一种精神疲劳监测方法、装置、系统及移动处理终端

1.一种精神疲劳监测方法，其特征在于，对被检测者进行个性化标定，获得该被检测者在非疲劳状态下的特征参数，并将所述特征参数作为基准参数，所述方法包括：
实时采集所述被检测者的心电信号，并根据所述心电信号生成心率变异性HRV序列；
对所述HRV序列进行时域分析，得到时域特征参数：全部正常窦性心搏RR间期的标准差SDNN；
对所述HRV序列进行时频域分析，得到频域特征参数及所述频域特征参数随时间变化的曲线，所述频域特征参数包括：总功率值TP、低频功率值LF、高频功率值HF；
利用所述时域特征参数和所述频域特征参数与所述基准参数相比对，实时判断所述被检测者是否进入精神疲劳状态；
其中，所述对所述HRV序列进行时频域分析，得到频域特征参数及所述频域特征参数随时间变化的曲线，包括：
按照预设采样频率对所述HRV序列进行重采样，形成均匀采样信号；
根据时间分辨率与频率分辨率确定一个时间窗函数，采用短时傅立叶变换对所述均匀采样信号进行时频域分析，得到所述频域特征参数及所述曲线。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述心电信号生成HRV序列，包括：
分析所述心电信号，从中提取RR间期；
判断提取的RR间期中是否存在异常RR间期，如果存在，则对异常RR间期进行校正，形成所述HRV序列。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
如果一个RR间期为相邻RR间期的两倍，则判定该RR间期为异常RR间期，对该异常RR间期的校正，包括：将所述异常RR间期拆分为2个RR间期；
如果一个RR间期为相邻RR间期的一半，则判定该RR间期为异常RR间期，对该异常RR间期的校正，包括：若连续存在两个所述异常RR间期，则将二者合并为一个RR间期；
如果一个RR间期大于相邻RR间期的两倍，或者一个RR间期小于相邻RR间期的一半，则判定该RR间期为异常间期，对该异常RR间期的校正，包括：计算所述异常RR间期相邻RR间期的均值，将所述异常RR间期调整为所述均值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述HRV序列进行时域分析，得到时域特征参数，包括：
其中，N为预设时间段内监测到的心搏总数，RRj为第j个RR间期， 为N个心搏的RR间期平均值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据时间分辨率与频率分辨率确定一个时间窗函数，包括：
调整所述时间窗函数的窗口大小，使所述时间分辨率Δt与所述频率分辨率Δf满足：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述时域特征参数和所述频域特征参数与所述基准参数相比对，实时判断所述被检测者是否进入精神疲劳状态，包括：
如果与所述基准参数相比对，所述时域特征参数SDNN上升，且所述频域特征参数TP上升、LF上升、HF下降，则判定所述被检测者进入精神疲劳状态。
7.根据权利要求1～6任一项所述的方法，其特征在于，所述频域特征参数还包括LF/HF比值，则所述方法还包括：
如果所述被检测者进入精神疲劳状态，则根据所述LF/HF比值确定该被检测者的精神疲劳等级。
8.根据权利要求1～6中任一项所述的方法，其特征在于，所述频域特征参数还包括LF/HF比值，则所述方法还包括：
根据所述LF/HF比值绘制被检测者的精神疲劳曲线，并根据所述精神疲劳曲线计算疲劳曲线变化速率。
9.一种精神疲劳监测装置，其特征在于，所述装置包括：心电信号采集模块、主控制器和无线传输模块，所述主控制器分别与所述心电信号采集模块、所述无线传输模块相通信；
所述心电信号采集模块，用于实时采集被检测者的心电信号，并发送至所述主控制器；
所述主控制器，用于根据所述心电信号生成心率变异性HRV序列，并控制所述无线传输模块将所述HRV序列发送至所述精神疲劳监测装置外部的移动处理终端；
所述移动处理终端包括：
接收单元，用于接收所述移动处理终端外部的精神疲劳监测装置发送的心率变异性HRV序列；
时域分析单元，用于对所述HRV序列进行时域分析，得到时域特征参数：全部正常窦性心搏RR间期的标准差SDNN；
