專(zhuān)利名稱：心理生理信號(hào)多時(shí)窗采集分析系統(tǒng)與測(cè)謊方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種心理生理信號(hào)多時(shí)窗采集分析系統(tǒng)與測(cè)謊方法，特別涉及國(guó)家安全、公安、司法以及民事糾紛中當(dāng)事人的誠(chéng)實(shí)與欺騙行為的識(shí)別技術(shù)與辨識(shí)方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)測(cè)謊技術(shù)采用多導(dǎo)生理記錄儀(Polygraph)，對(duì)被測(cè)人進(jìn)行審訊式提問(wèn)，對(duì)每個(gè)問(wèn)句要求被試只回答"是"或"否"，同時(shí)由主試在儀器上標(biāo)記出問(wèn)句和回答的時(shí)間標(biāo)記以及答題的性質(zhì)，事后分析每個(gè)問(wèn)句結(jié)束和回答時(shí)刻后的皮膚電反應(yīng)(5-10秒內(nèi))、呼吸、指脈和血壓(2-3秒內(nèi))等自主神經(jīng)系統(tǒng)功能的變化，比較探測(cè)問(wèn)題、無(wú)關(guān)問(wèn)題和準(zhǔn)繩問(wèn)題引起的這些生理參數(shù)的變化程度，就會(huì)得出說(shuō)謊還是誠(chéng)實(shí)的結(jié)論。這種測(cè)謊技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用了近百年，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，儀器的技術(shù)水平不斷提高，直至最近十多年，.發(fā)展出計(jì)算機(jī)控制的測(cè)謊儀和自動(dòng)評(píng)分系統(tǒng)，使傳統(tǒng)測(cè)謊方法獲得了現(xiàn)代科學(xué)的外衣；然而，測(cè)謊的原理卻停留在常識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，百年不變。2001年美國(guó)遭遇震撼世界的恐怖襲擊，世界各國(guó)普遍重視反恐技術(shù)的發(fā)展。在此背景下，美國(guó)科學(xué)院專(zhuān)家組，對(duì)傳統(tǒng)測(cè)謊技術(shù)的可信性進(jìn)行了考察。2002年11月該專(zhuān)家組向美國(guó)政府提交了一份長(zhǎng)達(dá)數(shù)百頁(yè)的調(diào)查報(bào)告，并于2003年初公開(kāi)發(fā)表了這份報(bào)告，對(duì)傳統(tǒng)測(cè)謊技術(shù)持否定態(tài)度。
一方面，由于這個(gè)專(zhuān)家組由美國(guó)國(guó)家統(tǒng)計(jì)學(xué)委員會(huì)、行為科學(xué)、社會(huì)科學(xué)和教育學(xué)委員會(huì)以及行為、認(rèn)知和感覺(jué)科學(xué)委員會(huì)的著名專(zhuān)家組成，在科學(xué)界的權(quán)威性很高。他們認(rèn)定傳統(tǒng)測(cè)謊技術(shù)缺乏科學(xué)基礎(chǔ)，并且測(cè)定結(jié)果略高于隨機(jī)水平，不贊成美國(guó)政府支持這種技術(shù)。另一方面，美國(guó)軍事情報(bào)機(jī)構(gòu)在該調(diào)查報(bào)告發(fā)表后一個(gè)月，卻明確表示仍繼續(xù)支持這種技術(shù)的應(yīng)用，因?yàn)檫@對(duì)他們的偵察工作很重要。這說(shuō)明測(cè)謊技術(shù)具有很強(qiáng)的社會(huì)需求；而現(xiàn)有的測(cè)謊技術(shù)急需徹底改進(jìn)。
最近十多年認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展，積累了許多新科學(xué)事實(shí)，證明說(shuō)謊行為的腦科學(xué)基礎(chǔ)至少涉及大腦內(nèi)側(cè)前額葉、扣帶回、杏仁核等腦結(jié)構(gòu)組成的腦復(fù)雜功能回路，這些腦回路有特定時(shí)序性的心理生理活動(dòng)或代謝活動(dòng)變化。測(cè)謊技術(shù)的目標(biāo)就是要瞄準(zhǔn)這些腦結(jié)構(gòu)的生理參數(shù)，獲取和分析與這些腦回路功能有關(guān)的心理生理信號(hào)。此外，本發(fā)明嚴(yán)格遵循心理學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本方法學(xué)原則，嚴(yán)格控制測(cè)謊中自變量的時(shí)間和 強(qiáng)度特性，準(zhǔn)確測(cè)定反應(yīng)時(shí)。
