注意特征的研究具有广泛的用途,包括诊断儿童是否患有多动症,汽车司机驾车时的状态等。通常情况下,判定人注意力集中或不集中的主要手段是通过感官来观察其行为表现,但是通过这种方式得出的结论具有很大的主观性偏差。因此,为了准确的识别注意特征,需要从科学理论出发,对其进行研究。本文从心电信号的角度出发,研究人在注意力集中和注意力不集中状态下的心电信号的差别,探索心率变异及心电信号与注意力之间的关系。首先进行心电信号采集系统的硬件设计,并结合与之相应的软件测试系统来采集人在注意力集中和不集中状态下的心电信号数据,然后运用了近似熵、希尔伯特黄变换及散点图等方法处理采集到的心电信号数据,分析心率变异及心电信号与注意特征之间的关系。本文对每种方法均采用其最优的改进算法,例如在利用近似熵算法处理数据时本文选择了近似熵的快速算法;在经验模式分解时,采用了包络极值延拓的方法来尽量降低边界效应的存在所带来的影响。通过对若干组仿真实验结果的分析,本文得到如下的结论:注意力集中时心电信号的复杂度比注意力不集中时低,而且注意力集中时平均心率变异较大,但变化速度较慢。