频域分析单元，用于对所述HRV序列进行时频域分析，得到频域特征参数及所述频域特征参数随时间变化的曲线，所述频域特征参数包括：总功率值TP、低频功率值LF、高频功率值HF，具体包括：按照预设采样频率对所述HRV序列进行重采样，形成均匀采样信号，根据时间分辨率与频率分辨率确定一个时间窗函数，采用短时傅立叶变换对所述均匀采样信号进行时频域分析，得到所述频域特征参数及所述曲线；
判断单元，用于利用所述时域特征参数和所述频域特征参数与基准参数相比对，实时判断被检测者是否进入精神疲劳状态，所述基准参数为所述被检测者在非疲劳状态下的特征参数。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述监测装置还包括扬声装置，所述扬声装置与所述主控制器相连，用于播放所述主控制器发送的报警信息，所述报警信息由所述移动处理终端通过所述无线传输模块发送至所述主控制器。
11.一种移动处理终端，其特征在于，所述终端包括：
接收单元，用于接收所述移动处理终端外部的精神疲劳监测装置发送的心率变异性HRV序列；
时域分析单元，用于对所述HRV序列进行时域分析，得到时域特征参数：全部正常窦性心搏RR间期的标准差SDNN；
频域分析单元，用于对所述HRV序列进行时频域分析，得到频域特征参数及所述频域特征参数随时间变化的曲线，所述频域特征参数包括：总功率值TP、低频功率值LF、高频功率值HF，具体包括：按照预设采样频率对所述HRV序列进行重采样，形成均匀采样信号，根据时间分辨率与频率分辨率确定一个时间窗函数，采用短时傅立叶变换对所述均匀采样信号进行时频域分析，得到所述频域特征参数及所述曲线；
判断单元，用于利用所述时域特征参数和所述频域特征参数与基准参数相比对，实时判断被检测者是否进入精神疲劳状态，所述基准参数为所述被检测者在非疲劳状态下的特征参数。
12.根据权利要求11所述的终端，其特征在于，所述频域特征参数还包括LF/HF比值，则所述终端还包括：
疲劳等级确定单元，用于在所述被检测者进入精神疲劳状态时，根据所述LF/HF比值确定该被检测者的精神疲劳等级。
13.根据权利要求11或12所述的终端，其特征在于，所述频域特征参数还包括LF/HF比值，则所述终端还包括：
计算单元，用于根据所述LF/HF比值绘制被检测者的精神疲劳曲线，并根据所述精神疲劳曲线计算疲劳曲线变化速率。
14.一种精神疲劳监测系统，其特征在于，所述系统包括：如权利要求9或10所述的精神疲劳监测装置、和权利要求11～13任一项所述的移动处理终端。

一种精神疲劳监测方法、装置、系统及移动处理终端\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种精神疲劳监测方法、装置、系统及移动处理终端。\n背景技术\n[0002] 随着现代社会工作压力、生活压力的不断增大，大多数人都存在不同程度的精神疲劳，可表现为心情烦躁、注意力涣散、反应迟钝等。精神疲劳如果不能被及时发现并舒缓，会对心血管和神经功能造成很大的影响，甚至引发一些心因性疾病，严重危害人体健康。\n[0003] 现有的精神疲劳检测手段主要分为主观评定法和客观评定法两类：\n[0004] 主观评定法一般通过问卷形式进行，被检测者通过回答问卷的方式确定自身的精神疲劳程度，这种方式受被检测者主观因素的影响较大，检测结果不准确。\n[0005] 客观评定法主要是从医学角度出发，借助医用仪器测量出被检测者的相关指标，根据指标确定被检测者的精神疲劳程度，具体可包括体液检测、脑电图识别、眼电图识别、心率变异性识别、人体肢体状态识别等。这种方式就存在以下问题：首先，判断疲劳程度时会采用通用标准，但是不同被检测者的身体状况、生活习惯、疾病史等都存在较大差异，致使这种方式的检测结果准确性较低；其次，这种方式需要复杂的检测设备，且对检测人员的操作技能要求较高。\n发明内容\n[0006] 本发明实施例提供一种精神疲劳监测方法、装置、系统及移动处理终端，简单方便的进行精神疲劳的实时检测，并提高检测结果的准确性。