本發(fā)明立足于現(xiàn)代前沿科學(xué)水平之上，吸收當(dāng)代認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)對(duì)測(cè)
謊的理論研究成果，發(fā)展出心理生理信號(hào)多時(shí)窗采集分析系統(tǒng)(Data acquisition and analyzing system with multi-time Window for electrophysiological signals),并使用了新發(fā)明的測(cè)謊方法。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)傳統(tǒng)測(cè)謊技術(shù)和產(chǎn)品存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種 心理生理信號(hào)多時(shí)窗采集分析系統(tǒng)與測(cè)謊方法，以滿足國(guó)家安全、社會(huì) 治安和建設(shè)和諧社會(huì)的需求。
本發(fā)明總體思路是，克服傳統(tǒng)測(cè)謊技術(shù)和產(chǎn)品中存的不足，吸收傳 統(tǒng)測(cè)謊技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)吸收當(dāng)代認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的最新理論和技術(shù)成果， 發(fā)明一種心理生理信號(hào)多時(shí)窗采集分析系統(tǒng)與測(cè)謊方法。
木發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明由心理生理信號(hào)采集系統(tǒng)、多 時(shí)窗信號(hào)處理軟件和測(cè)謊軟件三個(gè)部分構(gòu)成。 (一)心理生理信號(hào)采集系統(tǒng)
由傳感器、放大器、模Z數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)字信號(hào)處理以及存儲(chǔ)顯示的部件 組成，如圖2所示。 1傳感器
(1) 腦電信號(hào)傳感器，包括銀一氯化銀電極和鼻咽電極；
(2) 眼動(dòng)電位傳感器，銀一氯化銀電極；
(3) 呼吸傳感器，壓電式；
(4) 指脈傳感器，光敏式；
(5) 皮膚電傳感器，不銹鋼片狀電極；
(6) 體動(dòng)傳感器，壓電式；
(7) 血壓傳感器，袖帶式。 2模擬放大器
(1) 腦波信號(hào)放大器；
(2) 外周生理信號(hào)放大器；
(3) 模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D Converter); 3信號(hào)數(shù)字化與傳輸
(1) 模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D Converter);
(2) 數(shù)字信號(hào)處理器(DSP);'
(3) 數(shù)字信號(hào)傳輸器件(USB); 4上位機(jī)及附加顯示屏。
這部分的主要功能是，利用各種傳感器，將測(cè)謊所需要的生理信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并通過(guò)USB接口將數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)，為后續(xù) 的分析提供原始數(shù)據(jù)。
(二) 多時(shí)窗信號(hào)處理軟件，如圖3所示
這部分主要包括8導(dǎo)聯(lián)腦波信號(hào)處理程序；8導(dǎo)聯(lián)外周生理信號(hào)的 處理程序，包括眼動(dòng)電位、皮膚電位、呼吸、指脈、血壓和體動(dòng)等；數(shù) 字濾波；數(shù)據(jù)平滑等。
進(jìn)一步，實(shí)現(xiàn)時(shí)間鎖定的平均處理、時(shí)域表達(dá)、頻域表達(dá)、功率譜
