[發明專利]具有腦電情緒評估和調節功能的智能變色眼鏡及控制方法

在審

• 申請號: 202011626707.5
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112596273A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 陳俊龍;寧潤;張通
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G02C7/10
• 分類號: G02C7/10;G02F1/1514;G02F1/163;G06K9/62
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強

本發明公開了具有腦電情緒評估和調節功能的智能變色眼鏡及控制方法，所述眼鏡包括眼鏡框架、所述眼鏡框架上設有變色眼鏡片，眼鏡框架上設有眼鏡架體、音樂播放模塊和后腦勺架體；所述變色眼鏡片包括電致變色器組件，眼鏡架體中設有電壓控制模塊、電源、腦波音樂生成模塊、情緒評估模塊；后腦勺架體上設有腦電采集模塊，腦電采集模塊將采集的腦電信號傳給情緒評估模塊和腦波音樂生成模塊；情緒評估模塊從接收到的腦電信號中提取特征，對特征進行情緒分類，分類結果傳給電壓控制模塊和腦波音樂生成模塊；腦波音樂生成模塊從腦電信號和分類結果中生成對應情緒的音樂，將音樂傳輸到音樂播放模塊；所述電源通過電源開關控制通斷。

技術領域

本發明涉及具體涉及具有腦電情緒評估和調節功能的智能變色眼鏡及控制方法。

背景技術

隨著人們生活節奏越來越快，生活壓力增加，心理健康狀態受到了大家越來越多的關注。現有的精神狀態評估方法主要有三種：

①自評量表：如抑郁癥自評量表PHQ-9、焦慮障礙量表GAD-7、臨床實用抑郁轉歸量表CUDOS-A和焦慮性痛苦標注晤談DADSI等。通過回答自評量表中的問題來計算得分，根據得分來判斷自己是否有抑郁、焦慮等情緒。

②基于人體面部表情、語音等來進行精神狀態的評估。基于面部表情的情緒識別時根據表情與情緒間的對應關系來識別不同的情緒，在特定情緒狀態下人們會產生特定的面部肌肉運動和表情模式，如果有人皺眉、噘嘴，就意味著他們生氣了；如果眼睛變大、眉毛抬起、嘴巴大開，這意味著他們會害怕，等等。基于語音的情緒識別主要是根據語音的語調與情緒是對應關系來實現的，如心情愉悅時說話語調比較歡快，煩躁時語調比較沉悶。表情、語音等都是人類情緒和情感的外在表現，相關的情緒識別系統主要是提取這些數據的特征，如面部表情的灰度特征、運動特征、頻率特征等，語音的基頻、能量、語速等，或者使用神經網絡自動提取特征，從而來判斷人的情緒和精神狀態。

③基于文本的情感分析旨在通過對用戶發表的帶有情感色彩的主觀性文本進行分析、處理、推理和歸納，用戶發表的主觀性文本表達了人們的各種情感色彩和情感傾向性，如喜、怒、哀、樂和批評、贊揚等，通過機器學習或神經網絡等手段分析文本的情感色彩，可以判斷用戶當下的情緒。

④基于人體生理信號進行精神狀態評估。其中基于自主神經系統的評估方法是通過測量心率、皮膚阻抗、呼吸等生理信號來評估精神狀態。基于腦電的精神狀態評估系統是通過電極采集腦電信號，通過多級放大之后保存下來，然后提取腦電的特征，進行情緒識別和精神狀態評估。腦電特征主要包括時域特征和頻域特征，時域特征主要為一些統計特征，如均值、方差等，主要反映腦電信號在時域的信息；頻域特征包括功率譜密度、能量等，是目前腦電臨床應用中采用的主要方法。

基于自評量表的精神狀態評估操作簡單，結果簡單直接，但是在答題時主觀性判斷差異性較大，不夠客觀準確，真實度和可信度不高；基于表情、語音的情緒識別操作簡單，只需要攝像頭和麥克風便可獲取數據，但因為人們可以通過偽裝表情和語音語調來掩飾自己的真實情緒，且這種偽裝不易被發現，因此同樣不能保證情緒識別的可靠性，其次，對于患有某些特殊疾病的殘疾人來說，基于非生理信號識別的方法往往難以實現；基于文本的情緒識別獲取數據的方式也很簡單，只需要紙筆或鍵盤顯示器便可，相關情緒識別的研究也很多，但同樣的，文本也可以偽裝情緒，甚至比表情、語音更容易偽裝，所以無法保證得到真實有效的數據來評估。

變色眼鏡是指鏡片隨著環境變化能夠自動產生顏色變化的眼鏡。變色眼鏡能夠在一些特定刺激下如遇到強光照射、施加外部電壓時通過改變鏡片顏色實現對佩戴者眼睛的保護，同時在沒有刺激時鏡片迅速恢復到無色透明狀態。現在變色眼鏡用到的材料或技術有光致變色材料、電致變色材料、磁敏變色技術等。