\n[0007] 为此，本发明提供如下技术方案：\n[0008] 一种精神疲劳监测方法，对被检测者进行个性化标定，获得该被检测者在非疲劳状态下的特征参数，并将所述特征参数作为基准参数，所述方法包括：\n[0009] 实时采集所述被检测者的心电信号，并根据所述心电信号生成心率变异性HRV序列；\n[0010] 对所述HRV序列进行时域分析，得到时域特征参数：全部正常窦性心搏RR间期的标准差SDNN；\n[0011] 对所述HRV序列进行时频域分析，得到频域特征参数及所述频域特征参数随时间变化的曲线，所述频域特征参数包括：总功率值TP、低频功率值LF、高频功率值HF；\n[0012] 利用所述时域特征参数和所述频域特征参数与所述基准参数相比对，实时判断所述被检测者是否进入精神疲劳状态。\n[0013] 优选的，所述根据所述心电信号生成HRV序列，包括：\n[0014] 分析所述心电信号，从中提取RR间期；\n[0015] 判断提取的RR间期中是否存在异常RR间期，如果存在，则对异常RR间期进行校正，形成所述HRV序列。\n[0016] 优选的，\n[0017] 如果一个RR间期为相邻RR间期的两倍，则判定该RR间期为异常RR间期，对该异常RR间期的校正，包括：将所述异常RR间期拆分为2个RR间期；\n[0018] 如果一个RR间期为相邻RR间期的一半，则判定该RR间期为异常RR间期，对该异常RR间期的校正，包括：若连续存在两个所述异常RR间期，则将二者合并为一个RR间期；\n[0019] 如果一个RR间期大于相邻RR间期的两倍，或者一个RR间期小于相邻RR间期的一半，则判定该RR间期为异常间期，对该异常RR间期的校正，包括：计算所述异常RR间期相邻RR间期的均值，将所述异常RR间期调整为所述均值。\n[0020] 优选的，所述对所述HRV序列进行时域分析，得到时域特征参数，包括：\n[0021]\n[0022] 其中，N为预设时间段内监测到的心搏总数，RRj为第j个RR间期， 为N个心搏的RR间期平均值。\n[0023] 优选的，所述对所述HRV序列进行时频域分析，得到频域特征参数及所述频域特征参数随时间变化的曲线，包括：\n[0024] 按照预设采样频率对所述HRV序列进行重采样，形成均匀采样信号；\n[0025] 根据时间分辨率与频率分辨率确定一个时间窗函数，采用短时傅立叶变换对所述均匀采样信号进行时频域分析，得到所述频域特征参数及所述曲线。\n[0026] 优选的，所述根据时间分辨率与频率分辨率确定一个时间窗函数，包括：\n[0027] 调整所述时间窗函数的窗口大小，使所述时间分辨率△t与所述频率分辨率△f满足：\n[0028] 优选的，所述利用所述时域特征参数和所述频域特征参数与所述基准参数相比对，实时判断所述被检测者是否进入精神疲劳状态，包括：\n[0029] 如果与所述基准参数相比对，所述时域特征参数SDNN上升，且所述频域特征参数TP上升、LF上升、HF下降，则判定所述被检测者进入精神疲劳状态。\n[0030] 优选的，所述频域特征参数还包括LF/HF比值，则所述方法还包括：\n[0031] 如果所述被检测者进入精神疲劳状态，则根据所述LF/HF比值确定该被检测者的精神疲劳等级。\n[0032] 优选的，所述频域特征参数还包括LF/HF比值，则所述方法还包括：\n[0033] 根据所述LF/HF比值绘制被检测者的精神疲劳曲线，并根据所述精神疲劳曲线计算疲劳曲线变化速率。\n[0034] 一种精神疲劳监测装置，所述装置包括：心电信号采集模块、主控制器和无线传输模块，所述主控制器分别与所述心电信号采集模块、所述无线传输模块相通信；\n[0035] 所述心电信号采集模块，用于实时采集被检测者的心电信号，并发送至所述主控制器；\n[0036] 所述主控制器，用于根据所述心电信号生成心率变异性HRV序列，并控制所述无线传输模块将所述HRV序列发送至所述精神疲劳监测装置外部的移动处理终端。\n[0037] 优选的，所述监测装置还包括扬声装置，\n[0038] 所述扬声装置与所述主控制器相连，用于播放所述主控制器发送的报警信息，所述报警信息由所述移动处理终端通过所述无线传输模块发送至所述主控制器。