和地形圖，并在PC機(jī)的顯示器上呈現(xiàn)出來(lái)。
進(jìn)一步，設(shè)計(jì)用戶可在主界面上選用的多時(shí)窗，包括時(shí)程長(zhǎng)短不一的 時(shí)窗，主要包括負(fù)0. ls ls時(shí)窗、ls 4s時(shí)窗和5s 20s時(shí)窗，并且 時(shí)窗可由刺激時(shí)間鎖定、反應(yīng)時(shí)間鎖定兩種方式任選。
(三) 測(cè)謊軟件部分，如圖4所示
主要包括被測(cè)人資料庫(kù)、測(cè)試材料庫(kù)、測(cè)試程序編制模板、生理參 數(shù)測(cè)量軟件和結(jié)果分析軟件五個(gè)部分。
進(jìn)一步，本發(fā)明對(duì)傳統(tǒng)測(cè)謊方法的改造，主要從以下三個(gè)方面實(shí)現(xiàn)， 廢除審訊式提問(wèn)，以指導(dǎo)語(yǔ)和單圖或單詞方式呈現(xiàn)每類(lèi)剌激，呈現(xiàn)時(shí)間 嚴(yán)格統(tǒng) -限定在0.2 0.5秒；語(yǔ)音和圖像并用，主試以指導(dǎo)語(yǔ)方式向被 試解釋試驗(yàn)要求，測(cè)試中使用的關(guān)鍵詞或圖片在顯示屏上以嚴(yán)格的時(shí)間 間隔呈現(xiàn)給被試，并要求被試盡快做出按鍵或語(yǔ)音回答；計(jì)算機(jī)自動(dòng)記 錄被試的反應(yīng)時(shí)和正確率。
進(jìn)一步，本發(fā)明吸收當(dāng)代認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)對(duì)說(shuō)謊和測(cè)謊研究的最新理 論和技術(shù)，并使用了關(guān)鍵的生理參數(shù)進(jìn)行測(cè)謊。具體實(shí)現(xiàn)如下概括地
說(shuō)，測(cè)謊過(guò)程中被測(cè)人必然出現(xiàn)三類(lèi)心理活動(dòng)認(rèn)知、情感和執(zhí)行過(guò)程。 通過(guò)認(rèn)知過(guò)程把握測(cè)謊環(huán)境、人物和自己的角色以及面臨的形勢(shì)；伴隨
認(rèn)知過(guò)程必然產(chǎn)生情緒反應(yīng)，并在內(nèi)心出現(xiàn)動(dòng)機(jī)沖突，形成總體應(yīng)付對(duì)
策；在測(cè)謊過(guò)程中，被試面對(duì)眼前呈現(xiàn)的語(yǔ)音或圖像刺激，通過(guò)認(rèn)知-情 感活動(dòng)產(chǎn)生決策，做出執(zhí)行反應(yīng)。在執(zhí)行反應(yīng)中既有應(yīng)付對(duì)策和決策的 長(zhǎng)時(shí)記憶功能，又有對(duì)眼前刺激做出反應(yīng)的工作記憶的參與。雖然有舉 不勝數(shù)的說(shuō)謊情節(jié)，但在說(shuō)謊所伴隨的這些復(fù)雜心理活動(dòng)中，最核心的 環(huán)節(jié)是強(qiáng)烈動(dòng)機(jī)支持的反常執(zhí)行功能和對(duì)執(zhí)行過(guò)程的超常監(jiān)控。這個(gè)核 心環(huán)節(jié)是耗費(fèi)心理資源的意識(shí)活動(dòng)，必然需要較多的腦代謝和生理能量 所支持。本發(fā)明中實(shí)現(xiàn)的測(cè)謊方法正是對(duì)說(shuō)謊或誠(chéng)實(shí)反應(yīng)中的反應(yīng)前正 波(PRP)、內(nèi)側(cè)額葉負(fù)波(MFN)等諸多生理參數(shù)進(jìn)行時(shí)間鎖定和多時(shí)窗 的分析，并對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理得到更為準(zhǔn)確的測(cè)謊結(jié)果。
進(jìn)一步，本發(fā)明技術(shù)在測(cè)謊過(guò)程中，同時(shí)采集腦電信號(hào)和外周生理 信號(hào)，利用多時(shí)間窗，分別對(duì)不同時(shí)序特性的信號(hào)加以處理和顯示。對(duì) 腦電信號(hào)和眼動(dòng)電位采用負(fù)0. ls ls時(shí)窗，對(duì)呼吸和脈搏采用ls 4s 時(shí)窗，對(duì)皮膚電、血壓和體動(dòng)采用5s 20s時(shí)窗。進(jìn)一步，對(duì)腦電信號(hào)后處理是分別采用刺激呈現(xiàn)時(shí)間鎖定和反應(yīng)時(shí) 間鎖定兩種方式分析事件相關(guān)電位，這些都是國(guó)內(nèi)外測(cè)謊設(shè)備中所不存 在的功能；
