[實用新型]一種情感信號采集系統

有效

• 申請號: 201720819772.7
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN208355453U
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 李大鵬;郭春艷;李大洲;于洋;張家齊
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: A61B5/0205
• 分類號: A61B5/0205;A61B5/0488;A61B5/16;A61B5/00
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王海濱

本實用新型公開了一種情感信號采集系統，包括VR視頻播放設備、肌電信號采集電極、脈搏信號采集傳感器、人體溫度信號采集傳感器、肌電信號調理模塊、脈搏信號調理模塊、人體溫度信號調理模塊、數據采集卡和計算機。本實用新型，將虛擬現實視頻播放設備引入到情感信號采集系統中，通過VR視頻播放設備播放誘發人類情感的影片，同時通過肌電信號采集電極、脈搏信號采集傳感器、人體溫度信號采集傳感器分別采集人體肌電信號、脈搏信號、體溫信號作為情感識別信號；虛擬現實視頻播放設備給人以真實的情感體驗，大大增強了對人的情感的誘發刺激，與演員刻意表演或者普通的視頻放映相比，保證了人類情感的真實性，從而提高了情感信號判別的準確性。

技術領域

本實用新型屬于情感信號采集技術領域，具體涉及一種情感信號采集系統。

背景技術

情感識別是情感計算的一個關鍵問題，是建立和諧人機環境的基礎之一，它的應用極其廣泛，近年在國外引起了眾多情感計算研究者的興趣，但是在國內尚處于起步狀態。如MIT媒體實驗室提出的情感飾物、情感教學、司機的情感監測、情感CD、情感玩具、情感地毯、情感鼠標、情感眼鏡等。

目前對于情感識別有兩種方式，一種是檢測生理信號如呼吸、心律、心電、腦電和體溫等，另一種是檢測情感行為如面部特征表情識別、語音情感識別和姿態識別。目前多采用面部表情，身體姿態和語音信號分析法，以及心理學上常用的問卷調查法，其結果通常受被試和主試的主觀因素影響，而生理變化只受人的自主神經系統和內分泌系統支配，不受人的主觀控制，因而應用生理信號測量法，所得數據更客觀。研究的深入發現，不同的情感能產生不同的肌肉運動模式，完全可以根據提取不同的肌電信號的特征識別出情感，所以將肌電信號應用于情感識別也受到了越來越多的關注和研究。

情感的生理激活需要一定的能量，這些能量來自人體生理功能的激活，包括神經內分泌的變化、血壓升高、心率加快、瞳孔放大、肌肉收縮等。美國Ekman等人通過實驗總結出不同的情感有不同的生理反應如：高興時笑肌收縮擴張頻繁；憤怒時心跳加速、呼吸加快；恐懼時增加排出腎上腺素等。例如人在笑時面頰上升，眼周圍的肌肉堆起，大腦左半球的電活動增加。肌電信號能較好地體現肌肉活動的肌力水平、局部疲勞程度、運動單位興奮傳導速度、多肌群協調性等多種肌肉活動和中樞控制特征的變化規律，根據這些規律肌電信號能從某些方面體現情緒的變化，將EMG信號用于情感狀態識別具有重要的意義，國內外對肌電信號的研究發展十分迅速。

在國外，Picard教授帶領的MIT媒體實驗小組證明應用生理信號對情感識別的方法是可行的。Picard教授和Elias采集1名演員刻意表演8種情感時20天的生理信號從中提取統計特征值采用Fisher Projection得到了83％的情感識別率。韓國的Kim Bang和Kim(2004)采集50名被試在自然情緒誘發下的生理信號提取特征后運用Support VectorMachine對3種情感的識別率達到了71.4％。德國Augsburg大學Johannes Wagner等人對1個被試者在音樂的誘發下產生的joy、anger、sadness、pleasure四種情感時25天的肌電(EMG)生理信號數據進行情感識別。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種情感信號采集系統。

本實用新型是通過以下技術方案實現的：

一種情感信號采集系統，包括VR視頻播放設備、肌電信號采集電極、脈搏信號采集傳感器、人體溫度信號采集傳感器、肌電信號調理模塊、脈搏信號調理模塊、人體溫度信號調理模塊、數據采集卡和計算機，

VR視頻播放設備控制電路和計算機電連接，計算機向VR視頻播放設備發送視頻信號，通過VR視頻播放設備播放視頻；

肌電信號采集電極連接肌電信號調理模塊，肌電信號調理模塊的信號輸出端連接至數據采集卡的模擬信號輸入端；