\n[0039] 一种移动处理终端，所述终端包括：\n[0040] 接收单元，用于接收所述移动处理终端外部的精神疲劳监测装置发送的心率变异性HRV序列；\n[0041] 时域分析单元，用于对所述HRV序列进行时域分析，得到时域特征参数：全部正常窦性心搏RR间期的标准差SDNN；\n[0042] 频域分析单元，用于对所述HRV序列进行时频域分析，得到频域特征参数及所述频域特征参数随时间变化的曲线，所述频域特征参数包括：总功率值TP、低频功率值LF、高频功率值HF；\n[0043] 判断单元，用于利用所述时域特征参数和所述频域特征参数与基准参数相比对，实时判断被检测者是否进入精神疲劳状态，所述基准参数为所述被检测者在非疲劳状态下的特征参数。\n[0044] 优选的，所述频域特征参数还包括LF/HF比值，则所述终端还包括：\n[0045] 疲劳等级确定单元，用于在所述被检测者进入精神疲劳状态时，根据所述LF/HF比值确定该被检测者的精神疲劳等级。\n[0046] 优选的，所述频域特征参数还包括LF/HF比值，则所述终端还包括：\n[0047] 计算单元，用于根据所述LF/HF比值绘制被检测者的精神疲劳曲线，并根据所述精神疲劳曲线计算疲劳曲线变化速率。\n[0048] 一种精神疲劳监测系统，所述系统包括：上述的精神疲劳监测装置、和上述的移动处理终端。\n[0049] 本发明的精神疲劳监测方法、装置、系统及移动处理终端公开了以下技术效果：\n[0050] 采用本发明技术方案，先在被检测者处于非疲劳状态时佩戴本发明的精神疲劳监测装置对其进行个性化标定，获得能作为精神疲劳判断标准的基准参数；然后在需要时由被检测者佩戴监测装置，实时采集被检测者的心电信号，并转换成HRV序列发送至移动处理终端，由移动处理终端从HRV序列中提取时域和频域特征参数，并与基准参数进行比较，进行精神疲劳判断。如此方案就可实现精神疲劳的方便快速检测，同时为不同被检测者设置不同的判断标准，还可提高本发明精神疲劳检测结果的准确性。\n附图说明\n[0051] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。\n[0052] 图1是本发明本发明精神疲劳监测系统的构成示意图；\n[0053] 图2是本发明中精神疲劳监测装置的佩戴示意图；\n[0054] 图3是本发明精神疲劳监测方法实施例1的流程图；\n[0055] 图4是本发明中一个心动周期内的心电信号示意图；\n[0056] 图5是本发明中心电信号采集模块的一种实现方式的构成示意图；\n[0057] 图6是本发明精神疲劳监测方法实施例2的流程图；\n[0058] 图7是本发明精神疲劳监测方法实施例3的流程图；\n[0059] 图8是本发明中精神疲劳曲线的示意图。\n具体实施方式\n[0060] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。\n[0061] 参见图1，示出了本发明精神疲劳监测系统的构成示意图，可包括精神疲劳监测装置10和移动处理终端20，二者之间可通过有线或无线方式相通信。\n[0062] 其中，监测装置的结构简单、占用面积小，可方便佩戴于被检测者身上，作为本发明佩戴监测装置的一种实现方式，可参见图2所示，将心电电极片贴于被检测者胸前两点：\n胸骨右缘第四肋间点、左腋中线与第5肋间的交点，检测装置的两个电极通过卡扣的方式固定在电极片上，实时监测被检测者的心电信号。当然，监测装置也可佩戴于被检测者身体的其它部位，如双手、双侧桡动脉等部位，本发明对此可不做具体限定，只要能方便监测到用户的心电信号即可。\n[0063] 具体地，本发明中的监测装置可包括心电信号采集模块11、主控制器12和无线传输模块13，主控制器分别与心电信号采集模块、无线传输模块相通信，且上述各模块均要接受电源控制模块15提供的工作电压。其中，心电信号采集模块，用于实时采集被检测者的心电信号，并发送至主控制器；主控制器，用于根据心电信号生成HRV序列，并控制无线传输模块将所述HRV序列发送至移动处理终端，由移动处理终端进行精神疲劳检测、疲劳等级判定等处理。\n[0064] 需要说明的是，心电信号采集模块可具体体现为两个电极，通过测量身体不同部位的电势差变化，获得心电信号。监测装置的主控制器、无线传输模块、扬声装置（主要用于接收移动处理终端发送的报警信息，向被检测者进行疲劳报警，此处暂不详述）、电源控制模块、心电信号采集模块的一个电极封装在一起，具体可参见图2所示示意图中左上角的圆圈部分；心电信号采集模块的另一个电极独自封装，具体可参见图2所示示意图中右下角的圆圈部分。