進(jìn)一步，在外周自主神經(jīng)系統(tǒng)功能的生理指標(biāo)中，增加了眼動(dòng)電位 分析也是一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)。
圖1是系統(tǒng)構(gòu)成方框圖。
圖2是心理生理信號(hào)采集系統(tǒng)構(gòu)成方框圖。 圖3是多時(shí)窗信號(hào)處理軟件流程圖。 圖4是測(cè)謊軟件部分流程圖。
參照?qǐng)D1， l一心理生理信號(hào)采集系統(tǒng)，2—多時(shí)窗信號(hào)處理軟件，3— 測(cè)謊軟件。
參照?qǐng)D2， 4一測(cè)謊椅，5—眼動(dòng)信號(hào)傳感器，6—呼吸傳感器，7— 指脈傳感器，8—皮電傳感器，9一體動(dòng)傳感器，IO—血壓傳感器， ll一腦電電極，12—呼吸傳感器，13—信號(hào)放大器1， 14一信號(hào)放大 器3， 15—信號(hào)放大器4， 16—信號(hào)放大器5， 17—信號(hào)放大器6， 18— 信號(hào)放大器7， 19一信號(hào)放大器2， 20—按鍵，21—A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器， 22—DSP數(shù)字信號(hào)處理芯片，23—單片機(jī)，24—直流隔離電源，25—LCD 顯示，26 — PC主機(jī)，27—顯示器，28—音箱，29—攝像機(jī)
具體實(shí)施例方式
圖1是本發(fā)明系統(tǒng)構(gòu)成方框圖。系統(tǒng)由三個(gè)模塊構(gòu)成，心理生理信 號(hào)采集系統(tǒng)1是基于單片機(jī)/DSP和PC機(jī)的完備硬件系統(tǒng)，這部分的主要 功能是實(shí)現(xiàn)外周生理信號(hào)和腦電信號(hào)的放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換、語(yǔ)音或圖像刺 激呈現(xiàn)、被試輸入信息的紀(jì)錄等，最終為測(cè)謊結(jié)果提供原始數(shù)據(jù)；多時(shí) 窗信號(hào)處理軟件2是在心理生理信號(hào)采集系統(tǒng)1得到的原始數(shù)據(jù)的基礎(chǔ) 上，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波和數(shù)據(jù)平滑后，選擇負(fù)0. ls ls時(shí)窗、ls 4s時(shí)窗和5s 20s時(shí)窗，并且選擇刺激時(shí)間鎖定、反應(yīng)時(shí)間鎖定兩種方 式中的一種，對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行加工處理，生成測(cè)謊軟件3所需要的數(shù)據(jù)， 從而通過(guò)測(cè)謊軟件3得出測(cè)謊結(jié)論。實(shí)施測(cè)試前，主試首先依據(jù)案情的 材料，使用測(cè)謊軟件3建立被測(cè)人資料庫(kù)、測(cè)試材料庫(kù)和測(cè)試模板。另 外，在建立過(guò)程中所需要的文字、語(yǔ)音或圖像等刺激內(nèi)容，預(yù)先由調(diào)査 人員用數(shù)碼相機(jī)或DV機(jī)到現(xiàn)場(chǎng)采集，經(jīng)主試篩選后導(dǎo)入測(cè)試材料庫(kù)，再根據(jù)需要從測(cè)試材料庫(kù)中選取并將其填入測(cè)試模板，從而將測(cè)試模板變 為可以運(yùn)行的測(cè)謊程序。
圖2是心理生理信號(hào)采集系統(tǒng)構(gòu)成方框圖。
測(cè)試時(shí)，先讓受試坐在專(zhuān)用的測(cè)謊椅4上，并將眼動(dòng)電位傳感器5、
