静息状态功能核磁共振成像(f MRI)技术在人脑认知功能研究和个体认知参数评估方面都得到了广泛应用。提取有效的脑功能特征对于基于静息状态f MRI的个体认知参数评估至关重要,因为脑功能特征的有效性直接关系到后续个体认知参数评估的精度。近期研究表明,人脑年龄(而非生理年龄)是反映人脑认知功能的重要方面,人脑年龄与生理年龄的偏离与精神疾病密切相关,因此人脑年龄评估受到研究人员的广泛关注。本研究将面向人脑年龄评估,研究如何有效提取静息状态f MRI数据中隐藏的脑功能信息。本文的具体工作如下:(1)基于推土机距离(EMD)的特征提取。EMD可以评估两个时间序列之间在存在时间差的情况下的相似性,这一点使得EMD能突破传统基于两个时间序列的相关性提取脑功能特征的局限。本研究中引入EMD度量脑区之间功能上联系的强弱,进而采用支持向量回归、弹性网、随机森林等三种方法构建人脑年龄评估模型,以校验基于EMD策略的效果。实验结果表明:基于EMD特征的人脑年龄评估效果较传统相关系数特征的评估效果略差(评估值与真实值的相关系数R=0.66 vs R=0.78),但是误差在可接受范围之内。(2)基于动态时间规整(DTW)算法的特征提取。DTW算法支持动态选取两个时间序列之间的最小距离,以解决信号之间存在异步相关的问题。DTW算法的这一特点仍可以有效解决传统脑功能特征提取仅考虑完全同步的信号这一局限。本研究中引入DTW算法提取脑功能特征,采用四种不同的目标函数度量时间序列的异步相关性。实验结果表明:基于其中两种目标函数所获取脑功能特征可以实现高精度的人脑年龄评估(评估值与真实值的相关系数R=0.78,与基于相关系数的特征相当)。(3)基于交叉递归图(CRP)和递归量化分析(RQA)的特征提取。使用基于相关系数的传统特征提取方法无法发现时间序列之间的动态相关性,然而CRP可以获取两个时间序列的任意两个时间点的数据相关性,从而挖掘动态特征。本研究使用CRP获取两个时间序列的动态相关性,进而使用RQA方法发掘时间序列之间的多角度的相关性。实验结果表明:基于CRP和RQA提取的脑功能特征也能实现对人脑年龄较好的评估(评估值与真实值的相关系数R=0.72)。本研究的创新性和意义在于:通过三种特征提取算法的引入,为基于静息状态f MRI开展脑功能研究和个体化评估提供了新的思路。虽然基于EMD指标(R=0.66)和CRP+RQA方法(R=0.72)提取的脑功能特征评估效果较传统相关系数提取的功能连接特征(R=0.78)要弱,但这些特征有望作为传统特征的有益补充。