[發(fā)明專利]一種兒童腦電情緒分析的控制方法、裝置及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711403499.0
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108143412B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐志;毛小松
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州創(chuàng)捷傳媒展覽股份有限公司
• 主分類號: A61B5/0476
• 分類號: A61B5/0476;A61B5/16;A61B5/00
• 代理公司: 上海唯源專利代理有限公司 31229
• 代理人: 曾耀先

本發(fā)明提供了一種兒童腦電情緒分析的控制方法，其用于兒童在不同環(huán)境下的大腦作用機(jī)制的情緒識別，包括如下步驟：a.在一個(gè)或多個(gè)環(huán)境下采集一個(gè)或多個(gè)兒童的第一腦電信號，并基于一個(gè)或多個(gè)所述第一腦電信號進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，獲取一個(gè)或多個(gè)腦電數(shù)據(jù)X；b.基于一個(gè)或多個(gè)腦電數(shù)據(jù)X確定在每個(gè)環(huán)境下的一個(gè)或多個(gè)兒童的一個(gè)或多個(gè)情緒指數(shù)；c.基于每個(gè)環(huán)境下的一個(gè)或多個(gè)情緒指數(shù)確定每個(gè)環(huán)境不同兒童的情緒狀態(tài)。本發(fā)明提供了一種兒童腦電情緒分析的控制裝置，包括第一處理單元、第一確定單元和第二確定單元。本發(fā)明能夠快速，有效地識別兒童在不同環(huán)境下的情緒狀態(tài),特別是用于兒童在娛樂、學(xué)習(xí)以及人機(jī)交互過程中的評估。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，可以應(yīng)用于兒童娛樂、學(xué)習(xí)以及人機(jī)交互過程，具體地，涉及一種兒童腦電情緒分析的控制方法、裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

情緒是人對客觀事物是否滿足自身需要而產(chǎn)生的綜合狀態(tài)。它作為人腦的高級功能，保證著有機(jī)體的生存和適應(yīng)，不同程度上影響著人的學(xué)習(xí)、記憶與決策。在人們的日常工作和生活中，情緒的作用無處不在。負(fù)性情緒會影響我們的身心健康，降低工作質(zhì)量與效率，也會造成嚴(yán)重的工作失誤。有研究證明，負(fù)性情緒的長期積累，會損害免疫系統(tǒng)的功能，使人們更容易受到周圍病毒的感染。所以，適時(shí)地發(fā)現(xiàn)負(fù)性情緒并給予適當(dāng)?shù)母深A(yù)與調(diào)控十分必要。另一方面，在人機(jī)交互系統(tǒng)里，如果系統(tǒng)能夠捕捉到人的情緒狀態(tài)，那么人機(jī)交互就會變得更加友好，自然與高效。情緒的分析與識別已經(jīng)成為神經(jīng)科學(xué)、心理學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能等領(lǐng)域?qū)W科交叉的一項(xiàng)重要的研究課題。

腦電是通過在頭皮表層的電極記錄下來的腦細(xì)胞群的自發(fā)性、節(jié)律性電活動。其中，將時(shí)間作為橫軸，將腦細(xì)胞的活動電位作為縱軸，這樣把時(shí)間與電位的相互關(guān)系記錄下來的圖就是腦電圖。在整個(gè)研宄過程中，首先需要設(shè)計(jì)刺激文件誘發(fā)出各種情緒(比如：喜悅、悲傷、驚訝、憤怒等，然后利用傳感器獲取伴隨誘發(fā)情緒的信號；將腦電信號通過數(shù)學(xué)變換從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域，依據(jù)相關(guān)的生理、心理學(xué)研究成果提取信號特征，并通過數(shù)據(jù)降維與特征選擇，從而得到適合情緒分類的特征集；基于特征集進(jìn)行情緒分類，得到被試所處的情緒狀態(tài)。

兒童受情緒的影響較大，甚至很可能會影響日后成長軌跡，且患有自閉癥等精神疾病的兒童數(shù)量不容小覷。目前，很多研究者所進(jìn)行的研究都是針對成人展開的，還未有專門考察兒童腦電情緒檢測方法及裝置。不可否認(rèn)，兒童腦電具有與成人不同的特點(diǎn)和趨勢。因此,考察兒童腦電情緒檢測方法及裝置是十分有必要的。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種兒童腦電情緒分析的控制方法，其用于兒童在不同環(huán)境下的大腦作用機(jī)制的情緒識別，包括如下步驟：

a.在一個(gè)或多個(gè)環(huán)境下采集一個(gè)或多個(gè)兒童的第一腦電信號，并基于一個(gè)或多個(gè)所述第一腦電信號進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，獲取一個(gè)或多個(gè)腦電數(shù)據(jù)X；

b.基于一個(gè)或多個(gè)腦電數(shù)據(jù)X確定在每個(gè)環(huán)境下的一個(gè)或多個(gè)兒童的一個(gè)或多個(gè)情緒指數(shù)；

c.基于每個(gè)環(huán)境下的一個(gè)或多個(gè)情緒指數(shù)確定每個(gè)環(huán)境不同兒童的情緒狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述步驟a包括如下步驟：

a1：基于傳感器設(shè)置的信號調(diào)理電路獲取一個(gè)或多個(gè)兒童的第一腦電信號，其中，所述第一腦電信號至少包括θ波的數(shù)值及β波的數(shù)值；

a2：基于Net station以及所述第一腦電信號確定第二腦電信號；

a3：基于MATLAB以及所述第二腦電信號確定一個(gè)或多個(gè)腦電數(shù)據(jù)X。

優(yōu)選地，所述步驟a2包括如下步驟；

a21：對所述第一腦電信號進(jìn)行數(shù)字帶通濾波處理；

a22：對所述第一腦電信號進(jìn)行壞通道替換；

a23：將所述第一腦電信號導(dǎo)出mat格式，并獲取第二腦電信號。