呼吸傳感器6、指脈傳感器7、皮膚電傳感器8、運(yùn)動(dòng)傳感器9和血壓傳 感器10等8導(dǎo)聯(lián)安裝在受試相應(yīng)的測(cè)試部位，然后將8導(dǎo)聯(lián)腦電電極帽 11戴到受試的頭部，并使用醫(yī)用酒精擦拭被試頭顱的相應(yīng)部位，使腦電 極與被試的頭皮接觸良好，這些傳感器檢測(cè)到的模擬信號(hào)，經(jīng)信號(hào)放大 器1 信號(hào)放大器7分別放大后> 再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器21進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后得 到每種信號(hào)的數(shù)字信號(hào)，經(jīng)DSP22處理，再通過(guò)和CPU 23的接口電路， 由CPU 23將數(shù)據(jù)通過(guò)USB接口發(fā)送到PC主機(jī)26，同時(shí)在LCD顯示25進(jìn) 行原始呈現(xiàn)。
測(cè)試時(shí)，主試以指導(dǎo)語(yǔ)方式向被試解釋試驗(yàn)要求，測(cè)試中使用的關(guān)鍵 詞或圖片呈現(xiàn)在顯示屏27上，語(yǔ)音通過(guò)音箱28播放出來(lái)，并要求被試 通過(guò)按鍵20和麥克12對(duì)應(yīng)答盡快做出按鍵或語(yǔ)音回答。PC主機(jī)26運(yùn)行 的多時(shí)窗信號(hào)處理軟件2，負(fù)責(zé)將被試通過(guò)按鍵20和麥克12的回答進(jìn)行 紀(jì)錄，形成原始數(shù)據(jù)的一部分，同時(shí)PC主機(jī)26還采集攝像機(jī)29的圖像 信號(hào)，達(dá)到對(duì)執(zhí)行過(guò)程的超常監(jiān)控。
電源24的作用是為除PC主機(jī)26以外的硬件電路提供+5V和-5V工
作電源。
心理生理信號(hào)采集系統(tǒng)在PC主機(jī)26運(yùn)行的多時(shí)窗信號(hào)處理軟件2 管理下，保證原始心理生理數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確獲得，為測(cè)謊分析打下良好的基 礎(chǔ)。
測(cè)謊軟件的主要任務(wù)是通過(guò)對(duì)心理生理信號(hào)采集系統(tǒng)1和多時(shí)窗信 號(hào)處理軟件2得到的生理心理數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、綜合得出測(cè)謊結(jié) 論。
具體到測(cè)謊結(jié)論的得出，主要是通過(guò)分析如下相關(guān)生理心理數(shù)據(jù) 1)把P300等認(rèn)知成分作為說(shuō)謊中反常執(zhí)行功能額外耗能的生理參數(shù)。
人類(lèi)對(duì)視、聽(tīng)信息加工是從后或側(cè)頭部的視、聽(tīng)感覺(jué)皮層向頂和前 頭部的高級(jí)聯(lián)絡(luò)皮層逐級(jí)進(jìn)行的，初級(jí)無(wú)意識(shí)的自動(dòng)加工不受是否說(shuō)謊 的影響；但高級(jí)意識(shí)的加工功活動(dòng)卻對(duì)說(shuō)謊核心環(huán)節(jié)十分敏感。比如， 利用熟悉和陌生面孔照片進(jìn)行模擬測(cè)謊中，對(duì)熟悉的探測(cè)照片故意作出 陌生照片的反應(yīng)，對(duì)熟悉的靶刺激照片進(jìn)行正常反應(yīng)。結(jié)果是探測(cè)刺激 誘發(fā)的P300波幅總是低于靶刺激，因?yàn)檎f(shuō)謊的核心環(huán)節(jié)耗費(fèi)了心理生理 能量。近年基于P300波的犯罪情節(jié)測(cè)試(GKT),把探測(cè)刺激與無(wú)關(guān)刺激 相比，可誘發(fā)出顯著高幅值的P300波，看作是被測(cè)人頭腦中記憶著作案情節(jié)的證據(jù)。本發(fā)明既把P300和N400波等認(rèn)知成分的改變作為對(duì)犯罪
情節(jié)記憶的生理參數(shù)，更把它作為工作記憶執(zhí)行器反常執(zhí)行過(guò)程所額外
耗能的生理參數(shù)。所以，探測(cè)照片引出的P300波幅顯著低于耙刺激。 2)把MFN波作為說(shuō)謊伴隨著超強(qiáng)監(jiān)控功能的生理指標(biāo) 當(dāng)代認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)表明，面對(duì)復(fù)雜任務(wù)時(shí)，工作記憶的中央執(zhí)行器 不僅承擔(dān)執(zhí)行功能還對(duì)執(zhí)行過(guò)程是否得當(dāng)進(jìn)行監(jiān)控。與這一功能相關(guān)的 腦結(jié)構(gòu)主要是內(nèi)側(cè)前額葉和前扣帶回，內(nèi)側(cè)額葉負(fù)波(MFN)是其激活的 生理指標(biāo)。本發(fā)明把高幅MFN波作為說(shuō)謊伴隨著超強(qiáng)監(jiān)控功能的生理指