\n[0065] 另外，需要说明的是，监测装置可通过无线传输模块与移动处理终端相通信，也可以有线方式进行通信，此时就要求被检测者随身携带移动处理终端，且为了不给被检测者带来不便，监测装置与移动处理终端之间的数据连接线不宜过长。当然，作为一种最优方案，还是控制使监测装置与移动处理装置之间以无线方式相通信。\n[0066] 移动处理终端可以是具有本发明功能的专用设备，也可体现为加载了本发明功能的智能终端（如手机、PDA、电脑、平板等），本发明对此可不做限定。具体功能可参见下文介绍，此处暂不详述。\n[0067] 下面结合本发明的精神疲劳监测方法对监测装置、移动处理终端各部件的功能进行解释说明。\n[0068] 需要说明的是，在利用本发明的精神疲劳监测系统进行疲劳程度监控之前，可选择一个被检测者处于非疲劳状态的时机，先对被检测者进行个性化标定，针对被检测者个人的身体特征（身体状况、生活习惯、疾病史等）确定基准参数，以便后续根据该基准参数判断被检测者是否处于精神疲劳状态、以及具体的疲劳等级。其中，基准参数可包括被检测者心电信号的时域特征参数和频域特征参数。\n[0069] 参见图3，示出了本发明精神疲劳监测方法实施例1的流程图，可包括：\n[0070] 步骤101，实时采集被检测者的心电信号，并根据所述心电信号生成心率变异性HRV序列。\n[0071] 对被检测者进行个性化标定，获得该名被检测者的基准参数后，即可使被检测者佩戴本发明的监测装置，实时采集该名被检测者的心电信号，进而发送至主控制器，将心电信号转换为心率变异性HRV（Heart Rate Variability，是指逐次心跳间期之间的微小差异，由此计算出的单一数值即包括交感和副交感两种影响，它反映了心脏自主神经系统及呼吸调控功能）。\n[0072] 首先，心电信号采集模块按照一定的采样频率（一般为500Hz以上，例如512Hz）采集原始的心电信号，参见图4，示出了一个心动周期内的心电信号示意图。\n[0073] 其次，为了形成干净清晰的心电信号，心电信号采集模块还要对原始心电信号进行调理，去除肌电干扰、运动噪声等，简化后续处理过程。\n[0074] 最后，主控制器接收并分析心电信号采集模块发送的调理后的心电信号，从中提取RR间期序列，得到HRV序列。\n[0075] 需要说明的是，为了保证HRV分析的正确可靠，RR间期的数据中不能混杂有非窦性心搏的间期，否则将使HRV分析结果产生误差，甚至得出错误的检测结论。另外，为了进一步提高HRV分析的准确性，提取RR间期序列之后，还可逐个判断一下提取的所有RR间期中是否存在异常RR间期，如果存在，则需要对异常RR间期进行校正处理；如果不存在，则可直接利用RR间期序列形成HRV序列。\n[0076] 本发明方案中，根据异常RR间期的不同成因，将异常RR间期分为三种，下面分别对各种异常RR间期的特点及校正方式进行解释说明。\n[0077] 第一种异常RR间期\n[0078] 特点是：异常RR间期为正常RR间期的两倍，也即，如果一个RR间期为相邻RR间期的两倍，则判定该RR间期为异常RR间期。\n[0079] 这种异常RR间期通常是由于漏检R波造成的，对应的校正过程为：将异常RR间期拆分为2个RR间期，插入到HRV序列中。\n[0080] 需要说明的是，相邻RR间期可以理解为与待判断RR间期紧邻的前后两个RR间期；\n或者，为了提高判断准确性，还可在待判断RR间期的前后多选择几个RR间期，作为待判断RR间期的相邻RR间期使用，例如，与待判断RR间期临近的前后四个RR间期。\n[0081] 另外，需要说明的是，在进行异常RR间期判断时，可直接使用选取的相邻RR间期与待判断RR间期相比较；也可先计算至少两个相邻RR间期的平均RR间期后，利用平均RR间期与待判断RR间期相比较，本发明对此可不做具体限定。\n[0082] 第二种异常RR间期\n[0083] 特点是：异常RR间期为正常RR间期的一半，也即，如果一个RR间期为相邻RR间期的一半，则判定该RR间期为异常RR间期。\n[0084] 这种异常RR间期可能是错将T波当做了R波造成的，对应的校正过程为：若连续存在两个这种异常RR间期，则将二者合并为一个RR间期，插入到HRV序列中。