[發明專利]一種兒童腦電情緒分析的控制方法、裝置及系統

有效

• 申請號: 201711403499.0
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108143412B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 徐志;毛小松
• 申請（專利權）人: 蘇州創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境下的大腦作用機制的情緒識別，包括如下步驟：a.在一個或多個環境下采集一個或多個兒童的第一腦電信號，并基于一個或多個所述第一腦電信號進行數據預處理，獲取一個或多個腦電數據X；b.基于一個或多個腦電數據X確定在每個環境下的一個或多個兒童的一個或多個情緒指數；c.基于每個環境下的一個或多個情緒指數確定每個環境不同兒童的情緒狀態。本發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。本發明能夠快速，有效地識別兒童在不同環境下的情緒狀態,特別是用于兒童在娛樂、學習以及人機交互過程中的評估。

技術領域

本發明涉及數據處理領域，可以應用于兒童娛樂、學習以及人機交互過程，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。

背景技術

情緒是人對客觀事物是否滿足自身需要而產生的綜合狀態。它作為人腦的高級功能，保證著有機體的生存和適應，不同程度上影響著人的學習、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。負性情緒會影響我們的身心健康，降低工作質量與效率，也會造成嚴重的工作失誤。有研究證明，負性情緒的長期積累，會損害免疫系統的功能，使人們更容易受到周圍病毒的感染。所以，適時地發現負性情緒并給予適當的干預與調控十分必要。另一方面，在人機交互系統里，如果系統能夠捕捉到人的情緒狀態，那么人機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成為神經科學、心理學、認知科學、計算機科學和人工智能等領域學科交叉的一項重要的研究課題。

腦電是通過在頭皮表層的電極記錄下來的腦細胞群的自發性、節律性電活動。其中，將時間作為橫軸，將腦細胞的活動電位作為縱軸，這樣把時間與電位的相互關系記錄下來的圖就是腦電圖。在整個研宄過程中，首先需要設計刺激文件誘發出各種情緒(比如：喜悅、悲傷、驚訝、憤怒等，然后利用傳感器獲取伴隨誘發情緒的信號；將腦電信號通過數學變換從時域轉換到頻域，依據相關的生理、心理學研究成果提取信號特征，并通過數據降維與特征選擇，從而得到適合情緒分類的特征集；基于特征集進行情緒分類，得到被試所處的情緒狀態。

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量不容小覷。目前，很多研究者所進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，兒童腦電具有與成人不同的特點和趨勢。因此,考察兒童腦電情緒檢測方法及裝置是十分有必要的。

發明內容

針對現有技術存在的技術缺陷，本發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境下的大腦作用機制的情緒識別，包括如下步驟：

a.在一個或多個環境下采集一個或多個兒童的第一腦電信號，并基于一個或多個所述第一腦電信號進行數據預處理，獲取一個或多個腦電數據X；

b.基于一個或多個腦電數據X確定在每個環境下的一個或多個兒童的一個或多個情緒指數；

c.基于每個環境下的一個或多個情緒指數確定每個環境不同兒童的情緒狀態。

優選地，所述步驟a包括如下步驟：

a1：基于傳感器設置的信號調理電路獲取一個或多個兒童的第一腦電信號，其中，所述第一腦電信號至少包括θ波的數值及β波的數值；

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或多個腦電數據X。

優選地，所述步驟a2包括如下步驟；

a21：對所述第一腦電信號進行數字帶通濾波處理；

a22：對所述第一腦電信號進行壞通道替換；

a23：將所述第一腦電信號導出mat格式，并獲取第二腦電信號。