3) 結(jié)合大腦額區(qū)生理參數(shù)與外周生理指標(biāo)，對(duì)情緒進(jìn)行綜合分析 說(shuō)謊不僅包括對(duì)相關(guān)問(wèn)題的認(rèn)知，即知覺(jué)、記憶和注意，還必然伴
有復(fù)雜的情緒動(dòng)機(jī)活動(dòng)，包括緊張焦慮情緒、矛盾意向、動(dòng)機(jī)沖突等。 當(dāng)代情感認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)已證明，'除了由前額島葉調(diào)控的外周自主神經(jīng)功 能(呼吸、心率和皮膚電)的慢生理反應(yīng)之外，情緒活動(dòng)還通過(guò)杏仁核 與丘腦引起大腦的快速反應(yīng)，在接受刺激的0.1秒左右就會(huì)在前額葉出 現(xiàn)生理改變。因此，通過(guò)前額葉電極和鼻咽電極檢測(cè)兩類(lèi)時(shí)序不同的情 緒相關(guān)的生理參數(shù)，分析說(shuō)謊過(guò)程中所伴隨的情緒反應(yīng)。將大腦特別是 額區(qū)的生理參數(shù)與外周生理指標(biāo)進(jìn)行綜合分析，在本發(fā)明中作為測(cè)謊技 術(shù)的重要環(huán)節(jié)。
4) 說(shuō)謊過(guò)程中心理活動(dòng)及其相關(guān)生理參數(shù)的時(shí)序性 說(shuō)謊是一種復(fù)雜的心理活動(dòng)，涵蓋多種時(shí)序不同的認(rèn)知、情感和決策
執(zhí)行過(guò)程，快速反應(yīng)發(fā)生于剌激呈現(xiàn)后0.05秒出現(xiàn)P50波，在被試反應(yīng) 發(fā)生后0. 07秒出現(xiàn)MFN波，這些反應(yīng)出現(xiàn)在快時(shí)窗，統(tǒng)稱為快時(shí)窗反應(yīng)； ls 4s內(nèi)出現(xiàn)呼吸和脈搏的變化，稱為中時(shí)窗反應(yīng)；在被試按鍵或應(yīng)答 反應(yīng)后5 15秒內(nèi)出現(xiàn)的皮膚電的慢生理反應(yīng)，稱為慢時(shí)窗反應(yīng)。本發(fā) 明通過(guò)對(duì)多時(shí)窗反應(yīng)，即負(fù)0. 2s ls時(shí)窗反應(yīng)、ls 4s時(shí)窗反應(yīng)和5s 20s時(shí)窗反應(yīng)，進(jìn)行全面分析，為準(zhǔn)確測(cè)謊提供的一種全新方法。
5) 刺激時(shí)間鎖定和反應(yīng)時(shí)間鎖定的生理參數(shù)
在測(cè)謊過(guò)程中，被測(cè)人在接受刺激的瞬間和對(duì)刺激作出反應(yīng)后都會(huì) 發(fā)生激烈的心理活動(dòng)，因此除了三類(lèi)時(shí)窗，還有兩個(gè)鎖時(shí)疊加的時(shí)間點(diǎn)。
最后將上述生理心理參數(shù)的分析、應(yīng)用形成測(cè)謊新范式，即新的測(cè) 謊方法。
迄今，已有的測(cè)謊范式是基于多導(dǎo)生理記錄儀的犯罪情節(jié)測(cè)試 (GKT)、準(zhǔn)繩問(wèn)題測(cè)試(CQT)等；GKT方法也用在基于事件相關(guān)電位的 Oddball測(cè)謊范式。本發(fā)明從現(xiàn)代認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)研究中吸收下列方 法，作為新測(cè)謊范式
1) Go/No-Go Paradigm,要求被試對(duì)靶刺激按鍵(Go)，非靶刺激不 做反應(yīng)(No-Go)，如何對(duì)探測(cè)刺激反應(yīng)由被試自己確定。比較三類(lèi)刺激的P300成分和反應(yīng)前正波(PRP)的差異。由于探測(cè)刺激和靶刺激性質(zhì) 接近，誠(chéng)實(shí)者應(yīng)作出GO反應(yīng)，而說(shuō)謊者抑制這一反應(yīng)，給出N0G0反應(yīng)； 但它的ERP卻更類(lèi)似GO效應(yīng)。采用刺激時(shí)間鎖定的疊加方式處理ERP。
這是對(duì)說(shuō)謊者反常執(zhí)行功能的檢測(cè)。 一