\n[0085] 需要说明的是，如果只存在一个上述异常RR间期，无法利用合并方式校正时，可根据实际使用需要剔除该异常RR间期，在该位置处形成一个空点。因HRV序列本身就不是均匀采样，且后续在提取频域特征参数时，还需要对HRV序列进行重采样，故少数空点并不会对本发明的判断结果产生影响。\n[0086] 另外，对于相邻RR间期、以及具体判断过程的解释可参照上文所做介绍，此处不再赘述。\n[0087] 第三种异常RR间期\n[0088] 特点是：RR间期过大或过小，如，待判断RR间期大于正常RR间期的两倍，即可视为RR间期过大，被判定为异常RR间期；或者，待判断RR间期小于正常RR间期的一半，即可视为RR间期过小，被判定为异常RR间期。\n[0089] 这种异常RR间期可能是采集过程中的异常操作等原因造成的，对应的校正过程为：计算与该异常RR间期相邻的RR间期的均值，将异常RR间期调整为所述均值，并将调整后的RR间期插入到HRV序列中。\n[0090] 对于相邻RR间期、以及具体判断过程的解释可参照上文所做介绍，此处亦不再赘述。\n[0091] 需要说明的是，如果一个待判断RR间期接近正常RR间期的两倍，可判定该待判断RR间期属于第一种异常RR间期；如果一个待判断RR间期接近正常RR间期的一半，亦可将该待判断RR间期判定为第二种异常RR间期，也就是说，只要不是过大于正常RR间期的两倍、或者过小于正常RR间期的一半，均不属于第三种异常RR间期。\n[0092] 另外，需要说明的是，心电信号采集模块可采用集成芯片，也可以通过分立元件实现。作为一种示意，心电信号采集模块可体现为神念公司的BMD101芯片，也可体现为图5所示结构，本发明对此可不做具体限定。\n[0093] 步骤102，对所述HRV序列进行时域分析，得到时域特征参数：全部正常窦性心搏RR间期的标准差SDNN。\n[0094] 主控制器利用心电信号采集模块实时监测的心电信号生成HRV序列，并通过无线传输模块发送至监测装置外部的移动处理终端，由移动处理终端分析HRV序列，获取对应的时域特征参数和频域特征参数，进而结合这两方面对被检测者进行疲劳检测。\n[0095] 时域特征参数主要指：全部正常窦性心搏RR间期的标准差SDNN（Standard Diviation of NN intervals），SDNN的计算公式可体现为：\n[0096]\n[0097] 其中，N为预设时间段内监测到的心搏总数，预设时间段以2小时为例，N指的是监测装置在2小时内监测到的心搏总数；RRj为第j个RR间期； 为N个心搏的RR间期平均值；\nN-1用于保证该标准差的无偏性。\n[0098] 步骤103，对所述HRV序列进行时频域分析，得到频域特征参数及所述频域特征参数随时间变化的曲线，所述频域特征参数包括：总功率值TP、低频功率值LF、高频功率值HF。\n[0099] 频域特征参数主要指：总功率值TP、低频功率值LF（大约在0.04～0.15Hz之间）、高频功率值HF（大约在0.15～0.4Hz之间）。\n[0100] 因为HRV序列是非均匀采样的，无法直接进行频域变换，因此，在提取频域特征参数之前，要先对HRV序列进行预处理（主要是重采样），使其形成均匀采样信号。作为本发明预处理的一种实现方式，可对HRV序列采用三次样条法插值后，以5Hz的采样频率进行重采样。\n[0101] 重采样形成均匀的采样信号之后，即可进行时域到频域的变换过程，具体地，本发明可采用短时傅立叶变换（STFT,Short-Time Fourier Transform）实现这一过程。短时傅立叶变换的基本思想是用一个时间宽度足够窄的固定的窗函数乘时间信号，使取出的信号可以被看成平稳的，然后对取出的这一段信号进行傅立叶变换，便可以反映出该时间宽度中的频谱变化规律，如果让这个固定的窗函数沿着时间轴移动，那就可以得到信号频谱随时间变化的规律（即频域特征参数随时间变化的曲线）了，进而从中提取到上述频域特征参数。\n[0102] 短时傅立叶变换的公式可体现为：\n[0103]\n[0104] 式中，ω(n)是时间窗函数，时间窗函数的窗口越小，时间分辨率越高，频率分辨率越低；反之，若时间窗函数的窗口越大，时间分辨率就越低，频率分辨率越高，为了达到最佳的时频域分析效果，应使时间分辨率△t与频率分辨率△f满足：△t*△f≥1/4π，同时窗的宽度（即窗口大小）应该与信号的局部平稳长度相适应。