2,3},训练集在第k个弱学习器的输出权值为:
第k个弱分类器Hk(x)在训练集的分类误差率为:第k个弱分类器Hk(x)的权值系数为:根据训练集的分类误差率更新权值系数,得到第k+1个弱分类器的权值系数为:最后,可得到面孔吸引力等级Fm(x)为:式(7)中,m∈{1,2,3};
根据基于心电信号的面孔吸引力等级F1(x)、基于光电容积脉搏波的面孔吸引力等级F2(x)、基于心电信号与光电容积脉搏波串联后信号的面孔吸引力等级F3(x),计算得到面孔吸引力F(x)为:
F(x)=max(F1(x),F2(x),F3(x)) (8)。