2) Flanker Paradigm, 請(qǐng)被試始終把兩眼注視顯示屏正中的黑十
字上，用兩眼余光觀察在十字的左右兩側(cè)空白方框內(nèi)的變化。其中一方 框發(fā)出閃光作為線索，提示刺激將出現(xiàn)的位子；但只有80%的概率，是準(zhǔn) 確的提示線索；還有20%的提示線索不準(zhǔn)確，刺激出現(xiàn)在對(duì)側(cè)，即出現(xiàn) 在沒(méi)有提示的方框內(nèi)。被試的任務(wù)是分別根據(jù)刺激出現(xiàn)的位子盡快按鼠 標(biāo)器左或右鍵。把與案件相關(guān)的圖或字詞以10%概率方式呈現(xiàn)；把對(duì)照 問(wèn)題的圖或字詞以10%概率方式呈現(xiàn)；無(wú)關(guān)的字詞或圖以80%概率呈現(xiàn)。 比較平均反應(yīng)時(shí)和事件相關(guān)電位的幅值，主要是比較反應(yīng)前正波(PRP)和 內(nèi)側(cè)額葉負(fù)波(MFN)。采用反應(yīng)時(shí)間鎖定的疊加方式處理數(shù)據(jù)。它主要 是檢測(cè)說(shuō)謊者超常的執(zhí)行監(jiān)控過(guò)程。
權(quán)利要求
1、心理生理信號(hào)多時(shí)窗采集分析系統(tǒng)與測(cè)謊方法，特別涉及國(guó)家安全、公安、司法以及民事糾紛中當(dāng)事人的誠(chéng)實(shí)與欺騙行為的識(shí)別技術(shù)與辨識(shí)方法，其特征在于，整個(gè)系統(tǒng)由如圖1所示的心理生理信號(hào)采集系統(tǒng)(1)，多時(shí)窗信號(hào)處理軟件(2)和測(cè)謊軟件(3)三個(gè)主要部分構(gòu)成，其中，本發(fā)明通過(guò)分析P300和PRP等認(rèn)知成分作為說(shuō)謊中反常執(zhí)行功能額外耗能的生理參數(shù)作為測(cè)謊指標(biāo)，本發(fā)明把MFN波作為說(shuō)謊伴隨著超強(qiáng)監(jiān)控功能的生理參數(shù)作為測(cè)謊指標(biāo)，本發(fā)明結(jié)合大腦額區(qū)生理參數(shù)與外周生理指標(biāo)，包括新增加的眼動(dòng)電位分析，對(duì)情緒進(jìn)行綜合分析，本發(fā)明依據(jù)說(shuō)謊過(guò)程中心理活動(dòng)及其相關(guān)生理參數(shù)的時(shí)序性，在多時(shí)窗信號(hào)處理軟件(2)中選擇對(duì)應(yīng)的時(shí)窗，即負(fù)0.2s～1s時(shí)窗、1s～4s時(shí)窗和5s～20s時(shí)窗，進(jìn)行全面分析，本發(fā)明將刺激時(shí)間鎖定和反應(yīng)時(shí)間鎖定的生理參數(shù)等多種相關(guān)心理生理數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，形成一種新的測(cè)謊方法，即為準(zhǔn)確測(cè)謊提供了一種全新方法，其中包括新增的Go/No-Go Paradigm和Flanker Paradigm兩種測(cè)謊范式。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的心理生理信號(hào)多時(shí)窗采集分析系統(tǒng)與測(cè)謊方法，其特征在于，通過(guò)分析P300等認(rèn)知成分作為說(shuō)謊中反常執(zhí)行功能額 外耗能的生理參數(shù)作為測(cè)謊指標(biāo)，既把P300和N400波等認(rèn)知成分 的改變作為對(duì)犯罪情節(jié)記憶的生理參數(shù)，更把它作為工作記憶執(zhí)行器 因反常執(zhí)行而額外耗能的生理參數(shù)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的心理生理信號(hào)多時(shí)窗采集分析系統(tǒng)與測(cè)謊方法，其特征在于，把高幅MFN波作為說(shuō)謊伴隨著超強(qiáng)監(jiān)控功能的生理指標(biāo)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的心理生理信號(hào)多時(shí)窗采集分析系統(tǒng)與測(cè)謊方法，其特征在于，結(jié)合大腦額區(qū)生理參數(shù)與外周生理指標(biāo)，對(duì)情緒進(jìn)行綜 