\n[0105] 步骤104，利用所述时域特征参数和所述频域特征参数与所述基准参数相比对，实时判断所述被检测者是否进入精神疲劳状态。\n[0106] 由上文介绍可知，在对被检测者进行疲劳检测之前，要先对该名被检测者进行个性化标定，获得其在非疲劳状态下的基准参数，并存储在移动处理终端，作为判断该名被检测者疲劳与否的检测标准。\n[0107] 需要说明的是，一台移动处理终端可只针对一名被检测者，此时，移动处理终端只需要保存该名被检测者的基准参数即可；或者，一台移动处理终端也可以针对不同被检测者，此时移动处理终端除了要保存每名被检测者的基准参数之外，还要保存基准参数与被检测者的用户信息（如用户名，用户性别、身高、体重、年龄等基本信息）之间的对应关系，如此就可实现不同被检测者对应各自不同基准参数的目的，提高本发明疲劳检测结果的准确性。\n[0108] 通过步骤102、103获得SDNN、TP、LF、HF之后，即可调用移动处理终端保存的该名被检测者的基准参数，如果与基准参数相比，HRV时域测量指标SDNN上升，HRV频域测量指标中的总功率值TP上升，低频段功率值LF上升，高频段功率值HF下降，则判定被检测者进入精神疲劳状态；如果各项特征参数与基准参数相比，无明显变化，则判定被检测者处于非精神疲劳状态，如此就简单方便的实现了精神疲劳的实时检测。\n[0109] 参见图6，示出了本发明精神疲劳监测方法实施例2的流程图，可包括：\n[0110] 步骤201，实时采集被检测者的心电信号，并根据所述心电信号生成心率变异性HRV序列。\n[0111] 步骤202，对所述HRV序列进行时域分析，得到时域特征参数：全部正常窦性心搏RR间期的标准差SDNN。\n[0112] 步骤203，对所述HRV序列进行时频域分析，得到频域特征参数及所述频域特征参数随时间变化的曲线，所述频域特征参数包括：总功率值TP、低频功率值LF、高频功率值HF、LF/HF比值。\n[0113] 步骤204，利用所述时域特征参数和所述频域特征参数与所述基准参数相比对，实时判断所述被检测者是否进入精神疲劳状态。\n[0114] 步骤201～204与步骤101～104相同，此处不再赘述。需要说明的是，本实施例中频域特征参数还包括LF/HF比值，对应的，判断被检测者是否进入精神疲劳状态的方式为：若SDNN上升、TP上升、LF上升、HF下降、且LF/HF比值上升，则判定被检测者进入精神疲劳状态；\n如果各项特征参数与基准参数相比，无明显变化，则判定被检测者处于非精神疲劳状态。\n[0115] 步骤205，如果所述被检测者进入精神疲劳状态，则根据所述LF/HF比值确定该被检测者的精神疲劳等级。\n[0116] 本发明除了可对被检测者进行疲劳检测之外，还可在确定被检测者进入精神疲劳状态时，进一步确定其疲劳等级，以便据此向被检测者发出警告，提示其适当休息，缓解精神疲劳。\n[0117] 具体地，可根据步骤203中获得的LF/HF与基准参数中的LF/HF之间的比值计算疲劳指数，疲劳指数的正常取值范围可体现为1～10，对应的将疲劳状态划分为3个等级，其中，疲劳指数1～4对应轻度疲劳等级，5～7对应中度疲劳等级，8～10对应过度疲劳等级。除此之外，将疲劳指数超过10的情况确定为重度疲劳等级。\n[0118] 这样，就可在确定被检测者处于精神疲劳状态后，进一步明确疲劳等级，并根据被检测者的预先设定进行疲劳告警，如被检测者设定在其处于过度疲劳等级时，即向其发出休息警告。或者，被检测者设定在其处于中度疲劳等级超过3小时时，向其发出休息警告。发出警告的条件可由用户根据自身情况设定，也可通过出厂设置设定，本发明对此可不做具体限定。\n[0119] 另外，需要说明的是，在被检测者恢复到正常状态后，还可向其发出精神状态已恢复，建议保持等提示。\n[0120] 上述疲劳告警、精神已恢复的提示等均可视为本发明的报警信息，报警信息是在移动处理终端作出判断后，以有线或无线方式发送到被检测者佩戴的监测装置（优选通过无线方式发送给监测装置的无线传输模块，进而由无线传输模块转送至主控制器，并由主控制器控制扬声装置发出），由监测装置向被检测者发出的。