基于TTS技术和脑电采集设备的精神疲劳实验系统设计

每次实验设定50次判断命令任务，在一天中的不同时刻重复进行实验。每次实验结束后，受试者在实验中的按键正确率和反应时间都被记录下来。总的实验结束后，统计受试者在各次实验中的按键正确率和反应时间(平均反应时间)，求出正确率和反应时间的比值，记为RT，根据这个比值大小确定精神疲劳状态。具体来讲，对每一个受试者，将个人RT的范围(最大值到最小值)平均分为5个部分，分别对应疲劳状态1到5。受试者每次实验对应的疲劳状态分别由RT的值落在哪个范围来确定，至此完成了脑电信号数据对应精神疲劳状态的标定。

3 实验系统部分关键技术实现
文中使用文语转换技术TTS。用听警觉作业设计实验来标定受试者精神疲劳状态时，通常需要加入预先设定好的声音命令。将TTS技术应用到精神疲劳实验系统中，通过调用TTS引擎，将文本内容用近似于人的声音“读”出来，系统不需要大量声音文件的支持，并且，TTS引擎只有几兆字节，因此，它可以节省很大的存储空间。
TTS关键实现代码如下：



4 结论
文中利用TTS技术和脑电采集设备设计并实现了精神疲劳实验系统，同以往的精神疲劳实验系统相比，有明显的优势。相较于固定的听觉操作命令，本系统的实现过程更加灵活，可把随机生成的一个文本等式朗读出来。并且，可根据受试者的反馈或实验需要自由调整实验难度。实验证明，这种情况下得到的操作正确率和反应时间，对疲劳状态的标定更加准确，为后续精神疲劳的研究奠定了一定的基础。