合分析，通過(guò)前額葉電極、鼻咽電極和外周傳感器檢測(cè)兩類(lèi)時(shí)序不同 的情緒相關(guān)的生理參數(shù)，分析說(shuō)謊過(guò)程中所伴隨的情緒反應(yīng)，將大腦 特別是額區(qū)的生理參數(shù)與外周生理指標(biāo)進(jìn)行綜合分析，在本發(fā)明中作 為測(cè)謊技術(shù)的重要環(huán)節(jié)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的心理生理信號(hào)多時(shí)窗采集分析系統(tǒng)與測(cè)謊方法，其特征在于，依據(jù)說(shuō)謊過(guò)程中心理活動(dòng)及其相關(guān)生理參數(shù)的時(shí)序性， 在多時(shí)窗信號(hào)處理軟件(2)中選擇對(duì)應(yīng)的時(shí)窗，即負(fù)0. 2s ls時(shí)窗、 ls 4s時(shí)窗和5s 20s時(shí)窗，進(jìn)行全面分析，為準(zhǔn)確測(cè)謊提供的一種 全新方法。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的心理生理信號(hào)多時(shí)窗采集分析系統(tǒng)與測(cè)謊方法， 其特征在于，新增測(cè)謊范式Go/No-Go Paradigm,采用刺激時(shí)間鎖定的疊加方式處理ERP，實(shí)現(xiàn)對(duì)說(shuō)謊者反常執(zhí)行功能的檢測(cè)，為準(zhǔn)確測(cè)謊提供的一種全新方法。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的心理生理信號(hào)多時(shí)窗采集分析系統(tǒng)與測(cè)謊方法，其特征在于，新增測(cè)謊范式Flanker Paradigm,比較反應(yīng)前正波(PRP) 和內(nèi)側(cè)額葉負(fù)波(MFN)，采用反應(yīng)時(shí)間鎖定的疊加方式處理數(shù)據(jù)，主 要是檢測(cè)說(shuō)謊者超常的執(zhí)行監(jiān)控過(guò)程，為準(zhǔn)確測(cè)謊提供一種全新方 法。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的心理生理信號(hào)多時(shí)窗采集分析系統(tǒng)與測(cè)謊方法，其特征在于，在外周自主神經(jīng)系統(tǒng)功能的生理指標(biāo)中，增加了眼動(dòng)電 位分析也是一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及心理生理信號(hào)多時(shí)窗采集分析系統(tǒng)與測(cè)謊方法，涉及國(guó)家安全、公安、司法以及民事糾紛中當(dāng)事人的誠(chéng)實(shí)與欺騙行為的識(shí)別技術(shù)與辨識(shí)方法。本發(fā)明克服了傳統(tǒng)測(cè)謊技術(shù)和產(chǎn)品中存在的不足，吸收了傳統(tǒng)測(cè)謊技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)，還吸收了當(dāng)代認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的最新理論和技術(shù)成果，本發(fā)明的一種心理生理信號(hào)多時(shí)窗采集分析系統(tǒng)與測(cè)謊方法，本發(fā)明由心理生理信號(hào)采集系統(tǒng)、多時(shí)窗信號(hào)處理軟件和測(cè)謊軟件三部分構(gòu)成，其中測(cè)謊軟件是本發(fā)明的主要發(fā)明點(diǎn)，其主要任務(wù)是通過(guò)對(duì)心理生理信號(hào)采集系統(tǒng)和多時(shí)窗信號(hào)處理軟件得到的生理心理數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析、綜合得出測(cè)謊結(jié)論。
文檔編號(hào)A61B5/16GK101455569SQ20081018797
公開(kāi)日2009年6月17日 申請(qǐng)日期2008年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月31日
發(fā)明者吉強(qiáng)強(qiáng), 政 沈, 沈政浩, 王興昆, 馬妍妍 申請(qǐng)人:沈政浩