\n[0121] 参见图7，示出了本发明精神疲劳监测方法实施例3的流程图，可包括：\n[0122] 步骤301，实时采集被检测者的心电信号，并根据所述心电信号生成心率变异性HRV序列。\n[0123] 步骤302，对所述HRV序列进行时域分析，得到时域特征参数：全部正常窦性心搏RR间期的标准差SDNN。\n[0124] 步骤303，对所述HRV序列进行时频域分析，得到频域特征参数及所述频域特征参数随时间变化的曲线，所述频域特征参数包括：总功率值TP、低频功率值LF、高频功率值HF、LF/HF比值。\n[0125] 步骤304，利用所述时域特征参数和所述频域特征参数与所述基准参数相比对，实时判断所述被检测者是否进入精神疲劳状态。\n[0126] 步骤305，如果所述被检测者进入精神疲劳状态，则根据所述LF/HF比值确定该被检测者的精神疲劳等级。\n[0127] 步骤301～305与步骤201～205相同，此处不再赘述。\n[0128] 步骤306，根据所述LF/HF比值绘制被检测者的精神疲劳曲线，并根据所述精神疲劳曲线计算疲劳曲线变化速率。\n[0129] 精神疲劳曲线用于反映被检测者在某个时间点的疲劳程度（具体可用疲劳指数或疲劳等级来代表），作为一种示例，可参见图8所示疲劳曲线的示意图，横轴为时间，纵轴为疲劳指数。\n[0130] 疲劳曲线可反映出被检测者在一定时间段内的疲劳变化趋势，绘制出疲劳曲线后，即可计算获得相邻两个检测点间的疲劳变化速率，参见图8所示示意图，∠α为疲劳指数上升的倾角，∠β为疲劳恢复的倾角，角度越大说明变化速率越快，副交感神经活动变化越快。\n[0131] 为了与图1所示精神疲劳监测装置相配合，实现本发明的疲劳检测过程，移动处理终端应包括以下单元：\n[0132] 接收单元，用于接收所述移动处理终端外部的精神疲劳监测装置发送的心率变异性HRV序列；\n[0133] 时域分析单元，用于对所述HRV序列进行时域分析，得到时域特征参数：全部正常窦性心搏RR间期的标准差SDNN；\n[0134] 频域分析单元，用于对所述HRV序列进行时频域分析，得到频域特征参数及所述频域特征参数随时间变化的曲线，所述频域特征参数包括：总功率值TP、低频功率值LF、高频功率值HF；\n[0135] 判断单元，用于利用所述时域特征参数和所述频域特征参数与基准参数相比对，实时判断被检测者是否进入精神疲劳状态，所述基准参数为所述被检测者在非疲劳状态下的特征参数。\n[0136] 具体过程可参见上文方法实施例所做介绍，此处不再赘述。\n[0137] 此外，频域特征参数还可包括LF/HF比值，这样，在判定被检测者进入精神疲劳状态后，本发明还可进一步确定被检测者当前所处的疲劳等级，对应于此移动处理终端还可包括：\n[0138] 疲劳等级确定单元，用于在所述被检测者进入精神疲劳状态时，根据所述LF/HF比值确定该被检测者的精神疲劳等级。\n[0139] 或者，频域特征参数还可包括LF/HF比值，这样，为了获得被检测者在一定时间段内的疲劳变化趋势，移动处理终端还可包括：\n[0140] 计算单元，用于根据所述LF/HF比值绘制被检测者的精神疲劳曲线，并根据所述精神疲劳曲线计算疲劳曲线变化速率。\n[0141] 本发明方案可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序单元。一般地，程序单元包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明方案，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序单元可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。\n[0142] 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。\n[0143] 以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及设备；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。