22965

آشكارسازي استرس با استفاده از ويژگي‌هاي تثبيت و پرش چشم

كارشناسي ارشد

مهندسي پزشكي - بيوالكتريك

1399

1399/8/25

دكتر وحيد شالچيان

برق

در زندگي امروزي به دليل تغييرات زياد و سريع شرايط زندگي و فشارهاي مختلف كاري و اقتصادي، استرس يكي از شايع¬ترين مشكلاتي است كه انسان¬ها با آن دست‌وپنجه نرم مي‌كنند. ازآنجايي‌كه استرس مي‌تواند بر سلامت، زندگي شخصي و عملكرد شغلي افراد تأثير فراواني بگذارد، تشخيص سطح استرس افراد بسيار حائز اهميت است و مي‌تواند در تصميم¬گيري براي كنترل استرس افراد مورداستفاده قرار گيرد. در اين مطالعه به بررسي امكان¬پذيري تشخيص حالت استرس در مقابل حالت آرامش افراد و همچنين تعيين سطوح استرس افراد با استفاده از ثبت پارامترهاي تثبيت و پرش چشم توسط دستگاه ردياب چشم در حين اجراي تسك هاي آزمايش ، پرداخته شده است.در اين مطالعه دو تسك استروپ و رياضي به عنوان محرك استرس مورد استفاده قرار گرفتند و اطلاعات حركات چشم افراد به‌صورت هم‌زمان با اجراي اين تسك ها ثبت گرديده است. در اين مطالعه از 15 نفر دانشجو خواسته شد كه دو تسك استروپ و رياضي را در حالي انجام دهند كه حركات چشم آن¬ها به طور هم‌زمان به‌وسيله دستگاه ردياب چشم ثبت مي¬شد. پس از ثبت سيگنال، در قسمت استخراج ويژگي‌هاي مرتبط با تثبيت و پرش چشم، از اطلاعات ثبت شده 114 عدد ويژگي استخراج شد و از طبقه بندهاي LDA، SVM و KNN استفاده گرديد. به‌علاوه از دو روش انتخاب ويژگي بر پايه تست آماري و صحت طبقه‌بندي ويژگي¬ها استفاده شد. بهترين نتيجه با استفاده از طبقه بند LDA براي هر دو تسك استروپ جهت تفكيك فاز استرس از آرامش و رياضي جهت تفكيك دو سطح استرس از سه سطح آن به دست آمد كه به ترتيب صحتي برابر با 06/75 % و 25/75 % حاصل گرديد.دو ويژگي ماكزيمم مدت زمان تثبيت جاري در تسك استروپ و ويژگي مينيمم موقعيت افقي شروع پرش جاري در تسك رياضي در برست آوردن بالاترين ميانگين صحت بيش ترين سهم را داشتند. اين نتايج نشان مي‌دهند كه تثبيت و پرش چشم داراي اطلاعات حايز اهميتي در رابطه با تمايز حالت آرامش/ استرس و نيز تفكيك سطوح استرس افراد است و مي‌توان با ثبت اطلاعات ردياب چشم و تحليل آن‌ها، استرس افراد را تشخيص داد.

1399/10/14

Stress detection using eye fixation and saccade features

11/16/2021 12:00:00 AM

In today's life, due to the rapid changes in living conditions and various work and economic pressures, stress is one of the most common problems that people struggle with. Since stress can have a profound effect on a person's health, personal life, and job performance, it is important to identify stress levels and can be used in decision-making to control stress. In this study, the feasibility of diagnosing stress versus relaxation and also the determination of stress levels are investigated. This study was performed by recording fixation and saccade information obtained using an eye tracking system. To this end, we used two stressful cognitive stimuli for inducing stress in 15 participants, while collecting eye tracking data simultaneously. To distinguish the states after data normalization, features obtained by examining the fixation and saccade during the experiment were utilized and the Stroop and math stimuli for stress induction were applied. Finally, this information was analyzed using three different classifiers. The best average accuracy was obtained using the classifier of linear diagnostic analysis. The average accuracy for discriminating two classes(rest vs stress) in Stroop task and for discriminating each two stress levels of 3 levels in Math task resulted in 75.06% and 75.25% respectively. Two features " Maximum current fixation duration " and " Minimum current saccade start x " contributed to producing the highest accuracy in Stroop and Math respectively. In conclusion, the results of this study indicate that fixation and saccade measurements provide valuable information for non-invasive stress identification and evaluation.

ردياب چشم، استرس، تثبيت چشم، پرش چشم، استروپ، محرك محاسبات ذهني

Stress, Eye tracker, Fixation, Saccade, Stroop stimulant, Mental Arithmetic Test