[發明專利]一種基于可穿戴手環的情緒識別系統及方法

有效

• 申請號: 201811518440.0
• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN109620262B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 舒琳;余洋;徐向民
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: A61B5/16
• 分類號: A61B5/16;A61B5/024;A61B5/04;A61B5/0402
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 林梅繁

本發明為基于可穿戴手環的情緒識別系統及方法，其系統包括生理信號采集模塊、生理信號預處理模塊、生理信號特征提取模塊、情緒分類模塊、綜合評價模塊；生理信號采集模塊采集佩戴者的心電、心率、皮電三種生理數據；生理信號預處理模塊對三種生理數據進行數據切分，去噪之后傳輸至生理信號特征提取模塊；生理信號特征提取模塊對三種生理數據分別進行特征提取；情緒分類模塊針對三種生理數據進行情緒識別，輸出三種情緒狀態；綜合評價模塊采用基于權重的投票決策規則，對三種情緒狀態進行投票決策，綜合確定可穿戴手環佩戴者當前的情緒狀態標簽，得到識別結果。本發明提高了佩戴者對自身情緒的認知和管理能力，能擁有更加健康的心理狀態。

技術領域

本發明涉及可穿戴設備領域，具體是一種基于可穿戴手環的情緒識別系統及方法。

背景技術

近年來，移動互聯網技術取得了飛速的發展，可穿戴設備已經在人們的生活中扮演著十分重要的角色，逐漸成為消費類電子中比較流行的產品。它幫助人們養成健康的生活方式，更合理規劃工作與生活。可穿戴電子設備方便攜帶，測量準確，拓展能力強等優勢深受消費者和開發者的喜愛。當今社會，人們面臨的工作和生活壓力與日俱增，長期的壓力給人們的情緒帶來嚴重的影響，負面的情緒極易引發抑郁癥、心臟病、高血壓、內分泌失調等健康問題。因此，盡早發現潛在的情緒問題，能夠幫助我們更好地清除情緒障礙，使工作和生活變得更加美好。

目前大多數品類的手環，都只是采集了心率數據，并在手環端實時顯示心率的情況，或者只是在移動端的APP進行了單位時間(天或者小時)心率變化的分析；而沒有采集更多的生理信號，也反映不出單位時間內佩戴者情緒的變化情況，更沒有針對情緒狀態有可能帶來的影響做出及時的反饋。達不到針對佩戴者情緒及時監測，提醒佩戴者注意調節情緒的效果。即使現在也有測量心電信號的手表，但是也只是局限在手腕處獲取原始信號，沒有針對佩戴者的情緒變化情況進行及時識別和反饋。

發明內容

針對現有可穿戴設備所存在的不足，本發明提供一種基于可穿戴手環的情緒識別系統，該系統在可穿戴手環上集成心率、心電、皮電監測模塊，并針對采集的生理數據及時進行情緒識別并反饋，測量方法簡單，方便穿戴，可直接在佩戴的手環上看到生理信號實時的變化情況，并能夠很快得到情緒的識別結果。

本發明還提供一種基于可穿戴手環的情緒識別方法。

本發明情緒識別系統采用如下技術方案來實現：一種基于可穿戴手環的情緒識別系統，包括生理信號采集模塊、生理信號預處理模塊、生理信號特征提取模塊、情緒分類模塊、綜合評價模塊；

生理信號采集模塊通過部署在可穿戴手環端的心電傳感器、心率傳感器、皮電傳感器來分別采集佩戴者的心電、心率、皮電三種生理數據；生理信號預處理模塊對三種生理數據進行數據切分，去噪之后傳輸至生理信號特征提取模塊；生理信號特征提取模塊對三種生理數據分別進行特征提取，所提取的特征包括線性特征、非線性特征、時域特性、頻域特征；

情緒分類模塊針對三種生理數據進行情緒識別，基于每一種生理數據輸出一個情緒狀態；綜合評價模塊采用基于權重的投票決策規則，對三種生理數據輸出的情緒狀態進行投票決策，綜合確定可穿戴手環佩戴者當前的情緒狀態標簽，得到識別結果。

所述情緒識別系統還包括用戶反饋模塊，用戶反饋模塊根據識別結果和可穿戴手環佩戴者當前時刻真實情緒感受的差異，向情緒分類模塊反饋當前情緒狀態描述；情緒分類模塊根據所反饋的當前情緒狀態描述和識別結果之間的差異，動態調整情緒分類模塊和綜合評價模塊的參數，形成與每一位可穿戴手環佩戴者更加匹配的個性化情緒識別算法。

本發明情緒識別方法采用如下技術方案來實現：一種基于可穿戴手環的情緒識別方法，包括以下步驟：

步驟1：采集手環佩戴者的心率、心電、皮電三種生理數據；

步驟2：對三種生理數據分別進行預處理，包括信號放大、去噪處理，得到相對純凈的生理信號；