Since stress contributes to a broad range of mental and physical health problems, the objective assessment of stress is essential for behavioral and physiological studies. Although several studies have evaluated stress levels in controlled settings, objective stress assessment in everyday settings is still largely under-explored due to challenges arising from confounding contextual factors and limited adherence for self-reports. In this paper, we explore the objective prediction of stress levels in everyday settings based on heart rate (HR) and heart rate variability (HRV) captured via low-cost and easy-to-wear photoplethysmography (PPG) sensors that are widely available on newer smart wearable devices. We present a layered system architecture for personalized stress monitoring that supports a tunable collection of data samples for labeling, and present a method for selecting informative samples from the stream of real-time data for labeling. We captured the stress levels of fourteen volunteers through self-reported questionnaires over periods of between 1-3 months, and explored binary stress detection based on HR and HRV using Machine Learning Methods. We observe promising preliminary results given that the dataset is collected in the challenging environments of everyday settings. The binary stress detector is fairly accurate and can detect stressful vs non-stressful samples with a macro-F1 score of up to \%76. Our study lays the groundwork for more sophisticated labeling strategies that generate context-aware, personalized models that will empower health professionals to provide personalized interventions.


翻译:由于压力导致了一系列广泛的身心健康问题,对压力的客观评估对行为和生理研究至关重要。虽然一些研究已经评估了受控环境中的压力水平,但日常环境中的客观压力评估仍然在很大程度上没有得到充分探讨,因为背景因素混乱,自我报告遵守程度有限,造成挑战;在本论文中,我们探讨了对日常环境中的压力水平的客观预测,这种压力水平是根据心率(HR)和心率变化(HRV),通过低成本和易湿光肿成像照相成像仪(PPG)传感器(PPG),这些传感器在新型智能可磨损设备上广泛提供。我们为个人压力监测提供了一个分层的系统结构,支持为贴标签收集数据样本的条纹样,并提出了从实时数据流中选择信息样本的方法。我们在1-3个月的时间里通过自我报告问卷,对14名志愿者的压力水平进行了客观预测,并探索了基于HR和HRV的二元压力检测,使用机器学习方法。我们注意到,鉴于在富有挑战性的个人智能的环境下收集数据集,我们提出的个人压力监测系统将使得个人压力的模型变得不精确。

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